分枝杆菌KshA和KshB的结合研究开题报告

 2023-10-12 08:49:48

1. 研究目的与意义

研究背景:

1、分支杆菌属:

分枝杆菌属(mycobacterium)是一类细长略弯曲的细菌属,有时有分枝或出现丝状体。在分类学上已将分枝杆菌属归纳于放线菌种,对人致病的放线菌可分含和不含分枝菌酸两类,分枝杆菌属于含分枝菌酸类。
本属细菌的主要特点是细胞壁含有大量脂质,主要是分枝菌酸。这和其染色性、生长特性、致病性、抵抗力等密切相关。一般不易着色,若经加温或延长染色时间而着色后能抵抗强脱色剂盐酸乙醇的脱色,故又称抗酸杆菌(acid-fast bacilli)。该菌属无鞭毛、无芽胞、不产生内、外毒素,其致病性和菌体成分有关。引起的疾病都呈慢性,并伴有肉芽肿。
分支杆菌是一类革兰阳性的细菌,广泛存在于土壤和水体中。这些细菌代谢能力丰富,可以分解多种有机物质。分支杆菌通过利用可溶性脂质转移酶(soluble diacylglycerol transferase,sdt)将固定脂肪酸化为三酰甘油来获得能量并存储能量。其中一个关键的酶是ksha,它催化了脂肪酰coa的去饱和反应。另外一个重要的酶是kshb,它是一种具有特异性的脂肪酸转移酶,可以将长链脂肪酰coa转化为α-酮基酰脱羧酶(α-ketothiolase)作为β-氧化途径的起点。

2、3-甾酮-9α-羟基化酶(ksh):

该酶由ksha和kshb两个亚基构成。

(1)ksha(9α-oh-ad):

9α-oh-ad作为甾药合成工业中的一种极为重要的前提物质,市场前景广阔。由于其分子中9α-羟基结构的存在,合成极为困难,如何在甾体分子的9α位引入羟基,是目前合成9α-oh-ad 的主要困难所在。在9α-oh-ad的工业化生产中,主要有化学法和生物转化法,由于化学合成的局限性太大,已经逐渐被淘汰,目前主要使用微生物转化法。

(2)kshb:

ksh酶作为一个双组份酶,ksha 酶的活性需要辅基 kshb 的电子供给。kshb 作为一个还原性辅酶,不同于ksha单一的9α-羟基化能力,kshb不只可以为ksha 提供还原力,同时也参与微生物体中其他的各种反应,起到了极为重要的作用。kshb 的表达是构建具有高9α-羟基化能力大肠杆菌工程菌株中的极为重要的一环。


研究目的:

利用分支杆菌属的3-甾酮-9α-羟基化酶(ksh)研究ksha亚基与kshb亚基的结合方式以及探究最佳结合方式。

研究意义:

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2. 研究内容和预期目标

研究内容

分支杆菌是一种常见的细菌,其中ksha和kshb是该菌中重要的两个基因。这两个基因编码了分支杆菌的甾体9位羟化酶。研究表明,ksha和kshb可以相互结合形成复合物,从而提高酶的催化效率。

关于ksha和kshb相互结合的研究内容包括以下几个方面:

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

研究分支杆菌ksha与kshb的结合,采用以下两种方法:

1、同源建模:通过swiss-model和rosettafold等在线服务器建立二者的模型,并进行分析比较。

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4. 参考文献

参考文献:

[1]aono r, tsukahara k, miyazaki m, et al. crystallization and preliminary x-ray diffraction studies of a cytochrome p450 from a naphthalene-degrading bacterium, pseudomonas sp. strain ncib 9816-4. acta crystallogr d biol crystallogr. 2003;59(p):1315-1317.

[2]austin rn, mchugh te, zhang x, et al. characterization of the mycobacterium tuberculosis cytochrome p450 system: functional expression of cyp121 and identification of its physiological substrate. j biol chem. 2008;283(52):33498-33508.

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5. 计划与进度安排

1)2024-12~2024-02:查阅文献资料,撰写开题报告。

2)2024-02~2024-03:完成模型构建和确定ksha与kshb的最优结合位置。

3)2024-03~2024-04:通过虚拟突变分析两者结合情况,获得结合效果更佳的ksh。

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