玫瑰杆菌类群细菌参与海洋有机硫DMSP去甲基化代谢关键酶DmdB和DmdC的结构与催化机制
结题报告
批准号:
31800107
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
王鹏
依托单位:
学科分类:
C0106.微生物与环境互作
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李春阳、邵璇、曹海岩、王宁、张珊
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)年产量高达10亿吨,是海洋中重要的有机硫。海洋细菌对DMSP的代谢是全球碳、硫循环的重要过程,主要包括去甲基化代谢和裂解代谢,其中去甲基化代谢约占DMSP总代谢通量的90%,是DMSP代谢的主要途径。DMSP去甲基化代谢包括四个关键酶:DmdA、DmdB、DmdC和DmdD,其中DmdB、DmdC的结构及催化机制至今未被揭示。本项目以代谢DMSP主要细菌类群——玫瑰杆菌类群细菌为材料,开展如下研究:(1)解析DmdB及其与底物、产物复合物的结构,结合生化研究,揭示其催化MMPA与CoA反应生成MMPA-CoA的分子机制。(2)解析DmdC及其与底物、产物复合物的结构,结合生化研究,揭示其催化MMPA-CoA脱氢生成MTA-CoA的分子机制。上述研究结果将完善海洋细菌参与的DMSP去甲基化代谢的分子机制,有助于更好的认识地球碳、硫循过程,具有重要的理论意义。
英文摘要
Dimethylsulfoniopropionate (DMSP), produced on a scale of 1000 Tg a year, is an important organic sulfur in the ocean. Microbial cleavage of DMSP is an important step in the global sulfur and carbon cycles. Most DMSP is degraded by marine bacteria via either a demethylation pathway or a cleavage pathway. Between them, demethylation pathway which accounts for about 90% of total metabolism of DMSP, is the major metabolism pathway. There are four key enzymes in the demethylation pathway, DmdA, DmdB, DmdC, and DmdD. However, till now, the structures and catalytic mechanisms of DmdB and DmdC have not been revealed. Roseobacter is one of the major bacterial groups that metabolize DMSP. This program taking Roseobacter as the material will carry out the following studies: (1) Solve the structures of DmdB, DmdB in complex with substrate/product. By combining structural analysis with biochemical experiments, reveal the molecular mechanism that DmdB catalyzes the reaction of MMPA and CoA to produce MMPA-CoA. (2) Solve the structures of DmdC, DmdC in complex with substrate/product.By combining structural analysis with biochemical experiments, reveal the molecular mechanism that DmdC catalyzes the dehydrogenation of MMPA-CoA to MTA-CoA. The research results will consummate the molecular mechanism of DMSP demethylation metabolism and help us to better understand the process of carbon and sulfur cyclings on the earth.
二甲基巯基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate,DMSP)年产量高达10亿吨,是全球硫循环的重要载体物质。微生物介导的DMSP的分解代谢是全球硫循环和碳循环的重要步骤,主要包括去甲基化代谢和裂解代谢。其中去甲基化代谢约占DMSP总代谢通量的90%,是DMSP代谢的主要途径。DMSP去甲基化代谢包括四个关键酶:DmdA、DmdB、DmdC和DmdD,其中DmdB和DmdC的结构及催化机制至今未被揭示。本项目:(1)购买、培养并保藏了典型的DMSP代谢细菌,为DMSP代谢相关研究提供了菌株保障。(2)从体内、体外两个层面验证了典型DMSP代谢细菌中DmdB和DmdC的功能。(3)异源表达纯化了DmdB和DmdC并检测了他们的酶学性质。(4)对DmdB和DmdC并进行了晶体筛选,解析了DmdB和DmdC的晶体结构,并在结构分析和突变验证的基础上阐明了DmdB催化MMPA与CoA反应生成MMPA-CoA的分子机制和DmdC催化MMPA-CoA脱氢生成MTA-CoA的分子机制。(5)对DMSP去甲基化代谢途径中各个酶与其底物的亲和力进行了分析,提出了DMSP去甲基化代谢的动力学调控机制。项目的实施为更好的认识微生物参与的DMSP的去甲基化代谢过程提供了重要帮助。在本项目资助下共发表SCI论文12篇,其中在海洋科学、微生物学和生物化学主流杂志上发表SCI论文10篇。
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
Crystal structures of γ-glutamylmethylamide synthetase provide insight into bacterial metabolism of oceanic monomethylamine.
γ-谷氨酰甲基酰胺合成酶的晶体结构提供了对海洋一甲胺的细菌代谢的深入了解。
DOI:10.1074/jbc.ra120.015952
发表时间:2021-01
期刊:The Journal of biological chemistry
影响因子:--
作者:Wang N;Chen XL;Gao C;Peng M;Wang P;Zhang N;Li F;Yang GP;Shen QT;Li S;Chen Y;Zhang YZ;Li CY
通讯作者:Li CY
Structural and molecular basis for the substrate positioning mechanism of a new PL7 subfamily alginate lyase from the arctic.
来自北极的新 PL7 亚家族藻酸盐裂解酶的底物定位机制的结构和分子基础。
DOI:10.1074/jbc.ra120.015106
发表时间:2020
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Fei Xu;Xiu-Lan Chen;Xiao-Hui Sun;Fang Dong;Chun-Yang Li;Ping-Yi Li;Haitao Ding;Yin Chen;Yu-Zhong Zhang;Peng Wang
通讯作者:Peng Wang
Comparison of Alginate Utilization Pathways in Culturable Bacteria Isolated From Arctic and Antarctic Marine Environments.
从北极和南极海洋环境中分离的可培养细菌中藻酸盐利用途径的比较。
DOI:10.3389/fmicb.2021.609393
发表时间:2021
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Cha QQ;Wang XJ;Ren XB;Li D;Wang P;Li PY;Fu HH;Zhang XY;Chen XL;Zhang YZ;Xu F;Qin QL
通讯作者:Qin QL
DOI:10.3389/fmicb.2021.621161
发表时间:2021
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Li J;Cheng JH;Teng ZJ;Sun ZZ;He XY;Wang P;Shi M;Song XY;Chen XL;Zhang YZ;Tian X;Zhang XY
通讯作者:Zhang XY
Complete genome sequence of Flavobacterium arcticum SM1502(T), exhibiting adaption to the Arctic marine salty environment
北极黄杆菌SM1502(T)全基因组序列,表现出对北极海洋咸水环境的适应
DOI:10.1016/j.margen.2019.03.005
发表时间:2019
期刊:Marine Genomics
影响因子:1.9
作者:Li Yi;Tang Bai-Lu;Ren Xue-Bing;Dang Yan-Ru;Sun Lin-Lin;Zhang Xi-Ying;Cheng Xiu-Lan;Qin Qi-Long;Wang Peng
通讯作者:Wang Peng
PMP22介导“肠上皮-神经单元”稳定性改变参与IBS发病的机制研究
  • 批准号:
    81600428
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王鹏
  • 依托单位:
利用富钙镁离子溶液媒介强化碳酸盐沉淀以永久固定CO2的机理研究
  • 批准号:
    51106088
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王鹏
  • 依托单位:
利用化学生物酶法大量合成岩藻糖基化寡糖及其水凝胶聚合物在医学中的应用
  • 批准号:
    20572063
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    王鹏
  • 依托单位:
糖生物学I—糖酰胺酶的研究与应用
  • 批准号:
    30470399
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    王鹏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金