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粗糙脉孢菌葡萄糖双转运系统分子机理解析
结题报告
批准号:
31670042
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
田朝光
学科分类:
C0103.微生物组学与代谢
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李金根、孙文良、孙涛、王邦、张路、冀京枭
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中文摘要
葡萄糖转运是生命科学营养物质代谢领域的重要基础科学问题。 1970年代细胞生物学研究发现, 粗糙脉孢菌等丝状真菌在环境中存在高浓度和低浓度葡萄糖时,分别启动两套对葡萄糖亲和力不同的糖转运系统(系统I和II,又称高低双系统)来应对。但迄今为止,尚未从分子水平解析双转运系统的转运蛋白组成及其分子机理,极大限制了对丝状真菌葡萄糖转运途径的功能理解和代谢工程改造。本课题将以模式丝状真菌粗糙脉孢菌为对象,通过分析不同葡萄糖浓度梯度下的转录组学,筛选可能的高低双系统转运蛋白;利用课题组已经建立的糖转运蛋白功能研究技术,表征葡萄糖双转运系统生化特性;继而通过组合突变高低双系统,进一步分析该双系统在丝状真菌葡萄糖信号传导和碳阻遏效应中的功能。本课题的开展,将显著促进丝状真菌葡萄糖双转运系统的分子机理解析及其在未来代谢工程研究中的潜在应用。
英文摘要
Glucose transportation is a critical basic question of nutrient metabolism in life science.It has been observed at cell biology level in 1970s, the Neurospora crassa can initiate the different affinity of glucose transport system (system I-low affinity and II-high affinity) upon the low and high glucose concentration in the environment. However, up to date, the key components and the molecular basis of this glucose dual-transport system remains to be uncovered, it greatly slowers the functional understanding the glucose transport system and metabolic engineering it at molecular level in filamentous fungi. . In this project, we will address the molecular mechanism of the glucose dual-transport system in model fungus Neurospora crassa. The key components of system I and system II will be identified combining transcriptome analysis of fungus grown on different gradient glucose condition and the dynamics characterization of glucose transportation for candidate transporters. Further, the comprehensive functional analysis of system I and system II will be conducted through a set of genetics and biochemical experiments. What are the roles of the dual system could play in glucose sensing, transport and signaling in carbon catabolite repression (CCR) will be dissected. The present study will make a great progress for understanding the glucose transport system in filamentous fungi, and will become a key to do metabolic engineering for improving the glucose metabolism in industrial fermentation using filamentous fungi as host .
葡萄糖转运是真菌研究中重要基础科学问题。但迄今为止,在粗糙脉孢菌中,尚未从分子水平解析葡萄糖转运系统的转运蛋白组成及其分子机理,极大限制了对丝状真菌葡萄糖转运途径的功能理解和代谢工程改造。本课题通过分析粗糙脉孢菌不同葡萄糖浓度梯度下的转录组学,克隆鉴定了该菌葡萄糖转运系统核心转运蛋白,整个系统核心包含三个转运蛋白:低亲和力葡萄糖转运蛋白(命名为GLT-1)和高亲和力葡萄糖转运蛋白(命名为HGT-1/2);并研究了它们的转运特征和调控系统特征,GLT-1具有较高的Km 值(18.42 ± 3.38 mM),而HGT-1/2分别具有很低的Km 值(16.13 ± 0.95 µM和98.97 ± 22.02 µM)。双系统的调控主要由一个核心转录因子Col-26负责调控,同时我们的研究表明,丝状真菌糖转运系统调控机制复杂,除了Col-26外,Rco-3和AMPK途径也参与其中。本研究对深入理解丝状真菌葡萄糖转运机理和工业真菌代谢工程改造生产生物基化学品都有重要推动意义。
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
Transcriptional analysis of Myceliophthora thermophila on soluble starch and role of regulator AmyR on polysaccharide degradation
嗜热毁丝霉对可溶性淀粉的转录分析及调节剂 AmyR 对多糖降解的作用
DOI:10.1016/j.biortech.2018.05.086
发表时间:2018
期刊:Bioresource Technology
影响因子:11.4
作者:Guanbao Xu;Jingen Li;Qian Liu;Wenliang Sun;Min Jiang;Chaoguang. Tian
通讯作者:Chaoguang. Tian
Direct production of commodity chemicals from lignocellulose using Myceliophthora thermophila
使用嗜热毁丝霉直接从木质纤维素生产商品化学品
DOI:10.1016/j.ymben.2019.05.007
发表时间:2020-09-01
期刊:METABOLIC ENGINEERING
影响因子:8.4
作者:Li, Jingen;Lin, Liangcai;Tian, Chaoguang
通讯作者:Tian, Chaoguang
Upgrading of efficient and scalable CRISPR-Cas-mediated technology for genetic engineering in thermophilic fungus Myceliophthora thermophila
高效且可扩展的 CRISPR-Cas 介导技术的升级,用于嗜热真菌嗜热毁丝霉的基因工程
DOI:10.1186/s13068-019-1637-y
发表时间:2019-12-23
期刊:BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS
影响因子:6.3
作者:Liu, Qian;Zhang, Yongli;Tian, Chaoguang
通讯作者:Tian, Chaoguang
DOI:10.13345/j.cjb.160290
发表时间:2017-01-25
期刊:Sheng wu gong cheng xue bao = Chinese journal of biotechnology
影响因子:--
作者:Gao, Jingfang;Wang, Bang;Tian, Chaoguang
通讯作者:Tian, Chaoguang
Dissecting cellobiose metabolic pathway and its application in biorefinery through consolidated bioprocessing in Myceliophthora thermophila
通过整合生物加工剖析嗜热毁丝霉的纤维二糖代谢途径及其在生物精炼中的应用
DOI:10.1186/s40694-019-0083-8
发表时间:2019-11-13
期刊:Fungal Biology and Biotechnology
影响因子:--
作者:Li, Jingen;Gu, Shuying;Tian, Chaoguang
通讯作者:Tian, Chaoguang
数据驱动的嗜热毁丝霉糖代谢分子机理研究
工业丝状真菌嗜热毁丝霉内质网发育规律及人工重编程改造研究
粗糙脉孢菌纤维二糖诱导纤维素酶表达信号传导通路中新元件CLP1分子功能解析
粗糙脉孢菌纤维二糖转运蛋白的分子功能及调控机理研究
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