摘要:蛋白质的N末端作为合成的起始，其氨基酸序列组成及翻译后修饰直接影响着蛋白质的活性、稳定性和细胞内定位，调控着细胞内的信号转导，甚至决定了这些蛋白质的命运。对蛋白质N末端组学的系统研究不仅可以揭示N末端区域对整个蛋白质的重要作用，有助于我们深入地了解蛋白质在各种生命活动中所扮演的角色，同时在实现蛋白质组高覆盖、基因组重注释等方面也有着重要的价值。本文结合我们的现有工作，综述了近年来蛋白质N末端组学的研究进展，尤其是一些重要的基于质谱的N末端富集技术和方法。

摘要:黑曲霉作为重要的工业发酵菌株，被广泛用于多种有机酸和工业用酶的生产。随着组学技术的日益发展和成熟，黑曲霉的基因组、转录组、蛋白质组、代谢组等组学数据不断增长，宣告着黑曲霉生物过程研究大数据时代的到来。从单一组学的数据分析、多组学的比较到以基因组代谢网络模型为中心的多组学整合研究,人们对黑曲霉高效生产机制的理解不断深入和系统，这为通过遗传改造和过程调控对菌株的生产性能进行理性的全局优化提供了可能。本文回顾和总结了近年来黑曲霉的组学研究进展，并提出黑曲霉组学研究未来的发展方向。

摘要:异戊二烯作为一种重要的化工原料，主要用于合成橡胶。此外，还广泛应用于医药或化工中间体、食品、粘合剂及航空燃料等领域。利用微生物法生产异戊二烯因具有环境友好、利用廉价的可再生原料、可持续发展等优势而成为当今研究的热点。这里介绍了大肠杆菌生产异戊二烯的代谢途径及关键酶，从代谢工程的角度出发综述了目前为提高大肠杆菌异戊二烯产量所应用到的方法和策略，并对今后的发展方向进行了展望。

摘要:紫杉醇是重要的抗癌药物之一，已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前，人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇，但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物，且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽，市场需求的稳定增长，单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足，科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法，如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此，了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制，对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作，概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。

摘要:聚羟基脂肪酸酯 (polyhydroxyalkanoates, PHAs) 作为一类新型的生物高分子材料，因其多样的材料性质与高度的生物可降解性日益受到关注。使用乳酸链球菌素 (Nisin)，一种被公认为安全的天然食品防腐剂，制备了具有高效、持久抗菌效应的PHA塑料。首先采用溶剂浇铸的方法将Nisin整合到正3-羟基丁酸-3羟基己酸共聚酯 (PHBHHx)，一种具备高度生物相容性的PHA中，从而获得了具有抗菌效应的PHBHHx薄膜。激光共聚焦显微镜观察表明Nisin在PHBHHx中呈颗粒状均匀分布。随后以条件致病菌藤黄微球菌Micrococcus luteus为测试菌株，通过琼脂扩散法，测定PHBHHx薄膜抗菌效应对Nisin含量的依赖关系；在液体培养条件下测量PHBHHx薄膜的Nisin释放效果与抗菌效应。结果表明Nisin可从PHBHHx薄膜顺利释放且Nisin的含量高于25 μg/g时即表现出显著的抑菌效果且可长时间维持。该研究为工业化生产具有抗菌效应的PHA奠定了重要的技术基础，拓展了PHA在医学和食品领域的应用潜力。

摘要:阿拉伯糖-5-磷酸异构酶 (KdsD) 是2-酮-3-脱氧辛糖酸 (KDO) 生物合成途径的第一个关键限速酶，通过无缝克隆技术将拟南芥KdsD基因构建至原核表达载体pET-HTT，经过IPTG诱导，在大肠杆菌BL21 (DE3)中获得了大量重组蛋白的可溶性表达；表达产物经Ni-NTA亲和层析和分子筛层析 (SEC) 方法进行酶蛋白的分离纯化步骤，得到纯度85%以上的高纯度酶；分子筛层析结果发现纯化后的目的蛋白KdsD在溶液中主要以多聚体、二聚体和单体形式存在，这同微生物来源KdsD酶在溶液中以四聚体形式存在很大差异；进一步使用Western blotting和MALDI-TOF MASS技术对纯化的蛋白进行鉴定；测定了拟南芥KdsD酶学性质，证明该酶催化反应的最适pH值为8.0，最适作用温度为37 ℃，各种金属离子在低浓度均对酶活性存在不同程度的抑制作用，其中以Co2+、Cd2+对酶活性的抑制作用最强，而5 mmol/L金属螯合剂EDTA对酶有激活作用。此外，以阿拉伯糖-5-磷酸 (A5P) 为底物时，拟南芥KdsD酶动力学常数Vmax和Km值分别为0.18 mmol/(L·min)、0.16 mmol/L，比较发现该酶与底物的亲和性高于大肠杆菌KdsD。以上研究结果为KdsD蛋白结构与功能及其在新型抗生素研制领域中的工业化应用奠定了基础。

摘要:为了提高分散泛菌Pantoea dispersa UQ68J来源的蔗糖异构酶产量，研究了不同信号肽及发酵条件对蔗糖异构酶在大肠杆菌中重组表达的影响。将携带天然信号肽的蔗糖异构酶基因优化后，转入大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3) 构建重组表达菌株——ORI菌株，摇瓶发酵总酶活和胞外酶活分别为85 U/mL、65 U/mL。从天然信号肽开始第22位氨基酸作为成熟蛋白的起始，连接PelB或OmpA信号肽构建P22和O22菌株，其中P22菌株发酵总酶活提高至138 U/mL，是ORI菌株总酶活的1.6倍；而O22菌株发酵总酶活和ORI菌株无明显差别。采用3.0 g/L的乳糖诱导，P22菌株的蔗糖异构酶总酶活提高至168 U/mL。在3 L发酵罐中，研究甘氨酸浓度和诱导时间对蔗糖异构酶分泌的影响，当补加0.5%甘氨酸，DCW为18 g/L (OD600=30) 开始诱导，P22菌株的蔗糖异构酶胞外酶活最高达1 981 U/mL，同时蔗糖异构酶总酶活达到2 640 U/mL，是已报道大肠杆菌重组表达蔗糖异构酶的最高水平。

摘要:为构建一种敏感性强、特异性好的检测砷离子的大肠杆菌荧光报告菌株，本研究利用基因敲除技术，敲除了大肠杆菌中负责向胞外转运砷离子的arsB基因，构建对As3+敏感的菌株；利用egfp基因作为报告基因，构建融合检测载体pET28b-Pars-arsR-egfp。然后将检测载体pET28b-Pars-arsR-egfp转化至arsB基因敲除菌中完成敏感型As3+ 检测菌株的构建。接着对此微生物传感器进行了检测条件的优化，以及线性检测范围、最低检出限、特异性等性能的确定。研究结果表明，与利用野生大肠杆菌作为检测宿主相比，此敏感型砷检测菌株对检测As3+的灵敏度有显著提高，最适检测As3+浓度范围为0.013?42.71 μmol/L，最低检出下限为5.13 nmol/L。因此，本研究利用基因敲除技术对大肠杆菌进行改造，成功地提高了砷检测微生物传感器的灵敏度，为重金属微生物传感器的优化研究工作提供了有用方案。

摘要:观察不同生长期家蚕幼虫血淋巴在体外的黑化速度和对大肠杆菌生长的影响结果显示，随食桑生长幼虫血淋巴的黑化速度逐渐变快，对大肠杆菌生长的抑制作用逐渐增强。RT-PCR实验显示，黑色素合成催化酶BmTan、BmPo-1、BmYellow-f和BmDdc等的基因在家蚕5 L 3 d血淋巴中表达量高，BmBlack、BmYellow和BmPah等的基因也有明显表达。qPCR分析显示，黑化病蚕中Bmtan、Bmddc、Bmyellow、Bmebony和Bmblack，尤其Bmddc表达发生了显著上调。与对照相比，Ddc酶的抑制剂能显著抑制脂多糖对血淋巴的诱导黑化作用。用大肠杆菌注射家蚕幼虫，血淋巴中多巴和多巴胺的含量明显上升。这些表明家蚕幼虫血淋巴黑化与防御免疫有关，Bmddc很可能在幼虫血淋巴的免疫黑化中发挥作用。

摘要:透明质酸 (HA) 是一种非常重要的生物材料，是体内广泛存在的细胞外基质成分之一。为了获得产量、分子量及纯度较高的透明质酸，并研究透明质酸水凝胶在动物皮肤修复中的潜在作用。通过紫外诱变的方法对海豚链球菌进行诱变，并对此突变菌发酵后产物的蛋白含量及HA分子量进行了测定，通过CTAB法对发酵产物进行提纯，运用物理冻融法将透明质酸制成水凝胶后，用于兔背部全层皮肤修复的初探。结果表明通过诱变海豚链球菌产透明质酸的能力从 (82.3±3.3) mg/L增加到 (120±10.6) mg/L，增加了46.4%；产物经纯化后蛋白含量从 (0.178±0.011) mg/L减少到 (0.032±0.017) mg/L，减少了82.02%；所制得透明质酸的分子量约为3.0×105 Da；透明质酸水凝胶对兔全层皮肤缺损的修复有较明显的促进作用，能减轻炎症和伤口瘢痕的形成。

摘要:运用高通量测序技术分析复杂样品中微生物群落组成及变化趋势，已经成为目前微生物研究领域的热点之一。本研究以复杂土壤样品和应用范围较广的瘤胃食糜样品为对象，选取20、25和30三个扩增循环数分别对样品的16S rRNA基因的V3区进行扩增，然后进行文库构建和测序。最后通过数据分析比较不同的扩增循环数对细菌多样性测定结果的影响。结果表明，扩增循环数越多，捕获到的细菌数量和种类越多；但并非循环数越多，群落中的微生物组成比例最优。整体来看，当扩增循环数为25时，样品中物种的数量和组成是最优的。

摘要:IFT46是纤毛内运输蛋白IFT复合物B (IFT-B) 的一个重要组分，对于纤毛的组装、运动和感知发挥着重要作用。为深入研究IFT46的作用机制，利用ift46基因全序列分别构建了带有GST和MBP标签的原核表达载体pGEX-2T-ift46和pMAL-C2X-ift46，并转入大肠杆菌BL21 (DE3) 诱导表达，以15% SDS-PAGE鉴定，分别获得了分子量为70、86 kDa的重组GST/MBP-IFT46融合蛋白。将亲和纯化的GST-IFT46融合蛋白 (纯度95%以上) 免疫新西兰大白兔，采集第5次免疫后血清用ELISA测定效价为1∶256 000。抗血清依次经Protein A和固定在MBP-IFT46纯化后，用Western blotting 和免疫荧光检测抗体特异性，结果表明制备的多克隆抗体能很好地识别莱茵衣藻中的IFT46，而且发现IFT46绝大部分定位在纤毛基体，极少部分沿纤毛呈点状分布，为继续开展 IFT46在肥胖症、糖尿病、多囊肾病等纤毛相关疾病中作用机制的研究奠定了重要基础。

摘要:牙本质涎磷蛋白 (DSPP) 的表达是细胞向成牙本质细胞分化的标志。试图分析人DSPP启动子及构建人DSPP启动子驱动的LacZ基因表达的报告体系，从而方便快捷检测细胞是否向成牙本质细胞分化。为了建立能表达DSPP的细胞体系，分离了人牙胚间充质细胞，并用地塞米松诱导培养液进行诱导，结果显示，该诱导培养液能有效地诱导人牙胚间充质细胞DSPP基因的表达。利用双荧光素酶报告系统对4段人DSPP基因5′上游区域 (?4 000?+54、?2 500?+54、?1 447?+54和?1 027?+54) 进行分析，结果显示?2 500?+54区域的启动子活性最高。5′上游区从-2 500 bp延长到-4 000 bp时，启动子活性下降；5′上游区从?2 500 bp缩短至?1 447 bp时，启动子活性下降；再次将?1 447 bp缩短至?1 027 bp时，启动子活性进一步下降。结果暗示在?4 000 bp至?2 500 bp区域存在转录抑制元件，?2 500 bp至?1 027 bp区域存在转录激活元件。用?2 500?+54启动子区域和LacZ基因构建phDSPP-LacZ慢病毒报告载体，并分别在人牙胚间充质细胞和永生化人牙胚间充质细胞系ihEDMC4上检测phDSPP-LacZ报告载体的功能，通过X-Gal染色，结果显示在2种细胞牙向分化过程中均可检测到LacZ基因的表达。研究构建的phDSPP-LacZ慢病毒报告载体可为诱导人源细胞牙向分化、牙齿发育、牙齿再生工程等研究中DSPP的表达检测提供一种更加便捷的手段。

摘要:吡咯喹啉醌 (Pyrroloquinoline quinone，PQQ) 作为一种新型的氧化还原酶辅酶，在医药和食品等领域有广阔的应用前景。为改善扭脱甲基杆菌Methylobacterium extorquens AM1 PQQ生产性能，采用常压室温等离子体 (Atmospheric and room temperature plasma, ARTP) 进行诱变，结合高通量快速筛选方法，得到以PQQ产量为指标的正向突变株。ARTP诱变的菌株正突变率为31.6%，筛选得到的较优正突变株M. extorquens AM1 (E-F3)，PQQ产量达到54.0 mg/L，是出发菌株的近3倍。系统的高通量方法筛选ARTP诱变菌为后续进一步提高M. extorquens AM1菌株PQQ的产量奠定了基础，亦为改善菌株生产性能提供了新思路。

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