家蚕BH4选择性合成途径的分子调控机制研究

基本信息
批准号:31572468
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:孟艳
学科分类:
依托单位:安徽农业大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高俊山,叶崇军,李闻天,甘泉,舒蕊,李鑫,张新伟
关键词:
四氢生物蝶呤生长与发育性状家蚕调控网络基因干涉
结项摘要

Tetrahydrobiopterin (BH4) is a necessary cofactor for aromatic amino acid hydroxylases and nitric oxide synthase. Synthesis disorder of BH4 leads to various complicatedly metabolic syndromes or neuropsychological diseases in human. Biosynthetic pathways of BH4 in mammals have been widely focused on due to its important physiological functions. But the alternative synthesis branches, regulating mechanism of related genes and roles of different pathways remain unclear. By far, knowledge about BH4 synthesis and regulatory network is limited in insects. Our previous studies showed that the de novo synthesis pathway is similar between the silkworm Bombyx mori and higher animal. Therefore, achievements in the molecular regulating mechanism of BH4 biosynthesis pathways contribute to better understanding and clarifying the problems present in higher animal. In this research, using several B. mori mutant models, such as lem, which are differentially deficient in BH4 synthesis, genomic-wide screening of genes that probably take part in the BH4 synthesis pathways will be performed to analyze their special-time expression patterns. Next, shRNA mediated transgenic RNAi will be carried out to study the gene roles in B. mori BH4 synthesis network and to comprehend the whole molecular regulating mechanism. Especially, biological functions of salvage pathway and recycling pathway will be investigated and discussed. In theory, findings in this study count for using such silkworm mutants to set up invertebrate models for some human BH4 deficiency-dependent diseases, furthermore, provide scientific basis for screening new medicine candidates or targets to apply them in the accurate diagnosis and therapy in the future.

四氢生物蝶呤(BH4)是芳香族氨基酸羟化酶的重要辅酶,其合成不足可导致人罹患多种复杂的神经性代谢综合症。哺乳动物BH4的生物合成通路因其所具有的重要生理功能而研究较多,但至今BH4的选择性合成支路及其调控机理有待探明,不同合成途径的生理病理作用模式及功能地位尚不清楚。我们的前期研究表明,家蚕具有和高等动物类似的BH4从头合成途径,研究家蚕BH4合成代谢网络的分子调控机制有助于阐释高等动物的相关问题。本项目以lem等家蚕BH4合成缺陷型突变体为模型,充分发掘家蚕全基因组数据库中与BH4合成相关的基因,解明各基因的表达模式;利用shRNA介导的转基因RNAi技术,研究基因功能及其对不同合成途径的调控机制;着重探讨补救途径和回收途径在家蚕BH4合成调控网络的生物学功能。研究成果对于开发家蚕突变体作为人BH4缺陷型疾病的昆虫模型具有重要理论价值,为新型药物及靶标的筛选和应用提供科学依据。

项目摘要

四氢生物蝶呤(BH4)是芳香族氨基酸羟化酶的必需辅酶,也是一氧化氮合酶 (NOS) 的重要辅助因子,还能作为NOS的调控因子或直接作为自由基清除剂参与氧化应激作用,其合成不足可导致人罹患多种复杂的神经性代谢综合症。然而,哺乳动物BH4的选择性合成支路及其调控机理有待探明,不同合成途径的生理病理作用模式及功能地位尚不清楚。本项目针对这一科学问题,以模式昆虫家蚕(Bombyx mori)的lem (leml)、al、和i-lem等BH4合成缺陷型突变体为研究对象,主要开展了4个方面的研究工作:1)BH4合成相关基因的克隆、表达与鉴定;2)突变体中相关基因的表达互作模式;3)BmAKR、BmCBR调控BH4合成的功能;4)以转基因shRNAi研究BH4选择性合成途径的分子调控机理。主要研究结果如下:1)获得了与人的BH4合成途径中发挥重要作用的hCBR1、hCBR3亲缘关系最近的4个BmSDR成员,确定了BmSDR50为重要的参与家蚕BH4选择性合成途径的CBR;2)当从头合成途径受阻激发BmDHFR上调表达,可将BH2还原成BH4,从而提高BH4/BH2比值,因此BmDHFR介导的补救合成途径对于维持机体细胞的BH4水平和BH4/BH2比值具有重要的生理作用;3)BmSpr直接调控SP和BH4在脂肪体的合成,BH4主要由脂肪体优先向表皮、头部和生殖腺转运,而母体BH4的合成水平对子代胚胎发育具有母性影响的遗传效应,这在哺乳动物中尚未见报道。本项目为将家蚕BH4合成缺陷型突变体作为人类相关疾病模型的建模对象研究,奠定了必要的生物化学与分子生物学理论基础,所取得的研究成果对于阐释哺乳动物BH4合成代谢通路的生理病理作用机制,从分子水平明确BH4缺陷依赖性疾病的病因具有重要科学意义。

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

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
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022

孟艳的其他基金

批准号:81200439
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100183
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11347171
批准年份:2013
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81670380
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30640078
批准年份:2006
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31172270
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30900518
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81370240
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31872423
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

结冷胶生物合成途径调控的分子机制

批准号:31401657
批准年份:2014
负责人:朱桂兰
学科分类:C2002
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

家蚕丝蛋白合成的代谢调控研究

批准号:31772532
批准年份:2017
负责人:赵萍
学科分类:C0403
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
3

家蚕性别调控分子机制和应用基础研究

批准号:30330460
批准年份:2003
负责人:向仲怀
学科分类:C1709
资助金额:145.00
项目类别:重点项目
4

华细辛甲基丁香酚生物合成途径及其分子调控机制的研究

批准号:81373962
批准年份:2013
负责人:刘忠
学科分类:H3204
资助金额:60.00
项目类别:面上项目