2012, 28(9):1021-1030.
摘要:流感病毒的蛋白和基因组在宿主细胞内能否正确地转运到相关部位,直接影响到病毒颗粒的形态发生。流感病毒跨膜蛋白 (HA、NA和M2) 主要通过宿主细胞的运输膜泡实现转运,而宿主细胞的蛋白转运机器参与了这一过程。新合成的流感病毒核糖核蛋白复合物 (vRNPs) 出核后,通过与活化的Rab11相结合,聚集于邻近微管组织中心 (MTOC) 的胞内体。然后以运输小膜泡的形式,沿着MTOC的微管网络向细胞膜方向转运。跨膜蛋白和基因组在细胞质内的转运受一些宿主因子的调控,如ARHGAP21和小G蛋白Cdc42能够调节NA蛋白向细胞膜转运,Rab11协助vRNPs从MTOC向细胞膜转运。文中主要讨论新合成的流感病毒跨膜蛋白和遗传物质在宿主细胞质内的顺向转运 (Anterograde transport) 过程与调控。
2012, 28(9):1031-1037.
摘要:内吞体分选转运复合体 (Endosomal sorting complex required for transport,ESCRT) 主要识别泛素化修饰的膜蛋白,介导内吞小泡出芽和多泡体 (Multivesicular bodies,MVBs) 的形成。此外,以类似的拓扑方式,ESCRT也参与胞质分裂、自体吞噬、以及包膜病毒的出芽等过程。已有的研究表明,大量的反转录病毒和RNA病毒含有晚期结构域 (Late-domains),该结构域与ESCRT组分相互作用,将ESCRT-Ⅲ和VPS4等募集在病毒组装与出芽区域,并利用ESCRT-Ⅲ使病毒粒子得以释放。最近,有研究发现,一些DNA包膜病毒、如乙肝病毒、疱疹病毒和杆状病毒等的出芽释放也依赖于宿主细胞ESCRT系统,但其机理尚需深入研究。
2012, 28(9):1038-1047.
摘要:NAD激酶催化辅酶Ⅰ[NAD(H)]发生磷酸化,转变成辅酶Ⅱ[NADP(H)],而还原态辅酶Ⅱ (NADPH) 是L-异亮氨酸合成的必要辅因子。为了提高NADPH的供应,首先克隆了谷氨酸棒杆菌NAD激酶基因ppnK,并利用大肠杆菌-棒状杆菌诱导型穿梭表达载体pDXW-8和组成型穿梭表达载体pDXW-9在L-异亮氨酸合成菌——乳糖发酵短杆菌JHI3-156中进行表达。摇瓶发酵后,ppnK诱导表达菌JHI3-156/pDXW-8-ppnK的NAD激酶酶活 (4.33±0.74 U/g) 比pDXW-8空载菌提高了83.5%,辅酶Ⅱ与辅酶Ⅰ的比例提高了63.8%,L-异亮氨酸产量 (3.86±0.12 g/L) 提高了82.9%;ppnK组成表达菌JHI3-156/pDXW-9-ppnK的NAD激酶酶活 (7.67±0. 65 U/g) 比pDXW-9空载菌提高了2.20倍,辅酶Ⅱ与辅酶Ⅰ的比例提高了1.34倍,NADPH含量提高了21.7%,L-异亮氨酸产量 (2.99±0.18 g/L) 提高了41.7%。这说明NAD激酶有助于辅酶Ⅱ的供应和L-异亮氨酸的生物合成,这对于其他氨基酸的生产也有一定的参考依据。
2012, 28(9):1048-1058.
摘要:利用核糖体工程技术对丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum L7进行诱变筛选,以获得丁醇高产菌株。使用链霉素诱变C. acetobutylicum L7并结合设计的平板转接逐次提高链霉素浓度的筛选路线,获得丁醇产量较高的菌株S3。结果表明,S3丁醇产量为 (12.48±0.03) g/L,乙醇产量为 (1.70±0.07) g/L,相对于原始菌分别提高了11.2%及50%;丁醇/葡萄糖转化率由原始菌的0.19提高到0.22,丁醇生产率达到0.24 g/(L?h),相比提高30.5%;耐受丁醇浓度由原始菌的12 g/L提高到14 g/L;发酵液粘度下降到4 mPa/s,同比降低了60%,利于后续分离工作的进行,降低发酵成本。进一步研究工作表明,S3菌株遗传稳定性良好。因此,核糖体工程技术是一种选育丁醇高产菌株的有效方法。
苟冬梅 , 梁丽亚 , 刘嵘明 , 张常青 , 吴明科 , 马江锋 , 陈可泉 , 朱建国 , 姜岷
2012, 28(9):1059-1069.
摘要:大肠杆菌NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因 (ldhA) 和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因 (pflB) 的发酵生产丁二酸的潜力菌株。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H) 的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。nadD为催化NAD(H) 合成途径中烟酸单核苷酸 (NaMN) 生成烟酸腺嘌呤二核苷酸 (NaAD) 的烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶 (Nicotinic acid mononucleotide adenylyltransferase,NAMNAT) 的编码基因,通过过量表达nadD基因能够提高NAD(H) 总量与维持合适的NADH/NAD+比例。文中构建了重组菌E. coli NZN111/pTrc99a-nadD,在厌氧摇瓶发酵过程中通过添加终浓度为1.0 mmol/L的IPTG诱导表达,重组菌E. coli NZN111/pTrc99a-nadD中NAD+和NADH的浓度分别比宿主菌E. coli NZN111提高了3.21倍和1.67倍,NAD(H)总量提高了2.63倍,NADH/NAD+从0.64降低为0.41,使重组菌株恢复了厌氧条件下生长和代谢葡萄糖的能力。重组菌与对照菌相比,72 h内可以消耗14.0 g/L的葡萄糖产6.23 g/L的丁二酸,丁二酸产量增加了19倍。
2012, 28(9):1070-1079.
摘要:木质纤维素在预处理过程产生的降解产物对后续的酶水解和微生物发酵过程产生了强烈的抑制。因此,这些抑制物的脱除即所谓的“脱毒”步骤是正常进行后续酶解和发酵的前提条件。我们对本实验室筛选的丝状真菌Amorphotheca resinae ZN1的糠醛的代谢路径进行了研究。丝状真菌A. resinae ZN1转化糠醛的降解代谢途径可以简述为:糠醛首先快速地转化为毒性较低的糠醇;在有氧条件下,糠醇又再度生成不致对微生物产生危害的低浓度糠醛,糠醛继续氧化为糠酸。推测糠酸可能继续进入TCA循环,进而完成糠醛的完全降解。研究结果为将来加快丝状真菌A. resinae ZN1生物脱毒速率、改善木质纤维素生物转化的限速步骤提供了重要的实验依据。
2012, 28(9):1080-1092.
摘要:为拓宽白菜育种的基因资源,改良白菜品质,以白菜 (Brassica campestris,2n=20,AA) 和甘蓝 (B.?oleracea L. var. capitata,2n=18,CC) 的子叶和下胚轴为材料分离、制备原生质体。采用40%聚乙二醇 (Polyethylene glycol,PEG) 进行原生质体融合。融合细胞在以0.3 mol/L蔗糖、0.3 mol/L葡萄糖为渗透稳定剂,附加1.0 mg/L 2,4-D + 0.5 mg/L 6-苄氨基嘌呤 (6-BA) + 0.1 mg/L 1-萘乙酸 (NAA) + 1.0 mg/L激动素 (Kinetin,Kin) 的改良K8p培养基中培养并诱导细胞分裂。小愈伤组织经增殖培养后在MS + 0.2 mg/L玉米素 (Zeatin,ZEA) + 1 mg/L 6-BA + 0.5 mg/L Kin + 0.4 mg/L NAA的固体分化培养基上诱导出不定芽。30 d后再转入MS基本培养基, 获得完整的再生植株。将生根的植株转移到花盆,并对其杂种性质进行形态学、细胞学和分子生物学鉴定。结果表明,经细胞融合分裂出的320个愈伤组织中,获得了35棵再生植株,其再生率达10.94%。形态学观察显示,绝大多数再生植株的叶面积较大,株型和叶型为两种杂交亲本的中间型,部分植株的叶片浓绿、肥厚。染色体计数结果显示,36.4%的再生植株染色体数为2n=38;36.4%的再生植株的染色体数为2n=58~60;27.2%的再生植株的染色体数为2n=70~76, 超过两个融合亲本的染色体数的总和。流式细胞仪测定DNA 含量显示,再生植株DNA 含量变化比较大,其结果与染色体鉴定结果相吻合。随机扩增多态性DNA (Random amplified polymorphic DNA,RAPD) 和基因组原位杂交 (Genomic in situ hybridization,GISH) 分析结果证明再生植株具有双亲基因组。体细胞杂种花粉育性比较低,杂交、回交后其育性逐渐获得恢复,与白菜回交后代逐渐恢复了育性。通过体细胞杂交和回交、杂交获得了形态变化广泛的个体,为白菜的品种育种提供多样的种质资源。
祁培培 , 丁莹莹 , 吴莉莉 , 陈秋莉 , 王锦红 , 刘超 , 廖文婷 , 张婧 , 曹洁 , 潘卫
2012, 28(9):1093-1105.
摘要:金黄色葡萄球菌蛋白A (Staphylococcal protein A,SpA) 和链球菌蛋白G (Streptococcal protein G,SpG) 是细菌产生的特异结合宿主抗体的细菌免疫球蛋白结合蛋白 (Immunoglobulin(Ig)-binding proteins,IBPs) 的代表分子。SpA和SpG均包含由多个序列高度同源的结合结构域重复组成的抗体结合区,各单结构域都具有完全的结合IgG的功能。为研究这些单结构域随机组合能否产生具有新结合特性的组合分子,将SpA的A、B、C、D、E以及SpG的B2、B3共7个单结合结构域随机组合构建成噬菌体展示文库后,应用人IgG1、2、3、4为诱饵分子对该文库进行4轮筛选,获得了SpA天然分子中不存在的单结构域排列组合分子D-C。在筛选过程中,阴性对照噬菌体的逐渐减少、展示两个结构域以上的噬菌体比例不断增多,尤其是D-C组合的选择性富集和其随机连接肽的严格筛选都显示了筛选的有效性和D-C组合的重要性。噬菌体ELISA进一步证实D-C与人IgG四亚类的结合能力远强于天然SpA分子。该研究应用分子进化技术首次获得了一种与人IgG四亚类具有结合优势的新型组合分子D-C,不仅可为IgG纯化、制备、检测等方面的应用提供新的候选分子,还为细菌IBP结构功能的进一步研究提供新的手段。
2012, 28(9):1106-1117.
摘要:为了实现硬脂酰-辅酶A脱氢酶1编码基因在乳酸乳球菌中的表达,采用PCR技术扩增获得人类scd1的编码序列。Nco I 和Xba I双酶切后定向插入到食品级表达载体pNZ8149中,构建表达载体pNZ8149-scd1。电转化乳酸乳球菌NZ3900,经菌落PCR和测序鉴定scd1基因成功插入到乳酸乳球菌中。在乳链菌肽诱导下进行scd1的表达,转化株提取脂肪酸,进行脂肪酸含量的气相色谱分析。结果显示,SCD1转化菌株中的C16∶1n-7和C18∶1n-7脂肪酸组分比转化pNZ8149的对照组乳酸菌分别提高了92%~169%和53%~127%。文中以scd1基因为例,尝试并证明了脂肪酸脱氢酶类基因能够在食品级乳酸菌中有效表达,为后续研究奠定了基础。
郭春 , 林蕾 , 任妮妮 , 姜轲冉 , 袁海霞 , 余旭平
2012, 28(9):1118-1129.
摘要:基因敲除是基因功能研究的重要手段,载体是基因敲除的工具和核心。为获得有效的基因敲除载体以快速构建基因突变株及鉴定相应基因的必需性,在已有温敏复制缺陷pIDM1质粒的基础上,于EcoRⅠ和PstⅠ位点间插入串联的XcmⅠ酶切位点接头,构建了pIDM-T质粒;该质粒经XcmⅠ酶切可获得末端突出T的线性化pIDM-T载体。在验证了pIDM-T质粒复制的温敏特性基础上,应用构建的T载体克隆鸡白痢沙门氏菌CVCC527菌株的eno和ybdr两个基因,鉴定获得pIDM-T_eno和pIDM-T_ybdr两个重组质粒;将重组质粒转化527菌株,经IPC (Integration rate per cell) 值计算,鉴定eno为必需基因,ybdr为非必需基因。挑取非必需ybdr基因527菌株重组菌(SalΔybdr),经PCR和测序,确认突变菌株重组位点的正确性。pIDM-T载体可快速克隆PCR产物,用于沙门氏菌的基因敲除及必需性鉴定,为沙门氏菌基因功能研究提供了一种有效快速的手段。
2012, 28(9):1130-1138.
摘要:为提高蛋白质含量检测方法的抗干扰能力,从福林酚试剂法入手,以牛血清白蛋白为标准样品,重新设计制定实验试剂组成与配比等,获得蛋白质含量检测新方法,然后探讨新方法的适用检测波长范围和稳定性,并利用细胞全蛋白裂解液分析它对多种常见干扰物质的包容性。实验发现,新方法不仅能准确检测蛋白质含量,对蛋白质测定液中表面活性剂的耐受浓度,如十二烷基硫酸钠 (SDS)、NP-40和TritonX-100分别达到10%、2%和1%;螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐 (EDTA) 和Ethylene glycol bis (2-aminoethyl) tetraacetic acid (EGTA) 则分别达25 mmol/L 和1 mmol/L;对还原剂二硫苏糖醇 (DTT) 和β-ME的包容浓度均为1 mmol/L;而含氮化合物硫酸铵与尿素则分别为0.5 mol/L和4 mol/L。与原方法相比较,对常见干扰物质的耐受性有显著提高,说明新方法适用含多种干扰物质的蛋白质溶液,在生命科学研究领域具有广泛应用前景。
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