以基因组信息为指导的深海链霉菌SCSIO T05中活性次级代谢产物挖掘

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41706169
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0604.生物海洋学与海洋生物资源
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Deep-sea actinomycete is recognized as a new source of natural products due to its special gene sequence and biosynthetic pathways. Deep-sea Streptomyces sp. SCSIO T05, isolated from marine sediment of the Indian ocean, could produce abundant secondary metabolites, and a series of compounds with anthracene, indolosesquiterpene and macrolide structures were isolated from it in initial experiment. Further bioinformatics analysis revealed that most of the gene clusters were still in silence,which means more novel compounds can be synthesized by it. In order to exploit the biosynthesis potential of Streptomyces sp. SCSIO T05, genome mining technology is employed in this project and the main contents are listed as follows: 1) The target gene clusters are activated by extensive media screening and orientation optimization of the culture, knockout of biosynthesis gene clusters, gene expression regulation and heterologous expression for the biosynthesis of novel compounds. 2) Novel compounds are obtained by scale fermentation, extract and isolation, and the structures are elucidated by detailed spectroscopic analysis. 3) Biological activities, such as anti-affection and anti-tumor activities of the isolated compounds are screened to find the ones with obvious activities. The results of the project will supply significant lead compounds for the development of marine drugs with independent intellectual property rights.
深海放线菌特殊的基因序列和生物合成途径使其成为天然产物研究的战略新兴资源。我们前期研究表明从印度洋海底沉积物中分离得到的深海链霉菌SCSIO T05代谢产物丰富,现已从中分离得到一系列具有蒽环、吲哚倍半萜和大环内酯等结构的化合物,但生物信息学分析表明其大多数基因簇处仍于沉默状态,具有生产多种新颖化合物的潜力。因此,本项目拟以基因组信息为指导研究菌株对多种化合物的生产能力,主要内容包括:1) 运用培养基的广泛筛选和定向优化、生物合成基因簇的阻断、基因簇的调控表达和异源表达等基因组挖掘方法激活基因簇的表达;2) 对构建的突变株和异源表达菌株进行放大发酵和提取分离,综合运用各种色谱方法鉴定目标化合物的结构;3) 对分离得到的化合物进行抗病原菌和耐药菌、抗肿瘤等多方面的活性筛选,以期发现具有显著活性的化合物。本项目的研究成果将为开发我国具有自主知识产权的海洋药物提供先导化合物。

结项摘要

生物信息学分析结果表明印度洋海底沉积物中分离得到的深海链霉菌SCSIO T05含有多个次级代谢产物生物合成基因簇,具有生产多种新颖化合物的潜力。本项目综合利用各种基因工程技术手段,对该菌株次级代谢产物进行挖掘,激活了蒽醌类、mycemycin类,以及安莎霉素类等多个基因簇的表达,并通过放大发酵分离得到化合物34个;利用各种分子生物学手段确定了3类不同骨架类型化合物的生物合成基因簇及其合成过程;活性评价结果表明化合物sorbicillin和3-甲基-N-(2'-苯乙基)丁酰胺在细胞模型上对白色念珠菌生物膜形成、菌丝形态转换和致病性有明显的抑制作用,动物实验表明化合物sorbicillin对感染了白色念珠菌的小鼠具有明显的保护作用。研究成果,为新型抗感染药物的研发提供了新的先导化合物,并为利用基因工程技术挖掘海洋微生物资源提供了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Genome mining of Streptomyces olivaceus SCSIO T05: discovery of olimycins A and B and assignment of absolute configurations
橄榄链霉菌 SCSIO T05 的基因组挖掘:奥利霉素 A 和 B 的发现以及绝对构型的分配
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Tetrahedron
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Sun Changli;Zhang Chunyan;Qin Xiangjing;Wei Xiaoyi;Liu Qing;Ju Jianhua
  • 通讯作者:
    Ju Jianhua
Genome mining of Streptomyces atratus SCSIO ZH16: discovery of atratumycin and identification of its biosynthetic gene cluster
黑链霉菌SCSIO ZH16基因组挖掘:阿曲霉素的发现及其生物合成基因簇的鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Org. Lett.
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Sun Changli;Yang Zhijie;Zhang Chunyan;Liu Zhiyong;He Jianqiao;Liu Qing;Zhang Tianyu;Ju Jianhua;Ma Junying
  • 通讯作者:
    Ma Junying
Anti-Tubercular Ilamycins from Marine-Derived Streptomyces atratus SCSIO ZH16 ΔilaR
来自海洋来源的黑链霉菌 SCSIO ZH16 ÎilaR 的抗结核伊拉霉素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    J. Nat. Prod.
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Sun Changli;Liu Zhiyong;Zhu Xiangchneg;Fan Zhiying;Huang Xuanmei;Wu Qiaoling;Zheng Xiaohong;Qin Xiangjing;Zhang Tianyu;Zhang Hua;Ju Jianhua;Ma Junying
  • 通讯作者:
    Ma Junying
New borrelidins from Onchidium sp. associated Streptomyces olivaceus SCSIO LO13
来自 Onchidium sp 的新疏螺旋体素。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chem. Biodivers
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou Zhenbin;Wu Qiaoling;Xie Qing;Ling Chunyao;Zhang Hua;Sun Changli;Ju Jianhua
  • 通讯作者:
    Ju Jianhua
Cytotoxic kendomycins containing the carbacylic ansa scaffold from marine-derived Verrucosispora sp. SCSIO 07399
细胞毒性肯多霉素,含有来自海洋来源的 Verrucosispora sp. 的碳酰基 ansa 支架。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    J. Nat. Prod.
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Zhang Shanwen;Xie Qing;Sun Changli;Tian Xin-Peng;Gui Chun;Qin X.iangjing;Zhang Hua;Ju Jianhua
  • 通讯作者:
    Ju Jianhua

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抗感染活性大环内酯anthracimycin的生物合成机制及其结构改造
  • 批准号:
    22177117
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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