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马铃薯疮痂病菌中2个3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ的鉴定
1
作者 马建荣 余永红 +1 位作者 张源寅 张文彬 《西南农业学报》 北大核心 2025年第5期1079-1087,共9页
【目的】马铃薯疮痂病菌(Streptomyces scabies)是引起马铃薯疮痂病的主要病原菌,研究其脂肪酸合成起始机制,可为开发马铃薯疮痂病高效绿色防控奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法找到S.scabies基因组中3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ(FabH... 【目的】马铃薯疮痂病菌(Streptomyces scabies)是引起马铃薯疮痂病的主要病原菌,研究其脂肪酸合成起始机制,可为开发马铃薯疮痂病高效绿色防控奠定理论基础。【方法】利用生物信息学方法找到S.scabies基因组中3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ(FabH)同源蛋白Sc FabH,并进行序列比对分析;Sc fabH基因异体遗传互补茄科雷尔氏菌fabH突变株RsmH,并分析互补株的生长表型与脂肪酸组分;体外重建脂肪酸合成反应,并验证Sc FabH的催化活性;对不同细菌来源的3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ构建进化树。【结果】尽管S.scabies基因组标注了4个FabH,但仅Sc FabH1与已报道的FabH具有较高的序列一致性,只有Sc FabH1和Sc FabH2具有保守的催化活性位点(Cys-His-Asn);异体遗传互补实验证实,只有Sc fabH1和Sc fabH2能恢复RsmH菌株的正常生长,但2个互补株的脂肪酸组成有明显差异;体外试验也证实Sc FabH1和Sc FabH2都具有催化活性,但二者对底物选择性有差异;进化树分析显示Sc FabH1和Sc FabH2处于不同的进化分支,推测Sc FabH1在脂肪酸合成过程中发挥关键作用,而Sc FabH2可能参与次级代谢过程。【结论】在S.scabies基因组中鉴定出2个具有催化活性的3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ(FabH),而Sc FabH2为首次报道,其生物学功能还有待深入研究。 展开更多
关键词 Streptomyces scabies 脂肪酸合成 3-酮脂酰acp合成酶Ⅲ(FabH)
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野油菜黄单胞菌中3-羟基脂酰ACP脱水酶功能研究 被引量：1
2
作者 马建荣 陈程 +3 位作者 鄢明峰 李先其 张文彬 余永红 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第6期688-697,共10页
细菌采用II型脂肪酸系统合成脂肪酸,其中3-羟脂酰ACP脱水酶催化唯一的脱水反应,是细菌生长的关键酶之一.野油菜黄单胞菌(Xcc)引起几乎所有十字花科植物的黑腐病,在全球范围内造成广泛的经济损失.为研究Xcc中3-羟脂酰ACP脱水酶,本研究利... 细菌采用II型脂肪酸系统合成脂肪酸,其中3-羟脂酰ACP脱水酶催化唯一的脱水反应,是细菌生长的关键酶之一.野油菜黄单胞菌(Xcc)引起几乎所有十字花科植物的黑腐病,在全球范围内造成广泛的经济损失.为研究Xcc中3-羟脂酰ACP脱水酶,本研究利用大肠杆菌3-羟脂酰ACP脱水酶FabZ序列同源比对时,发现其与XC2876(XcfabZ)编码蛋白具有同源性,序列一致性达到46.1%,同时还具有保守的α螺旋结构和活性位点.将XcfabZ异体遗传互补大肠杆菌fabZ(EcfabZ)条件突变株HW7,结果显示添加IPTG能恢复突变株的生长,初步表明XcFabZ具有3-羟脂酰ACP脱水酶活性.而体外活性分析显示,XcFabZ能在脂肪酸合成的起始反应和延伸反应中发挥3-羟脂酰ACP脱水酶活性作用.本研究不能直接获得XcfabZ基因敲除突变株,但将携带EcfabZ或XcfabZ的表达质粒导入后,获得基因替换突变株,证明XcfabZ是必需基因.EcfabZ替换突变株的脂肪酸组成与野生菌有差异,对逆境条件(高盐、低pH、H2O2和SDS)的耐受性显著下降,运动性也显著降低,但XcfabZ替换突变株恢复到野生菌水平,表明XcFabZ与EcFabZ虽然都具有3-羟脂酰ACP脱水酶活性,但在细胞中生理功能可能有一些差别. 展开更多
关键词 野油菜黄单胞菌 3-羟脂酰acp脱水酶 脂肪酸合成
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五个3-酮脂酰ACP合成酶同源蛋白的功能鉴定 被引量：4
3
作者 马金成 邓丽婷 +2 位作者 童文华 朱磊 王海洪 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第9期887-895,共9页
大肠杆菌的FabB和FabF均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性.除参与长链饱和脂酰链的延伸外,FabB还是合成不饱和脂肪酸的关键酶之一,参与不饱和脂酰ACP的从头合成,最终生成顺-9-十六烯脂酰ACP.而FabF只能将顺-9-十六烯脂酰ACP延伸为顺-11... 大肠杆菌的FabB和FabF均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性.除参与长链饱和脂酰链的延伸外,FabB还是合成不饱和脂肪酸的关键酶之一,参与不饱和脂酰ACP的从头合成,最终生成顺-9-十六烯脂酰ACP.而FabF只能将顺-9-十六烯脂酰ACP延伸为顺-11-十八烯脂酰ACP,不参与不饱和脂酰ACP的从头合成.有研究表明,粪肠球菌、乳酸乳球菌、丙酮丁醇梭菌和茄科雷尔氏菌等细菌的FabF同源蛋白,具有类似大肠杆菌FabB和FabF的双功能.为证实该现象是否普遍存在,本研究选取了枯草芽孢杆菌BsfabF、中华苜蓿根瘤菌SmfabF、霍乱弧菌VcfabF、铜绿假单胞菌PafabF1和PafabF2 5个同源基因进行功能鉴定,体外酶学分析表明,5个FabF同源蛋白均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性,异体互补大肠杆菌CL28的脂肪酸组分分析显示,SmfabF、VcfabF、PafabF1和PafabF2具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)活性,遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY242和CY244的研究显示,仅有PafabF2编码的蛋白拥有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性,能互补大肠杆菌fabB的突变.这表明不是所有的FabF同源蛋白均具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅰ和Ⅱ的双重活性. 展开更多
关键词 细菌脂肪酸合成 3-酮基脂酰acp合成酶Ⅰ 3-酮脂酰acp合成酶Ⅱ 遗传互补
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不同细菌来源的3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ生物学特性分析 被引量：4
4
作者 余永红 马建荣 +1 位作者 苗馨予 王海洪 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1004-1012,共9页
3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ（FabH）是催化细菌脂肪酸合成的起始反应.研究表明,革兰氏阳性细菌FabH对支链脂酰-CoA前体的选择性是其合成支链脂肪酸的关键.但部分革兰氏阴性细菌也产生一定量的支链脂肪酸,其合成机制还不清楚.为此,本研究选取... 3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ（FabH）是催化细菌脂肪酸合成的起始反应.研究表明,革兰氏阳性细菌FabH对支链脂酰-CoA前体的选择性是其合成支链脂肪酸的关键.但部分革兰氏阴性细菌也产生一定量的支链脂肪酸,其合成机制还不清楚.为此,本研究选取了革兰氏阳性细菌枯草芽孢杆菌BsfabH1和BsfabH2、金黄色葡萄球菌SafabH、天蓝色链霉菌ScofabH、革兰氏阴性细菌茄科雷尔氏菌RsfabH、大肠杆菌EcfabH,以及产支链脂肪酸的水稻黄单胞菌XoofabH,共7种fabH同源基因进行生物学特性分析.异体遗传互补茄科雷尔氏菌fabH突变株RsmH,表明这7个基因编码蛋白都具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ活性.脂肪酸组成分析显示,4个革兰氏阳性菌fabH和XoofabH互补株类似,均能产生支链脂肪酸,而EcfabH和RsfabH互补株不产生支链脂肪酸,说明XooFabH不同于EcFabH,参与支链脂肪酸合成.体外酶学分析表明,XooFabH与4种革兰氏阳性菌FabH类似,对支链脂酰-CoA有较高的选择,但EcFabH和RsFabH对支链前体活性低.与革兰氏阳性细菌FabH不同,XooFabH对中短链长（C4-C10）脂酰-CoA也具有较高的活性.综合以上结果,不同细菌来源FabH的生物学特性差异明显,FabH能利用支链前体是细菌合成支链脂肪酸的关键因素. 展开更多
关键词 脂肪酸合成 3-酮脂酰acp合成酶Ⅲ 支链脂肪酸
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恶臭假单胞菌中3-酮脂酰ACP还原酶FabG5是脂肪酸合成关键酶
5
作者 郭剑英 陈博 +4 位作者 李先其 况承伟 王海洪 马建荣 余永红 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1002-1011,共10页
3-酮脂酰ACP还原酶(FabG)催化脂肪酸合成中的第一步还原反应,是细菌生长的关键酶之一.恶臭假单胞菌在环境污染治理和工业聚羟基脂肪酸(PHA)的生产中,都具有重要的应用价值.生物信息学分析显示,恶臭假单胞菌基因组编码6个FabG同源蛋白质... 3-酮脂酰ACP还原酶(FabG)催化脂肪酸合成中的第一步还原反应,是细菌生长的关键酶之一.恶臭假单胞菌在环境污染治理和工业聚羟基脂肪酸(PHA)的生产中,都具有重要的应用价值.生物信息学分析显示,恶臭假单胞菌基因组编码6个FabG同源蛋白质,与大肠杆菌FabG相比较,PpFabG5序列相似性最高(76.5%),其他几个PpFabG也都具有较高的序列相似性(约50%).除PpFabG4之外,其他的同源蛋白质都具有催化活性位点和N端辅因子结合位点.为研究恶臭假单胞菌中这6个FabG同源蛋白质的生物学功能,本文进行了异体遗传互补、体外酶学活性分析、体内基因敲除与突变株性状分析等研究.结果显示,只有PpfabG1、PpfabG3、PpfabG5能恢复大肠杆菌fabG温度敏感突变株CL104在42℃时生长,其中PpfabG1互补株生长较弱.而在体外活性检测中,PpFabG1、PpFabG3和PpFabG5在脂肪酸合成起始反应和延伸反应中都具有催化活性,但PpFabG1活性较弱,PpFabG6仅在起始反应中具有催化活性. PpfabG5是恶臭假单胞菌生长的必需基因,不能被敲除,而其他几个PpfabG基因敲除后不影响菌体的生长,突变株的脂肪酸组成与野生菌也无差异.但PpfabG1、PpfabG2敲除后菌体的运动性下降,PpfabG3、PpfabG6突变影响了生物被膜的合成量,而PpfabG4、PpfabG6敲除突变株对H2O2的耐受性增强,表明这些基因具有不同的生理功能,可能在菌体的不同逆境中发挥作用. 展开更多
关键词 恶臭假单胞菌 3-酮脂酰acp还原酶 脂肪酸合成
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野油菜黄单胞菌中长链3-酮脂酰ACP合成酶的鉴定 被引量：5
6
作者 董会娟 余永红 +1 位作者 王海洪 马金成 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期49-54,共6页
【目的】研究野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris 8004基因组中3个标注为3-酮脂酰ACP合成酶的基因Xcfab F1、Xcfab F2和Xcfab B在脂肪酸合成过程中的功能.【方法】将这3个基因分别克隆到表达载体p BAD24M,然后转化大肠埃希菌Escheric... 【目的】研究野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris 8004基因组中3个标注为3-酮脂酰ACP合成酶的基因Xcfab F1、Xcfab F2和Xcfab B在脂肪酸合成过程中的功能.【方法】将这3个基因分别克隆到表达载体p BAD24M,然后转化大肠埃希菌Escherichia coli的fab B和fab F温敏型突变株CY242和CY244,同时利用体外无细胞抽提物酶学分析Fab F1、Fab F2和Fab B蛋白活性.【结果和结论】Xcfab F1和Xcfab B基因分别能遗传互补大肠埃希菌fab F和fab B突变,而Xcfab F2基因则不能互补大肠埃希菌fab F或fab B突变.体外无细胞抽提物酶学分析表明Fab F1和Fab B都能完成辛脂酰-ACP的延伸,但Fab F2则不能完成该酶促反应.Xcfab B基因编码3-酮脂酰ACP合成酶I,Xcfab F1基因编码3-酮脂酰ACP合成酶II,而fab F2基因不参与中长链脂肪酸的合成. 展开更多
关键词 野油菜黄单胞菌 3-酮脂酰acp合成酶 遗传互补
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大肠杆菌3-酮基脂酰ACP还原酶110位天冬酰胺突变后的结构与功能 被引量：1
7
作者 童文华 张文彬 +1 位作者 马金成 王海洪 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期713-721,共9页
3-酮基脂酰ACP还原酶催化3-酮基脂酰ACP还原为3-羟基脂酰ACP,是细菌脂肪酸合成反应的关键酶之一.为了明确该酶中110位的保守天冬酰胺残基在酶催化活性和酶结构中的作用,本研究采用基因定点突变和蛋白质表达纯化技术,获得了大肠杆菌3-酮... 3-酮基脂酰ACP还原酶催化3-酮基脂酰ACP还原为3-羟基脂酰ACP,是细菌脂肪酸合成反应的关键酶之一.为了明确该酶中110位的保守天冬酰胺残基在酶催化活性和酶结构中的作用,本研究采用基因定点突变和蛋白质表达纯化技术,获得了大肠杆菌3-酮基脂酰ACP还原酶FabG的两个突变蛋白:FabG N110Q和FabG N110L.圆二色谱结果显示,天冬酰胺残基的突变改变了FabG的空间结构,使突变蛋白的α螺旋结构明显增加.以3-酮脂酰ACP为底物的酶活性测定表明,突变蛋白的酶活性均有下降,但残存的酶活性达到了FabG的75%以上.突变蛋白FabG N110Q和FabG N110L具有3-酮基脂酰ACP还原酶的活性,能在体外重建细菌脂肪酸合成反应.对fabG温度敏感突变株的遗传互补分析表明,FabG蛋白110位天冬酰胺突变为谷氨酰胺或亮氨酸后,在一定的条件下仍能互补大肠杆菌的生长.本研究结果提示,FabG 110位的天冬酰胺残基不是参与3-酮基脂酰ACP还原酶催化反应的必需氨基酸,它只是作为结构氨基酸,在维持FabG的空间结构的稳定性方面起作用. 展开更多
关键词 大肠杆菌 FabG 脂肪酸合成 3-酮基脂酰acp还原酶 结构与功能
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乳酸乳球菌fabZ1和fabZ2基因功能的鉴定 被引量：4
8
作者 马金成 罗彪 +1 位作者 胡喆 王海洪 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第8期777-786,共10页
大肠杆菌(Escherichia coli)是Ⅱ型脂肪酸合成系统的模式生物,3-羟基脂酰ACP脱水异构酶(FabA)是不饱和脂肪酸合成中的关键酶.生物信息学分析表明,乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)的基因组中没有标注为3-羟基脂酰ACP脱水异构酶的基因,但... 大肠杆菌(Escherichia coli)是Ⅱ型脂肪酸合成系统的模式生物,3-羟基脂酰ACP脱水异构酶(FabA)是不饱和脂肪酸合成中的关键酶.生物信息学分析表明,乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)的基因组中没有标注为3-羟基脂酰ACP脱水异构酶的基因,但有两个标注为3-羟基脂酰ACP脱水酶基因LlfabZ1和LlfabZ2,其编码的蛋白质与EcFabZ的相似性分别为41%和45.1%,且都具有3-羟基脂酰ACP脱水酶两个保守的α螺旋结构.用携带LlfabZ1和LlfabZ2的质粒载体遗传互补大肠杆菌fabA温度敏感突变株CY57,在42℃下不能恢复生长,但无细胞抽提物的结果显示LlFabZ1能够使反-2-癸烯酰ACP异构成顺-3-癸烯酰ACP,而LlFabZ2则不能.互补大肠杆菌fabZ突变株HW7显示,在诱导的条件下,含有LlfabZ2的转化子能够恢复生长,而LlfabZ1则不能.体外重建脂肪酸合成反应及蛋白质活性测定表明,LlFabZ1具有3-羟基脂酰ACP脱水异构酶功能,而LlFabZ2只具有3-羟基脂酰ACP脱水酶功能.另外,未得到LlfabZ1和LlfabZ2的突变株,表明LlFabZ1和LlFabZ2可能是乳酸乳球菌脂肪酸合成酶系中的必不可少的关键蛋白.上述结果证实了乳酸乳球菌fabZ1和fabZ2两个基因在脂肪酸合成中的功能. 展开更多
关键词 乳酸乳球菌 细菌脂肪酸合成 3-羟基脂酰acp脱水异构酶 3-羟基脂酰acp脱水酶
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苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB基因功能的鉴定 被引量：5
9
作者 胡喆 马金成 +1 位作者 蒋晶晶 王海洪 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1148-1159,共12页
在大肠杆菌(Escherichia coli)脂肪酸合成酶体系中,fabA基因编码有双功能的3-羟基脂酰ACP脱水异构酶,其异构产物能被fabB基因编码的3-酮基脂酰ACP合成酶Ⅰ延伸,合成不饱和脂肪酸,该FabA-FabB途径被认为是缺氧条件下不饱和脂肪酸合成的... 在大肠杆菌(Escherichia coli)脂肪酸合成酶体系中,fabA基因编码有双功能的3-羟基脂酰ACP脱水异构酶,其异构产物能被fabB基因编码的3-酮基脂酰ACP合成酶Ⅰ延伸,合成不饱和脂肪酸,该FabA-FabB途径被认为是缺氧条件下不饱和脂肪酸合成的经典途径.生物信息学分析发现,苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的SmFabA与EcFabA相似性达到60.6%,具有相同的保守活性位点和两个保守的α螺旋结构;SmFabB与EcFabB相似性达到61.1%,具有相同的Cys-His-His活性中心.用携带SmfabA和SmfabB的质粒载体遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY57和CY242,在添加三氯森(TCL)抑制烯脂酰ACP还原酶活性的条件下,转化子能在42℃恢复生长,且放射性薄层层析能检测到转化子中不饱和脂肪酸棕榈油酸(Δ9C16:1)和十八碳烯酸(Δ11C18:1)的合成.体外重建脂肪酸合成反应表明,SmFabA能催化羟脂酰ACP的脱水反应且能够使反-2-癸烯酰ACP异构化,SmFabB能催化不同链长的脂酰ACP和丙二酸单酰ACP的聚合反应.另外,未得到SmFabA和SmFabB的突变株,表明SmFabA和SmFabB可能是苜蓿中华根瘤菌脂肪酸合成酶系中必不可少的关键蛋白.上述结果证实了苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB两个基因在不饱和脂肪酸合成中的功能. 展开更多
关键词 苜蓿中华根瘤菌 细菌脂肪酸合成 3-羟基脂酰acp脱水异构酶 3-酮基脂酰acp合成酶Ⅰ
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水稻白叶枯病菌FabG同源蛋白生物信息学分析 被引量：3
10
作者 马建荣 余永红 +2 位作者 宋卉 刘戈飞 沈晓萌 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1117-1127,共11页
【目的】拟运用生物信息学的方法对目标基因进行预测分析,为后续展开水稻白叶枯病菌FabG及脂肪酸代谢途径的实验室研究提供参考。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)FabG(EcFabG)序列,在Xoo PXO99^(A)菌株基因组中经同源性比对发现... 【目的】拟运用生物信息学的方法对目标基因进行预测分析,为后续展开水稻白叶枯病菌FabG及脂肪酸代谢途径的实验室研究提供参考。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)FabG(EcFabG)序列,在Xoo PXO99^(A)菌株基因组中经同源性比对发现,PXO_03085、PXO_00989、PXO_03629、PXO_02411、PXO_02878、PXO_02709所编码蛋白与大肠杆菌FabG具有同源性,将该6个基因分别命名为XoofabG1~XoofabG6,并将其编码蛋白命名为XooFabG1~XooFabG6。进一步运用生物信息学在线分析软件对这6个蛋白与EcFabG进行了理化性质、蛋白结构、亲水性、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点及蛋白相互作用网络方面进行预测分析。【结果】6个蛋白(XooFabG1~XooFabG6)在理化性质、亲水性和信号肽方面区别较大,其中XooFabG1是一个不稳定蛋白,属于短链脱氢酶家族,具有酮脂酰ACP还原酶活性,但蛋白稳定性差,很可能与细菌应激状态下的反应有关。XooFabG3被标注为3-酮脂酰ACP还原酶,与EcFabG相比,功能相差较大,推测与辅因子和维生素的代谢相关。XooFabG5具有酮脂酰ACP还原酶结构域(KR domain),但该结构域在蛋白质序列中所处位置与EcFabG相比差异较大,推测其催化底物可能与EcFabG不同。XooFabG6在各方面的性质与EcFabG最接近,推测XooFabG6为3-酮脂酰ACP还原酶并参与脂肪酸合成代谢。但XooFabG2和XooFabG4的功能还不明确。【结论】本文通过预测分析黄单胞菌水稻致病变种中6个同源蛋白的特性,推测了其中4个蛋白可能具有的功能,对研究Xoo的脂肪酸合成途径具有一定意义。 展开更多
关键词 黄单胞菌水稻致病变种 生物信息学 3-酮脂酰acp还原酶 预测分析
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