草酸青霉新调控基因POX01907调控生淀粉糖化酶基因表达的分子机理研究
批准号:
32060141
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
冯家勋
依托单位:
学科分类:
基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯家勋
中文摘要
淀粉加工中用生淀粉糖化酶可降低生产成本。前期研究发现草酸青霉突变体ΔPOX01907的生淀粉酶产量下降77.6%、一个特性优良的生淀粉糖化酶PoxGA15A的基因表达下调93.5%。POX01907是未知功能的新蛋白质。本项目拟通过凝胶迁移电泳、定点突变等证实POX01907对PoxGA15A基因表达的直接调控和POX01907的DNA结合结构域及关键氨基酸。构建POX01907不同序列删除的突变菌株,鉴定POX01907结构域的功能。通过DNA亲和纯化测序、定点突变、ΔPOX01907的转录组分析和突变体构建及分析等鉴定POX01907的直接靶标基因、结合的DNA序列和关键碱基及下游关键调控基因。通过串联亲和纯化-质谱、酵母单杂交、Pull down、Co-IP分析等鉴定POX01907的靶蛋白及调控POX01907基因表达的上游调控蛋白,对认识真菌的基因表达调控机理有重要的科学意义。
英文摘要
Employment of raw starch-digesting glucoamylase (RSDG) in the processing of starch can greatly reduce production cost. In our previous work, a Penicillium oxalicum mutant ΔPOX01907 was found to show 77.6% reduction in raw starch-digesting amylase (RSDA) production compared with the parental strain ΔPoxKu70, and 93.5% downregulation of the transcript of gene PoxGA15A encoding a highly active RSDG. POX01907 is a novel hypothetical protein with unknown function. In this proposal, electrophoretic mobility shift assay (EMSA) and site-directed mutagenesis will be employed to confirm the direct regulation of expression of the gene PoxGA15A by POX01907, DNA-binding domain of POX01907 and the contained key amino acids. The function of each domain contained in POX01907 will be determined through the construction of a series of POX01907 mutants with nested deletions in P. oxalicum parental strain ΔPoxKu70 and RSDA activity measurement of the resultant mutants. The direct targets and DNA motif bound by POX01907, the key bases in the motif and the key regulatory genes acting downstream of POX01907 will be identified through DNA affinity purification sequencing, site-directed mutagenesis, transcriptomic sequencing of mutant ΔPOX01907 in comparison with that of the parental strain ΔPoxKu70, mutant construction and analysis. Moreover, target binding protein(s) of POX01907 and protein(s) regulating the expression of gene POX01907 will be identified through tandem affinity purification-mass spectrometry and yeast one-hybrid assays, Pull down and Co-IP experiments. The expected outcome of this suggested project will help to understand molecular regulatory mechanism of gene expression in fungi.
淀粉加工中用生淀粉酶可降低生产成本,目前酶市场上无该酶制剂。草酸青霉能产生高活力的生淀粉酶,但是,其生淀粉酶产量低、成本高,无法工业生产与应用。草酸青霉新调控蛋白POX01907(发表论文中重命名为PoxRsrA或RsrA)调控生淀粉酶的产生。然而,POX01907作用的分子机理未知。.本项目的主要研究内容是证实POX01907对生淀粉糖化酶基因PoxGA15A表达的直接调控,鉴定POX01907直接调控的靶标基因、结合的DNA序列和关键碱基、DNA结合结构域及关键氨基酸、不同结构域的功能及相互作用的靶蛋白,鉴定POX01907基因的下游关键调控基因及调控POX01907基因表达的调控基因。.本项目发现POX01907定位于草酸青霉细胞核,其转录激活结构域,转录激活所必需氨基酸残基D1508、W1509和M1510。鉴定了POX01907直接调控PoxGA15A基因、糖化酶基因POX_b02418和α-淀粉酶基因PoxAmy13A的表达。POX01907的DNA结合结构域为SANT1,关键氨基酸为R866,其结合的DNA序列为5'-RHCDDGGD-3',关键碱基为C3、G6和G7。.发现POX01907N端467个氨基酸序列抑制其上调草酸青霉生淀粉酶的产生,N端703个氨基酸序列、1135–1730氨基酸序列正向影响草酸青霉生淀粉酶的产生。.SANT2是POX01907调控草酸青霉产酶所必需的,其与POX08477相互作用,抑制POX01907酪氨酸Y1127和Y1170位点的磷酸化修饰,抑制草酸青霉生淀粉酶的合成。.发现POX01907能与转录中介体亚基Med6、Med8、Med16和Med31结合,Med6负调控、Med8和Med31正调控草酸青霉生淀粉酶的产生。.鉴定出POX01907基因的下游关键调控基因为POX08340 (rsrB),POX01907结合rsrB基因启动子的5'-GTATTGGA-3'。RsrB结合PoxGA15A基因启动子的5'-TCGATCAGGCACGCC-3'。鉴定出调控基因POX_a01508(rsrC)正向直接调控POX01907基因的表达和草酸青霉生淀粉酶的产生。.本项目的成果为认识真菌生淀粉酶合成的调控机制提供了新见解。
草酸青霉生物质降解酶生物合成的翻译和转录调控机理
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批准号:U21A20178
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项目类别:--
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资助金额:271.00万元
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批准年份:2021
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负责人:冯家勋
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依托单位:
草酸青霉纤维素酶基因的新关键调控基因POX01167的功能鉴定
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批准号:31760023
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2017
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负责人:冯家勋
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依托单位:
草酸青霉纤维素酶基因表达调控机制的研究
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批准号:31260017
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2012
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负责人:冯家勋
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依托单位:
水解天然纤维素的纤维素酶催化功能域的分子鉴定
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批准号:30960013
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2009
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负责人:冯家勋
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依托单位:
未培养细菌的新的纤维素酶基因资源及其多样性
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批准号:30560003
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2005
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负责人:冯家勋
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依托单位:
茄假单胞菌寄主特异性毒性基因的遗传和分子分析
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批准号:39970011
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项目类别:面上项目
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资助金额:12.0万元
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批准年份:1999
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负责人:冯家勋
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依托单位:
国内基金
海外基金