天津工生所等厭氧微生物氧還感應蛋白作用機制研究獲進展

2020-12-07 中國科學院

天津工生所等厭氧微生物氧還感應蛋白作用機制研究獲進展

2014-12-15 天津工業生物技術研究所

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　　氧化還原感應蛋白通過感應生物體中氧化還原水平來調控基因的表達。好氧微生物的氧還感應蛋白Rex通常用於調控好氧呼吸鏈中的蛋白表達，而厭氧微生物中氧還感應蛋白則主要調控厭氧生理過程。目前對好氧微生物的Rex研究較多，尚未見對厭氧微生物氧還感應蛋白的結構和調控機理的相關報導。

　　中國科學院天津工業生物技術研究所郭瑞庭研究組與江蘇大學邵蔚藍研究組合作，在專性厭氧菌Thermoanaerobacter ethanolicus JW200T中氧還感應蛋白RSP的研究中取得了突破性進展。該項研究首次通過對RSP及其與配體NAD+、NADH和NAD+/DNA三種複合體結構的解析，闡明了RSP參與調節乙醇發酵的分子機理。在乙醇發酵濃度過高，還原力不足時，RSP通過結合NAD+分子，採用open構象，結合到乙醇發酵酶系的調控序列上，抑制酶系的表達，從而減少乙醇的生產；當乙醇濃度下降，還原力過量時，RSP與NADH分子結合，採用closed構象，從調控序列上脫離，解除對乙醇發酵酶系的抑制，啟動乙醇生產。該研究通過對RSP和Rex結構的比對，發現了厭氧和好氧微生物氧還感應蛋白獨特的分子結構和調控序列，闡述了厭氧微生物中氧還感應蛋白調節生理過程的分子機理，為對其進行改造，提高乙醇發酵水平提供了理論基礎。

　　該研究獲得國家自然科學基金和「863」計劃項目的經費支持，相關研究成果作為封面文章發表在Journal of Structural biology期刊。天津工生所鄭迎迎副研究員和臺灣中研院柯子平博士為本文共同第一作者。

　　文章連結

 

RSP與NAD+和DNA的複合體結構（封面） 

　　氧化還原感應蛋白通過感應生物體中氧化還原水平來調控基因的表達。好氧微生物的氧還感應蛋白Rex通常用於調控好氧呼吸鏈中的蛋白表達，而厭氧微生物中氧還感應蛋白則主要調控厭氧生理過程。目前對好氧微生物的Rex研究較多，尚未見對厭氧微生物氧還感應蛋白的結構和調控機理的相關報導。
　　中國科學院天津工業生物技術研究所郭瑞庭研究組與江蘇大學邵蔚藍研究組合作，在專性厭氧菌Thermoanaerobacter ethanolicus JW200T中氧還感應蛋白RSP的研究中取得了突破性進展。該項研究首次通過對RSP及其與配體NAD+、NADH和NAD+/DNA三種複合體結構的解析，闡明了RSP參與調節乙醇發酵的分子機理。在乙醇發酵濃度過高，還原力不足時，RSP通過結合NAD+分子，採用open構象，結合到乙醇發酵酶系的調控序列上，抑制酶系的表達，從而減少乙醇的生產；當乙醇濃度下降，還原力過量時，RSP與NADH分子結合，採用closed構象，從調控序列上脫離，解除對乙醇發酵酶系的抑制，啟動乙醇生產。該研究通過對RSP和Rex結構的比對，發現了厭氧和好氧微生物氧還感應蛋白獨特的分子結構和調控序列，闡述了厭氧微生物中氧還感應蛋白調節生理過程的分子機理，為對其進行改造，提高乙醇發酵水平提供了理論基礎。
　　該研究獲得國家自然科學基金和「863」計劃項目的經費支持，相關研究成果作為封面文章發表在Journal of Structural biology期刊。天津工生所鄭迎迎副研究員和臺灣中研院柯子平博士為本文共同第一作者。
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RSP與NAD+和DNA的複合體結構（封面） 

列印 責任編輯：冀正一

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