裂殖壶菌利用聚酮合成酶(Polyketide synthase, PKS)途径合成二十碳五烯酸代谢机制

批准号:
31871779
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
何宁
依托单位:
学科分类:
C2003.食品微生物学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
凌雪萍、吴雪娥、彭雅娟、李志朋、史艳艳、徐艺源、孟彤、王玲伟、汪一鸣
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中文摘要
Omega3多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids, PUFAs)在生物细胞中发挥重要作用。目前二十二碳六烯酸(Docohexanoic acid, DHA)已实现大规模微生物生产和市场化,然而微生物来源二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid, EPA)短缺仍是该产品商业化限制因素。本项目通过解析裂殖壶菌Schizochytrium ATCC1381和希瓦氏菌Shewanella MR-1聚酮合成酶(Polyketide synthase,PKS)基因簇结构,比对分析定位关键差异基因,确定Schizochytrium ATCC1381利用PKS途径合成EPA/DHA的关键控制基因位点,进而定向重组构建EPA合成工程菌株,阐明裂殖壶菌PKS途径合成多不饱和脂肪酸的代谢与调控机制,揭示链长基因KS-CLF在裂殖壶菌合成EPA过程中的功能。
英文摘要
Omega3-long-chain polyunsaturated fatty acids are important components of the human diet supplements because of their contribution to several aspects of health, including the development of the infant brain, the function of the eye, the synthesis of hormones and signaling molecules, and the prevention of cardiovascular diseases. Microbial docosahexaenoic acid (DHA) has been widely industrialized. However, EPA from microorganism is still a long way to commercial production. In this research, the gene clusters of polyketide synthase pathway (PKS) from both Schizochytrium ATCC1381 and Shewanella MR-1 were analyzed and then compared to get the key differential genes regarding PUFAs production. The key genes encoding EPA/DHA synthesis were then determined in Schizochytrium sp. Furthermore, an engineered Schizochytrium was constructed to overproduce EPA. The metabolic and regulation mechanisms of the PKS pathway for PUFAs synthesis were finally revealled including the role of ketosynthase-chain length factor (KS-CLF) during EPA synthesis in Schizochytrium.
Omega 3多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids, PUFAs)不仅在生物细胞中发挥重要生理功能,也是人类膳食补充剂的重要组成部分。目前二十二碳六烯酸(Docohexanoic acid, DHA)已实现大规模微生物生产和市场化,然而微生物来源二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid, EPA)仍因产量低而使其商业化受限。本项目通过获取裂殖壶菌聚酮合成酶(Polyketide synthase, PKS)途径基因簇关键生物学信息,经比对分析定位了该菌株PUFAs合成种类的控制基因。在此基础上,采用敲除/定点突变/过表达等代谢工程手段深入解析了PKS基因簇结构域组成及其功能,结合代谢组和转录组等组学技术,揭示了裂殖壶菌利用PKS/FAS途径合成EPA/DHA代谢机制,为阐明裂殖壶菌PUFAs合成代谢网络与调控模型提供有力的技术支撑。此外,利用基因工程改造和定向驯化等手段,最终获得了EPA/DHA裂殖壶菌工程菌株,确定其基础培养基配方并对其发酵过程进行优化控制,建立了EPA/DHA发酵合成工艺,该工艺的建立对于实现微生物来源的EPA工业化生产具有重要意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Separation and identification of neutral oligosaccharides with prebiotic activities from apple pectin
苹果果胶中具有益生元活性的中性低聚糖的分离与鉴定
DOI:10.1016/j.foodhyd.2021.107062
发表时间:2021-12
期刊:Food Hydrocolloids
影响因子:10.7
作者:Huipeng Liu;Xiaoyu Wei;Shuyu Zu;Xihuang Lin;Jinchuang Zhang;Aimin Shi;Qiang Wang;Ning He
通讯作者:Ning He
DOI:10.21203/rs.3.rs-88323/v1
发表时间:2020-10
期刊:Aquaculture
影响因子:4.5
作者:Yanyan Shi;Xingyu Cao;Zhidong Ye;Yiyuan Xu;Yiming Wang;Zhipeng Li;Ning He
通讯作者:Ning He
The role of fluconazole in the regulation of fatty acid and unsaponifiable matter biosynthesis in Schizochytrium sp. MYA 1381
氟康唑在调节裂殖壶菌脂肪酸和不皂化物生物合成中的作用。
DOI:10.1186/s12866-019-1622-4
发表时间:2019-11-15
期刊:BMC MICROBIOLOGY
影响因子:4.2
作者:Li, Jun;Zhou, Hao;Ling, Xueping
通讯作者:Ling, Xueping
DOI:10.1021/acs.jafc.2c05447
发表时间:2022-10-20
期刊:JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
影响因子:6.1
作者:Chi, Guoxiang;Cao, Xingyu;He, Ning
通讯作者:He, Ning
Function of ORFC of the polyketide synthase gene cluster on fatty acid accumulation in Schizochytrium limacinum SR21.
聚酮合酶基因簇ORFC对裂殖壶菌SR21脂肪酸积累的作用
DOI:10.1186/s13068-021-02014-9
发表时间:2021-07-23
期刊:Biotechnology for biofuels
影响因子:6.3
作者:Shi Y;Chen Z;Li Y;Cao X;Yang L;Xu Y;Li Z;He N
通讯作者:He N
地衣芽孢杆菌胞外多糖无细胞表达平台构建
- 批准号:32170061
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:何宁
- 依托单位:
地衣芽孢杆菌胞外聚合物合成的调控机制研究
- 批准号:21676221
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:何宁
- 依托单位:
关键基因对微生物胶体稳定性的影响机制与细菌细胞的絮凝行为调控
- 批准号:51378444
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:何宁
- 依托单位:
生物絮凝剂高产工程菌株的构建与表达
- 批准号:30700020
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:何宁
- 依托单位:
国内基金
海外基金
