蓝细菌能量-还原力代谢重平衡新策略及其生理影响研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

31600034

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

栾国栋

完成单位：

中国科学院青岛生物能源与过程研究所

中文关键词：

蓝细菌; 光合作用; 代谢工程; 生理功能; 还原力;

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2017-01-01

结束日期：

2019-12-31

中文摘要：

蓝细菌是研究光合作用机制、开发化学品光合平台的理想模式生物。光合作用固碳是蓝细菌生理与代谢活动的功能基础。光合作用中光反应为暗反应固碳提供能量ATP和还原力NADPH，但是ATP和NADPH的合成-消耗比率并不平衡，ATP供应不足而NADPH相对过剩。这种失衡状态限制了光合作用的整体效率，也全局性的影响了细胞生理功能。本项目提出一种新的能量-还原力代谢重平衡策略，即引入偶联ATP合成与NADPH消耗的化学品合成途径来平衡ATP和NADPH的周转，促进光反应-暗反应动态适配并优化细胞整体生理功能。本研究以蓝细菌乙醇光合为模式，重新设计了合成路线，通过代谢模块的表达强度调控来实现不同程度的ATP-NADPH代谢扰动；进而通过系统的光合、生理和代谢分析，探索能量-还原力代谢比率重平衡对蓝细菌光合固碳、生理功能和代谢产物合成的影响；在加深对光合作用机制理解的同时，开发新的代谢工程设计策略。