深海细菌及其分泌的M23家族蛋白酶在深海肽聚糖再循环利用中的作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670063
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0102.微生物生理与生化
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Peptidoglycan is important component of organic matter in the deep sea. In this project, with the deep-sea bacterium Pseudoalteromonas sp. CF6-2 and its extracellular M23 family protease, pseudoalterin, as study objects, the ability of Pseudoalteromonas sp. CF6-2 to lyse and utilize cells of variously typical marine bacterial strains as carbon and energy sources for growth will be firstly examined, and the leading role of pseudoalterin in the lysis effect of Pseudoalteromonas sp. CF6-2 to marine bacterial strains will be demonstrated through the gene knockout and complementation experiments; then the crystal structure of pseudoalterin will be solved, and based on the structural and mutational analysis, the molecular mechanism of pseudoalterin to absorb peptidoglycan will be illustrated; finally, based on the above analysis combined with the observation using atomic force microscopy (AFM) and the analysis of the cleavage sites on the peptide chain of peptidoglycan by pseudoalterin, the degradation mechanism of pseudoalterin to peptidoglycan will be elucidated. Results from this project will reveal the role and mechanism of deep-sea bacteria and their extracellular M23 family proteases in the releasing and recycling of deep-sea peptidoglycan, providing experimental and theoretical basis for comprehensively elaborating the degradation mechanism of deep-sea organic matter.
肽聚糖是深海有机质的重要成分。本项目以深海细菌Pseudoalteromonas sp. CF6-2及其分泌的新型蛋白酶pseudoalterin为研究对象,将首先检测Pseudoalteromonas sp. CF6-2对典型海洋细菌的裂解及利用能力,并基于基因敲除及互补实验阐明蛋白酶pseudoalterin在Pseudoalteromonas sp. CF6-2裂解海洋细菌中的主导作用;进一步利用晶体学方法解析pseudoalterin的晶体结构,并基于晶体结构分析及突变验证阐明pseudoalterin吸附肽聚糖的分子机制;最终结合原子力显微镜(AFM)观察及酶切位点分析结果,阐明pseudoalterin对肽聚糖的降解机制。本项目将揭示海洋细菌及其分泌的M23家族蛋白酶在深海肽聚糖释放,再循环利用中的作用及作用机制,为全面阐述深海有机质降解机制提供实验及理论依据。

结项摘要

肽聚糖是深海有机质的重要成分。本项目以深海细菌Pseudoalteromonas sp. CF6-2及其分泌的新型蛋白酶pseudoalterin为研究对象,首先利用培养技术检测了海洋细菌Pseudoalteromonas sp. CF6-2对典型海洋细菌的裂解利用能力,并基于基因敲除及回补实验证实了Pseudoalteromonas sp. CF6-2通过分泌蛋白酶pseudoalterin裂解利用肽聚糖及海洋革兰氏阳性细菌,同时阐明了pseudoalterin诱导,成熟和分泌机制;进而通过解析pseudoalterin的晶体结构并结合分子模拟及突变分析,阐明了pseudoalterin吸附及降解肽聚糖的分子机制,并最终提出了蛋白酶介导的海洋细菌间新型捕食-被捕食相互作用及营养物利用新机制模型,由此揭示了海洋细菌及其分泌的蛋白酶在海洋环境肽聚糖释放,再循环利用过程中的作用及生态意义。另外,本项目还研究了海洋细菌代谢D型氨基酸机制,海洋细菌胞外蛋白酶诱导效应,家族水平多样性和新型蛋白酶的特性。同时本项目还资助了利用海洋细菌蛋白酶制备胶原蛋白寡肽,海洋细菌鉴定,基因组分析及其新型有机质降解酶的特性等项研究。项目已资助发表SCI论文12篇。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Muricauda nanhaiensis sp. nov., isolated from seawater of the South China Sea
南海鼠尾鱼
  • DOI:
    10.1099/ijsem.0.003437
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Dang, Yan-Ru;Sun, Yuan-Yuan;Zhang, Xi-Ying
  • 通讯作者:
    Zhang, Xi-Ying
Tripeptides From Casein Are Signal Molecules to Induce the Expression of the Extracellular Protease MCP-01 Gene in Marine Bacterium Pseudoalteromonas sp. SM9913
酪蛋白三肽是诱导海洋细菌假交替单胞菌胞外蛋白酶 MCP-01 基因表达的信号分子。
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2019.01354
  • 发表时间:
    2019-06-26
  • 期刊:
    FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Chen, Xiu-Lan;Yang, Jin-Yu;Zhang, Xi-Ying
  • 通讯作者:
    Zhang, Xi-Ying
Diversity of D-Amino Acid Utilizing Bacteria From Kongsfjorden, Arctic and the Metabolic Pathways for Seven D-Amino Acids
利用北极 Kongsfjorden 细菌的 D-氨基酸多样性以及七种 D-氨基酸的代谢途径。
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2019.02983
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Frontiers in Microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Yu Yang;Yang Jie;Zheng Li-Yuan;Sheng Qi;Li Chun-Yang;Wang Min;Zhang Xi-Ying;McMinn Andrew;Zhang Yu-Zhong;Song Xiao-Yan;Chen Xiu-Lan
  • 通讯作者:
    Chen Xiu-Lan
Complete Genomic Sequence of Pseudoalteromonas sp. Strain SAO4-4, a Protease-Producing Bacterium Isolated from Seawater of the Atlantic Ocean.
假交替单胞菌的完整基因组序列。
  • DOI:
    10.1128/genomea.00284-18
  • 发表时间:
    2018-05-31
  • 期刊:
    Genome announcements
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tang BL;Rong JC;Dang YR;Xie BB;Chen XL;Zhang XY
  • 通讯作者:
    Zhang XY
Chachezhania antarctica gen. nov., sp. nov., a novel member of the family 'Rhodobacteraceae' isolated from Antarctic seawater
Chachezania 南极洲 gen.
  • DOI:
    10.1007/s10482-019-01301-8
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Antonie van Leeuwenhoek
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao-xue Yuan;Ning Wang;Meng-yao Zhang;Xiu-lan Chen;Chun-yang Li;Yu-zhong Zhang;Mei Shi;Xi-ying Zhang
  • 通讯作者:
    Xi-ying Zhang

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其他文献

Algimonas arctica sp. nov., isolated from intertidal sand, and emended description of the genus Algimonas
北极藻单胞菌 sp.
  • DOI:
    10.1099/ijsem.0.000402
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    刘畅;张熙颖;宋晓妍;苏海楠;秦启龙;解彬彬;陈秀兰;张玉忠;石梅
  • 通讯作者:
    石梅

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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