车雪梅 , 司徒卫 , 余柳松 , 王辉 , 陈亚精 , 司徒建崧 , 李耀 , 余景升 , 陈国强
2018, 34(10):1531-1542. DOI: 10.13345/j.cjb.180329
摘要:聚羟基脂肪酸酯 (Polyhydroxyalkanoates,简称PHA) 是由微生物合成的天然高分子基材料,作为微生物碳源和能源的储备物质。目前,PHA的单体种类有150多种,致使PHA的品种繁多、材料学性质各不相同。PHA具有材料多变性、非线性光学性能、压电性能、气体阻隔性能、热塑性、生物可降解性、良好的生物相容性等特点,使其在塑料包装、化工、医药、农业、生物能源等诸多领域的具有很大的应用前景。文中系统介绍了目前PHA的应用和未来的发展。
汪城墙 , 李洪兴 , 徐丽丽 , 沈煜 , 侯进 , 鲍晓明
2018, 34(10):1543-1555. DOI: 10.13345/j.cjb.180031
摘要:充分利用木质纤维素中的糖分是提高以此类生物质为原料生产二代燃料乙醇经济盈利性的基本要求,也是实现其他生物基化学品规模化生产的基础。传统的乙醇生产微生物酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae具有独特的生产性能及内在优势,是备受关注的底盘细胞,但其不能有效地利用戊糖。利用代谢工程、合成生物学策略,对二代燃料乙醇生产专用酿酒酵母的精准构制持续研究了30余年,已明显改善了其对木糖/葡萄糖的乙醇共发酵能力。近年来关注点集中在早期忽略的限速步骤即糖转运环节的研究上,以期实现不同糖分各行其道、高效专一性转运蛋白各行其责的二代燃料乙醇生产特种酿酒酵母所需的糖转运理想状态。文中主要综述了酿酒酵母戊糖转运蛋白的研究进展,及酿酒酵母的木糖和L-阿拉伯糖代谢工程的研究现状。
2018, 34(10):1556-1566. DOI: 10.13345/j.cjb.180011
摘要:作为决定超级电容器电化学性能的主要因素,电极材料近年来获得了广泛关注。细菌以其廉价、丰富、环保、自然界可提供等优点成为了很有前景的生物材料。以细菌及其相关产物为基础的复合电极材料,以其比表面积大、循环稳定性好、电容量高等优点已成为超级电容器电极材料领域的最前沿的研究热点。文中对细菌不同部位及不同种类细菌在超级电容器电极材料制备方面各自的特点和涉及的相关技术进行梳理和归纳,系统阐述了以细菌为基础的复合电极材料的最新研究进展,并对超级电容器前景进行了展望。
2018, 34(10):1567-1578. DOI: 10.13345/j.cjb.180001
摘要:蛋白质组学多肽鉴定方法一直以基于质谱分析和数据库搜索的方法为主,随着质谱仪技术的发展,海量的质谱数据被获取,这为大规模蛋白质的鉴定提供了一个强大的数据仓库,使得以质谱数据为基础的蛋白质组学研究成为主流。传统的串联质谱图搜库方法鉴定多肽翻译后修饰时具有诸多局限,质谱网络方法可以在一定程度上弥补局限。文中系统综述了基于质谱聚类的质谱网络和质谱图库搜索方法的发展历程、理论研究和应用研究,讨论了质谱网络库方法在鉴定多肽翻译后修饰的优势,并进行了分析和展望。
宋洁 , 李翠 , 李晶 , 张爽 , 范文辉 , 刘丽蓉 , 贾泓毅 , 俞蔼毕 , 郝客 , 牛春艳 , 王晶 , 赵启祖 , 刘文军
2018, 34(10):1579-1586. DOI: 10.13345/j.cjb.180034
摘要:从H9N2亚型流感病毒A/chicken/Hunan/04.14 (H9N2) 核酸中扩增了HA基因的编码序列,克隆测序后,采用体外转录方法制备RNA。用RNA保存液稀释至含量约109 copies/μL。分装后进行均匀性和稳定性检验,通过4家实验室协作标定,取平均值作为定值结果。此外,文中建立的实时荧光定量PCR (qPCR) 快速检测技术,对临床样品进行准确检测验证,检测限可达10个拷贝。结果表明,文中制备的核酸参考品可作为H9N2亚型流感病毒核酸快速检测方法的阳性定量参考品。
董世娟 , 冯蒙 , 于瑞嵩 , 谢春芳 , 陈冰清 , 李震
2018, 34(10):1587-1595. DOI: 10.13345/j.cjb.180008
摘要:根据牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)gB基因保守序列(GenBank Accession No. DQ006857.1),利用Primer Explorer V4软件设计3对LAMP引物,通过反应体系的优化、敏感性试验和特异性试验,建立IBRV的LAMP检测方法,并对393份临床样本进行了检测应用。结果显示,建立的IBRV LAMP方法在65 ℃、50 min条件下可扩增出LAMP特征性梯状条带,并可通过颜色变化判定结果。该方法可以检测到10 copies/μL的质粒DNA,与nested-PCR方法的敏感性相当,比PCR方法敏感1 000倍,且与牛病毒性腹泻病毒、猪伪狂犬病毒、水泡口炎病毒等均无交叉反应。应用该方法检测301份鼻腔拭子和92份血清样本,阳性率分别为87.6%和58.8%,表明鼻腔棉拭子更适用于IBRV的临床检测。文中建立的IBRV LAMP方法具有可视化、快速、特异、灵敏性强的优势,适合基层和现场对临床样本进行快速检测,为IBR的防控提供了技术支撑。
2018, 34(10):1596-1605. DOI: 10.13345/j.cjb.180022
摘要:鸭疫里默氏杆菌 (Riemerella anatipestifer,RA) 是引起鸭、鹅、火鸡等家禽传染性败血症及浆膜炎的主要病原。目前主要通过基因缺失及基因回补的方法对鸭疫里默氏杆菌的基因功能进行研究。然而,目前使用的穿梭质粒pLMF03存在结合转移效率低、酶切位点少等缺陷,不能用于所有鸭疫里默氏杆菌基因的回补。为解决这一问题,文中将结合转移位点oriT、鸭疫里默氏杆菌复制起始基因pRA0726 ori、高表达启动子基因及多种酶切位点逐一克隆至质粒pPM5,构建了新的穿梭质粒pFY02。结果表明,该质粒能够稳定存在于鸭疫里默氏杆菌,且具有较高的结合转移效率。通过回补鸭疫里默氏杆菌tonB2基因缺失株表明,该质粒可用于鸭疫里默氏杆菌基因的回补。总之,文中构建的穿梭质粒pFY02更加完善了用于鸭疫里默氏杆菌基因回补的材料。
2018, 34(10):1606-1619. DOI: 10.13345/j.cjb.180112
摘要:谷氨酸棒状杆菌是目前微生物发酵生产L-缬氨酸的主要工业菌株。文中首先在谷氨酸棒状杆菌VWB-1中敲除了alaT (丙氨酸氨基转移酶),获得突变菌株VWB-2,作为出发菌株。进而对L-缬氨酸合成途径关键酶——乙酰羟酸合酶 (ilvBN) 的调节亚基进行定点突变 (ilvBN1M13),解除L-缬氨酸对该酶的反馈抑制。然后辅助过量表达L-缬氨酸合成途径关键基因ilvBN1M13、乙酰羟酸异构酶 (ilvC)、二羟酸脱水酶 (ilvD)、支链氨基酸氨基转移酶 (ilvE),加强通往L-缬氨酸的碳代谢流,提高菌株的L-缬氨酸水平。最后,基于过量表达L-缬氨酸转运蛋白编码基因brnFE及其调控蛋白编码基因lrp1,提高细胞的L-缬氨酸转运能力。最终获得工程菌株VWB-2/pEC-XK99E-ilvBN1M13CE-lrp1-brnFE在5 L发酵罐中的L-缬氨酸产量达到461.4 mmol/L,糖酸转化率达到0.312 g/g葡萄糖。
赵二虎 , 张奎 , 苏晶晶 , 潘光照 , 李重阳 , 申利 , 杨丽群 , 崔红娟
2018, 34(10):1620-1630. DOI: 10.13345/j.cjb.180026
摘要:整合素是一类广泛分布于细胞表面的黏附分子受体,是由α和β两个亚基组成的异源二聚体跨膜蛋白,其是细胞内外信号转导的中间桥梁。在鳞翅目昆虫细胞内,整合素主要表达于血细胞,参与昆虫细胞免疫反应进程。文中首先通过RACE技术等,克隆获得BmIntegrin β2基因cDNA全长序列2 434 bp;并对其蛋白结构域进行了预测,主要包括信号肽、一段较大的胞外域,单次跨膜结构和较短的胞内域;利用qRT-PCR技术检测了家蚕4龄3天和5龄3天的BmIntegrin β2各组织表达图谱,结果显示其主要在血细胞和造血器官中高表达;然后再经原核诱导表达、蛋白纯化及免疫动物后获得BmIntegrin β2抗体。通过对BmIntegrin β2蛋白功能作用的研究发现,BmIntegrin β2抗体可显著地减少浆细胞的数量,这从侧面说明BmIntegrin β2抗体可能抑制了浆细胞的延伸性和粘附能力。该结果不仅为BmIntegrin β2参与家蚕细胞的免疫反应奠定了基础,还提供了一个新的研究视野。
刘红玲 , 林英 , 沈关望 , 顾健健 , 张海燕 , 吴金鑫 , 徐银莹 , 龙威 , 夏庆友
2018, 34(10):1631-1641. DOI: 10.13345/j.cjb.180007
摘要:双荧光素酶报告基因系统能够提供灵敏的读数,但该系统需要依赖组成型表达的内参对读数进行归一化。然而,大多数内参并不是在所有条件下都组成型表达。为此,文中建立了一个有效的方法制备适于家蚕细胞双荧光素酶报告基因系统的内参质粒。首先,突变BmVgP78启动子上的激素应答相关元件,获得了在家蚕细胞中稳定表达的组成型启动子BmVgP78M;然后,用BmVgP78M替换pRL-SV40质粒上的SV40启动子和嵌合内含子序列,成功构建了pRL-VgP78M内参质粒;最后,通过细胞转染实验证实pRL-VgP78M内参在家蚕细胞系中稳定表达,并且pRL-VgP78M内参的表达活性不受蜕皮激素、保幼激素及激素相关转录因子的影响。最终,获得了在家蚕细胞中稳定表达且表达量适中的内参质粒pRL-VgP78M。该内参可以有效地作为双荧光素酶报告基因系统的内参质粒用于家蚕细胞系中激素的研究。同时,该内参质粒的构建方法也为构建适于其他物种细胞系的双荧光素酶报告基因系统的内参质粒提供了参考。
赵春霖 , 金莉莉 , 邰思佳 , 张学敏 , 史天聪 , 吴飞 , 王秋雨
2018, 34(10):1642-1649. DOI: 10.13345/j.cjb.180032
摘要:旨在研究重组融合多肽hEGF-AWRK6(EK)对烫伤模型小鼠感染创面的治疗功效。采用大肠杆菌表达系统表达、纯化融合多肽EK,抑菌实验检测EK抑菌活性;构建小鼠II度烫伤和铜绿假单胞菌感染模型,实验组创面滴注EK(30 mg/L),以PBS、庆大霉素(30 mg/L)、烫伤膏(10 mg/L)为对照,计算烫伤后创面愈合率及菌落数;伤后10 d,取各组小鼠的伤口及周边皮肤进行HE染色及胶原蛋白的Western blotting检测,分析创面病理组织结构。实验结果纯化得到了具有抑菌活性的重组表达融合肽EK;伤后6 d始,EK组小鼠创面菌落数少于对照组,差异极显著(P<0.01);EK组小鼠烫伤愈合率显著高于PBS对照组(P<0.01);与对照组相比,EK组小鼠创面真皮层细胞排列规则,再上皮化较快,毛囊生长较多,Ⅰ型胶原蛋白表达显著增加。结果表明EK具有抑制小鼠烫伤创面感染、促创面愈合功效,具有开发成为治疗烧伤药物的潜力。
2018, 34(10):1650-1659. DOI: 10.13345/j.cjb.180013
摘要:利用聚赖氨酸修饰丝素蛋白膜,观察其对神经干细胞 (NSCs) 生长及分化的影响,为中枢神经系统损伤修复材料的选择提供实验基础和理论依据。文中首先制备聚赖氨酸修饰的丝素蛋白膜,并通过核磁共振图谱和紫外-可见光谱进行验证。NSCs分别接种在单纯丝蛋白膜 (Silk)、聚赖氨酸修饰的丝蛋白膜 (Silk-PIL) 和多聚赖氨酸 (PLL) 上进行培养,分别在1、3、5、7 d时用CCK-8检测NSCs增殖活性。在第7天时,用免疫荧光染色检测NSCs分化情况,Western blotting和TUNEL检测细胞凋亡水平,Real-time PCR检测脑源性神经营养因子 (BDNF) mRNA水平。结果表明,核磁共振图谱和紫外-可见光谱证明聚赖氨酸成功地接枝到了丝素蛋白膜上,CCK-8检测显示:从第3天开始一直到第7天,NSCs在Silk-PIL上的增殖活性要显著高于Silk组 (P<0.05),而与PLL组无显著性差异 (P>0.05)。免疫荧光观察显示,NSCs在Silk-PIL上分化成神经元的细胞显著多于Silk组 (P<0.05),而与PLL组无显著性差异,3个组之间分化为星型胶质细胞的数量并无显著性差异。Western blotting 和TUNEL检测结果表明Silk-PIL组NSCs凋亡程度显著小于Silk组 (P<0.05),但与PLL组无显著性差异 (P>0.05)。RT-PCR结果显示,NSCs在Silk-PIL和PLL组的BDNF mRNA表达水平显著高于Silk组 (P<0.05)。结果表明,聚赖氨酸修饰的丝素蛋白膜能够促进NSCs的增殖活性并减少NSCs细胞凋亡,同时促进NSCs向神经元方向分化,有望成为新型组织工程支架材料搭载NSCs移植修复中枢神经系统损伤。
阳媛 , 毛艳华 , 王佳 , 孙聪聪 , 张应凤 , 陈芯培
2018, 34(10):1660-1667. DOI: 10.13345/j.cjb.180018
摘要:为了观察PKH26标记的人羊膜间充质干细胞 (hAMSCs) 在宫腔粘连大鼠子宫内膜中的迁移情况,文中提取鉴定及PKH26标记hAMSCs,检测PKH26染色剂对hAMSCs生物学特性的影响;利用机械感染双重法建立大鼠宫腔粘连模型并经尾静脉移植PKH26标记的hAMSCs,荧光共聚焦显微镜下观察PKH26标记的hAMSCs移植后在大鼠子宫内膜中的分布情况。结果显示,PKH26染色剂对细胞的活性、周期、凋亡等无明显影响,PKH26标记的阳性细胞主要分布在大鼠受损的子宫内膜中。表明PKH26标记技术是一种安全有效的示踪方法,可用于hAMSCs移植在治疗宫腔粘连时的示踪研究。
邵婕 , 潘娇 , 瞿芳 , 刘子昊 , 丁易颖 , 罗莎 , 张学文 , 陈金军
2018, 34(10):1668-1678. DOI: 10.13345/j.cjb.170529
摘要:为建立一种简便、快速且能大量获得富含二硫键的蜘蛛多肽毒素JZTX-26 (35 aa) 和JZTX-51 (27 aa) 的有效方法,利用PCR的方法克隆成熟肽编码基因并插入至大肠杆菌Escherichia coli表达载体pMAL-p2x中与MBP (麦芽糖结合蛋白) 标签融合,构建重组表达质粒pMAL-jz26和pMAL-jz51。在受体菌TB1和BL21 (DE3) 中对两个重组表达质粒分别进行IPTG诱导表达,通过Amylose亲和层析柱纯化并进行SDS-PAGE分析;采用因子X对融合蛋白进行酶切后通过分子筛以及反相高效液相色谱对两种重组蛋白进行纯化。通过MALDI-TOF-TOF质谱鉴定,表达产物的分子量与预期的多肽理论分子量一致。1 L表达培养液中能获得大约5 mg 纯化的目的蛋白JZTX-26或JZTX-51。结果表明利用该原核表达体系可对蜘蛛毒素基因jztx-26和jztx-51进行融合表达,并对重组蛋白进行亲和层析,为采用基因工程的手段大量获得蜘蛛多肽毒素奠定了基础。
2018, 34(10):1679-1692. DOI: 10.13345/j.cjb.180033
摘要:为研究PGRN与Rev-erbβ相互作用可能存在的分子机理及其生理意义,在前期构建的Rev-erbβ基因敲除HEK293 C3-6细胞系的基础上,利用CRISPR/Cas9技术构建PGRN和Rev-erbβ双基因敲除的HEK293细胞系。首先,针对PGRN基因设计了4个不同的sgRNA,经筛选将活性较高的PGRN sgRNA 2和sgRNA 3串联,构建携带双PGRN sgRNA和Cas9的慢病毒打靶载体pLenti/CMV-Loxp-Cas9-sgRNA2-U6-sgRNA3-U6-Loxp-EF1α-Puro。再将包装的携带Cas9和双PGRN sgRNA的慢病毒感染HEK293 (Rev-erbβ-/-) 细胞,通过筛选、克隆化及测序分析获得双基因敲除的HEK293 C3-6/23 (Rev-erbβ-/-; PGRN-/-) 单克隆细胞系,并用qRT-PCR和Western blotting检测HEK293 (C3-6/23) 细胞中PGRN mRNA和蛋白质的表达。最后,在双基因敲除HEK293(C3-6/ 23)细胞系中,通过回补基因方式研究PGRN介导Rev-erbβ对靶基因启动子转录活性调控研究。在PGRN和Rev-erbβ双基因敲除的HEK293 (C3-6/23) 细胞系中,PGRN基因的两条DNA链均为缺失突变型,PGRN mRNA和蛋白质的表达均未达到检测水平。同时在HEK293 (C3-6/23) 细胞系中研究发现PGRN与Rev-erbβ相互作用,可以增强Rev-erbβ对靶基因启动子转录的调控。利用CRISPR/Cas9系统,成功构建了双基因敲除的HEK293 (Rev-erbβ-/-;PGRN-/-) C3-6/23单克隆细胞系。利用该敲除细胞系研究发现PGRN可以影响Rev-erbβ对靶基因启动子转录的调控,但PGRN参与介导Rev-erbβ转录调控的机制还有待进一步研究。
2018, 34(10):1693-1705. DOI: 10.13345/j.cjb.170510
摘要:有机废弃物是重要的待开发利用的生物质资源,特别是发展生物炼制。文中针对林业剩余物第二级分类的全部10个类型,根据1993–2017年间报道的有关林业剩余物系数研究,首先在前人研究结果的基础上,完善了系数体系及其定义。然后,对以前的取值通过文献溯源甄别其合理性,对于没有明确依据的取值和迄今未取值的系数,通过相关研究获得数据并进行实地调研,确定了计算林木苗圃剩余物、林木修枝剩余物、木材采伐剩余物、木材造材剩余物、木材加工剩余物、竹材加工剩余物、薪材、废旧竹材和废旧木材、香蕉和菠萝残体所需系数的合理取值。
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