• 2014年第30卷第9期文章目次
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    • >综述
    • 聚苹果酸的微生物合成及应用研究进展

      2014, 30(9):1331-1340. DOI: 10.13345/j.cjb.130632

      摘要 (1828) HTML (0) PDF 714.93 K (3161) 评论 (0) 收藏

      摘要:聚苹果酸是一种优良的完全可生物降解的生物活性材料,在医学和药学领域有着极大的应用潜力。文中结合我们的工作总结了近年来聚苹果酸代谢、聚苹果酸的微生物发酵合成以及聚苹果酸在医药领域的应用等方面的研究进展,并对聚苹果酸的深入研究作了展望。

    • 蛋白质组学在去泛素化酶研究中的应用

      2014, 30(9):1341-1350. DOI: 10.13345/j.cjb.130658

      摘要 (1951) HTML (0) PDF 554.67 K (3680) 评论 (0) 收藏

      摘要:泛素-蛋白酶体系统是细胞内蛋白质特异性降解的主要途径,参与并调控细胞周期、免疫应答、信号传递和DNA修复等真核生物体内几乎所有的生命活动。去泛素酶的存在使泛素化修饰成为可逆过程,保证了泛素系统及其相关生理过程的动态平衡,其表达紊乱也是诱发多种疾病的主要原因。对去泛素化酶进行系统、全面的研究是理解其作用机制并将其作为治疗药物靶点的前提。蛋白质组学技术的快速发展为系统深入研究去泛素化酶提供了条件,特别是在去泛素化酶的相互作用网络和底物特异性研究等方面发挥了独特的作用。因此,文中结合课题组研究工作,对去泛素化酶的分类及功能进行介绍并总结蛋白质组学在去泛素化酶研究中的应用进展。

    • 纳米抗体及其在诊断检测中的研究进展

      2014, 30(9):1351-1361. DOI: 10.13345/j.cjb.130585

      摘要 (1974) HTML (0) PDF 654.68 K (3748) 评论 (0) 收藏

      摘要:骆驼血液中存在天然缺失轻链的重链抗体,克隆该重链抗体的可变区得到最小的抗原结合片段,即纳米抗体 (Nanobody,Nb)。Nb的单域性质使其较普通抗体具有一些独特性能,比如高度水溶性和构象稳定性,较强的抗原亲合力和优良的组织穿透能力,容易体外表达和人源化改造修饰等,使其在诊断检测领域展现出广阔的应用前景。尽管Nb的应用开发已经取得前所未有的成功,技术上仍然有待进一步优化,其中包括噬菌体纳米抗体库构建以及Nb的胶体金标记分析等技术。文中简单介绍Nb的研究进展,并从Nb制备、在疾病的体外检测以及体内肿瘤无创伤影像诊断领域的应用3个方面,讨论进一步提高Nb亲合力和人源化改造等优化Nb分子特征的策略,分析Nb在疾病检测诊断应用中存在的问题,并提出一些积极的应对方案。

    • 预测蛋白质可结晶性研究进展

      2014, 30(9):1362-1371. DOI: 10.13345/j.cjb.130639

      摘要 (1496) HTML (0) PDF 402.37 K (2683) 评论 (0) 收藏

      摘要:解析蛋白质的三维结构具有重要的生物学意义,更是蛋白质功能研究和理性药物设计的基础。目前解析蛋白质结构最重要的方法是X-射线衍射晶体学解析技术。但是运用该技术解析蛋白质结构的关键是获得高质量的蛋白质晶体。然而,据统计仅有42%的可溶纯化蛋白质能够得到晶体,即不同蛋白质的可结晶性表现不同。由于实验方法验证蛋白质的可结晶性耗时耗力,因此,有研究者运用计算机模拟的方法预测蛋白质的可结晶性,从而节省资源与成本并且提高实验的成功率。本文结合我们的研究工作,介绍了几种目前较为成功的蛋白质可结晶性预测方法及其研究途径。

    • >动物及兽医生物技术
    • 猪乳铁蛋白在4种重组乳杆菌中的表达及抑菌活性比较

      2014, 30(9):1372-1380. DOI: 10.13345/j.cjb.130616

      摘要 (1741) HTML (0) PDF 1.92 M (2606) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得优化的猪乳铁蛋白乳杆菌表达系统,并比较重组猪乳铁蛋白的抑菌活性,根据乳杆菌使用密码子的偏嗜性优化合成猪乳铁蛋白成熟肽编码序列,将其克隆到乳杆菌表达载体pPG612.1的Xho Ⅰ/ BamH Ⅰ位点,获得了plf乳杆菌表达载体质粒pPG612.1-plf。将获得的重组质粒分别电转化入干酪乳杆菌ATCC393、戊糖乳杆菌KLDS1.0413、植物乳杆菌KLDS1.0344和副干酪乳杆菌KLDS1.0652细胞内,获得4种表达猪乳铁蛋白的重组乳杆菌。经木糖诱导,通过Western blotting和激光共聚焦检测重组猪乳铁蛋白的表达,用ELISA方法检测和比较4种重组菌上清中表达猪乳铁蛋白的量,并用琼脂孔穴扩散抑菌法检测4种重组乳杆菌表达乳铁蛋白的抑菌活性。结果表明,乳铁蛋白在4种重组乳杆菌中均得到正确表达,其产物分子量约73 kDa,重组干酪乳杆菌、重组戊糖乳杆菌、重组植物乳杆菌和重组副干酪乳杆菌的重组猪乳铁蛋白表达量分别为9.6 μg/mL、10.8 μg/mL、12.5 μg/mL、9.9 μg/mL。重组猪乳铁蛋白对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、巴氏杆菌和李氏杆菌均有一定的抑菌作用,对金黄色葡萄球菌的抑菌作用最强,且4种重组乳杆菌中重组植物乳杆菌表达产物的抑菌效果优于其他重组菌的表达产物。结果表明在4种乳杆菌中重组猪乳铁蛋白的最佳表达系统为植物乳杆菌,该结果为猪乳铁蛋白的乳杆菌表达系统进一步开发与应用奠定了基础。

    • >工业生物技术
    • 过表达NADH激酶基因对酿酒酵母乙醇发酵的影响

      2014, 30(9):1381-1389. DOI: 10.13345/j.cjb.130547

      摘要 (1988) HTML (0) PDF 531.51 K (2530) 评论 (0) 收藏

      摘要:甘油是酿酒酵母乙醇代谢途径中的主要副产物,降低甘油生成,可以提高乙醇的产率和原料的利用率。以工业酒精酵母单倍体S1 (MATa) 为研究对象,构建了一个4.5 kb左右的基因敲除突变盒gpd2Δ::PGK1PT-POS5-HyBR,利用醋酸锂转化法转入S1,得到重组菌S3 (gpd2Δ::PGK1PT-POS5-HyBR),使得工业酒精酵母在敲除GPD2的同时整合过表达了NADH激酶基因POS5。结果表明,在150 g/L的葡萄糖摇瓶发酵实验中,重组菌S3在不影响菌株生理特性的条件下,乙醇得率 (g ethanol/g glucose) 比原始菌株S1提高了8%,甘油得率 (g glycerol/g glucose) 降低了33.64%。本研究证明过表达NADH激酶基因可降低乙醇发酵中副产物甘油的生成并提高乙醇得率。

    • 耐热链霉菌4″-O-异戊酰基转移酶基因在变铅青链霉菌TK24中的表达

      2014, 30(9):1390-1400. DOI: 10.13345/j.cjb.130584

      摘要 (1580) HTML (0) PDF 1.20 M (2070) 评论 (0) 收藏

      摘要:拟研究异源调控系统提高耐热链霉菌Streptomyces thermotolerans 4″-O-异戊酰基转移酶基因 (ist) 表达的可能性。在麦迪霉素产生菌Streptomyces mycarofaciens 1748中曾克隆到BamHⅠ~8.0 kb片段,含此基因片段的变铅青链霉菌TK24 Streptomyces lividans TK24转化子可将螺旋霉素高效转化为丙酰螺旋霉素。序列分析表明此片段除包含麦迪霉素4″-O-丙酰基转移酶基因 (mpt) 外还存在与其连锁的两个正调控基因orf27和orf28。将这个基因簇中mpt基因的orf替换为ist基因的orf,然后与orf27和/或orf28正调控基因连接,将这些构建好的片段分别克隆到中等拷贝数及高拷贝数载体pKC1139和pWHM3上,再转化到S. lividans TK24中。通过测定S. lividans TK24转化子中螺旋霉素生物转化为4″-O-酰化螺旋霉素的产率来评价mpt和ist基因的表达水平。结果表明只有高拷贝载体pWHM3构建的重组质粒S. lividans TK24转化子中才能明显检测到4″-O-异戊酰螺旋霉素的产生。mpt基因的正调节系统可以提高ist基因的表达水平,含两个调节基因的转化子转化效率高于含单一调节基因的转化子。

    • 利用Flo1p锚定蛋白在酿酒酵母表面展示三种纤维素酶的纤维素乙醇发酵

      2014, 30(9):1401-1413. DOI: 10.13345/j.cjb.130614

      摘要 (1822) HTML (0) PDF 1.47 M (2898) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了简化纤维素乙醇生产工艺,实现纤维素利用与乙醇发酵的同步进行,通过酵母细胞表面展示技术,以酿酒酵母菌株Saccharomyces cerevisiae Y5为受体,通过絮凝素 (Flo1p) 锚定方式,将来自丝状真菌里氏木霉Trichoderma reesei的内切葡聚糖酶Ⅱ(EGII)、纤维二糖水解酶Ⅱ(CBHII)以及来自棘孢曲霉Aspergillus aculeatus的β-葡糖苷酶Ⅰ(BGLI) 展示在细胞表面,构建同时表达3种纤维素酶的酵母菌群系统。经过免疫荧光验证展示酶的细胞蛋白定位,酶活测定,乙醇发酵性能验证,结果表明:展示表达的3种纤维素酶具有良好的稳定性和功能活性;在EGII、CBHII和BGLI协同作用下重组酵母菌株能够水解溶胀磷酸纤维素 (Phosphoric acid swollen cellulose,简称PASC) 并产生乙醇,乙醇浓度达到最大值0.77 g/L,乙醇产量为0.35 g/g,相当于理论值的68.6%。本研究成功构建了利用Flo1p作为锚定蛋白的絮凝素展示系统,初步实现了纤维素利用与乙醇发酵的同步进行,为利用酿酒酵母表面展示技术固定并表达纤维素酶提供了一定的理论依据。

    • 圆红冬孢酵母新颖脂肪酸合酶的重组表达、纯化与活性检测

      2014, 30(9):1414-1423. DOI: 10.13345/j.cjb.130626

      摘要 (1612) HTML (0) PDF 1.55 M (1983) 评论 (0) 收藏

      摘要:脂肪酸合酶 (Fatty acid synthase,FAS) 催化乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A反应生成脂肪酸,是油脂合成代谢途径中最重要的酶之一。在高产油脂的圆红冬孢酵母Rhodosporidium toruloides中发现了一种新颖的FAS,它含两个亚基,与其他物种的FAS相比,具有独特的结构域组成,尤其是含两个酰基载体蛋白 (ACP) 结构域。由于ACP在脂肪酸合成反应中起辅因子作用,推测多个ACP有利于提高FAS的催化活性,为研究该FAS的生物化学和结构特征,构建了表达FAS两个亚基的载体,并转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),含pET22b-FAS1和pET24-FAS2质粒的重组菌株ZWE06可同时高表达两个亚基,经硫酸铵沉淀、蔗糖密度梯度离心和阴离子交换层析纯化,得到的重组FAS比活力达到548 mU/mg。纯化的FAS复合物可用于后续酶动力学和蛋白结构研究,且表达与纯化方法的建立对研究其他ACP的功能具有参考价值。

    • >农业生物技术
    • 草菇密码子偏好性分析

      2014, 30(9):1424-1435. DOI: 10.13345/j.cjb.130623

      摘要 (1760) HTML (0) PDF 397.66 K (2391) 评论 (0) 收藏

      摘要:以草菇全基因组编码序列为研究对象,利用软件CodonW1.4.2分析草菇基因组密码子使用模式,确定了草菇的24个最优密码子。利用Create a condon usage table (CUSP)程序分析计算草菇密码子使用频率,并将它与人、酵母、拟南芥、小鼠、斑马鱼、果蝇6个代表性物种及灰盖鬼伞、双孢蘑菇、香菇、平菇4个食用菌进行比较。结果显示草菇密码子偏好性与人、酵母、拟南芥、小鼠、斑马鱼、果蝇和平菇都有较大的差异,与灰盖鬼伞、双孢蘑菇、香菇的密码子偏好性差异较小。利用软件SPSS16.0聚类分析表明密码子偏好性差异大小在一定程度上反映物种间的进化关系,可作为研究物种进化关系的参考。首次以食用菌全基因组为分析对象,解析草菇的密码子偏好性,并将其与其他生物进行比较,这些将为不同来源的外源基因在草菇中的异源表达提供重要参考。

    • >医学与免疫生物技术
    • 重组人源SNX7蛋白在大肠杆菌中的表达、纯化及磷脂结合特异性分析

      2014, 30(9):1436-1445. DOI: 10.13345/j.cjb.130600

      摘要 (1379) HTML (0) PDF 1.75 M (2245) 评论 (0) 收藏

      摘要:Sorting nexins (SNXs)是一类含有SNX-PX结构域,并在细胞内吞和内体分选运输过程中发挥重要调节作用的蛋白。SNX7是SNXs家族中的一员,含有PX结构域和BAR结构域,属于SNX-PX-BAR亚家族。斑马鱼实验表明,SNX7是在肝脏中大量表达的抗凋亡蛋白,并在胚胎肝脏的发育中发挥关键作用。为了从蛋白水平对SNX7进行研究,首先将编码人源PX-BARSNX7 (SNX7的一个片段,包含PX和BAR结构域)的cDNA片段插入到原核表达载体p28a中,再将重组质粒转化到大肠杆菌Rosseta 2 (DE3) 中诱导表达,并用亲和层析、离子交换和分子筛层析对PX-BARSNX7进行了纯化。Western blotting结果表明,亲和层析、离子交换和分子筛层析纯化后获得了高纯度的PX-BARSNX7蛋白。动态光散射实验显示PX-BARSNX7蛋白均一性良好。磷脂结合实验表明,PX-BARSNX7具有较为广泛的磷脂酰肌醇结合能力,能够与PtdIns(5)P、PtdIns(4,5)P2和PtdIns(3,4,5)P3结合。

    • >生物技术与方法
    • 短胶法预处理含高浓度去垢剂的蛋白样品

      2014, 30(9):1446-1453. DOI: 10.13345/j.cjb.130649

      摘要 (1587) HTML (0) PDF 1.11 M (2242) 评论 (0) 收藏

      摘要:蛋白质组学研究中常使用含高浓度去垢剂的缓冲液以提高蛋白提取效率,但这种缓冲液会对下游蛋白质定量、酶解、质谱分析等步骤造成干扰。短胶法可用于含高浓度去垢剂样品的预处理,文中进一步评价了短胶法 (Short gel) 用于含高去垢剂的蛋白样品定量和预处理的效果。使用牛血清白蛋白作为标准蛋白分析了短胶法定量的线性范围,结果发现短胶法定量的线性范围为1?8 μg,提示可对这一范围内的样品蛋白进行定量检测。对标准蛋白定量的线性度达到0.999,且重复性好,不容易受到蛋白表达模式变化的影响,结果可靠。短胶法定量的蛋白可通过胶内酶解,直接进行液相色谱-质谱联用 (Liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS) 分析,质谱信号较好。结果提示直接用短胶法预处理含高浓度去垢剂的蛋白样品,值得在蛋白质组学研究中推广。

    • 基于氢氘交换核磁共振技术研究蛋白质与阳离子交换介质的相互作用

      2014, 30(9):1454-1463. DOI: 10.13345/j.cjb.130612

      摘要 (1706) HTML (0) PDF 1.28 M (2122) 评论 (0) 收藏

      摘要:原位实时捕捉多孔介质内的蛋白结构变化信息是蛋白质层析失活机理研究中的难点。为此,本文发展了蛋白质氢氘交换与核磁共振 (Nuclear magnetic resonance, NMR) 相结合的新型蛋白质液固界面表征路线。研究了溶菌酶在溶液态以及在阳离子交换介质内部吸附态时的去折叠行为,并揭示了蛋白与阳离子交换介质 (SP Sepharose FF) 相互作用机理。溶液态溶菌酶的一维核磁共振氢谱动力学显示蛋白质去折叠可导致残基暴露进而加快氢氘交换速率。吸附态溶菌酶的二维氢-氢全相关谱图 (Total correlation spectroscopy,TOCSY) 以及残基峰强度显示,溶菌酶在吸附态时的去折叠呈区域性,无规则卷曲 (Coil,bend,and turn) 片段的酰胺氢信号更容易失去,而二级结构域 (α-helix,β-sheet) 对酰胺氢信号保护更好。最终,利用蛋白表面静电势模拟计算结合氢氘标记的蛋白核核磁数据可确定出溶菌酶与阳离子交换介质的作用位点。这对于深刻理解层析过程中蛋白与层析介质微观作用机理以及层析过程中吸附剂的选择、设计具有重要意义,也为获取蛋白质与生物材料之间相互作用研究提供新的有效工具。

    • 四个脂肪酸合成酶基因在哺乳动物细胞中的超表达提高长链多不饱和脂肪酸生物合成效率

      2014, 30(9):1464-1472. DOI: 10.13345/j.cjb.130592

      摘要 (1530) HTML (0) PDF 794.85 K (2299) 评论 (0) 收藏

      摘要:DHA (22:6n-3)、EPA (20:5n-3) 和ARA (20:4n-6) 三种长链多不饱和脂肪酸在生物体内活性最强,它们在促进大脑发育和功能维持以及在预防和治疗心血管疾病、炎症、癌症等多种疾病方面有着重要作用。然而,尽管哺乳动物体内有完整的长链多不饱和脂肪酸合成酶系,但哺乳动物合成这些长链多不饱和脂肪酸的效率很低而主要依赖于食物获取。本研究应用转基因方法,将哺乳动物来源的Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶这4种酶的编码基因构建成为一个多基因表达载体,然后转染哺乳动物细胞HEK293T,实现了4个目的基因的超表达,再通过气质联用 (GC-MS) 分析证实了DHA、EPA和ARA等长链多不饱和脂肪酸的合成效率及水平显著增加,DHA的水平更是提高了2.5倍。由此可见,哺乳动物具有某种抑制长链多不饱和脂肪酸高水平合成的机制,但通过Δ6和Δ5脂肪酸去饱和酶以及Δ6和Δ5脂肪酸延长酶的超表达,能够打破哺乳动物这种抑制机制,从而显著提高DHA、EPA、ARA等的合成水平。同时,本研究的思路也为在转基因动物中生产长链多不饱和脂肪酸提供了重要的启示。

    • N端测序作为单克隆抗体常规放行分析方法的探讨

      2014, 30(9):1473-1480. DOI: 10.13345/j.cjb.140069

      摘要 (1424) HTML (0) PDF 1.27 M (2887) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在探讨N端测序作为单克隆抗体常规放行分析方法的适用性。应用Edman降解法、质量肽图法对两个针对不同靶点的单抗进行N端测序,用肽图法寻找二者的特征性鉴别肽段,用离子色谱、毛细管区带电泳和成像毛细管等点聚焦电泳进行异质性分析。Edman降解法显示两个单抗轻链和重链的15个氨基酸分别完全一致,质量肽图法显示二者轻重链的T1肽段分别完全一致,而肽图法和3种异质性分析方法则可对两个抗体进行有效鉴别。由于人源化或人源单抗序列框架数量较为有限,两个单抗的N末端序列完全相同,运用Edman降解法进行N端测序是否能作为单抗的常规放行分析方法值得进一步商榷,同时上述多种方法可运用于单抗的鉴别分析,并可对其异质性进行控制,较N端测序分析更具有客观性。

    • >生物育种与工艺优化
    • 黑曲霉催化雄甾-4-烯-3,17-二酮16β-羟基化

      2014, 30(9):1481-1485. DOI: 10.13345/j.cjb.130553

      摘要 (1443) HTML (0) PDF 591.92 K (2474) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步确定黑曲霉菌株TCCC41650的生物转化能力,以雄甾-4-烯-3,17-二酮 (Androstenedione) 为底物,利用黑曲霉菌株TCCC41650进行催化,产物经纯化、重结晶后,通过单晶衍射鉴定为16β-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮。转化条件为:培养液pH 6.0,乙醇添加量为2%,投料浓度为1‰时,72 h转化率为85.8%。目前甾体研究领域对于C16β-羟基化的微生物转化未见报道,研究结果为C16β-羟基甾体药物的研发奠定了 基础。

    • 5-酮基-D-葡萄糖酸发酵生产的工艺条件优化

      2014, 30(9):1486-1490. DOI: 10.13345/j.cjb.130627

      摘要 (2035) HTML (0) PDF 389.86 K (2724) 评论 (0) 收藏

      摘要:葡萄糖酸氧化杆菌可将葡萄糖转化为5-酮基-D-葡萄糖酸 (5-KGA),而5-KGA是重要食品添加剂L(+)-酒石酸的合成前体。为提高5-KGA产量及其对葡萄糖的转化率,对5-KGA发酵生产的工艺条件进行优化。在摇瓶水平最适的培养基和培养条件下,5-KGA最高产量为19.7 g/L,较优化前提高43.8%。在5 L发酵罐上控制恒定pH值5.5、溶氧浓度15%条件下,5-KGA产量达到46.0 g/L,较摇瓶最高产量提高1.3倍,应用葡萄糖流加工艺,5-KGA最高产量达到75.5 g/L,转化率超过70%,与已见报道的最高水平相比提高了32.0%,为实现微生物发酵生产5-KGA、进而合成L(+)-酒石酸的工业化提供了切实有效的途径。

    • >其他
    • 30(9) 封面

      2014, 30(9).

      摘要 (783) HTML (0) PDF 22.97 M (1115) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 30(9) 目录

      2014, 30(9).

      摘要 (807) HTML (0) PDF 7.55 M (1821) 评论 (0) 收藏

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