Dickeya dadantii DCE-01菌株苎麻脱胶的酶催化机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31871675
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    段盛文
  • 依托单位：
    中国农业科学院麻类研究所
  • 学科分类：
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The ramie industry is one of characteristic industry in China. Bio-degumming is the development direction of ramie degumming. We have selected a highly effective degumming strains DCE-01, which can finish ramie degumming within 6 to 8 h. Its whole genome sequences have been obtained, and the bio-degumming technology has been popularized and used in 13 companies. However, the strain is not stable, and the degumming is not completely. The enzymatic catalytic mechanism is not clear, which hinders the construction of high-stable and high-efficiency degumming strain, and the further development of bio-degumming technology. In this project, the key degumming protein components will be revealed by proteomics research; the key degumming genes will be revealed by whole genome and transcriptome method; by cloning, identifying and knockouting the key enzyme genes of ramie degumming, the gene regulation and protein expression mechanism will be revealed; and the mode of action between key enzyme and non-cellulose will be revealed by study on the site of the substrate, function order and catalytic function. The project has important theoretical value and practical significance to promote the sustainable development of ramie industry.
苎麻产业是我国的特色产业，生物脱胶是苎麻脱胶的发展方向。项目组筛选到一株高效脱胶菌株Dickeya dadantii DCE-01，该菌株能在6-8h内完成苎麻的非纤维素降解，已完成该菌株的全基因组测序草图，并已在13家企业获得推广应用，但该菌仍存在稳定性不足以及脱胶残胶高等问题。因苎麻生物脱胶的酶催化机制不清楚，阻碍了高稳定、高效能脱胶菌株的构建，阻碍了生物脱胶技术的进一步发展。本项目拟通过蛋白组学研究，揭示关键脱胶酶组分与比例；通过全基因组重测序及转录组学研究，揭示关键脱胶酶编码基因；进一步克隆、敲除、鉴定苎麻脱胶关键酶基因，揭示基因表达及调控机制；继而追踪整个脱胶过程中的关键酶对底物的切入位点、作用顺序及催化功能，揭示关键酶催化苎麻胶质的协同作用模式。项目的实施对促进苎麻产业的可持续发展具有重要理论意义和实用价值。

结项摘要

苎麻生物脱胶的酶催化机制不清楚，阻碍了高稳定、高效能脱胶菌株的构建，阻碍了生物脱胶技术的进一步发展。项目以本课题组选育到的苎麻生物脱胶高效菌株D. dadantii DCE-01为研究对象，利用蛋白质组学分析技术，开展了苎麻生物脱胶过程中的关键酶种类及表达的动态变化研究；利用基因组重测序技术，分析了苎麻生物脱胶过程中的关键酶基因类别；通过克隆、敲除、表达等手段，明确了关键酶基因的功能及协同表达调控机制；通过脱胶酶基因分子改造，构建了基因工程菌株。. 通过实施本项目，形成了菌株DCE-01全基因组完成图，注释到的编码基因为4361个，非编码RNA条目为246个，筛选到21个关键脱胶酶基因；鉴定到胞外蛋白总数为1474个，肽段数量8038条，获得二级图谱总数242275张；通过差异蛋白表达分析发现与苎麻脱胶相关的关键脱胶酶有14个；克隆到四个特质果胶酶基因pel207、pel225、pelG32、pel027，构建了四个重组菌株；采用理性设计对果胶裂解酶进行分子改造，从PelG403突变酶和Pel419突变酶库中各筛选到1个正向突变酶（PelG403-A129V和Pel419-V52A）；对果胶裂解酶PelG403和Pel419进行同源建模获得三维结构；采用插入法构建了一株纤维素酶缺陷基因eglS失活菌株；首次表明CitT可能正调控苎麻纤维的生物脱胶过程，是果胶降解的重要调控因子；探究了双组分系统CitST中应答调节蛋白CitT对苎麻脱胶效果的影响。. 本项目进一步揭示了苎麻生物脱胶的酶催化机制，有利于高稳定、高效能脱胶菌株的构建，项目的实施对促进苎麻产业的可持续发展具有重要理论意义和实用价值。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
Response Regulator CitT from CitST Two-Component System Specifically Regulates the Pectin Degradation in Bio-Degumming of Ramie Fibers by Bacillus subtilis
CitST 双组分系统中的响应调节剂 CitT 专门调节枯草芽孢杆菌对苎麻纤维生物脱胶中的果胶降解
  • DOI：
    10.1080/15440478.2022.2128503
  • 发表时间：
    2022-10
  • 期刊：
    Journal of Natural Fibers
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Qi Yang;Lifeng Cheng;Xiangyuan Feng;Ke Zheng;Chunjie Liu;Zhiyuan Liu;Yu;e Peng;Shengwen Duan
  • 通讯作者：
    Shengwen Duan
Improvement on Thermostability of Pectate Lyase and Its Potential Application to Ramie Degumming.
果胶酸裂解酶热稳定性的改进及其在苎麻脱胶中的潜在应用
  • DOI：
    10.3390/polym14142878
  • 发表时间：
    2022-07-15
  • 期刊：
    POLYMERS
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Xu, Huan;Feng, Xiangyuan;Yang, Qi;Zheng, Ke;Yi, Le;Duan, Shengwen;Cheng, Lifeng
  • 通讯作者：
    Cheng, Lifeng
Ramie-degumming methodologies: A short review
苎麻脱胶方法：简短回顾
  • DOI：
    10.1177/1558925020940105
  • 发表时间：
    2020-07-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF ENGINEERED FIBERS AND FABRICS
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Cheng, Lifeng;Duan, Shengwen;Peng, Yuande
  • 通讯作者：
    Peng, Yuande
Insights on bio-degumming of kenaf bast based on metagenomic and proteomics
基于宏基因组和蛋白质组学的红麻韧皮生物脱胶见解
  • DOI：
    10.1186/s12864-020-6531-2
  • 发表时间：
    2020-02-03
  • 期刊：
    BMC GENOMICS
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Duan, Sheng Wen;Cheng, Li Feng;Peng, Yuan De
  • 通讯作者：
    Peng, Yuan De
Metagenomic and proteomic analysis of bacterial retting community and proteome profile in the degumming process of kenaf bast.
红麻韧皮脱胶过程中细菌沤制菌群落和蛋白质组谱的宏基因组和蛋白质组分析
  • DOI：
    10.1186/s12870-022-03890-5
  • 发表时间：
    2022-11-05
  • 期刊：
    BMC PLANT BIOLOGY
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Xu, Huan;Zhang, Lixia;Feng, Xiangyuan;Yang, Qi;Zheng, Ke;Duan, Shengwen;Cheng, Lifeng
  • 通讯作者：
    Cheng, Lifeng

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

Dickeya sp. DCE-01关键脱胶酶基因克隆及表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国麻业科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曾洁;成莉凤;段盛文;冯湘沅;刘志远;周映君;杨琦;刘正初
  • 通讯作者：
    刘正初
一种新型木聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    华北农学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李琦;成莉凤;段盛文;冯湘沅;郑科;杨琦;刘志远;彭源德
  • 通讯作者：
    彭源德

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码