希瓦氏菌硝酸還原多層次調控的分子機制

《希瓦氏菌硝酸還原多層次調控的分子機制》是依託浙江大學，由高海春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：希瓦氏菌硝酸還原多層次調控的分子機制
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：高海春
• 項目類別：面上項目

項目摘要

S.oneidensis的硝酸還原途徑由一個信號感應蛋白和兩個DNA結合調控因子組成的三元系統調控。基因組比較分析發現這種三元系統在一些細菌中普遍存在，因而可能代表著一種適合這類細菌生存的新機制。這個申請中的課題旨在繼續深入項目主持人在這方面的研究，進一步在生理生態上，分子生物學上，以及系統進化上對這種非經典的調控系統加深理解。具體地，我們要首先調查該系統各個組成蛋白對硝酸還原途徑的影響；其次，弄清DNA結合調控因子磷酸化對其生物功能的必要性；再其次，全面地對這個系統進行體外和體內實驗分析，以期了解這個系統的作用機理；最後通過研究此系統對無氧呼吸全局調控因子Crp的回響揭示Crp的作用機理。本課題的立項和實施，將有力推動我國以微生物為載體的分子生物學基礎研究的發展，使我們在Shewanella的研究中繼續保持國際領先。

結題摘要

Shewanella oneidensis 以其極端廣譜的呼吸能力著稱。該菌的硝酸還原途徑具有很多新穎的特點，已被本課題負責人基本解析。在解析過程中，研究發現該菌硝酸還原途徑也具有廣泛的代表性：該菌硝酸還原途徑由一個信號感應蛋白和兩個DNA 結合調控因子組成的三元系統調控。基因組比較分析發現這種三元系統在一些細菌中普遍存在，因而可能代表著一種適合這類細菌生存的新機制。這個申請中的課題旨在繼續深入項目主持人在這方面的研究，進一步在生理生態上，分子生物學上，以及系統進化上對這種非經典的調控系統加深理解。課題首先調查了該系統各個組成蛋白對硝酸還原途徑的影響；其次弄清了DNA 結合調控因子磷酸化對其生物功能的必要性；接下來全面地對這個系統進行體外和體內實驗分析；最後通過研究此系統對無氧呼吸全局調控因子Crp 的回響揭示Crp 的作用機理。在研究過程中，不但全面完成了計畫任務，而且發現並在其它課題的交叉支持下弄清了幾個長期困擾研究者的 問題，包括電子傳遞補救途徑，亞硝酸的毒性及其機制，以及與之相關的細胞應答機制。這些成果極大地提升了對細菌的亞硝酸生物學的理解，為利用該菌進行含硝酸環境修復奠定基礎。