ABCT、AACT、SecG基因共调控提高谷氨酸棒杆菌底盘细胞的外源蛋白表达及机理解析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21878124
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 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

C. glutamicum is a promising chassis cell for expressing recombiant protein, but the disadvantage of its low protein expressing efficiency restricts its application. Therefore nowadays it is a quite dynamatic area of optimizing the C. glutamicum expression system by genetically modifying the energy metabolism of the chassis cells and enhancing their protein synthesis ability. In our previous works, ABCT(encoding ABC transporter ATPase, AACT(encoding acetyl-CoA acetyltransferases) and SecG (encoding Sec secretory system SecG protein)have been identified that are closely related to cellular energy utilization and efficiency of recombinant protein expression. Therefore we propose to investigate the regulatory roles of ABCT, AACT and SecG on the transport capacity of substrates for protein synthesis, the efficiency of energy utilization, and the capability of protein secretion. The mechanism of the genes for co-regulation of exogenous proteins expression in the chassis cells will be unveiled as well, on the basis of technology of CRISPR/Cas9 gene editing system, DNA/protein-protein interaction technology, metabolomics and physiological and biochemical analysis, etc. As a result, a high-version C. glutamicum chassis cell with high efficiency of energy utilization and enhanced ability of recombinant protein expression will be constructed. The outcomes of the proposed study will pave a new way for developing C. glutamicum to be an excellent host for recombinant protein production.
谷氨酸棒杆菌(C. glutamicum)是一种新型外源蛋白表达生产用的底盘细胞,但存在蛋白表达效率较低的问题。理性改造底盘细胞能量代谢,增强其蛋白合成能力是优化C. glutamicum表达系统的有效研究方向。前期研究发现ABCT(编码ABC转运体ATP酶)、AACT(编码乙酰辅酶A酰基转移酶)、SecG(编码Sec分泌系统SecG蛋白)三个基因均与细胞能量代谢和外源蛋白表达密切相关。据此本项目采用CRISPR/Cas9基因编辑系统、蛋白质与基因/蛋白互作、代谢组学、生理生化分析等研究策略,通过研究ABCT、AACT、SecG在蛋白合成底物运输、能量利用、蛋白分泌三方面的作用,探讨它们对底盘细胞表达外源蛋白的共调控机制,并据此构建高效利用能量、外源蛋白表达能力提高的高版本C. glutamicum底盘细胞。研究结果为进一步优化C. glutamicum蛋白表达系统提供新途径和理论支撑。

结项摘要

谷氨酸棒杆菌(C. glutamicum)是一种新型外源蛋白表达生产用的底盘细胞,但存在蛋白表达效率较低的问题。理性改造底盘细胞能量代谢,增强其蛋白合成能力是优化C. glutamicum表达系统的有效研究方向。前期研究发现ABCT(编码ABC转运体ATP酶)、AACT(编码乙酰辅酶A酰基转移酶)、SecG(编码Sec分泌系统SecG蛋白)三个基因均与细胞能量代谢和外源蛋白表达密切相关。项目完成了C. glutamicum SecG(编码基因NCgl1522)、ABCT(编码基因NCgl0909)、AACT(编码基因NCgl2632)功能研究,并解析了它们对外源蛋白表达的影响机制以及它们对细胞代谢特别是能量代谢过程的作用。从多基因共同改造的角度对C. glutamicum宿主菌进行了综合改造,获得了外源蛋白表达量提升的宿主即C.g 15647ΔNCgl2632ΔNCgl0909,并对此菌株生产蛋白的培养条件进行了优化。同时项目开发了新的宿主细胞和相应3A(three antibiotic)表达系统和高效双顺反子表达系统。研究结果不仅丰富了谷氨酸棒杆菌基因调控的分子机理研究,也为生产重组蛋白开发了新型高效的细胞工厂,具有重要的理论价值和应用价值。

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(5)
Hypersecretion of OmlA antigen in Corynebacterium glutamicum through high-throughput based development process
通过基于高通量的开发过程,谷氨酸棒杆菌中 OmlA 抗原的过度分泌
  • DOI:
    10.1007/s00253-022-11918-x
  • 发表时间:
    2022-04-18
  • 期刊:
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Sun,Manman;Gao,Alex Xiong;Liu,Xiuxia
  • 通讯作者:
    Liu,Xiuxia
Construction of a 3A system from BioBrick parts for expression of recombinant hirudin variants III inCorynebacterium glutamicum
利用 BioBrick 部件构建 3A 系统,用于在谷氨酸棒杆菌中表达重组水蛭素变体 III
  • DOI:
    10.1007/s00253-020-10835-1
  • 发表时间:
    2020-08-25
  • 期刊:
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wang,Yali;Gao,Xiong;Bai,Zhonghu
  • 通讯作者:
    Bai,Zhonghu
猪胸膜肺炎放线杆菌细胞毒素ApxⅡ在谷氨酸棒杆菌中的截短表达
  • DOI:
    10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2022.04.006
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    东北农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨术杰;孙曼曼;刘秀霞;杨艳坤;白仲虎
  • 通讯作者:
    白仲虎
Effect of Clp protease from Corynebacterium glutamicum on heterologous protein expression
谷氨酸棒杆菌Clp蛋白酶对异源蛋白表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Protein Expr Purif
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu X;Meng L;Wang X;Yang Y;Bai Z
  • 通讯作者:
    Bai Z
The PhoPR two-component system responds to oxygen deficiency and regulates the pathways for energy supply in Corynebacterium glutamicum
PhoPR 双组分系统响应缺氧并调节谷氨酸棒杆菌的能量供应途径
  • DOI:
    10.1007/s11274-021-03131-1
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Peng Feng;Chen Jing;Liu Xiuxia;Li Ye;Liu Chunli;Yang Yankun;Bai Zhonghu
  • 通讯作者:
    Bai Zhonghu

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其他文献

巴斯德毕赤酵母甘油转运体的发现及功能研究
  • DOI:
    10.13523/j.cb.20170710
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国生物工程杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    战春君;李翔;刘国强;刘秀霞;杨艳坤;白仲虎
  • 通讯作者:
    白仲虎
毕赤酵母GT1的原核表达与体外功能鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘颖越;董贵彬;王荣斌;刘国强;刘春立;刘秀霞;白仲虎;杨艳坤
  • 通讯作者:
    杨艳坤
不同碳源细胞自噬对巴斯德毕赤酵母生长代谢的调控
  • DOI:
    10.3969/j.issn.2095-1736.2021.05.059
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆文怡;战春君;刘秀霞;詹锦玲;杨艳坤;白仲虎
  • 通讯作者:
    白仲虎
Pichia pastoris X-33 ΔGT2缓解甘油对AOX1的阻遏并用于外源蛋白的高效表达
  • DOI:
    10.13523/j.cb.20170106
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    中国生物工程杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张震阳;杨艳坤;战春君;李翔;刘秀霞;白仲虎
  • 通讯作者:
    白仲虎
基于开源和节流两种策略的耐高渗毕赤酵母菌株的构建
  • DOI:
    10.13995/j.cnki.11-1802/ts.027386
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    食品与发酵工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵天宇;王荣斌;王鹏程;白仲虎;杨艳坤
  • 通讯作者:
    杨艳坤

其他文献

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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

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          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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