基于ApCPS2诱饵蛋白靶向分离穿心莲I型萜类合酶及其方法的建立

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81673547
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3201.中药资源
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Andrographolide is the principal active component of Andrographis paniculata. It has particularly shown widespread medicinal properties, like anti-virus, antimicrobial, and anti-inflammatory activities. Characterizing their biosynthetic pathways and reconstructing them in microbe will provide an alternative for production of andrographolide. ApCPS2 which is involved in the biosynthesis of andrographolide has been identified. However, class I terpene synthase (TPS) which is involved in accumulation of andrographolide has not been identified so far. Lacking class I TPS has become the bottleneck for illuminating the biosynthetic pathway of andrographolide. Protein complex formations in plant secondary metabolism (including terpene biosynthesis) enable plants to effectively synthesize specific natural products. Tandem affinity purification (TAP), which base on two-step sequential affinity purification, is one of the most efficient methods to characterize interaction protein of a certain protein of interest (bait). In this study, ApCPS2 will be used to be a bait to co-purify class I terpene synthase (TPS) which is involved in the production of andrographolide with TAP. The function of obtained class I TPS will be further characterized in yeast. Engineered yeast which efficiently products the precursor of andrographolide will be constructed. Our study will facilitate to characterize the downstream steps of andrographolide accumulation in vivo. And TAP modified in this study will be applied to shed light on other secondary metabolism pathways.
穿心莲内酯是传统大宗中药穿心莲的主要药效成分,广泛应用于临床治疗。解析其体内合成途径,利用合成生物学进行异源高效生产,将为中药制剂生产提供大量原料。前期研究通过比较转录组学,鉴定了参与穿心莲内酯合成的II型萜类合酶ApCPS2;而后续的I型萜类合酶却始终难以分离。缺乏I型萜类合酶严重阻碍后续步骤的阐明。植物次生代谢途径的诸多催化酶类(包括萜类合酶)以蛋白复合物形式相互作用,共同催化合成下游产物。串联亲和纯化(TAP)技术以已知蛋白为诱饵,通过两步连续亲和纯化,得以高效分离体内互作蛋白。本研究拟以ApCPS2为诱饵,探索通过TAP技术,分离参与穿心莲内酯合成的I型萜类合酶;并通过基因融合构建高产穿心莲内酯二萜骨架的酵母工程菌。I型萜类合酶及底盘菌的获得将为继续解析穿心莲内酯体内合成奠定基础。本研究建立的TAP技术将可以推广应用于解析其它药用植物次生代谢途径,成为分离功能基因的重要手段。

结项摘要

穿心莲内酯是传统大宗中药穿心莲的主要药效成分,广泛应用于临床治疗。解析其体内合 成途径,利用合成生物学进行异源高效生产,将为中药制剂生产提供大量原料。前期研究通过比较转录组学,鉴定了参与穿心莲内酯合成的II型萜类合酶ApCPS2;而后续的I型萜类合酶却 始终难以分离。课题拟通过ApCPS为诱饵蛋白筛选及纯化与穿心莲内酯生物合成相关的I型萜类合酶。课题组通过对穿心莲再生体系激素配比进行优化及不同组织作为外植体进行筛选,成功构建穿心莲再生体系,但未能构建穿心莲稳定遗传转化体系;筛选及克隆4个穿心莲ApGGPPS作为穿心莲诱饵蛋白体系阳性对照候选基因,通过对ApGGPPS生物学功能、表达模式及亚细胞定位进行研究,结果表明ApGGPPS2可能是参与穿心莲内酯生物合成的关键基因,即筛选获得阳性对照基因;对穿心莲基因组中37个萜类合酶克隆及功能鉴定,获得6个倍半萜合酶,但未筛选获得与穿心莲内酯生物合成相关的I型萜类合酶。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Molecular cloning and functional characterization of multiple geranylgeranyl pyrophosphate synthases (ApGGPPS) from Andrographis paniculata
穿心莲多种香叶基香叶基焦磷酸合酶(ApGGPPS)的分子克隆和功能表征
  • DOI:
    10.1007/s00299-018-2353-y
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Plant Cell Reports
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Jian Wang;Hui-Xin Lin;Ping Su;Tong Chen;Juan Guo;Wei Gao;Lu-Qi Huang
  • 通讯作者:
    Lu-Qi Huang
Glucosyltransferase Capable of Catalyzing the Last Step in Neoandrographolide Biosynthesis
能够催化新穿心莲内酯生物合成最后一步的葡萄糖基转移酶
  • DOI:
    10.1021/acs.orglett.8b02146
  • 发表时间:
    2018-10-05
  • 期刊:
    ORGANIC LETTERS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Li, Yuan;Lin, Hui-Xin;Huang, Lu-Qi
  • 通讯作者:
    Huang, Lu-Qi
Molecular cloning and functional characterization of multiple ApOSCs from Andrographis paniculata
穿心莲多个 ApOSC 的分子克隆和功能表征
  • DOI:
    10.1016/s1875-5364(20)60004-8
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chinese Journal of Natural Medicines
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wang Jian;Lin Hui-Xin;Zhao Huan;Guo Juan;Su Ping;Yang Jian;Wu Xiao-Yi;Huang Lu-Qi;Gao Wei
  • 通讯作者:
    Gao Wei

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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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