放线菌转录调控因子的酰基化修饰与红霉素合成代谢调控研究
批准号:
32070066
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
尤迪
依托单位:
学科分类:
微生物组学与代谢
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
尤迪
中文摘要
酰基CoA既是酰基化修饰的供体也是许多抗生素合成的前体,揭示基于酰基CoA介导的酰基化修饰在抗生素合成的调控作用极其重要。我们前期研究发现酰基化修饰抑制丙酰CoA代谢及红霉素合成途径一些关键酶的活性。本项目针对转录因子的酰基化调控胞内基础营养代谢、酰基CoA平衡、次级代谢产物合成机制展开研究。利用合成生物学理念和翻译后修饰代谢工程(PTM-ME)策略筛选由于酰基化抑制效应影响红霉素合成的关键调控蛋白;从翻译后修饰角度解析转录调控因子与细胞整体代谢网络的互作机制;通过精准调节和改造转录调控因子的酰基化水平提高红霉素合成代谢途径的相对代谢流及其与本底代谢途径的适配性;拓展基于翻译后修饰调控机理的改造靶点,强化PTM-ME策略的应用;为复杂型、高商业价值型放线菌合成代谢调控分子机制的完善和理性改造提供理论基础。
英文摘要
Acyl-CoAs function as key precursors for the biosynthesis of various natural products as well as the dominant donors for protein acylation. It is critical to reveal the role of acyl-CoA-mediated acylation in the regulation of antibiotic synthesis. Our previous study found that acylation inhibits the activity of some key enzymes in the propionyl-CoA metabolism and erythromycin synthesis. On the basis of our early research, this study concentrated on the regulatory mechanism among intracellular nutrition metabolism, acyl-CoA homeostasis and secondary metabolism via acylation of transcription factors. Using the synthetic biology method and post-translational metabolic engineering (PTM-ME) strategy, we will try to screen the key regulatory proteins whose acylation inhibits erythromycin synthesis, and reveal the interaction mechanism between transcriptional regulators and global metabolic network in view of post-translational modification. Furthermore, the improvement of relative metabolic flow of erythromycin anabolism and its compatibility in the chassis cell will be obtained through accurate regulation of the acylation level of transcriptional regulators. Our study will provide new modification targets based on the PTM regulation mechanism and contribute to the optimization of PTM-ME strategy. In particular, this system-level understanding of protein PTM will offer a conceptual and technological framework to create new metabolic enzymes/ pathways for the optimal production in actinomycetes.
本项目圆满完成了既定任务,以红霉素生产菌红霉糖多孢菌为主要研究对象,挖掘和鉴定了红霉糖多孢菌由于酰基化抑制效应影响红霉素合成的关键调控蛋白;完成了不同营养条件酰基化修饰组与表型(生长状态、形态分化、红霉素产率等)相关性分析。系统研究了营养代谢平衡与酰基化修饰互作模式,碳氮营养感知蛋白调控网络及酰基化修饰调控信号通路;探讨了第二信使与抗生素高产机制的关系,研究了广域调控因子BldD、DasR与第二信使(c-di-GMP、c-di-AMP)的互作机制,阐明了放线菌酰基化、第二信使及次级代谢的调控机制,建立了基于第二信使的代谢工程新技术,实现了红霉素高产菌株的代谢工程改造,进一步揭示了基于翻译后修饰的理论与方法研究对于高效合成生物系统工程化设计的重要意义。项目相关成果在Nat Commun, Nucleic Acids Res, mBio, Mol Microbiol等期刊发表论文5篇(均标注项目编号)受到国际同行积极评价与《科学网》、《文汇报》、《上海科技报》等主流媒体的亮点宣传;申请发明专利2项,已授权1项;培养博士研究生4名,已毕业4名,获上海市优秀毕业生1名;培养硕士研究生7名,已毕业3名,获上海市优秀毕业生2名;项目负责人在国内外学术大会报告10余次,受邀担任国际期刊Frontiers in Microbiology(Q1,IF: 6.84)、Bioengineering(Q2,IF: 5.05)客座编辑,Engineering Microbiology青年编委;获得全国优秀学术交流奖(2023)、上海市生物工程学会“优秀青年科学家”奖(2024)、华东理工大学“科研新星”(2023)、华东理工大学优秀青年奖(2022、2023)、华东理工大学青年英才奖(2023)。在微生物翻译后修饰代谢调控的研究和应用中发挥了积极作用。
转录因子DasR的酰基化修饰与c-di-AMP互作调控红霉素合成的机制研究
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批准号:--
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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:2025
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负责人:尤迪
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依托单位:
丙酸代谢酶的酰基化修饰及红霉素合成前体供应研究
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批准号:31700058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2017
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负责人:尤迪
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依托单位:
国内基金
海外基金