LAL家族转录因子对莫能菌素生物合成途径的调控机理研究
结题报告
批准号:
31370092
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
赵广荣
依托单位:
学科分类:
C0103.微生物组学与代谢
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
张玥、王长松、逄爱萍、李晓梅、李飞飞、赵莹
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中文摘要
链霉菌次级代谢产物的生成是通过调节因子对生物合成基因簇的转录激活或阻遏解除来实现的,转录因子的功能研究是次级代谢途径特异性调控的关键科学问题之一。本项目以莫能菌素生物合成基因簇(mon)为模式,研究LuxR家族大ATP结合调控因子(LAL)MonH的调控特征。通过转录因子基因monH敲除、回补、过表达菌株的转录分析和启动子探测等体内分析,研究MonH对莫能菌素生物合成基因簇转录、产物合成的影响,发现所调控的功能基因及启动子活性和级联调控关系;通过电泳迁移阻滞和DNase I足迹等体外分析,研究转录因子MonH与靶基因启动子区域的相互作用,发现和鉴定出MonH识别并结合的DNA序列;从而探明MonH对莫能菌素次级代谢途径的特异性调控机理。一方面将丰富次级代谢调控的基础理论和积累新知识,另一方面可用于菌种改造,提高抗生素的产量和质量。因此,本项目具有重大科学意义和重要应用价值。
英文摘要
Biosynthesis of the sacondary metabolites is initiated by the pathway-specific regulators activiating or desuppressing the transcription of the biosynthetic gene clusters. The function of the transcriptional factors is the one of the key scentific issues to be probed. Here we will study the regulatory patterns of the transcriptional factor MonH on monensin biosynthetic gene cluster (mon). MonH belongs to the large ATP-binding regulators of the LuxR family (LAL). The regulatory effects of MonH on the transcription of mon cluster and the monensin biosynthesis will be examined by the in vivo knockout, complementation, and overexpression of monH and the promoter probing. The regulated genes of MonH on the mon cluster and their promoter activities will be ascertained. The interaction between MonH and the promoters of the target genes will be elucidated by the in vitro DNase I footpring and electrophoretic mobility shift assay (EMSA). Recognition and binding sites of MonH on promoter sequences will be identified. The fine regulatory mechanism of MonH on monensin biosynthetic pathway will be established. This project has important roles in the fundamental research and practical application. The results of this project would not only provide the new theoretical knowledge for our understanding the regulation of the secondary metabolism, but also be applicable in the strain improvement to increase the quality and productivity of antibiotics.
莫能菌素是肉桂地链霉菌产生的聚醚类抗生素,用于球虫病防治,还可作为促进生长剂而广泛应用于养殖业。莫能菌素生物合成基因簇包括I型聚酮合成基因(monAI-AX)、II型硫酯酶基因(monAIX、monAX、monCII)、后修饰基因(monBI-II,monCI、monD、monE)、推定的抗性基因(monT)和3个途径特异性调控基因(monH、monRI、monRII)。针对莫能菌素生物合成调控机理不清的问题,研究了MonH 和DasR的精细调控机理。鉴定出了整个莫能菌素生物合成基因簇有8个转录单元,发现MonH、MonRI、MonRII 3个途径特异性转录因子都正调控莫能菌素生物合成,它们之间是级联调控关系,MonH调控MonRII,MonRII调控MonRI。它们还调控了monCII-monE、monAX和monD、monT的转录。在富营养条件下,DasR是正向调控莫能菌素生物合成的全局转录因子,呈现双层调控,既调控途径特异性调控基因monRII,也调控功能基因monAIX、monE、monT。组合过表达途径特异性和全局性调控基因,显著提高了莫能菌素的产量。本研究丰富了链霉菌抗生素生物合成的级联调控机理,为高产莫能菌素菌种改造提供了依据。
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Characterization of three pathway-specific regulators for high production of monensin in Streptomyces cinnamonensis
肉桂链霉菌高产莫能菌素的三种途径特异性调节因子的表征
DOI:10.1007/s00253-017-8353-y
发表时间:2017-07
期刊:APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
影响因子:5
作者:Tang Zheng-Kun;Li Xiao-Mei;Pang Ai-Ping;Lin Chun-Yan;Zhang Yue;Zhang Jie;Qiao Jianjun;Zhao Guang-Rong
通讯作者:Zhao Guang-Rong
Erratum to: Characterization of three pathway-specific regulators for high production of monensin in Streptomyces cinnamonensis
勘误表:肉桂链霉菌高产莫能菌素的三种途径特异性调节因子的表征
DOI:10.1007/s00253-017-8458-3
发表时间:2017
期刊:Applied Microbiology and Biotechnology
影响因子:5
作者:Tang Zheng-Kun;Li Xiao-Mei;Pang Ai-Ping;Lin Chun-Yan;Zhang Yue;Zhang Jie;Qiao Jianjun;Zhao Guang-Rong
通讯作者:Zhao Guang-Rong
DOI:10.13523/j.cb.20150414
发表时间:2015
期刊:中国生物工程杂志
影响因子:--
作者:李晓梅;林春燕;逄爱萍;李晓波;赵广荣
通讯作者:赵广荣
DasR positively controls monensin production at two-level regulation in Streptomyces cinnamonensis
DasR 在肉桂链霉菌中以两级调控正向控制莫能菌素的产生
DOI:10.1007/s10295-016-1845-4
发表时间:2016-10
期刊:JOURNAL OF INDUSTRIAL MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY
影响因子:3.4
作者:Zhang Yue;Lin Chun-Yan;Li Xiao-Mei;Tang Zheng-Kun;Qiao Jianjun;Zhao Guang-Rong
通讯作者:Zhao Guang-Rong
DOI:10.13461/j.cnki.cja.005472
发表时间:2015
期刊:中国抗生素杂志
影响因子:--
作者:逄爱萍;李晓波;李晓梅;赵广荣
通讯作者:赵广荣
在酿酒酵母中重构正交萜类合成途径
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    赵广荣
  • 依托单位:
构建人工菌群系统合成植物黄酮糖苷
  • 批准号:
    31870077
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    赵广荣
  • 依托单位:
大肠杆菌合成丹参素的适配性调控机制研究
  • 批准号:
    31570087
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    赵广荣
  • 依托单位:
丹参不同组分配比调控内皮细胞稳态的实验研究
  • 批准号:
    30873400
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    31.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    赵广荣
  • 依托单位:
中医方证与基因单核苷酸多态性的偶联研究
  • 批准号:
    30371712
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    赵广荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金