粗糙脉孢菌葡萄糖双转运系统分子机理解析

基本信息
批准号:31670042
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:田朝光
学科分类:
依托单位:中国科学院天津工业生物技术研究所
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李金根,孙文良,孙涛,王邦,张路,冀京枭
关键词:
纤维素降解粗糙脉孢菌葡萄糖转运碳代谢阻遏丝状真菌
结项摘要

Glucose transportation is a critical basic question of nutrient metabolism in life science.It has been observed at cell biology level in 1970s, the Neurospora crassa can initiate the different affinity of glucose transport system (system I-low affinity and II-high affinity) upon the low and high glucose concentration in the environment. However, up to date, the key components and the molecular basis of this glucose dual-transport system remains to be uncovered, it greatly slowers the functional understanding the glucose transport system and metabolic engineering it at molecular level in filamentous fungi. . In this project, we will address the molecular mechanism of the glucose dual-transport system in model fungus Neurospora crassa. The key components of system I and system II will be identified combining transcriptome analysis of fungus grown on different gradient glucose condition and the dynamics characterization of glucose transportation for candidate transporters. Further, the comprehensive functional analysis of system I and system II will be conducted through a set of genetics and biochemical experiments. What are the roles of the dual system could play in glucose sensing, transport and signaling in carbon catabolite repression (CCR) will be dissected. The present study will make a great progress for understanding the glucose transport system in filamentous fungi, and will become a key to do metabolic engineering for improving the glucose metabolism in industrial fermentation using filamentous fungi as host .

葡萄糖转运是生命科学营养物质代谢领域的重要基础科学问题。 1970年代细胞生物学研究发现, 粗糙脉孢菌等丝状真菌在环境中存在高浓度和低浓度葡萄糖时,分别启动两套对葡萄糖亲和力不同的糖转运系统(系统I和II,又称高低双系统)来应对。但迄今为止,尚未从分子水平解析双转运系统的转运蛋白组成及其分子机理,极大限制了对丝状真菌葡萄糖转运途径的功能理解和代谢工程改造。本课题将以模式丝状真菌粗糙脉孢菌为对象,通过分析不同葡萄糖浓度梯度下的转录组学,筛选可能的高低双系统转运蛋白;利用课题组已经建立的糖转运蛋白功能研究技术,表征葡萄糖双转运系统生化特性;继而通过组合突变高低双系统,进一步分析该双系统在丝状真菌葡萄糖信号传导和碳阻遏效应中的功能。本课题的开展,将显著促进丝状真菌葡萄糖双转运系统的分子机理解析及其在未来代谢工程研究中的潜在应用。

项目摘要

葡萄糖转运是真菌研究中重要基础科学问题。但迄今为止,在粗糙脉孢菌中,尚未从分子水平解析葡萄糖转运系统的转运蛋白组成及其分子机理,极大限制了对丝状真菌葡萄糖转运途径的功能理解和代谢工程改造。本课题通过分析粗糙脉孢菌不同葡萄糖浓度梯度下的转录组学,克隆鉴定了该菌葡萄糖转运系统核心转运蛋白,整个系统核心包含三个转运蛋白:低亲和力葡萄糖转运蛋白(命名为GLT-1)和高亲和力葡萄糖转运蛋白(命名为HGT-1/2);并研究了它们的转运特征和调控系统特征,GLT-1具有较高的Km 值(18.42 ± 3.38 mM),而HGT-1/2分别具有很低的Km 值(16.13 ± 0.95 µM和98.97 ± 22.02 µM)。双系统的调控主要由一个核心转录因子Col-26负责调控,同时我们的研究表明,丝状真菌糖转运系统调控机制复杂,除了Col-26外,Rco-3和AMPK途径也参与其中。本研究对深入理解丝状真菌葡萄糖转运机理和工业真菌代谢工程改造生产生物基化学品都有重要推动意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

相似国自然基金

1

粗糙脉孢菌纤维二糖转运蛋白的分子功能及调控机理研究

批准号:31171207
批准年份:2011
负责人:田朝光
学科分类:C0602
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

Vad-5对粗糙脉孢菌无性产孢的调控机理研究

批准号:31000551
批准年份:2010
负责人:孙宪昀
学科分类:C0602
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

粗糙脉孢菌NC-3降解水稻秸秆的作用机理研究

批准号:31801311
批准年份:2018
负责人:李银水
学科分类:C1309
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

RAS-2调控粗糙脉孢菌生物钟的分子机制研究

批准号:31400075
批准年份:2014
负责人:胡启文
学科分类:C0104
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目