肠杆菌FML-C1厌氧发酵产氢的代谢途径迁移

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基本信息

  • 批准号：
    21106111
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    29.0万
  • 负责人：
    马晓轩
  • 依托单位：
    西北大学
  • 学科分类：
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

基于目前采用单菌纯培养厌氧发酵制氢的基质转化率低和产氢速率不高的问题，利用本课题组前期筛选的肠杆菌FML-C1厌氧发酵产氢，通过检测底物消耗速率、细胞生长速率和乙酸、丁酸、乙醇、氢气、二氧化碳等各代谢终产物的生成速率，进行代谢途径通量分布分析（MFA），采用2D电泳检测各代谢途径中关键酶的酶量变化，同时采用"特异性酶促反应法"测定各关键酶的酶活变化，确定代谢网络中影响氢气转化的柔性节点和关键酶，分析产氢代谢的差异是源于酶活性的改变还是酶量的改变，揭示肠杆菌厌氧发酵产氢代谢途径迁移的机制以及途径迁移与氢气转化的偶联关系。本研究的重要创新在于从"酶水平"分析厌氧发酵产氢代谢途径迁移的机制，补充和完善现有厌氧发酵产氢的理论体系，为厌氧发酵产氢的代谢工程研究和菌种的基因工程改造提供理论依据，为高效厌氧产氢菌种的构建、育种和产氢的定向代谢调控奠定基础。

结项摘要

基于目前采用单菌纯培养厌氧发酵制氢的基质转化率低和产氢速率不高的问题，本项目主要利用前期筛选的肠杆菌FML-C1厌氧发酵产氢，考察pH、缓冲体系、氧化还原电位对细胞生长、底物消耗及产氢量的影响，并根据发酵产氢过程中所测的气相代谢产物和液相代谢产物建立代谢网络图，分析ES3的发酵类型，同时采用2D电泳和“特异性酶促反应法”检测各代谢途径中关键酶的酶量和酶活变化，确定代谢网络中影响氢气转化的关键酶。结果表明：1）ES3的最佳产氢pH值为5.8，在该pH条件下，添加适量的缓冲体系后，ES3的产氢效果更佳；同时当L-半胱氨酸浓度为300 ml/L时，ES3的产氢量最大，其氢气转化率可达到1.29 mol H2/mol Glu。2）ES3在厌氧发酵过程中的主要代谢副产物为乙醇、乙酸、2, 3-丁二醇、少量琥珀酸和乳酸，发酵类型属于混合酸和丁二醇发酵。3）氢化酶、丙酮酸脱氢酶、乳酸脱氢酶属于代谢网络中影响代谢通量分布的关键酶，酶活导致代谢途径的迁移。因此可以通过酶活的提高来提高系统的产氢能力和产氢速率，从而为高效厌氧产氢菌种的构建、育种和产氢的定向代谢调控奠定基础。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The chemical interaction between human-like collagen and copper (Cu)
类人胶原蛋白与铜 (Cu) 之间的化学相互作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Adv. Sci. Lett.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yan Sun;Yan E Luo;Daidi Fan;Chenhui Zhu.
  • 通讯作者：
    Chenhui Zhu.
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透明质酸/类人胶原水凝胶的合成与表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Materials Science and Engineering C
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Jingjing Zhang;Xiaoxuan Ma;Daidi Fan;Chenhui Zhu;Jianjun Deng;Junfeng Hui;Pei Ma
  • 通讯作者：
    Pei Ma
New correlation of volumetric oxygen mass transfer coefficient for scale-up in aerobic fermentation of recombination E. coli
重组大肠杆菌好氧发酵放大体积氧传质系数的新相关性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Chemical and Pharmaceutical Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiao X. Ma;Dai D. Fan;Chen H. Zhu;Chen H. Zhu;Yu Mi
  • 通讯作者：
    Yu Mi
The Effects on Degradation Treatment of CMC-HLC/EDC-ADH Hydrogels using Collagenase I and Simulated Body Fluid
胶原酶 I 和模拟体液降解处理 CMC-HLC/EDC-ADH 水凝胶的效果
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Pure and Applied Microbiology
  • 影响因子：
    0.8
  • 作者：
    Hui, Junfeng;Ma, Xiaoxuan;Zhu, Chenhui;Xue, Wenjiao
  • 通讯作者：
    Xue, Wenjiao
A novel hydrophobic-induced method for water soluble silk fibroin
一种新型疏水诱导水溶性丝素蛋​​白的方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Advanced Materials Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ya Wang;Pei Li;Chen Huizhu;Daidi Fan
  • 通讯作者：
    Daidi Fan

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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]
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