《土壤桿菌胞外水溶性β-1,3-葡聚糖的生物合成機制研究》是依託南京理工大學，由程瑞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：土壤桿菌胞外水溶性β-1,3-葡聚糖的生物合成機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：程瑞
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
索拉膠（Salecan）是一種新型細菌胞外水溶性β-1,3-葡聚糖，因其多種生物學活性在食品和醫藥等領域極具套用前景。水溶性β-葡聚糖生物合成機制的闡明不僅有重要的基礎意義，而且對這些多糖的結構改造以及工業化生產有指導作用。本項目擬對Salecan合成相關基因的功能和作用機制進行研究。將首先利用同源重組技術構建多糖合成相關基因敲除和回補突變株體庫，分析突變株的產糖能力及所產胞外多糖的糖鏈結構和分子量的變化情況；進一步異源表達糖基轉移酶，體外模擬Salecan重複單元合成過程；並利用突變株的透性化細胞進行同位素標記的糖苷合成反應，根據脂載中間體合成情況分析糖苷鍵合成順序；最後，異源表達聚合相關蛋白，利用同位素標記的多糖重複單元，體外模擬糖鏈聚合過程。本研究將闡明土壤桿菌胞外水溶性β-葡聚糖Salecan的生物合成機制，並有助於我們通過代謝工程的手段實現對Salecan工業生產菌株的定向改造。
結題摘要
β-葡聚糖因其廣泛的生物學活性而在食品和醫療等領域極具套用前景。β-葡聚糖生物合成機制的闡明有助於β-葡聚糖的高效製備和結構改造。索拉膠（Salecan）是一種新型微生物胞外水溶性β-葡聚糖,具有多種生物學活性。本項目採用遺傳學和分子生物學手段研究了Salecan合成相關基因的功能，分析了多糖重複單元聚合和運輸的機制，並探索了生物合成新型定長β-葡寡糖的新策略。首先，對Salecan合成基因簇進行了序列比對分析、轉錄分析和啟動子活性測定以及糖基轉移酶的拓撲結構分析，明確了基因簇中基因轉錄順序和偶聯性，以及糖基轉移酶的細胞定位和作用；其次，利用同源重組技術和廣譜質粒載體構建多糖合成相關基因敲除和回補突變株體庫，測定突變株的產糖能力及所產胞外多糖或寡糖的糖鏈結構和分子量的變化情況，分析相應基因在多糖合成過程中的作用；然後，根據敲除菌株產糖情況推斷多糖修飾酶在多糖重複單元合成過程中的作用，並對比分析修飾基團對多糖流變性質的影響；進一步的，檢測基因簇中糖鏈聚合酶的跨膜域，測定聚合酶突變株的碳源利用和產糖情況，並利用代謝組學技術分析聚合酶突變株的代謝變化；最後，利用聚合酶突變株能夠分泌胞外寡糖的特性，通過設計和最佳化發酵培養基實現生物合成新型定長葡寡糖的新途徑。本項目研究通過研究土壤桿菌胞外水溶性β-1,3-葡聚糖Salecan的生物合成相關基因的功能和合成機制，為通過合成生物學和代謝工程手段實現Salecan工業生產菌株的定向改造以及Salecan及其衍生物的合成提供數據支持和理論依據。
