以菊芋为原料利用酿酒酵母细胞工厂生产神经酸的相关研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31760025
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    40.0万
  • 负责人：
    袁博
  • 依托单位：
    内蒙古师范大学
  • 学科分类：
    C2102.合成生物学与生物改造技术
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Nervonic acid is one kind of material which can improve nerve cell regeneration and play a functional role in repair of damaged neural circuitry, it is widely used in the field of medicine and food. The application and utilization of nervonic acid is restricted seriously, because its resource is few and its cost is high. it is necessary to develop a rapid, simple and safe method for synthetizing nervonic acid. This project is used in Saccharomyces cerevisiae that have high safety and a clear genetic background. Synthetic pathways of nervonic acid were constructed in S. cerevisiae by introducing inulinase and β-ketoacyl-CoA synthase (KCS), then the engineered strains can producd nervonic acid from Jerusalem artichoke，the fermentation conditions were optimized to improve production, and The Changes in the composition of fatty acids in the engineered strains were analyzed, In order to provide theoretical support for improving the production of nervonic acid and provide a solid theoretical basis for the industrial production of nervonic acid.
神经酸是世界上第一个，也是目前唯一一个能修复疏通受损大脑神经通路（神经纤维），并促使神经细胞再生的双效神奇物质，它被广泛应用于医药食品领域。由于目前的神经酸的来源少且成本高，这都严重制约着它的研究与应用，因此开发一种快速、安全高效合成神经酸的方法是十分必要的。本项目拟以生物安全性高、遗传背景清晰的酿酒酵母作为底盘细胞，利用合成生物学方法，导入含有菊粉酶基因的菊粉水解模块和含有β -酮酰辅酶A 合酶（KCS） 基因的神经酸合成模块，构建成能够利用内蒙古地区大量生长的菊芋为原料，且高效快速生产神经酸的“神经酸酵母”细胞工厂，并对其发酵条件进行优化，同时对胞内脂肪酸的变化进行解析和探究，以期为神经酸的产量进一步提高提供理论支持，为神经酸的工业生产提供坚实的理论基础。

结项摘要

神经酸是世界上第一个，也是目前唯一一个能修复疏通受损大脑神经通路（神经纤维），并促使神经细胞再生的双效神奇物质，它被广泛应用于医药食品领域。由于目前的神经酸的来源少且成本高，这都严重制约着它的研究与应用，因此开发一种快速、安全高效合成神经酸的方法是十分必要的。. 本项目首先对高效水解菊粉的菌株进行分离，克隆出胞外酶比酶活最高的Aspergillus niger NM3的内切菊粉酶基因。同时克隆出了8种植物的β -酮酰辅酶A 合酶（KCS）基因，连入载体pYC230中，构建成载体pYC230-PGKpt-KCS，并分别转入酿酒酵母菌株BY4741中进行评价，结果来源于碎米荠β -酮酰辅酶 A 合酶基因效果最佳。 . 将来源于Aspergillus niger NM3的内切菊粉酶基因和碎米荠β -酮酰辅酶 A 合酶基因，整合到了Saccharomy cescerevisiae JZ1C染色体上，成功构建了以菊芋为原料的神经酸酿酒酵母细胞工厂，其在5 %接种量，20 %装液量，菊粉浓度分别为200g/L，初始值pH7.0，温度28 °C ，发酵72 h，能产生神经酸4.2± 0.03 mg/L。通过紫外线诱变，获得的突变体Y31，经过发酵优化后，其在培养条件为5 % 菊芋粉、1 % 酵母提取物、0.25 % MgSO4、0.1 % NaCl，pH 4.0，30°C时，神经酸产量最高，产量为6.2±1.0 mg/L。另外还构建了Kluyveromyces marxianus 为底盘细胞的神经酸细胞工厂。 . 本项目为神经酸的工业生产提供了一种有效途径。

项目成果

期刊论文数量（1）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Mongoliitalea daihaiensis sp. nov., isolated fromDaihai Lake inInner Mongolia
蒙古岱海菌属
  • DOI：
    10.1007/s00203-021-02724-6
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Archives of Microbiology
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Kai Jiang;Bo Yuan;Chun Ling Cao;Chen Ying Zhang;Ruo Xuan Li;Yan An
  • 通讯作者：
    Yan An

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其他文献

机械装备螺栓连接状态测试技术研究现状
  • DOI：
    10.16080/j.issn1671-833x.2019.05.063
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 作者：
    齐艳华;黄庆涛;袁博;孙清超
  • 通讯作者：
    孙清超
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    国土资源遥感
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张媛;张杰林;赵学胜;袁博
  • 通讯作者：
    袁博
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2015
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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  • 作者：
    袁博;李帝铨;程党性
  • 通讯作者：
    程党性

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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