新的氧化偶氮类天然产物的发掘、合成途径的解析与应用
批准号:
31670008
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
江辉
依托单位:
学科分类:
微生物多样性、分类与系统发育
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋欣杭、任妮妮、张小晟、骆红豆、陶阳
中文摘要
氧化偶氮类化合物尤其是芳香族氧化偶氮类化合物在材料、化工、药物、农药等领域具有很大的应用前景。目前被发现的氧化偶氮类天然产物尤其是芳香族氧化偶氮类天然产物数量极其稀少,它们的生物合成途径尤其是氧化偶氮基团的生物合成机制至今仍然不清楚。本课题组分离得到了3个芳香族氧化偶氮类天然产物氧化偶氮霉素A、B、C,克隆了它们的合成基因簇azo基因簇,发现了催化氧化偶氮基团生物合成的酶AzoC。本项目首先通过生物信息学分析发掘新的氧化偶氮类天然产物合成基因簇;通过分子遗传学技术激活菌株中的目标基因簇;分离纯化新的氧化偶氮类天然产物;通过生物化学表征解析氧化偶氮类天然产物的生物合成途径,尤其氧化偶氮基团的合成。本项目的研究结果一方面丰富氧化偶氮类天然产物库、解析氧化偶氮基团的合成机制,一方面建立从生物信息学出发发掘新天然产物的策略。
英文摘要
Azoxy compounds, especial aromatic azoxy compounds, are widely used as dyes, reducing agents, chemical stabilizers, polymerization inhibitors, therapeutic agents, and energetic materials. To date, only a few natural azoxy compounds, especial natural aromatic azoxy compounds, have been reported. Little is known about their biosyntheses. The biosynthetic mechanism of azoxy group remains a mystery. Our group have identified three natural aromatic azoxy compounds, azoxymycins A, B, and C; cloned their biosynthetic gene cluster, azo gene cluster; and characterized AzoC, the enzyme involved in azoxy group biosynthesis. In this project, we will clone new natural azoxy compound biosynthetic gene clusters by bioinformatics technologies; activate the target gene clusters by molecular genetics technologies; identify new natural azoxy compounds; unveil the biosynthetic pathways of new natural azoxy compounds; and characterize the biosynthetic mechanism of azoxy groups. Our results will not only expand the library of natural aromatic azoxy compound and our understanding of azoxy group biosynthetic mechanism, but also develop a strategy for identification of new natural products based on bioinformatics.
氧化偶氮类天然产物数量极其稀少,该类天然产物中氧化偶氮基团的生物合成机制至今仍然不清楚。本项目通过体内表征和体外表征揭示了氧化偶氮类天然产物氧化偶氮霉素的关键生物合成途径,该分子中氧化偶氮基团的合成由AzoC催化;合成酶起始模块装载的底物是对氨基苯甲酸,该底物在生物合成中比较罕见。红球菌、具有有机氮降解能力的细菌、具有硝化-反硝化能力的细菌是潜在的具有氧化偶氮类天然产物生产能力的菌株。我们通过生物信息学分析在红串红球菌D1基因组中发现了6个非核糖体肽合成酶(NRPS)基因簇,通过化学合成得到了这些NRPS合成的产物,3个产物具有铁载体活性,1个具有抑制天蓝色链霉菌的活性。我们研究了解淀粉芽孢杆菌DT对有机氮的降解途径,以及铜绿假单胞菌P-1的异养硝化-好氧反硝化途径。本项目解析了氧化偶氮基团的关键合成机制,揭示了细菌体内氮元素的一些代谢途径,为新结构天然产物的发掘和环境中含氮污染物的降解提供了思路。
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Strategies for Discovering New Antibiotics from Bacteria in the Post-Genomic Era
后基因组时代从细菌中发现新抗生素的策略
DOI:
10.1007/s00284-020-02197-8
发表时间:
2020
期刊:
Current Microbiology
影响因子:
2.6
作者:
[Jia-Wei Zhu, Si-Jia Zhang, Wen-Guang Wang, Hui Jiang]
通讯作者:
Hui Jiang
Application of an aculeacin A acylase from Actinoplanes utahensis SW1311 in syntheses of echinocandins
犹他游动放线菌SW1311阿库莱辛A酰化酶在棘白菌素合成中的应用
DOI:
10.3785/j.issn.1008-9209.2016.12.061
发表时间:
2017-03
期刊:
浙江大学学报(农业与生命科学版)
影响因子:
--
作者:
[冯国栋, 许永锋, 陈建烽, 赵万忠, 王欣, 张小晟, 江辉]
通讯作者:
江辉
DOI:
10.1007/s13213-018-1382-7
发表时间:
2018
期刊:
Annals of Microbiology
影响因子:
作者:
[Yang Tao, Wen-Guang Wang, Sheng-Hui Lu, Xin Xie, Ugit Lazzat, Naling Bai, Yuhua Zhao, Hui Jiang]
通讯作者:
Hui Jiang
Interactions of iron-based nanoparticles with soil dissolved organic matter: Adsorption, aging, and effects on hexavalent chromium removal
铁基纳米颗粒与土壤溶解有机物的相互作用:吸附、老化及其对六价铬去除的影响
DOI:
10.1016/j.jhazmat.2020.124650
发表时间:
2020
期刊:
Journal of Hazardous Materials
影响因子:
13.6
作者:
[Cai Hui, Yiping Zhang, Xin Ni, Qilu Cheng, Yunpeng Zhao, Yuhua Zhao, Linna Du, Hui Jiang]
通讯作者:
Hui Jiang
Design of Ribosome Binding Sites in Streptomyces coelicolor
天蓝色链霉菌核糖体结合位点的设计
DOI:
10.2174/1570164614666170724120325
发表时间:
2017-01-01
期刊:
CURRENT PROTEOMICS
影响因子:
0.8
作者:
[Luo, Hong-Dou, Tao, Yang, Jiang, Hui]
通讯作者:
Jiang, Hui
共 19 条
基于生物信息学发掘新结构放线菌非核糖体肽类抗菌素
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批准号:LTGY23C010002
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:江辉
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依托单位:
红球菌新结构非核糖体肽的发掘与合成途径的解析
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批准号:31870005
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:江辉
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依托单位:
恰塔努加链霉菌L10中黄色素生物合成途径的研究
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批准号:31200600
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:江辉
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依托单位:
国内基金
海外基金