新的氧化偶氮类天然产物的发掘、合成途径的解析与应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31670008
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    江辉
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    C0101.微生物多样性、分类与系统发育
  • 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

Azoxy compounds, especial aromatic azoxy compounds, are widely used as dyes, reducing agents, chemical stabilizers, polymerization inhibitors, therapeutic agents, and energetic materials. To date, only a few natural azoxy compounds, especial natural aromatic azoxy compounds, have been reported. Little is known about their biosyntheses. The biosynthetic mechanism of azoxy group remains a mystery. Our group have identified three natural aromatic azoxy compounds, azoxymycins A, B, and C; cloned their biosynthetic gene cluster, azo gene cluster; and characterized AzoC, the enzyme involved in azoxy group biosynthesis. In this project, we will clone new natural azoxy compound biosynthetic gene clusters by bioinformatics technologies; activate the target gene clusters by molecular genetics technologies; identify new natural azoxy compounds; unveil the biosynthetic pathways of new natural azoxy compounds; and characterize the biosynthetic mechanism of azoxy groups. Our results will not only expand the library of natural aromatic azoxy compound and our understanding of azoxy group biosynthetic mechanism, but also develop a strategy for identification of new natural products based on bioinformatics.
氧化偶氮类化合物尤其是芳香族氧化偶氮类化合物在材料、化工、药物、农药等领域具有很大的应用前景。目前被发现的氧化偶氮类天然产物尤其是芳香族氧化偶氮类天然产物数量极其稀少，它们的生物合成途径尤其是氧化偶氮基团的生物合成机制至今仍然不清楚。本课题组分离得到了3个芳香族氧化偶氮类天然产物氧化偶氮霉素A、B、C，克隆了它们的合成基因簇azo基因簇，发现了催化氧化偶氮基团生物合成的酶AzoC。本项目首先通过生物信息学分析发掘新的氧化偶氮类天然产物合成基因簇；通过分子遗传学技术激活菌株中的目标基因簇；分离纯化新的氧化偶氮类天然产物；通过生物化学表征解析氧化偶氮类天然产物的生物合成途径，尤其氧化偶氮基团的合成。本项目的研究结果一方面丰富氧化偶氮类天然产物库、解析氧化偶氮基团的合成机制，一方面建立从生物信息学出发发掘新天然产物的策略。

结项摘要

氧化偶氮类天然产物数量极其稀少，该类天然产物中氧化偶氮基团的生物合成机制至今仍然不清楚。本项目通过体内表征和体外表征揭示了氧化偶氮类天然产物氧化偶氮霉素的关键生物合成途径，该分子中氧化偶氮基团的合成由AzoC催化；合成酶起始模块装载的底物是对氨基苯甲酸，该底物在生物合成中比较罕见。红球菌、具有有机氮降解能力的细菌、具有硝化-反硝化能力的细菌是潜在的具有氧化偶氮类天然产物生产能力的菌株。我们通过生物信息学分析在红串红球菌D1基因组中发现了6个非核糖体肽合成酶（NRPS）基因簇，通过化学合成得到了这些NRPS合成的产物，3个产物具有铁载体活性，1个具有抑制天蓝色链霉菌的活性。我们研究了解淀粉芽孢杆菌DT对有机氮的降解途径，以及铜绿假单胞菌P-1的异养硝化-好氧反硝化途径。本项目解析了氧化偶氮基团的关键合成机制，揭示了细菌体内氮元素的一些代谢途径，为新结构天然产物的发掘和环境中含氮污染物的降解提供了思路。

项目成果

期刊论文数量（16）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Strategies for Discovering New Antibiotics from Bacteria in the Post-Genomic Era
后基因组时代从细菌中发现新抗生素的策略
  • DOI：
    10.1007/s00284-020-02197-8
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Current Microbiology
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Jia-Wei Zhu;Si-Jia Zhang;Wen-Guang Wang;Hui Jiang
  • 通讯作者：
    Hui Jiang
Application of an aculeacin A acylase from Actinoplanes utahensis SW1311 in syntheses of echinocandins
犹他游动放线菌SW1311阿库莱辛A酰化酶在棘白菌素合成中的应用
  • DOI：
    10.3785/j.issn.1008-9209.2016.12.061
  • 发表时间：
    2017-03
  • 期刊：
    浙江大学学报（农业与生命科学版）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯国栋;许永锋;陈建烽;赵万忠;王欣;张小晟;江辉
  • 通讯作者：
    江辉
Conjugational delivery of chromosomal integrative constructs for gene expression in the carbendazim-degrading Rhodococcus erythropolis D-1
染色体整合构建体的接合递送用于多菌灵降解红平红球菌 D-1 中的基因表达
  • DOI：
    10.1007/s13213-018-1382-7
  • 发表时间：
    2018-10
  • 期刊：
    Annals of Microbiology
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Yang Tao;Wen-Guang Wang;Sheng-Hui Lu;Xin Xie;Ugit Lazzat;Naling Bai;Yuhua Zhao;Hui Jiang
  • 通讯作者：
    Hui Jiang
Application of acylases in the production of echinocandin antifungals
酰基转移酶在棘白菌素类抗真菌药生产中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国抗生素杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯国栋;王文广;方祥年;江辉
  • 通讯作者：
    江辉
Design of Ribosome Binding Sites in Streptomyces coelicolor
天蓝色链霉菌核糖体结合位点的设计
  • DOI：
    10.2174/1570164614666170724120325
  • 发表时间：
    2017-01-01
  • 期刊：
    CURRENT PROTEOMICS
  • 影响因子：
    0.8
  • 作者：
    Luo, Hong-Dou;Tao, Yang;Jiang, Hui
  • 通讯作者：
    Jiang, Hui

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其他文献

近、远场强震下深水桥墩的非线性动力响应特性
  • DOI：
    10.13245/j.hust.170816
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    华中科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    江辉;王宝喜;白晓宇;曾聪
  • 通讯作者：
    曾聪
近场地震下深水桥墩响应特性及动水效应计算方法检验
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    长安大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    江辉;王宝喜;白晓宇;朱晞;曾聪
  • 通讯作者：
    曾聪
基于谱速度的近场地震动输入能量计算模型研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    世界地震工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    江辉;朱晞;倪永军;JIANG Hui,ZHU Xi,NI Yongjun(School of Civil Engine
  • 通讯作者：
    JIANG Hui,ZHU Xi,NI Yongjun(School of Civil Engine
基于支路耗散功率转归分量的最优潮流模型与算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    电网技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭建春;江辉;杨帮宇
  • 通讯作者：
    杨帮宇
市场化进程、代理成本与公司过度投资行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    石河子大学学报(哲学社会科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨兴全;江辉
  • 通讯作者：
    江辉

其他文献

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江辉的其他基金

红球菌新结构非核糖体肽的发掘与合成途径的解析
  • 批准号：
    31870005
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    59.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
恰塔努加链霉菌L10中黄色素生物合成途径的研究
  • 批准号：
    31200600
  • 批准年份：
    2012
  • 资助金额：
    23.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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