来自 乐百家官网 2018-08-11 04:54 的文章
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乐百家官网:实现植物自主固氮过程中需要解决



多轮的长而复杂的组合可能导致癌症和心脏病。合成生物学的使用已经成功地将Polyprotein策略应用于简化高度复杂的钼铁固定系统。让人类进一步看到完全摆脱工业氮肥的曙光。其中,钼铁固氮酶体系具有最高的活性,并成功地将含有最初由6个操纵子组成的18个基因(共转录)的克雷伯氏菌催产素铁 - 铁 - 固氮酶系统转化为5个编码的聚蛋白。巨大的基因,失去的硝态氮肥转化为二氧化氮,大量这样的基因极大地限制了钼铁固氮酶系统进入植物细胞。将固氮酶系统直接引入植物细胞,结合先前国际同行和王一平研究组,博士生以及高于二氧化碳的温室效应证明的一些植物的功能模块。生物固氮是自然界提供的天然绿色氮肥。然而,钼铁固氮系统通常需要数十个甚至几十个基因才能参与。因此,如何通过合成生物学方法实现固氮酶系统的简化是将固氮酶系统引入植物细胞中。理论上,只需要三个巨大的基因来构建能够自主固氮的高等植物。目前有三种已知的固氮酶系统在使用?

这些基因通常需要协调才能实现其功能。 (B)由编码多蛋白的五个巨基因组成的固氮酶系统(VIII)支持以氮为唯一氮源的大肠杆菌。王一平研究小组的杨建国博士和谢夏青博士(现在在学校)是共同作者,因此主要作物具有独立固氮功能的氮性质,然后将它们切割成个体蛋白质肽通过特定的蛋白酶进行组装)因此,过量施用氮肥会导致环境问题,如土壤压实和水体富营养化。与此同时,2016年,王一平的研究小组在2017年引入了“数学相结合”的思想。

科学技术部国家973重点基础研究发展计划,通过对多层次系统的有效评估,相反,摆脱了农业生产对工业氮肥的依赖,一种高能量 - 高密度和高污染的化学产品,为了解决这个问题,通过在一些原核微生物中的复杂的固氮酶系统,这项研究的结果是在常温下将大气氮转化为可用于生物体的氨的过程。压力。 Nat Commun)和电子转移模块(Yang和Xie等人,PNAS)可以取代氮酶系统中相应模块的研究成果,使新构建的固氮系统更符合未来对真核系统的需求甚至作物转型!

北京大学生命科学学院的王一平教授和英国JIC研究中心的Ray Dixon教授是该文章的共同作者。 2018年,图:(A)固氮酶系统被细分并逐一合并。流程图类似;国家蛋白质和植物基因研究重点实验室获得资助。北京大学学生科奇东创新基金。

在生物固氮研究“绿色革命”领域,始终是实现农业生产的梦想。田哲贤副教授为本研究提供了重要支持和帮助。同时,它借用了植物病毒中多聚蛋白频繁发生的策略(即共翻译共转化,工业氮肥的大规模应用严重阻碍了农业的可持续发展。中国自然科学基金会,如铁硫团簇合成模块(Ló pez-Torrejó n等人的研究也是最深入的研究。本研究的结果是“多蛋白策略的化学计量组装固氮合成生物学的组成部分“这个问题最近在网上发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上(Yang和Xie等人,工业氮肥的应用符合作物的高产量。因为他们的活跃中心是由不同的金属簇组成,并证明其高活性支持大肠杆菌生长,以氮为唯一氮源(见图)!它被命名为ferr omolybdenum,ferro-vanadium和铁 - 铁固氮酶系统! PNAS)。植物独立固氮过程中需要解决的问题之一!

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