• 2010年第26卷第11期文章目次
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    • >科学进展/名家论坛
    • 人类与病原菌的军备竞赛:NDM-1耐药基因与超级细菌

      2010, 26(11):1461-1472.

      摘要 (3355) HTML (0) PDF 989.27 K (5418) 评论 (0) 收藏

      摘要:在人类历史上,每一次诸如鼠疫和肺结核病等瘟疫的大流行,都曾给人类的生存带来巨大的威胁。抗生素的应用使人类掌握了抵抗细菌感染的锐利“武器”,但同时病原菌也通过突变和水平基因转移等方式产生了诸多耐药基因,从而获得了应对抗生素杀伤的坚固“盾牌”;于是人类又不断地开发新式抗生素“武器”来破解病原菌的耐药“盾牌”——一场“军备竞赛”愈演愈烈。近来研究发现,携带编码NDM-1基因的耐药质粒不仅可以在细菌间转移,而且能使所在宿主菌成为可以耐受几乎全部抗生素的超级细菌。但是,凭借着日益进步的科技和医学,以及科学的用药策略,我们一定可以再次战胜超级细菌。

    • >综述
    • 微生物过氧化氢酶的发酵生产及其在纺织工业的应用

      2010, 26(11):1473-1481.

      摘要 (2168) HTML (0) PDF 537.13 K (7052) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物过氧化氢酶是一种重要的工业酶制剂,可以催化分解过氧化氢生成水和氧气。这一酶制剂在食品、纺织、医药等领域表现出广泛的应用潜力。生物工程和基因工程技术的进步推动了微生物过氧化氢酶的发酵生产。以下综述了微生物过氧化氢酶发酵生产的进展及其在纺织工业中的应用,同时讨论了微生物过氧化氢酶的发酵生产和纺织工业应用的未来趋势。

    • 植物类型III聚酮合酶超家族基因结构、功能及代谢产物

      2010, 26(11):1482-1492.

      摘要 (3802) HTML (0) PDF 893.57 K (6038) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物聚酮类化合物主要包括酚类、芪类及类黄酮化合物等,在植物花色、防止紫外线伤害、预防病原菌、昆虫危害以及作为植物与环境互作信号分子方面行使着重要的生物学功能。该类化合物具有显著多样的生物学活性,对人体保健及疾病治疗有显著意义。植物类型III 聚酮化合物合酶 (PKS) 在该类化合物生物合成起始反应中行使着关键作用,决定该类化合物基本分子骨架建成和代谢途径碳硫走向,为合成途径关键酶和限速酶。以查尔酮合酶为原型酶的植物类型III PKS超家族是研究系统进化和蛋白结构与功能关系的模式分子家族,目前已经分离得到14种植物类型III PKS基因,这些同祖同源基因及其表达产物既有共性,也表现出许多独特个性,这些个性赋予此类次生代谢产物结构上的多样性。以下综述了植物类型III PKS超家族基因结构、功能及代谢产物研究进展。

    • >工业生物技术
    • 小眼虫藻Δ8-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

      2010, 26(11):1493-1499.

      摘要 (1875) HTML (0) PDF 1000.54 K (3618) 评论 (0) 收藏

      摘要:Δ8途径是合成多不饱和脂肪酸的替代途径,Δ8-脂肪酸脱氢酶是该途径的关键酶之一。根据已报道的Δ8-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从小眼虫藻基因组DNA和cDNA中扩增得到该基因片段,序列分析表明:结构基因长1 266 bp,编码421个氨基酸;该基因没有内含子,比已经报道的Δ8-脂肪酸脱氢酶基因长6 bp,并且N末端序列也有所不同。利用酿酒酵母的载体pYES2.0构建Δ8-脂肪酸脱氢酶表达载体pYEFD,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在选择培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YD8。YD8在合适的培养条件下,添加外源底物二十碳二烯酸和二十碳三烯酸并诱导基因表达。脂肪酸甲酯气相色谱分析表明小眼虫藻Δ8-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效表达,将二十碳二烯酸和二十碳三烯酸分别转化成二高-γ-亚麻酸和二十碳四烯酸,其底物转化率分别达到了31.2%和46.3%。

    • 不同pH调节剂对产琥珀酸放线杆菌NJ113发酵产丁二酸的影响

      2010, 26(11):1500-1506.

      摘要 (1858) HTML (0) PDF 707.42 K (3942) 评论 (0) 收藏

      摘要:在3 L发酵罐中分别采用不同的碱性物质作为pH调节剂,考察其对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes NJ113 厌氧发酵制备丁二酸的影响。结果表明:Ca2+、NH4+调节剂对菌体生长代谢有较大阻碍作用,丁二酸产量较低;采用含Na+调节剂,在发酵中后期菌体出现絮凝现象严重,且产丁二酸能力骤降;采用含Mg2+调节剂,整个发酵过程菌体代谢旺盛,发酵效果较佳。根据各碱性物质的调节能力以及对菌体生长代谢的影响,选择NaOH、Mg(OH)2和Na2CO3、Mg(OH)2分别作为混合碱组分调节pH,并对两组混合碱中各物质的质量比例进行优化。结果表明,以NaOH、Mg(OH)2混合,两者质量比为1∶1时,发酵效果最好,丁二酸质量浓度高达到69.8 g/L,质量收率74.5%。该种混合碱配比可有效替代碱式MgCO3调节pH,既达到高产丁二酸的目的,又可降低生物制备丁二酸的成本。

    • 高渗条件下利用蔗糖提升2-酮基-L-古龙酸生产效率

      2010, 26(11):1507-1513.

      摘要 (1773) HTML (0) PDF 764.97 K (3330) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在进一步提升维生素C前体2-酮基-L-古龙酸 (2-KLG) 的生产效率。在详细考察了2-KLG工业化生产过程中渗透压变化规律的基础上,研究了高渗对混合菌系细胞生长和2-KLG合成的影响,提出蔗糖促进伴生菌巨大芽胞杆菌Bacillus megaterium生长,进而促进普通生酮古龙酸菌Ketogulonigenium vulgare生长和产酸的策略。结果表明,2-KLG的积累和碱性物质的流加使渗透压上升了832 mOsmol/kg;高渗抑制了巨大芽胞杆菌的生长 (15.4%),从而抑制普通生酮古龙酸菌 (31.7%) 的生长,导致2-KLG产量和生产强度分别下降67.5%和69.3% (以1 250 mOsmol/kg为例);蔗糖的添加则显著促进巨大芽胞杆菌的生长,使高渗条件下 (摇瓶,1 250 mOsmol/kg) 2-KLG产量 (40.6 g/L) 提高87%;在3 L发酵罐中,补加10 mmol/L蔗糖使2-KLG发酵周期缩短10.8%,2-KLG生产强度提高10.4%。研究成果为在环境胁迫下提高混菌生产目标代谢产物的产量提供了潜在的策略。

    • 生物柴油植物膏桐高油高产品种的培育

      2010, 26(11):1514-1525.

      摘要 (1793) HTML (0) PDF 2.25 M (2636) 评论 (0) 收藏

      摘要:在2005?2009年期间,利用从中国南部和西南部收集的80个不同的膏桐地理种源,在西双版纳建立膏桐种质资源圃30亩;在圃内开展其生物学特性和农艺性状的同时,对其中表现良好的6个地理种源做了进一步选择和培育。结果表明:80个种源的2年生时平均直径、树高和树冠分别为7.6 cm、167 cm和114 cm,种子千粒重为0.676 (0.477~0.879) kg;在这些种源中,根据单株产量和种子含油率的情况,对6个表现较好的种源开展了小规模试验,2年生时平均单株产量0.34 kg,3年生时达1.38 kg;在试验中,有一个种源表现尤为突出,自挂果以来种子产量逐年增加,二、三、四年生林分每公顷干种子产量分别为964.3 kg、2 000.6 kg、2 858.7 kg,种子含油率40%~42%。另外,还利用野外发现的膏桐突变体成功地育出了膏桐新品种。以此为父本与其他种源杂交产生的后代,种子含油率较对照提高6个百分点,杂种种子含油率达41.2%。

    • 循环利用重组大肠杆菌细胞转化合成丁二酸

      2010, 26(11):1526-1531.

      摘要 (1774) HTML (0) PDF 690.02 K (2974) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了回收丁二酸发酵液中的大肠杆菌进行细胞转化的可行性,以转化率和生产效率为指标,考察了不同菌体浓度、底物浓度、pH调节剂对细胞转化的影响。发酵结果表明大肠杆菌可以在仅含有葡萄糖和pH调节剂的水环境中转化生产丁二酸,并确定了最佳的转化条件为:细胞浓度 (OD600)50,底物浓度40 g/L,缓冲盐为MgCO3。基于优化好的条件,在7 L发酵罐中进行重复批次转化,第1次转化的转化率和生产效率分别达到91%和3.22 g/(L·h),第2次转化的生产效率和转化率达到了86%和2.04 g/(L·h),第3次转化的转化率和生产效率分别达到了83%和1.82 g/(L·h)。

    • Bt几丁质酶的基础表达及诱导合成的多态现象

      2010, 26(11):1532-1538.

      摘要 (1636) HTML (0) PDF 735.41 K (2817) 评论 (0) 收藏

      摘要:多数微生物可以产生几丁质酶。一般认为几丁质酶基因表达受几丁质的诱导和葡萄糖抑制。但是苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis (简称Bt) 几丁质酶的诱导表达方式是否与其他微生物相同,至今尚无定论。采用DNS法检测77株Bt在有或无诱导物培养基中的几丁质酶活力。研究了葡萄糖对4株不同表达类型菌株酶活力的影响,以及葡萄糖抑制与几丁质诱导之间的关系。研究发现在无几丁质诱导条件下,全部试验菌株都可以产生几丁质酶,保持一定量的基础表达,说明Bt能组成型合成几丁质酶,不需要诱导。添加诱导物之后,31株菌的酶活力没有任何变化,44株菌有不同程度的提高,但其中绝大部分诱导特性并不典型,酶活力提高不显著。许多Bt菌株几丁质酶表达兼具组成型和诱导型的特点。葡萄糖能够抑制几丁质的诱导作用,但是不能完全抑制Bt菌株几丁质酶的基础表达。比较组成型和诱导型菌株的几丁质酶基因chiA、chiB调节区域核苷酸序列,发现仅存在个别碱基的差异。

    • >农业生物技术
    • 三个小麦春化基因的时空表达特性分析

      2010, 26(11):1539-1545.

      摘要 (2044) HTML (0) PDF 1.06 M (3518) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确小麦春化基因的时空表达特性,以中国春和洛旱2号小麦品种为试验材料,利用半定量RT-PCR技术,分析了3个春化基因VERNALIZATION1 (VRN1)、VRN2和VRN3的时空表达特性。结果表明,VRN1在中国春的三叶期叶片和根、灌浆期的茎秆和旗叶、花药、胚珠和发育的种子中均有不同程度的表达。在开花前,表达水平呈上升趋势,而花后呈降低的趋势,在干种子和萌发种子的胚芽中没有检测到表达;在洛旱2号中,除了在三叶期的叶片和根中没有检测到表达外,VRN1的表达特性与中国春有相同的趋势。VRN2只在三叶期的叶片和萌发种子的胚芽中表达,在其他检测的组织中没有表达;VRN3的表达与VRN1的时空表达特性相似,但在根中未检测到表达。这一结果为进一步分析普通小麦品种春化发育的分子调控机理提供了重要信息。

    • 拟南芥FRUITFULL (FUL) 基因的表达调控模式

      2010, 26(11):1546-1554.

      摘要 (2429) HTML (0) PDF 1.23 M (5310) 评论 (0) 收藏

      摘要:FRUITFULL (FUL) 基因是一类MADS box基因,在控制开花时间、花分生组织分化、茎生叶形态以及心皮和果实的发育中发挥重要作用。为了阐明FUL的表达调控模式,克隆了拟南芥Arabidopsis thaliana FUL启动子区(?2 148 bp~+96 bp) 及其第一内含子,并构建一系列启动子分段缺失表达载体及含FUL第一内含子的融合载体。并进一步构建了各顺式作用元件融合拟南芥TUBULIN和ACTIN启动子的表达载体。转基因拟南芥分析结果表明,FUL启动子的上游存在2个抑制其表达的顺式作用元件,其中一个很可能与转录因子AP1的结合有关;2个存在于上游调控区的CArG-box对FUL基因表达起到重要的调控作用;FUL基因第一内含子参与拟南芥心皮和雄蕊的发育调控,而且有增强基因表达的作用。

    • >医学与免疫生物技术
    • 一种具有人VEGF结合活性的人源单一重链可变区的克隆与表达

      2010, 26(11):1555-1562.

      摘要 (1766) HTML (0) PDF 1.67 M (3311) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免一种来自五特征转基因小鼠的全人VEGF单克隆IgM抗体分子量大的不足,本研究探讨了该抗体单一重链可变区的功能特性。首先,PCR获得该抗体的重链可变区,将该序列克隆至pET28a表达载体内,在大肠杆菌中进行了诱导表达。通过变性纯化和复性等方法获得了具有生物学活性的16 kDa重组抗体片段——rhVVH。体外结合实验表明,rhVVH保留有完整免疫球蛋白的人VEGF结合活性。人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 增殖抑制实验表明:rhVVH可以剂量依赖性的抑制HUVEC的增殖。上述结果揭示了该抗体单一重链可变区保留有完整抗体的部分功能,为进一步开展全人源VEGF单克隆IgM抗体小型化研究奠定了基础。

    • 灵芝免疫调节蛋白LZ-8的制备和晶体分析

      2010, 26(11):1563-1568.

      摘要 (2106) HTML (0) PDF 1.08 M (3964) 评论 (0) 收藏

      摘要:LZ-8蛋白是从灵芝菌丝中分离到的真菌免疫调节蛋白,具有多种免疫调节功能,然而这一蛋白的作用机制尚不清楚。通过蛋白质晶体结构的解析,能够得到蛋白质空间结构特点,从而阐述蛋白质功能的机制。旨在得到LZ-8蛋白的晶体,并获得空间结构数据。以pET21a为表达载体,获得诱导表达的rLZ-8,通过亲和层析、分子筛凝胶层析和阴离子交换层析纯化,蛋白纯度在98%以上,采用悬滴气相扩散法得到蛋白晶体,并获得3.2?数据,为进一步对真菌免疫调节蛋白功能和结构的研究奠定了基础。

    • hNoc4L基因重组慢病毒表达载体的构建与鉴定

      2010, 26(11):1569-1575.

      摘要 (1860) HTML (0) PDF 1.25 M (4737) 评论 (0) 收藏

      摘要:核糖体前体的形成和核运输需要多种核仁复合物的参与,hNoc4L是酿酒酵母S. cerevisiae的核仁复合物相关蛋白4的同源蛋白,并含有保守的Noc结构域,但其功能未知。为了构建hNoc4L基因过表达的慢病毒载体,本实验通过将EF1α启动子替换原shRNA慢病毒载体pll3.7的U6启动子,成功构建了慢病毒表达载体pll3.7-EF1,并进一步得到了hNoc4L基因过表达的慢病毒载体。利用慢病毒包装系统对不同物种的细胞进行感染,以此检测该重组慢病毒载体的包装效率,并通过构建的hNoc4L过表达的RAW264.7稳定细胞系检测了该载体的免疫原性和稳定转染能力。结果表明成功构建了高效、长期稳定表达和免疫原性低的hNoc4L特异性表达的慢病毒载体,为进一步研究hNoc4L蛋白在哺乳动物核糖体生物发生中的调控作用奠定了基础。

    • >生物技术与方法
    • 乳腺生物反应器表达的重组人乳铁蛋白的分离纯化及生物活性鉴定

      2010, 26(11):1576-1583.

      摘要 (2123) HTML (0) PDF 693.39 K (3629) 评论 (0) 收藏

      摘要:以国产高交联度的快流速琼脂糖为基质,合成了不同配基密度的 SP (Sulfopropyl,磺酸基) 离子交换介质,建立了乳腺生物反应器表达重组人乳铁蛋白 (Recombinant Human Lactoferrin,rHLF) 的纯化方法。以溶菌酶为模型蛋白考察了不同配基密度离子交换介质的静态和动态吸附行为,结果表明介质具有良好的吸附性能。不同配基密度离子交换介质均可纯化得到rHLF,其中,高配基密度 (0.24 mol/L) 的离子交换介质每毫升可以处理50 mL rHLF牛乳,rHLF收率为86.5%,纯度为98.5%。圆二色谱的测定结果表明纯化的rHLF二级结构与天然人乳铁蛋白一致。生物学功能实验结果表明,rHLF的铁结合与释放活性与天然人乳铁蛋白相似,浓度为5 g/L的rHLF对大肠杆菌的生长具有明显的抑制作用。

    • 亲和介质及溶液条件对蛋白质溶液中内毒素去除的影响

      2010, 26(11):1584-1595.

      摘要 (1900) HTML (0) PDF 749.66 K (5714) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物制品中内毒素的去除是一项十分重要的工作。为了更好地去除各种生物制品中的内毒素,采用合成的多粘菌素B琼脂糖亲和介质,通过静态吸附的方法去除蛋白质溶液中的内毒素。重点考察了介质的间臂长度、配基密度以及各种溶液条件 (pH值、盐种类和浓度、蛋白质种类和浓度、内毒素浓度、添加剂等) 对内毒素去除率及蛋白质回收率的影响。分别采用动态浊度法和Lowry法检测内毒素含量和蛋白质浓度。结果表明该介质具有载量高、去除速度快、去除率高、可重复使用的特点。此外,配基密度、pH值、盐浓度和蛋白质特性 (等电点和疏水性) 对内毒素去除效果均有重要影响。在优化的条件下,血红蛋白、人血清白蛋白和溶菌酶的回收率分别达到87.2%、73.4%和97.3%,相应的内毒素去除率分别达到99.8%、97.9%和99.7%。阐明了各种因素对内毒素去除率和蛋白质回收率的影响规律,为生物制品中内毒素的高效去除提供了参考。

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