摘要:高通量生物监测方法可以同时检测同一样本的上千个参数，其在生物医学中的应用越来越广泛，但如何系统地分析并从高通量数据中挖掘有用信息，仍是一项重要的课题。网络生物学的出现使人们对复杂生物系统有了更深刻的理解，组织/细胞功能执行具有模块化特点。目前，相关网络 (Correlation network) 被越来越多地应用于生物信息学，权重基因共表达网络分析 (Weighted gene co-expression network analysis，WGCNA) 是描述样品基因表达相关模式的一种系统生物学工具。在此，对WGCNA在疾病分型及预后、发病机制和其他相关领域研究进展作一个较为系统的综述。首先，对WGCNA的原理、分析流程和优势缺点进行总结。其次，介绍如何用WGCNA研究疾病、正常组织、药物、进化和基因组注释。最后，结合新高通量技术展望WGCNA应用新空间。以期科研工作者能够对WGCNA的应用有所了解。

摘要:异戊二烯 (Isoprene) 的排放具有特殊的生物学功能，对大气环境具有重要影响，另外，异戊二烯也是一种具有广泛用途的化合物。在生物体内，异戊二烯是由异戊二烯合成酶 (Isoprene synthase，Isps) 催化烯丙基二磷酸 (Dimethylallyl diphosphate，DMAPP) 脱去焦磷酸 (Pyrophosphate) 而生成的。因此，作为异戊二烯合成过程中的关键酶，Isps在异戊二烯的自然排放和生物合成过程都发挥着重要的作用，对Isps的研究具有非常重要的意义。到目前为止，已经在多种植物中发现了该酶，研究表明，来源于不同生物的异戊二烯合成酶具有保守的结构特征和相似的生化性质。文中就Isps的最新研究进展进行综述，包括比较分析不同生物来源Isps的生化特征和结构特征，探讨催化机制，并对该酶在生物工程领域的应用进行展望。

摘要:目标产物的合成途径往往需要对关键酶的来源、表达水平等因素进行系统性优化才能实现代谢通量的最大化。β-胡萝卜素是一类具有重要应用价值的萜类化合物，其中番茄红素环化酶 (Lycopene cyclase，CrtY)是β-胡萝卜素合成途径中的关键酶，能够催化FAD依赖的环化反应将番茄红素转化合成β-胡萝卜素。本研究通过对CrtY的系统优化提高β-胡萝卜素的合成水平，并确定CrtY的表达对代谢通路的影响。在大肠杆菌中以番茄红素合成模块为基础，通过引入番茄红素环化酶基因crtY构建了β-胡萝卜素合成模块。并进一步利用寡聚接头介导的DNA组装方法 (Oligo-linker mediated assembly method，OLMA) 引入一系列不同强度的人工设计的核糖体结合位点 (Ribosome-binding site，RBS)，对CrtY的表达强度、基因来源等因素进行高通量的优化。通过OLMA文库构建和平板筛选，获得了5株高产β-胡萝卜素的工程菌株。在摇瓶中，5株工程菌株的β-胡萝卜素产量可达15.79?18.90 mg/g DCW (Dry cell weight)，比优化前提高了65%。进一步选取了其中的CP12菌株，在5 L发酵罐上，利用高密度培养技术验证工程菌株合成β-胡萝卜素的能力。最终β-胡萝卜素产量可达1.9 g/L。RBS强度分析及代谢中间体分析表明，适当地降低CrtY表达强度能够有利于β-胡萝卜素模块相关基因之间协同发挥作用。以上结果为β-胡萝卜素合成途径的优化规律提供了理论指导。

摘要:蛋白酪氨酸磷酸酶 (Protein tyrosine phosphatase, PTP, EC 3.1.3.48) 特异性地催化去除磷酸化修饰的酪氨酸残基上的磷酸基团，导致蛋白去磷酸化，从而调控了细胞生长、增殖、分化和免疫等生命活动。家蚕Bombyx mori蛋白酪氨酸磷酸酶h (BmPTP-h) 参与了核型多角体病毒 (Nucleopolyhedrovirus，NPV) 在家蚕体内的复制过程，但目前对于BmPTP-h结构和性质的了解并不多。本文从家蚕中肠克隆了BmPTP-h基因编码序列，分析了BmPTP-h的基因组结构、mRNA结构、序列特征、二级结构和溶液中的状态。同源氨基酸序列比对分析表明BmPTP-h与多种昆虫NPV的PTP序列具有高相似度，暗示了它们可能具有共同的起源和相似的功能。文中构建了原核表达载体，通过大肠杆菌在25 ℃下表达获得了可溶性的重组BmPTP-h，利用Ni-NTA亲和层析纯化了BmPTP-h。凝胶过滤分析显示BmPTP-h在溶液中可以形成聚集体和单体。圆二色光谱分析显示重组的BmPTP-h包含α螺旋结构，升高温度导致BmPTP-h的α螺旋结构去折叠，α螺旋结构含量下降。这些研究为深入研究BmPTP-h的结构和调控机理提供了基础。

摘要:表达纯化不同标签、不同大小3个狂犬病病毒糖蛋白，分析其结合功能后，得到具备高亲和力的、可特异性结合记忆性B细胞的狂犬病病毒糖蛋白。本实验通过基因工程的方法，采用不同的原核表达系统分别表达带有不同标签的、全长和膜外区的RVG，纯化蛋白并分析比较其结合功能，荧光标记候选蛋白，结合CD19及CD27的抗体，流式细胞术检测狂犬疫苗免疫后PBMCs中抗狂犬病病毒特异性记忆性B细胞的情况，确认候选蛋白与抗狂犬病毒特异性记忆性B细胞的结合功能。本实验成功构建了3个表达载体pGEX-5X-1-RVG、pET28a-RVG和pET30a-G，优化表达纯化条件成功获得了糖蛋白GST-RVG、His-RVG和His-G。纯化后的GST-RVG、His-RVG和His-G经Western blotting和ELISA鉴定均有抗原特异性；由竞争ELISA法测得3个纯化后糖蛋白与抗狂犬病病毒抗体的亲和力。通过流式细胞术可以检测到狂犬疫苗免疫后阳性志愿者PBMCs中的抗狂犬病病毒特异性记忆性B细胞，从而获得了高亲和力、可用于分选抗原特异性的记忆性B细胞的狂犬病病毒糖蛋白。

摘要:探讨黄芪多糖 (APS) 对低氧环境中骨髓间充质干细胞 (BMSCs) 成脂诱导分化的影响。采用四甲基偶氮唑盐 (Methyl thiazolyl tetrazolium，MTT) 法筛选促进BMSCs增殖的最佳APS浓度，干预不同氧浓度下 (3%、6%、10%和20%) 成脂诱导培养的BMSCs，通过油红O染色观察细胞内脂滴形成及Real-time PCR和Western blotting，检测成脂相关基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ2 (PPAR-γ2) 和脂蛋白脂肪酶 (LPL) 的mRNA和蛋白水平。结果表明，与对照组相比，40 μg/mL APS能显著促进不同氧浓度下BMSCs的增殖 (P<0.05)；含有40 μg/mL APS的成脂诱导剂能提升低氧环境中BMSCs内脂滴含量及PPAR-γ2和LPL的蛋白和mRNA水平，在氧浓度为10%时其促进作用较显著 (P<0.05)，差异有统计学意义。40 μg/mL APS具有促进低氧环境中BMSCs增殖和成脂诱导分化的作用，其促分化作用与细胞培养的氧环境相关。

摘要:近年来质谱技术的持续进步促进了靶向蛋白质组的发展，在多反应监测 (Multiple reaction monitoring，MRM) 靶向蛋白质组定量方法的基础上衍生出平行反应监测 (Parallel reaction monitoring，PRM)技术。该技术靶向定量灵敏度和通量更高，重现性也更好，但其对于高复杂性样本在定量速度和深度上均存在一定的局限性。改善PRM定量的色谱方法包括：色谱柱的优化，增加色谱柱内径、降低柱长；色谱洗脱条件的优化，提高液相洗脱流速、缩短洗脱时间；最终建立了一种简单高效的双反相色谱串联PRM靶向蛋白质组定量平台。该平台使用150 μm内径和8 cm长的短色谱柱，在800 nL/min的高流速下和35 min有效洗脱梯度内，可实现对293T全细胞裂解液蛋白样本中多达400条低丰度肽段的快速定量。该研究优化了PRM靶向定量方法，将有利于PRM技术的推广，尤其为低丰度蛋白的精准定量提供了一种技术选择。

摘要:同位素稀释质谱检测法 (IDMS) 是目前进行胞内代谢物浓度高通量检测精度最高的一种方法，这个方法的关键就是制备待检测代谢物对应的13C全标记的标品。传统制备13C全标记标品的方法是采用批培养的模式获取，但该方法所制备的胞内代谢物浓度通常较低。通过以13C全位标记葡萄糖作为唯一碳源培养毕赤酵母G/DSEL菌种，采用13C全位标记葡萄糖脉冲刺激法，结合快速取样淬灭方法的新方法，成功制备了带13C标记标品并提高了其浓度。经液质联用 (LC-MS) 与气质联用 (GC-MS) 结果分析，与传统制备方法相比，胞内大部分有机酸、磷酸糖、氨基酸和核苷酸类物质的浓度实现了约2–10倍的提高。因此底物脉冲法可以有效提高13C全标葡萄糖的单位利用率，并能实现对胞内部分含量低于仪器检测限的代谢物的检测。

摘要:L-色氨酸是芳香族氨基酸的一种，被广泛应用于医药、食品和饲料等领域。大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统 (PTS系统) 在葡萄糖转运和磷酸化过程中起重要作用，是糖代谢基因表达调控的核心。利用Red同源重组系统，构建包含两类典型PTS系统突变 (ptsHIcrr- glf-glk+和ptsG-) 的L-色氨酸生产菌，并对相关菌株进行补料分批发酵研究。结果表明，不同类型PTS系统突变对菌体生长、L-色氨酸产量、糖酸转化率及副产物生成均有较大影响。与出发菌相比，ptsHIcrr- glf-glk+突变株最高OD600达到125，提高47.0%，产酸38.5 g/L，提高25.9%，糖酸转化率16.7%，提高26.5%，乙酸生成略有增加；ptsG-突变株最高OD600达到100，提高17.6%，产酸33.4 g/L，提高9.4%，糖酸转化率15.5%，提高17.4%，乙酸生成略有减少。对葡萄糖转运系统的进一步研究将为大肠杆菌合成L-色氨酸效率的提升提供帮助。

摘要:以制备高产量的透明质酸酶为出发点，利用5 L发酵罐对球形节杆菌A152发酵生产透明质酸酶的条件进行优化，并对其发酵动力学模型进行研究。研究结果表明，转速400 r/min、通气量3.5 L/min时，生物量和透明质酸酶酶活力最优，分别为5 g/L、16.4 U/mL；同时对发酵过程中菌体生长、产物生成及基质消耗的规律进行研究，应用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和底物消耗的物料平衡方程建立了球形节杆菌Arthrobacter globiformis A152发酵过程的动力学模型，并通过MATLAB软件进行最优参数估计和非线性拟合。模型的计算值与实验值能较好地拟合，表明所建的模型能较好地反映发酵过程，可为发酵过程的在线控制和预测提供理论基础。

摘要:实现了精氨酸脱亚胺酶 (ADI) 首次在钝齿棒杆菌Corynebacterium crenatum SYPA 5-5中的高效表达。通过Ni-NTA亲和层析纯化得到纯化ADI，经SDS-PAGE测定其分子量约为46.8 kDa，酶学性质研究发现ADI的最适催化温度为37 ℃，最适pH为6.5，ADI在最佳催化条件下作用于L-精氨酸的米氏常数为12.18 mmol/L，最大反应速率为0.36 μmol/(min·mL)。优化了重组菌全细胞转化产L-瓜氨酸的工艺条件，在最优条件下可一次转化300 g/L L-精氨酸，转化速率达8 g/(L·h)。进行重组菌5 L罐发酵并进行罐上全细胞转化300 g/L L-精氨酸，一批菌体可进行多次转化，累计产量达1 900 g以上。

摘要:

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