红树林环境宏基因组文库新型阿魏酸酯酶的筛选及结构功能的解析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31170117
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    刘玉焕
  • 依托单位：
    中山大学
  • 学科分类：
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

阿魏酸酯酶是一类降解半纤维素之间、半纤维素与木质素之间相连的阿魏酸酯键的酶类总称，在食品、医药、造纸、饲料加工、生物合成及生物能源等领域具有广泛的应用潜力。然而，目前绝大部分阿魏酸酯酶的研究都来自真菌，因此，对细菌阿魏酸酯酶基因的克隆和功能研究亟待加强。为了从占微生物种类99%以上的未培养微生物中寻找新型细菌阿魏酸酯酶基因，申请人基于多年从事宏基因组文库的构建与功能基因筛选的基础，拟从微生物资源丰富而独特的红树林环境样品中，通过建立大片段DNA的宏基因组文库，获得具有优良特性的阿魏酸酯酶新基因，然后进行酶学性质的研究，进一步对功能独特的新型阿魏酸酯酶进行晶体结构的解析，阐明酶与底物的作用模式和催化机制，丰富阿魏酸酯酶的结构与功能数据库，研究结果有助于全面了解阿魏酸酯酶的催化机制和底物特异性机理，并为新功能酶的理性设计与改造提供正确的理论指导，具有重要的理论意义和应用前景。

结项摘要

采用宏基因组学技术构建红树林环境样品文库，通过功能筛选，获得1个具有阿魏酸酯酶活性的克隆子（pUC118-estF27）。序列分析发现一个873bp的ORF,已提交至GenBank（HQ241478）。用pET-28a (+)在BL21 (DE3)中对蛋白进行表达，重组EstF27的最适温度和pH分别为40C和6.8。为了提高Est27的热稳定性，通过两轮随机突变和有益突变叠加，最终获得一个含有六个突变点的突变子M6（T27I/S84L/V161I/G243C/H195L/A259V）。其最适温度为65C，在55 C下的半衰期是EstF27的3,360倍（1,680 hvs 0.5 h）。采用动态光散射法测定温度对蛋白颗粒直径的影响，结果表明引起突变子M6蛋白颗粒急剧变化的温度比EstF27的高12 C（68 Cvs56 C）。这些结果说明突变子M6的热稳定性明显优于EstF27。同时，M6的催化效率是EstF27的1.9倍，说明这些突变在提高该酶热稳定性时没有折损其活性。.为了深入了解EstF27热稳定性提高的结构基础，采用CsCl浸泡法解析了M6的晶体结构，其分辨率为2.0Å，PDB登录号为4ZRS。该蛋白呈球形，为典型的α/β水解酶，在主要α螺旋和β片层中，只有β2链反平行于其他链，其余链均相互平行。.结构分析和生化实验表明突变G243C使得C243与C243'形成一个新的二硫键，从而增加了蛋白的热稳定性。其他突变位点大多倾向于通过增加蛋白的疏水性来提高其热稳定性，其中几个也位于二聚体界面上。比如，T27I和接近二聚体界面的α1链上的L5、L9以及L12形成疏水相互作用；A259V增加了与来自另一亚基α10’的疏水相互作用；突变后的L195位于由Y199，F77，W206和I183形成的疏水环境中，L195的δC原子和前三个残基的芳香环之间的最近距离为3.7-3.9Å；L84与F89和Y90的距离也在相似的范围内；I161也位于一个疏水口袋中，由残基L222，L215，I220，I157，I179和I174包围，其距离均小于5.0Å。这些发现为H195L，S84L和V161I对热稳定性提高的贡献提供了合理的解释。.通过本项目的研究，获得了一个性质优良的阿魏酸酯酶，丰富了阿魏酸酯酶结构-功能关系的知识，具有重要的理论意义和广泛的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Metagenomic approach for the isolation of a thermostable β-galactosidase with high tolerance of galactose and glucose from soil samples of Turpan Basin.
从吐鲁番盆地土壤样品中分离具有高半乳糖和葡萄糖耐受性的耐热β-半乳糖苷酶的宏基因组方法
  • DOI：
    10.1186/1471-2180-13-237
  • 发表时间：
    2013-10-24
  • 期刊：
    BMC microbiology
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Zhang X;Li H;Li CJ;Ma T;Li G;Liu YH
  • 通讯作者：
    Liu YH
Identification and characterization of a novel thermostable pyrethroid-hydrolyzing enzyme isolated through metagenomic approach.
通过宏基因组方法分离的新型热稳定拟除虫菊酯水解酶的鉴定和表征。
  • DOI：
    10.1186/1475-2859-11-33
  • 发表时间：
    2012-03-13
  • 期刊：
    Microbial cell factories
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Fan X;Liu X;Huang R;Liu Y
  • 通讯作者：
    Liu Y
The cloning and characterization of one novel metagenome-derived thermostable esterase acting on N-acylhomoserine lactones
一种作用于 N-酰基高丝氨酸内酯的新型宏基因组衍生热稳定酯酶的克隆和表征
  • DOI：
    10.1016/j.molcatb.2012.07.006
  • 发表时间：
    2012-11-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fan, Xinjiong;Liu, Xiaolong;Liu, Yuhuan
  • 通讯作者：
    Liu, Yuhuan
Immobilization and Characterization of Tannase from a MetagenomicLibrary and Its Use for Removal of Tannins from Green Tea Infusion
宏基因组文库中单宁酶的固定化和表征及其用于去除绿茶浸液中单宁的用途
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    J. Microbiol. Biotechnol
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Guoxiang Zhong;Wen Cao;An Yu;Yuhuan Liu
  • 通讯作者：
    Yuhuan Liu
Production, characterization and applications of tannase
单宁酶的生产、表征及应用
  • DOI：
    10.1016/j.molcatb.2013.11.018
  • 发表时间：
    2014-03-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS B-ENZYMATIC
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yao, Jian;Guo, Geng Shan;Liu, Yu Huan
  • 通讯作者：
    Liu, Yu Huan

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

中国企业社会责任的自我表述与实践之间的关系研究——基于上市公司的数据
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国软科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汪亚明;刘文彬;刘玉焕
  • 通讯作者：
    刘玉焕
大国重器“盾构机”的 工业互联网平台
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    清华管理评论
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘玉焕;王洋慧
  • 通讯作者：
    王洋慧
新型拟除虫菊酯降解酶的分子改造及降解特性
  • DOI：
    10.13471/j.cnki.acta.snus.2017.04.018
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中山大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘孝龙;刘玉焕;范新炯
  • 通讯作者：
    范新炯
组织 污 名 研 究 的 兴 起、 现 状 与 未 来 研究方向
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    管理学季刊
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘玉焕;程耿林
  • 通讯作者：
    程耿林
海洋病原细菌Enterobacter sp. E
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中山大学学报，2005，5，119-120
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孟繁梅;汪 凯;刘玉焕;艾云灿
  • 通讯作者：
    艾云灿

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 }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
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项目思路

AI技术路线图

刘玉焕的其他基金

β-葡萄糖苷酶耐受葡萄糖的分子机制研究
  • 批准号：
    31770075
  • 批准年份：
    2017
  • 资助金额：
    60.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
热稳定冷适应农药水解酶的分子基础
  • 批准号：
    30570055
  • 批准年份：
    2005
  • 资助金额：
    28.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

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 }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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

        graph TD
          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]
关闭
close
客服二维码