Developing global engineering and synthetic biology tools for process optimisation with Geobacillus spp

开发全球工程和合成生物学工具,利用土芽孢杆菌进行工艺优化

基本信息

  • 批准号:
    1653446
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2015 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

There are over 50000 natural terpene structures identified including terpenes such as taxol and artemisinin, from plants, fungi and bacteria. The key enzyme in their production is the terpene synthase/cyclase (TPS). This enzyme's function is the cyclisation step of substrates, such as fernesyl pyrophosphate, to produce the many cyclic terpenes. One of the difficulties of characterising TPSs is that they have very low sequence homologies, sometimes less than 20%, which means that the functions cannot be easily determined from the primary sequence. This make it very difficult to model uncharacterised TPSs from known TPS structures. Although having similar mechanisms for producing the cyclic terpene products. TPSs have different specificities for substrates and products. Many TPSs produce multiple terpenes, for example y-Humulene synthase, which can produce 52 different terpenes. One of the aims of this project is to use structure-guided design of a thermophilic TPS to help to help understand the relationship between the primary and tertiary sequences of a TPS and how this produces specific terpenes. This would enable structure-guided design of TPSs to produce alternative terpenes. This can be done in one of two way, making a mesophilic TPS more thermostable and/or redesigning a thermophilic TPS to make and alternative terpene product.The second aim of this project is to produce an orthogonal thermophilic MEV pathway. The two alternative pathways used to produce the substrates for terpene production are the mevalonate (MEV) and nonmevalonate (DXP) pathways. While most bacteria use the DXP pathway, several use the MEV pathway. The construction of an orthaganol thermophilic MEV pathway would enable the TPSs produced by the first aim to be inserted to the pathway to produce favourable terpenes. This would create a "plug-and-paly" aspect. Several thermophilic enzymes in this pathway have already been characterised and used to begin the construction of this pathway in the thermophilic organism, Geobacillus, but several enzymes are yet to have thermophilic versions identified.This project would enable the construction of a thermophilic organism with a functional MEV pathway where a different thermophilic TPS can be inserted to produce a favourable terpene. Having enzymes that are thermostable are beneficial to industrial processes for the production of terpenes due to generally having higher reaction rates than the mesophilic counterparts. Also, many industrial processes run at higher temperatures. Thermophilic enzymes are preferred as it allows for higher substrate solubility, low risk of contamination and lower process costs. Geobacillus can grow on high carbohydrate raw materials, such as agriculture which could be used as feedstocks for terpene production using the thermophilic MEV pathway. Lastly, the ability to understand how structure of a TPS relates to function may enable the redesign of structures to produce alternative favourable terpines.
从植物、真菌和细菌中鉴定出超过50000种天然萜烯结构,包括萜烯如紫杉醇和青蒿素。其生产中的关键酶是萜烯合酶/环化酶(TPS)。这种酶的功能是底物的环化步骤,如焦磷酸铁酯,以产生许多环状萜烯。表征TPS的困难之一是它们具有非常低的序列同源性,有时小于20%,这意味着不能容易地从一级序列确定功能。这使得很难从已知的TPS结构中对未表征的TPS进行建模。尽管具有类似的产生环状萜烯产物的机制。TPS对底物和产物具有不同的特异性。许多TPS产生多种萜烯,例如γ-蛇麻烯合酶,其可以产生52种不同的萜烯。该项目的目的之一是使用嗜热TPS的结构指导设计,以帮助理解TPS的一级和三级序列之间的关系以及如何产生特定的萜烯。这将使TPS的结构导向设计能够产生替代萜烯。这可以通过两种方式中的一种来完成,使嗜温TPS更热稳定和/或重新设计嗜热TPS以制备和替代萜烯产物。用于产生萜烯生产的底物的两种替代途径是甲羟戊酸(MEV)和非甲羟戊酸(DXP)途径。虽然大多数细菌使用DXP途径,但有几种细菌使用MEV途径。正丁醇嗜热MEV途径的构建将使得由第一目的产生的TPS能够插入到该途径中以产生有利的萜烯。这将创建一个“即插即用”方面。该途径中的几种嗜热酶已经被表征并用于在嗜热生物Geobacillus中开始该途径的构建,但几种酶尚未鉴定出嗜热版本。该项目将使具有功能性MEV途径的嗜热生物的构建成为可能,其中不同的嗜热TPS可以插入以产生有利的萜烯。具有热稳定的酶对用于生产萜烯的工业过程是有益的,因为其通常具有比嗜温对应物更高的反应速率。此外,许多工业过程在更高的温度下运行。嗜热酶是首选,因为它具有更高的底物溶解度、低污染风险和更低的工艺成本。土芽孢杆菌可以在高碳水化合物原料上生长,例如农业,其可以用作使用嗜热MEV途径生产萜烯的原料。最后,了解TPS结构与功能的关系的能力可以使结构的重新设计能够产生替代的有利萜类。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The heterologous production of terpenes by the thermophile Parageobacillus thermoglucosidasius in a consolidated bioprocess using waste bread.
嗜热副杆菌热葡糖苷酶在使用废面包的综合生物过程中异源生产萜烯。
  • DOI:
    10.1016/j.ymben.2020.11.005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Styles MQ
  • 通讯作者:
    Styles MQ
Characterization of the first naturally thermostable terpene synthases and development of strategies to improve thermostability in this family of enzymes.
  • DOI:
    10.1111/febs.14072
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Styles MQ;Nesbitt EA;Marr S;Hutchby M;Leak DJ
  • 通讯作者:
    Leak DJ
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

中大尺度原子、分子团簇电子和几何结构的理论研究
  • 批准号:
    21073196
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
核子自旋结构与高能反应过程的自旋不对称
  • 批准号:
    10975092
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
非线性抛物双曲耦合方程组及其吸引子
  • 批准号:
    10571024
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
磁层亚暴触发过程的全球(global)MHD-Hall数值模拟
  • 批准号:
    40536030
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    120.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目

相似海外基金

Partial maturation in mosquito-borne flaviviruses: developing new approaches to characterize the role of lattice heterogeneity in fusion, infectivity, and antibody neutralization
蚊媒黄病毒的部分成熟:开发新方法来表征晶格异质性在融合、感染性和抗体中和中的作用
  • 批准号:
    10295650
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Developing near-infrared responsive liquid crystal elastomers for an adjustable pulmonary artery band
开发用于可调节肺动脉带的近红外响应液晶弹性体
  • 批准号:
    10537663
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Partial maturation in mosquito-borne flaviviruses: developing new approaches to characterize the role of lattice heterogeneity in fusion, infectivity, and antibody neutralization
蚊媒黄病毒的部分成熟:开发新方法来表征晶格异质性在融合、感染性和抗体中和中的作用
  • 批准号:
    10553086
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Developing near-infrared responsive liquid crystal elastomers for an adjustable pulmonary artery band
开发用于可调节肺动脉带的近红外响应液晶弹性体
  • 批准号:
    10778190
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Developing a Low-Cost Intelligent Ventilator with Remote Control for Rapid, Global Deployment and Minimal Healthcare Provider Exposure
开发具有远程控制功能的低成本智能呼吸机,以实现快速全球部署并最大限度地减少医疗保健提供者的暴露
  • 批准号:
    10166226
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Summit on Global Sustainability in Engineering Education: Developing Knowledge and Planning for Strategic Processing
全球工程教育可持续发展峰会:发展知识和战略规划规划
  • 批准号:
    1550792
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Developing global engineering and synthetic biology tools for process optimisation with Geobacillus spp
开发全球工程和合成生物学工具,利用土芽孢杆菌进行工艺优化
  • 批准号:
    BB/M015912/1
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Training Grant
Developing Innovative Interdisciplinary Biomedical Engineering Programs in Africa
在非洲开发创新的跨学科生物医学工程项目
  • 批准号:
    8598381
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Developing Innovative Interdisciplinary Biomedical Engineering Programs in Africa
在非洲开发创新的跨学科生物医学工程项目
  • 批准号:
    8742030
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Water Wisdom: Developing Local-Global Capacities in Managing Water
水智慧:发展本地和全球水资源管理能力
  • 批准号:
    8051270
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了