刘文婷 , 马田田 , 周春菊 , 藏潇 , 李浪金 , 张宝军 , 杜威 , 张炜丽 , 陈坤明
2016, 32(5):541-553. DOI: 10.13345/j.cjb.150351
摘要:转录调控是植物生长发育、逆境反应、信号转导、抗病性等一系列基因表达的最主要调控形式,转录因子是参与基因转录水平调控过程的重要反式因子。单锌指 (DNA binding with one finger,DOF) 转录因子是植物特有的一类转录因子,包含一个C2-C2锌指结构,其N-末端保守的DOF结构域是能与DNA和蛋白相互作用的双重功能域,在植物生长发育过程中参与多种生物学过程。尽管已有研究报道DOF家族基因参与植物抗逆响应,但其在禾谷类重要粮食作物中的作用机制还极不明确。本文通过对禾本科植物DOF家族基因系统进化分析及组织表达和诱导表达分析,综述了DOF家族基因参与植物胁迫应答方面的相关研究进展,为进一步深入了解禾本科植物抗逆机制提供重要参考。
2016, 32(5):554-564. DOI: 10.13345/j.cjb.150394
摘要:紫杉醇是一种从红豆杉植物中提取的具有显著抗癌效果的萜类化合物,但在红豆杉中含量很低,难以满足日益增长的临床需求。近年来,利用合成生物学技术建立新的紫杉醇来源途径已成为研究热点。目前,紫杉醇合成相关酶基因大部分已被克隆和鉴定,但其中羟化酶基因的发现与应用仍是目前研究的热点和难点。本文对紫杉醇生物合成途径研究进展进行了综述,对其中羟化酶的克隆及功能研究体系进行了重点深入分析,最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望,以期为紫杉醇合成途径中未知羟化步骤的羟化酶基因克隆,以及利用合成生物学技术实现紫杉醇的大量生产提供依据。
2016, 32(5):565-576. DOI: 10.13345/j.cjb.150393
摘要:肿瘤是机体在各种致瘤因子作用下,局部组织细胞异常增生所形成的赘生物。肿瘤治疗一直是临床上的一个难题,而放疗、化疗和手术等常规的肿瘤治疗方法均具有明显的局限性。早期研究发现某些厌氧菌或兼性厌氧菌具有抗肿瘤效应,例如兼性厌氧菌鼠伤寒沙门氏菌可以通过某些机制选择性定殖于肿瘤并抑制肿瘤生长,其应用于肿瘤治疗具有许多潜在的优势。过去的一二十年里,已有不少研究者通过遗传操作减弱沙门菌毒力,提高其定殖肿瘤的靶向性,或以减毒沙门菌作为载体向肿瘤靶向递呈各种治疗分子,并在许多动物试验中观察到遗传改造沙门菌的良好抗肿瘤效应。随着沙门菌抗肿瘤研究的不断深入,应用遗传改造的沙门菌有希望成为一条更有效的肿瘤治疗途径。本文将从沙门菌的抗肿瘤机制、遗传改造的沙门菌介导肿瘤治疗的研究进展和目前研究存在的问题等方面进行综述。
邵俊高 , 姜慧娇 , 常建新 , 张宝江 , 李善春 , 苏艳
2016, 32(5):577-583. DOI: 10.13345/j.cjb.150405
摘要:为研究马链球菌马亚种IgG结合蛋白 (EAG) 免疫原性和保护力,评价其作为马链球菌疫苗抗原的价值。采用PCR法扩增马链球菌马亚种EAG基因,将测序正确的EAG扩增产物与原核表达载体pET-28a (+) 连接构建重组质粒,对转化后的大肠杆菌进行诱导表达,用诱导纯化后的重组蛋白作免疫原免疫小鼠,分析重组蛋白免疫小鼠后的抗体水平及对小鼠的免疫保护力。结果表明,诱导后可得到26 kDa的EAG重组蛋白,且该蛋白可与该菌阳性血清发生特异性反应。间接ELISA检测免疫小鼠的抗体效价可达1∶8 100,重组蛋白免疫后对小鼠保护力可达90%。该结果表明,表达的EAG蛋白具有良好的抗原性,可有效提高小鼠的体液免疫水平及免疫保护力。
高鹏 , 丁健 , 张许 , 赵玥 , 张猛 , 高敏杰 , 吴剑荣 , 詹晓北
2016, 32(5):584-598. DOI: 10.13345/j.cjb.150414
摘要:在5 L发酵罐中进行毕赤酵母发酵表达猪a干扰素的实验,发现甘油培养末期乙醇的积累会抑制外源蛋白的表达。从转录组学角度系统分析不同浓度乙醇胁迫条件下,毕赤酵母甘油培养期和甲醇诱导期细胞的生理状态变化。研究结果表明,在甘油培养期,乙醇胁迫使得毕赤酵母细胞中的545个基因发生了显著差异表达 (265个基因表达上调,280个基因表达下调),这些差异表达基因的功能主要涉及蛋白质合成、能量代谢、细胞周期和过氧化物酶代谢。乙醇胁迫增加了蛋白质错误折叠的情况,降低了核糖体和线粒体的结构完整性,使得甘油培养末期无法得到大量具有健全功能的酵母细胞。在甲醇诱导期,与甲醇代谢、蛋白质加工合成、氨基酸代谢等途径相关的294个基因发生了显著差异表达 (171个基因表达上调,123个基因表达下调),导致内质网胁迫不能被及时解除,破坏了细胞内的氨基酸正常代谢。
张艳凤 , 许勇 , 陈雷 , 胡俊 , 张学成 , 房伟 , 方泽民 , 肖亚中
2016, 32(5):599-609. DOI: 10.13345/j.cjb.150391
摘要:从中国南海西沙群岛10 m深海水中采集得到一株未鉴定海绵样品,对其进行共附生微生物的分离,得到真菌及细菌共16株。通过分子生物学鉴定及菌株发酵液抑菌活性测定,发现其中一株稀有放线菌皮生球属菌株Dermacoccus sp. X4对金黄色葡萄球菌具有较好抑菌活性。大量发酵制备该菌株发酵液,通过硅胶分配层析、ODS反相层析、SephadexTMLH-20凝胶过滤层析及C18反相层析等分离方法对发酵液成分进行分离,并使用液相质谱连用、一维核磁及二维核磁分析对分离得到的单一化合物进行鉴定,确定二酮哌嗪类化合物1个,吲哚酸酯类化合物2个。本研究中吲哚酸酯类化合物为首次从微生物次级代谢产物中得到,为丰富海洋微生物药用资源作出贡献。
裴丽丽 , 章纬菁 , 卢佳 , 黄芳 , 曹倩倩 , 任文华
2016, 32(5):610-620. DOI: 10.13345/j.cjb.150424
摘要:构建可溶性肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体 (TRAIL) 基因的表达体系,研究其蛋白表达产物对肿瘤细胞凋亡的影响,为以后江豚免疫系统的研究奠定基础。通过RT-PCR技术从江豚Neophocaena phoconoides血液总RNA中反转录扩增出肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体 (简称fTRAIL) 的全长cDNA序列,并将fTRAIL的胞外可溶性 (简称fsTRAIL) 片段连接入表达载体pET43.1a中,在大肠杆菌BL21 (DE3) 中表达并纯化,Western blotting对产物Nus-His-fsTRAIL蛋白进行鉴定。体外用MTT法、台盼蓝拒染法及流式细胞术检测Nus-His-fsTRAIL蛋白对Jurkat细胞和HeLa细胞的影响。成功构建了fTRAIL胞外可溶性片段 (简称fsTRAIL) 与pET43.1a组成的表达载体,并获得Nus-His-fsTRAIL蛋白。体外实验表明,Nus-His-fsTRAIL蛋白能够以剂量依赖的方式抑制Jurkat和HeLa细胞的增殖并诱导其凋亡。Nus-His-fsTRAIL表达产物具有对Jurkat和HeLa细胞体外抗肿瘤活性的作用。
高艳辉 , 赵天涛 , 邢志林 , 何芝 , 张丽杰 , 彭绪亚
2016, 32(5):621-634. DOI: 10.13345/j.cjb.150375
摘要:在三氯乙烯 (TCE) 胁迫条件下,从生活垃圾填埋场覆盖土中富集得到了可高效降解TCE的混合菌群SWA1。考察了铜离子浓度0?15 μmol/L范围内混合菌群对TCE的降解,当铜离子浓度为0.03 μmol/L时,降解速率最大为29.60 nmol/min,降解率达95.75%。此条件下的pmoA和mmoX表达量均达最大值,pmoA的相对表达量 (4.22 E-03) 比mmoX (9.30 E-06) 和LmpH (0) 高3个数量级。在0?0.75 μmol/L和1?15 μmol/L两个铜离子浓度区间,分别出现了TCE降解峰值,高通量测序结果表明,甲基孢囊菌科Methylocystaceae的甲烷氧化菌为优势微生物。随着铜离子浓度提高,混合菌群SWA1生物多样性显著降低。铜离子浓度的变化影响了混合菌群的结构和活性,进而影响了TCE降解机制。当铜离子浓度为0.03 μmol/L时,降解机制包括TCE直接降解和甲烷氧化菌共代谢降解。当铜离子浓度为5 μmol/L时,降解率可达到84.75%。此时,降解机制包括TCE直接降解以及甲烷氧化菌和含苯酚羟化酶菌群的共代谢降解。
周兰庭 , 周挺 , 高君凌 , 王伟 , 吴小燕 , 黄亚玺 , 夏庆友 , 刘仕平
2016, 32(5):635-647. DOI: 10.13345/j.cjb.150435
摘要:异时性基因调控细胞增殖和个体发育阶段的转换。家蚕异时性基因在家蚕变态发育过程中也很可能具有重要的调控作用,但它们的表达模式、生物学功能以及与microRNA之间的关系却鲜有报道。本研究首先利用果蝇同源基因lin-41搜索家蚕基因组数据库中相似序列,设计引物扩增Bmlin-41的编码序列,克隆了家蚕Bmlin-41基因CDS,其长度为2 166 bp,编码721个氨基酸,含有B-box和NHL结构域;随后,利用RT-PCR、qPCR技术并结合已有的家蚕全基因组芯片数据研究了Bmlin-41在家蚕中的时空表达模式,发现Bmlin-41在从家蚕胚胎到成虫的发育过程中呈逐渐递增的表达趋势,在五龄3 d不同组织中,于卵巢里表达量最高,精巢和中肠次之,而其余组织中低量表达或不表达;最后,利用3′RACE克隆了Bmlin-41基因的3′UTR,全长 1 434 bp,用在线软件RNAhybrid预测发现Bmlin-41的3′UTR上存在bmo-let-7靶位点,构建了含Bmlin-41 3′UTR的双荧光素酶报告基因载体,在S2细胞上共转染Bmlin-41 3′UTR和bmo-let-7的模拟物 (Mimics) 和拮抗剂 (Antagomir),bmo-let-7 mimics显著下调Bmlin-41,bmo-let-7 antagomir显著上调Bmlin-41,证实了Bmlin-41是bmo-let-7的靶基因。以上研究结果为深入研究let-7 miRNA和Bmlin-41的功能,揭示Bmlin-41和bmo-let-7在家蚕变态发育过程中的调控关系提供了新的线索。
2016, 32(5):648-656. DOI: 10.13345/j.cjb.150399
摘要:对灰树花胞外多糖A组分 (EXGFP-A) 进行结构分析和免疫活性的研究。结构分析结果表明,EXGFP-A是一种主要含有葡萄糖的吡喃型中性多糖。气相结果说明EXGFP-A的单糖组成为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖,摩尔比为0.28∶0.31∶0.30∶0.06∶7.98∶0.61。MTT(3-(4,5-Dimethylthiazol- 2-yl)-2,5- diphenyltetrazo-lium bromide)比色实验表明,当EXGFP-A浓度为80 μg/mL,作用48 h时,RAW264.7细胞增殖指数达到最大值,为137.5%。吖啶橙 (AO) 染色结果表明EXGFP-A能够激活RAW264.7细胞,增强细胞内部核酸代谢水平。EXGFP-A在一定浓度范围内,可以提高RAW264.7细胞中NO的释放量,上调细胞内TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IFN-γ细胞因子以及细胞中iNOS的mRNA水平的表达。结果表明,EXGFP-A具有一定的免疫调节活性,为灰树花胞外多糖的结构分析和应用提供了科学依据。
2016, 32(5):657-668. DOI: 10.13345/j.cjb.150530
摘要:为了评估转基因抗草甘膦除草剂大豆的食用安全性,以20%的比例将转基因抗草甘膦除草剂大豆GTS40-3-2和其亲本非转基因大豆A5403豆粕分别添加到基础饲料中喂养两代Sprague-Dawley (SD) 大鼠,采用定性、定量PCR和ELISA方法检测转基因大豆成分相关基因和蛋白在长期饲喂的大鼠体内代谢残留状况。结果表明,大鼠喂养转基因大豆豆粕后,除了大鼠肠粪和盲肠内容物检测到有转基因成分的残留,肠道菌群和实质脏器均未发现相关基因和蛋白。结果提示,长期饲喂转基因抗草甘膦除草剂大豆GTS40-3-2与亲本A5403大豆豆粕对SD大鼠具有同样的食用安全性。
梁立 , 胡建平 , 杜文义 , 左柯 , 刘嵬 , 苟小军
2016, 32(5):669-682. DOI: 10.13345/j.cjb.150382
摘要:Faldaprevir类似物 (Faldaprevir analogue molecule, FAM) 能有效抑制HCV NS3/4A蛋白酶的催化活性,是一种潜在抗HCV先导化合物。通过生物信息学统计分析了已报道的HCV NS3/4A 蛋白酶晶体结构,得到了FAM-HCV NS3/4A蛋白酶晶体结构。对FAM-HCV NS3/4A蛋白酶复合物进行了20.4 ns的分子动力学模拟,重点从氢键和结合自由能两个角度分析了二者分子识别中的关键残基及结合驱动力。氢键和范德华力是促使FAM特异性结合到蛋白V132-S139、F154-D168、D79-D81和V55的活性口袋中的主要驱动力,这与实验数据较为吻合。耐药性突变实验分析了R155K、D168E/V和V170T定点突变对FAM分子识别的影响,为可能存在的FAM耐药性提供了分子依据。最后,用自由能曲面和构象聚类两个方法探讨了体系的构象变化,给出体系的4种优势构象,为后续的基于HCV NS3/4A蛋白酶结构的Faldaprevir类似物抑制剂分子设计提供一定的理论帮助。
贾艳艳 , 殷月兰 , 谈卫军 , 段斐斐 , 潘志明 , 陈祥 , 焦新安
2016, 32(5):683-692. DOI: 10.13345/j.cjb.150413
摘要:单核细胞增生李斯特菌 (Listeria monocytogenes, LM) 是一种理想的肿瘤疫苗载体,本文旨在构建表达人乳头瘤状病毒 (HPV) 16型 E7蛋白的减毒重组李斯特菌疫苗候选株并分析其生物学特性。利用同源重组技术将HPV16 E7基因定点整合至LM hly基因信号肽序列下游,获得减毒重组李斯特菌LM4△hly::E7,并对该重组菌进行生物学特性研究。实验结果表明,重组菌能够分泌表达具有免疫学活性的E7-LLO融合蛋白,大小约66 kDa;通过激光共聚焦扫描显微镜观察到重组菌能够在RAW264.7细胞胞内增殖。ELISA测定结果显示减毒重组菌能够诱导小鼠产生E7特异性抗体。重组菌在C57BL/6小鼠中LD50为3.863×109 CFU,低于亲本株4个数量级,通过组织切片观察到重组菌对小鼠肝脏及脾脏无明显病理变化。以上表明,本研究构建的分泌表达E7-LLO融合蛋白的减毒重组李斯特菌具有较好的安全性,为下一步研究其抗肿瘤作用提供了材料,并为研发宫颈癌的免疫治疗型候选疫苗奠定重要基础。
2016, 32(5):693-701. DOI: 10.13345/j.cjb.150377
摘要:胰岛素样生长因子受体Ⅰ的 3'UTR长度大于7 kb,结构复杂,有多种miRNAs的结合位点,参与信号通路中MAPK及PI3K/AKT的调节和多种肿瘤的形成和发展,通过生物信息学分析知道其结构特点,为后续研究提供思路。分析表明儿童神经胶质瘤中IGF1R的3'UTR与miRNAs结合位点突变率最高。分析IGF1R序列3'UTR的结构,miRNAs结合位点,氨基酸序列的理化性质,亲疏水性,糖基化和磷酸化位点,二级结构和三级结构建模。IGF1R三级结构与配体IGF1的三级结构模拟分子对接,得到2种蛋白相互作用的氨基酸位置及名称。因此,通过对IGF1R 3'UTR突变,降低与miRNAs的结合,IGF1R表达上调,同时改变与IGF1的氨基酸结合位点,降低2种蛋白的相互作用,从而抑制IGF1R的作用。
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