异柠檬酸脱氢酶在高山被孢霉脂质合成中的作用和调控机制
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31901659
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C2003.食品微生物学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
Oleaginous fungus Mortierella alpina possesses high lipid-producing capacity and accumulates functional high value polyunsaturated fatty acids such as arachidonic acid (ARA) and eicosapntemacnioc acid (EPA). In oleaginous fungi, isocitrate dehydrogenase (IDH) usually exists in both mitochondria and cytoplasm, the mitochondrial IDH can regulate the substrate acetyl-CoA supply for lipid biosynthesis, and the cytosolic IDH can provide the reducing power NADPH for lipid biosynthesis. Bioinformatics analysis showed that IDH in M. alpina have different cellular locations and different coenzyme dependence. Transcriptome and proteome study indicated that IDH is closely associated with lipid accumulation, and metabolome analysis also illustrated that IDH affects the flow of carbon in lipid biosynthesis pathway. Yet, the mechanism of IDH regulating lipid accumulation is not clear due to the differences in localization and coenzyme dependence. In this proposed study, we will investigate the subcellular localization, molecular modification, biochemical characteristics, and pathway of regulating lipid biosynthesis of IDH in M. alpina, and elucidate the effects and regulatory mechanism of IDH on lipid accumulation. This study will not only enhance our understanding of the molecular mechanism of lipid accumulation in oleaginous fungi, but also promote the industrialized production of polyunsaturated fatty acids by microbial fermentation.
产油真菌高山被孢霉具有很强的脂质合成能力,能够合成花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)等高价值的功能性多不饱和脂肪酸。在产油真菌中,异柠檬酸脱氢酶(IDH)通常在线粒体内和胞质中均存在,线粒体内的IDH能够调控脂质合成底物乙酰辅酶A的供应,而胞质中的IDH能够为脂质合成提供还原力NADPH。高山被孢霉的生物信息学分析发现其存在不同位置和不同辅酶依赖的IDH,转录组和蛋白组结果显示IDH与脂质积累密切相关,代谢组分析也表明IDH影响了脂质合成碳的流向,但由于IDH在胞内定位和辅酶依赖存在差异,其对脂质合成的具体调控机制还不明确。本项目拟对高山被孢霉中不同IDH进行亚细胞定位、分子改造、生化特性研究、作用途径解析,阐释不同定位和辅酶依赖的IDH在脂质合成中的作用和调控机制。本研究将提高对产油真菌脂质积累分子机制的认识,也为利用微生物发酵法工业化生产多不饱和脂肪酸提供理论基础。
结项摘要
不同异柠檬酸脱氢酶(IDH)能够影响胞内碳源流向或者提供还原力NADPH,对脂质合成具有调控作用,本项目针对能够积累高价值多不饱和脂肪酸的真菌高山被孢霉,研究了该真菌中不同亚细胞定位和辅酶依赖的IDH在脂质合成中的作用,分析了关键IDH的酶学性质,并对IDH调节脂质积累途径中的柠檬酸转运蛋白进行了探究,提高了对产油真菌脂质积累调控机制的认识,为微生物发酵法生产功能性多不饱和脂肪酸提供了基础。主要研究结果如下:.(1)高山被孢霉中存在6个MaIDH同工酶,其中MaIDH1/2/3为NAD+依赖型MaIDH,定位于线粒体;MaIDH4/5/6为NADP+依赖型MaIDH,定位于细胞质;过表达3个NAD+-MaIDH或干扰NADP+-MaIDH4使高山被孢霉脂肪酸含量降低了3.7%~12.5%;过表达3个NADP+-MaIDH或干扰NAD+-MaIDH3使脂肪酸含量提高了3.4%~8.2%;其中NAD+-MaIDH3和NADP+-MaIDH4对高山被孢霉脂肪酸含量影响较为显著;过表达NAD+-MaIDH显著降低了胞内柠檬酸含量,而过表达NADP+-MaIDH提高了胞内NADPH的含量。.(2)构建了MaIDH3和MaIDH4在毕赤酵母系统的异源表达菌株,明确了MaIDH3和MaIDH4毕赤酵母重组菌的诱导条件,MaIDH3在2.5%的甲醇培养基中诱导60 h可获得最佳的酶活性和蛋白表达量,而MaIDH4是在2.5%的甲醇培养基中诱导36 h;确定了MaIDH4适合的表达宿主,相比于大肠杆菌表达系统,毕赤酵母表达系统可获得更高MaIDH4酶产量和纯酶比活力;酶学性质研究发现MaIDH4是一种专一性依赖于NADP+,受Mn2+激活,具有嗜热和嗜碱性质的酶。.(3)在高山被孢霉基因组中筛选出4个编码柠檬酸转运蛋白的基因,在3个编码柠檬酸-苹果酸类转运蛋白基因(MaCT1/MaCT2/MaTCT)中,过表达MaCT2使高山被孢霉脂肪酸含量最高提高了29.5%,其转录水平也随着脂质合成速度的下降而降低;编码编码柠檬酸-酮戊二酸转运蛋白的MaYHM过表达使高山被孢霉的脂肪酸含量最高提高了30.4%,代谢物水平和NAD+-IDH的酶活变化发现MaYHM的过表达可能促进碳源从GABA途径/谷氨酸脱氢酶途径进入TCA循环,使更多碳源流向脂质合成,从而提高脂质积累。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Characterization of NAD(+)/NADP(+)-Specific Isocitrate Dehydrogenases From Oleaginous Fungus Mortierella alpina Involved in Lipid Accumulation.
产油真菌高山被孢霉中参与脂质积累的 NAD /NADP 特异性异柠檬酸脱氢酶的表征
- DOI:10.3389/fnut.2021.746342
- 发表时间:2021
- 期刊:Frontiers in nutrition
- 影响因子:5
- 作者:Tang X;Sun X;Wang X;Zhang H;Chen YQ;Zhao J;Chen H;Chen W
- 通讯作者:Chen W
Purification and characterization of isocitrate dehydrogenase from Mortierella alpina br
高山被孢霉异柠檬酸脱氢酶的纯化和表征
- DOI:10.1016/j.procbio.2022.07.031
- 发表时间:2022-08-10
- 期刊:PROCESS BIOCHEMISTRY
- 影响因子:4.4
- 作者:Wang,Xuxu;Tang,Xin;Chen,Wei
- 通讯作者:Chen,Wei
Role of the mitochondrial citrate-oxoglutarate carrier in lipid accumulation in the oleaginous fungus Mortierella alpina
线粒体柠檬酸-氧化戊二酸载体在产油真菌高山被孢霉脂质积累中的作用
- DOI:10.1007/s10529-021-03133-x
- 发表时间:2021-04-27
- 期刊:BIOTECHNOLOGY LETTERS
- 影响因子:2.7
- 作者:Ling, Fengzhu;Tang, Xin;Chen, Wei
- 通讯作者:Chen, Wei
高山被孢霉产孢培养基的筛选
- DOI:10.19902/j.cnki.zgyz.1003-7969.2021.04.025
- 发表时间:2021
- 期刊:中国油脂
- 影响因子:--
- 作者:唐鑫;顾舒婕;常璐璐;王旭旭;赵建新;张灏;陈海琴;陈卫
- 通讯作者:陈卫
Role of beta-isopropylmalate dehydrogenase in lipid biosynthesis of the oleaginous fungus Mortierella alpina
β-异丙基苹果酸脱氢酶在产油真菌高山被孢霉脂质生物合成中的作用
- DOI:10.1016/j.fgb.2021.103572
- 发表时间:2021
- 期刊:Fungal Genetics and Biology
- 影响因子:3
- 作者:Tang Xin;Chang Lulu;Gu Shujie;Zhang Hao;Chen Yong Q.;Chen Haiqin;Zhao Jianxin;Chen Wei
- 通讯作者:Chen Wei
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
高功率脉冲磁控溅射制备的TiN薄膜应力释放及其结合稳定性研究
- DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.09.028
- 发表时间:2019
- 期刊:表面技术
- 影响因子:--
- 作者:唐鑫;马东林;陈畅子;冷永祥;黄楠
- 通讯作者:黄楠
瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus)在湖南省的首次报道及其流行动态研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:植物病理学报
- 影响因子:--
- 作者:唐鑫;张德咏;李凡;燕飞;周序国;张友军;史晓斌;刘勇
- 通讯作者:刘勇
省际金融发展测度及波动研究
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:社会科学家
- 影响因子:--
- 作者:曹栋;唐鑫
- 通讯作者:唐鑫
LiVPO4F电子结构及电化学性质的第一性原理研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:无机化学学报
- 影响因子:--
- 作者:唐鑫;钟胜奎;吕海峰;TANG Xin,1,2 ZHONG Sheng-Kui3 Lü Hai-Feng4(1Key La
- 通讯作者:TANG Xin,1,2 ZHONG Sheng-Kui3 Lü Hai-Feng4(1Key La
复杂构造区页岩孔隙结构、吸附特征及其影响因素
- DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-1576
- 发表时间:--
- 期刊:煤炭科学技术
- 影响因子:--
- 作者:尚福华;苗科;朱炎铭;王猛;唐鑫;王阳;高海涛;冯光俊;密文天
- 通讯作者:密文天
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}