壮观链霉菌CPCC 200148产生的新次级代谢产物系统挖掘

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81573328
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3403.微生物药物
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Streptomyces spectabilis CPCC 200148 is a known producer of spectinomycin and streptovaricin, and used to be an industrial strain for spectinomycin production. Our recent LC-MS analysis revealed the presence of prodigiosine, spectinabilin, SNF4435 and an un-identified new compound in the secondary metabolites of the strain. Bioinformatics analysis (antiSMASH)of Streptomyces spectabilis CPCC 200148 draft genome sequence revealed an enormous number of gene clusters for secondary metabolite biosynthesis. Streptomyces spectabilis CPCC 200148 must be a talented organism for secondary metabolite production, and new compounds remain to be identified from its secondary metabolites.. The present proposal aims first to maximize secondary metabolite diversity by activating silent gene clusters through random mutation, fermentation medium screening, optimal culture parameter searching and solid/liquid state fermentation, and then identify new compound(s) appeared in Streptomyces spectabilis CPCC 200148. The present proposal aims second to obtain the whole genome sequence of Streptomyces spectabilis CPCC 200148 for antiSMASH analysis, and discover new compound(s) of PKS or NRPS type by genome mining silent gene cluster(s) of interest. Three to five new compounds should be discovered from Streptomyces spectabilis CPCC 200148, some with the potential as lead compound(s) for drug development. A close and systematic relationship shall be established between all the secondary metabolites identified from Streptomyces spectabilis CPCC 200148 and the gene clusters responsible for their biosynthesis, which contributes a fine example for secondary metabolite studies of certain talented Streptomyces strain(s).
壮观链霉菌CPCC 200148已知是大观霉素和曲张链菌素产生菌。项目申请人对该菌株脂溶性次级代谢产物进行LC-MS分析,发现了灵菌红素、spectinabilin和新化合物线索等,基因组草图序列生物信息学分析显示了超乎寻常数量次级代谢产物合成基因簇;因此 CPCC 200148具有丰富的次级代谢产物合成能力。本项目:(1)通过诱变激活沉默基因、改变培养基组成和培养条件、固/液体发酵过程跟踪等,实现CPCC 200148次级代谢产物谱最大化,从中发现新化合物;(2)依据基因组测序和生物信息学分析结果,选择1-2个沉默基因簇,通过基因组挖掘技术获得新次级代谢产物,特别是聚酮/聚肽类新化合物。预期本项目发现新化合物3-5个,构建CPCC 200148次级代谢产物与生物合成基因簇之间的对应关系,为链霉菌单菌株次级代谢产物系统研究树立一个新标杆。

结项摘要

壮观链霉菌 CPCC 200148 具有丰富的次级代谢产物合成能力,并曾用于大观霉素生产。本项目对CPCC 200148产生的脂溶性次级代谢产物进行了系统研究,分析鉴定了曲张链菌素、灵菌红素和新金链菌素等10余个化合物,发现了1个具有NRPS-PKS杂合骨架的新分子(杭肽霉素,hangtaimycin),以及1个属于二酮哌嗪类的R构型TDD(tryptophan-dehydrobutyrine diketopiperazine)新分子。杭肽霉素具有弱的抗菌和细胞毒等生物活性。完成了CPCC 200148基因组测序,表明它具有1个9.6Mb线性染色体和1个817kb线性质粒。antiSMASH分析等表明它具有40余个编码次级代谢产物生物合成基因簇,其中包括大观霉素、曲张链菌素、灵菌红素、新金链菌素和杭肽霉素等主要次级代谢产物基因簇,以及若干编码萜类和NRPS类次级代谢产物的基因簇。上述研究结果,为今后对CPCC 200148进行深入的基础(杭肽霉素生物合成机制)与应用开发(理性提高大观霉素等生产水平)研究,奠定了良好工作基础。.采用类似CPCC 200148研究策略,对其他两株链霉菌产生的次级代谢产物进行了研究:从CPCC 204095中发现了具有环庚三烯酮结构单元的isatropolone新组分3个,并首次发现isatropolones具有自噬激活活性;从链霉菌CPCC 204980中发现氧杂蒽酮类抗生素cervinomycin新组分4个,具有显著的抗菌和肿瘤细胞毒活性。.对CPCC 200148等链霉菌琼脂平板发酵培养操作模式进行了优化,特别是接种时采用硅胶刷替代三角玻璃棒,显著提高了工作效率和质量。此外,设计了盖底一体式培养皿,可减少一次性培养皿制造原料——聚苯乙烯用量三分之一,且可简化制造工艺流程,申请并获得实用新型专利授权。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
实验室小规模微生物琼脂平板发酵培养操作模式优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国医药生物技术杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王静;孙桂芝;江冰娅;李书芬;黎林丽;胡笑文;胡晓敏;左利杰;武临专
  • 通讯作者:
    武临专
Hangtaimycin, a peptide secondary metabolite discovered from Streptomyces spectabilis CPCC 200148 by chemical screening
Hangtaimycin,一种通过化学筛选从Streptomyces spectabilis CPCC 200148中发现的肽次级代谢产物
  • DOI:
    10.1038/ja.2016.29
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Antibiotics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zuo Lijie;Jiang Bingya;Jiang Zhibo;Zhao Wei;Li Shufen;Liu Hongyu;Hong Bin;Yu Liyan;Zuo Limin;Wu Linzhuan
  • 通讯作者:
    Wu Linzhuan
Cytotoxic and Antibacterial Cervinonnycins B1-4 from a Streptomyces Species
来自链霉菌属的具有细胞毒性和抗菌作用的 Cervinonnycins B1-4
  • DOI:
    10.1021/acs.jnatprod.9b00198
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Natural Products
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Hu Xiaowen;Hu Xinxin;Hu Xiaomin;Li Shufen;Li LinLi;Yu Liyan;Liu Hongyu;You Xuefu;Wang Zhen;Li Li;Yang Beibei;Jiang Bingya;Wu Linzhuan
  • 通讯作者:
    Wu Linzhuan
Isarubrolones Containing a Pyridooxazinium Unit from Streptomyces as Autophagy Activators
含有来自链霉菌的吡啶并恶嗪单元的伊沙鲁酮作为自噬激活剂
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Natural Products
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Linli Li;Shufen Li;Bingya Jiang;Miaoqing Zhang;Jingpu Zhang;Beibei Yang;Li Li;Liyan Yu;Hongyu Liu;Xuefu You;Xinxin Hu;Zhen Wang;Yuhuan Li;Linzhuan Wu
  • 通讯作者:
    Linzhuan Wu

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其他文献

Geldanamycin biosynthetic analog 19-O-glycyl geldana
格尔德霉素生物合成类似物 19-O-甘氨酰格尔德纳
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    赫卫清
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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
    洪斌
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中国医药生物技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓岩;李书芬;黎林丽;刘佳昌;江冰娅;武临专
  • 通讯作者:
    武临专
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格尔德霉素类似物19-o-生物合成甘氨酰格尔德霉素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010-03-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    倪四阳;武临专;王以光;王玉成;王红远;赫卫清
  • 通讯作者:
    赫卫清
基因组发掘策略指导铁载体类化合物的 发现
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国医药生物技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江志波;李星星;任卫聪;侍媛媛;高荣梅;李玉环;武临专;洪斌
  • 通讯作者:
    洪斌

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武临专的其他基金

天然格尔德霉素衍生物的化学与生物学研究
  • 批准号:
    81172964
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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