乳酸乳球菌细胞壁耐酸调控机制及重构

批准号:
31570089
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
乔建军
依托单位:
学科分类:
C2102.合成生物学与生物改造技术
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
乔斌、梁冬梅、吴昊、郝盼龙、刘金贵、马力、冯佳
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
微信扫码咨询
中文摘要
前期工作表明,高产乳酸链球菌肽(nisin)的乳酸乳球菌F44在酸性条件下,细胞壁合成相关蛋白表达量出现显著变化;同时,系统的高表达细胞壁合成相关基因也会提高菌株的耐酸能力和nisin的生产能力。然而,酸应激下乳酸乳球菌中细胞壁合成相关的调控机制研究还不够深入。项目拟调取并鉴定酸性条件下细胞壁合成关键功能基因(氨基酸连接酶、氨基转移酶、糖基转移酶、肽聚糖水解酶等)启动子区的特异结合蛋白,进一步确定其功能和其他作用靶点,总结可能的调控机制,尝试研究酸性条件下细胞壁合成调控规律,初步构建调控网络。同时,应用合成生物学技术实现在不同酸性条件下启动细胞壁合成高表达系统,提高菌株在生产过程中的适应能力,有利于工业化生产。本项目的研究有助于深入理解酸性条件下乳酸乳球菌细胞壁合成的调控机制,也为进一步研究乳酸乳球菌细胞壁的耐酸机制奠定了基础。
英文摘要
Significant protein expression changes related with cell wall synthesis were demonstrated by previous investigations in Lactococcus lactis F44 characterized by high nisin yield under acid stresses. Meanwhile, the acid tolerance response and the nisin production capability were improved with the over-expression of genes related with cell wall synthesis. However, regulatory mechanisms of the cell wall synthesis remain unclear and need to further research under acid responses. Therefore, in this project, we attempt to obtain the regulator proteins related to cell wall synthesis on the acid response and determine the function and other targets of these proteins. Furthermore, we aim to understand the regulating mechanisms of the cell wall synthesis better and construct a regulatory network preliminarily. Our studies could improve the acid tolerance by efficient expression system of cell wall synthesis relating genes with synthetic biology method and enhance the adaptability of the strains during the industrial production. This project will help to understand regulatory mechanisms of the cell wall synthesis under acid responses, it also provide research basis for studing acid tolerance mechanism of L. lactis cell wall.
细胞壁是保护细菌的第一道屏障,细菌在面对环境压力会启动多种调节机制。乳酸乳球菌广泛应用于食品工业,并在医药领域具有巨大的应用潜力。目前乳酸乳球菌细胞壁生物合成的调控机制尚不清楚。本课题鉴定了酸胁迫下细胞壁合成功能基因murD、murE和dacB以及磷壁酸修饰dlt操纵子启动子区的特异结合蛋白,结合蛋白组学、ChIP-seq、EMSA等方法分析找到CodY、TcsR7和多个潜在的转录调控因子,进一步结合组学和荧光定量PCR等技术研究其功能和其他作用靶点,全面总结了转录因子CodY调控机制及酸胁迫下TcsR7对细胞壁磷壁酸调控机制。同时,研究了O-乙酰化和N-去乙酰化修饰对细胞壁肽聚糖结构影响,结果表明O-Ac-M和N-deAc-G修饰能够促进细胞壁的刚性结构的保持,进而促进菌体酸耐受能力的提高以及nisin产量的提升。研究发现转肽酶RacD通过感受pH变化来调控细胞壁肽聚糖含量变化。此外,基于转录组深度测序发现8个耐酸相关小RNA,包括s015、s042、s263、c277等多个sRNA。深入分析发现s263可通过与murA、murC、mraY的RBS区结合,促进细胞壁合成,为细胞壁合成转录后调控机制提供了新的理论指导。本研究分别从转录水平、转录后调控、乙酰化修饰等方面对细胞壁调控进行全面研究,为细胞壁调控网络的构建奠定了基础。
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
Contribution of YthA, a PspC family transcriptional regulator to Lactococcus lactis F44 acid tolerance and nisin yield: a transcriptomic approach.
YthA(PspC 家族转录调节因子)对乳酸乳球菌 F44 酸耐受性和乳链菌肽产量的贡献:转录组学方法。
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Applied and Environmental Microbiology
影响因子:--
作者:Hao Wu;Jingui Liu;Sen Miao;Yue Zhao;Hongji Zhu;Mingqiang Qiao;Per Erik Joakim Saris;Jianjun Qiao
通讯作者:Jianjun Qiao
DOI:10.1007/s00018-019-03326-8
发表时间:2019
期刊:Cellular and Molecular Life Sciences
影响因子:--
作者:Wu Shengbo;Liu Jiaheng;Liu Chunjiang;Yang Aidong;Qiao Jianjun
通讯作者:Qiao Jianjun
Enhancing nisin yield by engineering a small noncodding RNA anti41 and inhibiting the expression of glnR in Lactococcus lactis F44
通过改造小型非编码 RNA anti41 并抑制乳酸乳球菌 F44 中 glnR 的表达来提高乳链菌肽产量
DOI:10.1007/s10529-018-2550-3
发表时间:2018-06-01
期刊:BIOTECHNOLOGY LETTERS
影响因子:2.7
作者:Miao, Sen;Wu, Hao;Qiao, Jianjun
通讯作者:Qiao, Jianjun
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology
影响因子:--
作者:Jiaheng Liu;Huiling Li;Guangrong Zhao;Qinggele Caiyin;Jianjun Qiao
通讯作者:Jianjun Qiao
Improving xylose utilization of defatted rice bran for nisin production by overexpression of a xylose transcriptional regulator in Lactococcus lactis
通过在乳酸乳球菌中过度表达木糖转录调节因子来提高脱脂米糠的木糖利用率以生产乳链菌肽
DOI:10.1016/j.biortech.2017.04.076
发表时间:2017
期刊:BIORESOURCE TECHNOLOGY
影响因子:11.4
作者:Liu Jiaheng;Ma Zelin;Zhu Hongji;Caiyin Qinggele;Liang Dongmei;Wu Hao;Huang Xu;Qiao Jianjun
通讯作者:Qiao Jianjun
乳酸乳球菌NZ9000中YlbD的功能及催化机制研究
- 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:乔建军
- 依托单位:
乳酸乳球菌耐酸长链非编码ncRNA263的调控机制研究
- 批准号:31770076
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:乔建军
- 依托单位:
高效合成NISIN乳酸乳球菌的简化基因组构建及其优化
- 批准号:31270142
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:乔建军
- 依托单位:
麦拓莱霉素合成基因簇的序列测定及功能分析
- 批准号:30570042
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:乔建军
- 依托单位:
新型抗肿瘤抗生素合成相关基因及蛋白质组的研究
- 批准号:30200003
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:7.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:乔建军
- 依托单位:
国内基金
海外基金
