• 2019年第35卷第5期文章目次
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    • >综述
    • 胰蛋白酶镜像酶LysargiNase的开发及其在蛋白质组学研究中的应用

      2019, 35(5):741-748. DOI: 10.13345/j.cjb.180371

      摘要 (1479) HTML (3260) PDF 1.73 M (1944) 评论 (0) 收藏

      摘要:蛋白质组学是系统鉴定、定量蛋白质及其翻译后修饰形式,并研究这些蛋白质生物学功能的学科。目前,基于质谱的鸟枪法蛋白质组学技术是蛋白质组学研究的主要手段之一,其技术流程是先将蛋白质组样品经位点特异性蛋白酶消化形成肽组,再进行高效液相色谱分离和质谱检测。而位点特异性蛋白酶对蛋白质样品的消化是质谱检测的前提和基础。随着蛋白质组学研究的深入,多种位点特异性蛋白酶被先后开发利用;而切割发生在相应氨基酸的N端,与传统的C端蛋白酶互为镜像的蛋白酶的鉴定、开发、特性研究和广泛使用更是为蛋白质组学研究提供了新的工具。文中对最近发现的胰蛋白酶的镜像酶——赖氨酸精氨酸N端蛋白酶(LysargiNase)的特点及其应用进行综述,为国内外学者更加广泛的使用创造条件。

    • 丝状真菌液体深层发酵过程菌丝聚集的调控机制

      2019, 35(5):749-758. DOI: 10.13345/j.cjb.180394

      摘要 (1320) HTML (5664) PDF 1.83 M (2371) 评论 (0) 收藏

      摘要:丝状真菌是微生物发酵产品的重要表达体系,其液体深层发酵过程的典型特征是环境因素显著影响菌丝聚集,菌丝聚集影响发酵体系流变特性,进而影响质量传递、热量传递和动量传递,最终影响目标产物生物合成和生产效率。文中首先综述了丝状真菌形态调控的方法和策略,在此基础上针对丝状真菌菌丝生长和聚集过程的两大典型特征——顶端延伸生长和分枝生长,综述和展望了钙信号传导途径和几丁质生物合成途径对调控菌体聚集这一形态的重要意义。

    • 水产品中嗜水气单胞菌耐药性研究进展

      2019, 35(5):759-765. DOI: 10.13345/j.cjb.180399

      摘要 (1397) HTML (2525) PDF 392.76 K (2044) 评论 (0) 收藏

      摘要:嗜水气单胞菌 Aeromonas hydrophila具有广泛的致病性,是水生动物最常见的致病菌之一。由于抗生素不合理使用、质粒以及耐药基因的水平转移等因素,来自零售市场、超市和餐厅的即食海鲜产品中,均可分离出大量的嗜水气单胞菌耐药菌株及其耐药基因。因此,探明关键控制点、寻求有效缓解抗生素耐药性的防控策略至关重要。文中介绍了我国嗜水气单胞菌的耐药现状,嗜水气单胞菌的主要侵染及耐药机制,以及目前削减和防控耐药性的主要手段和策略,并对水产品耐药性研究方向和重点作出展望。

    • 植物缺铁应答bHLH转录因子研究进展

      2019, 35(5):766-774. DOI: 10.13345/j.cjb.180407

      摘要 (1337) HTML (4560) PDF 325.65 K (2276) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁是植物生命活动必需的微量元素之一,土壤中有效铁含量较低,易导致植物缺铁。bHLH转录因子家族多个成员参与植物缺铁响应,发挥重要的调控作用。为深入了解植物对缺铁的反应机制,文中对植物缺铁胁迫应答的bHLH转录因子的结构、分类和功能及其调控机制、介导的缺铁胁迫信号通路进行综述,为应用bHLH转录因子培育缺铁耐受作物或富铁作物提供理论依据和设计策略。

    • mRNA表观修饰方式及m6A功能研究进展

      2019, 35(5):775-783. DOI: 10.13345/j.cjb.180416

      摘要 (2172) HTML (3059) PDF 625.54 K (5203) 评论 (0) 收藏

      摘要:mRNA上能发生100多种化学修饰,其中N6-腺嘌呤 (m6A) 是mRNA修饰中最广泛的表观修饰方式之一。在细胞分化、胚胎发育和应激等生物学过程中,特定的mRNA会发生包括N1-腺嘌呤甲基化、N5-胞嘧啶甲基化、假尿嘧啶以及N6-腺嘌呤甲基化等修饰,它们共同形成了mRNA转录后调控的表观修饰转录组,实现对mRNA翻译成蛋白质过程的精确时空调控,特别是m6A修饰能通过调控mRNA的代谢和翻译等进而调控细胞的一系列生物学过程。文中主要综述mRNA的表观修饰类型和特点,特别是m6A修饰参与调控mRNA和细胞生物学功能的最新研究进展,并展望了将来m6A表观修饰的研究重点和方向。

    • 基因敲除小鼠技术的研究进展

      2019, 35(5):784-794. DOI: 10.13345/j.cjb.180417

      摘要 (2878) HTML (11152) PDF 582.33 K (3323) 评论 (0) 收藏

      摘要:基因敲除小鼠技术的建立和发展使得人们为研究基因的功能和寻找新的治疗人类疾病的靶点提供了强有力的支持。基因打靶和基因捕获是两种通过胚胎干细胞 (Embryonic stem cell,ESC) 构建基因敲除小鼠的技术。基因打靶通过同源重组替换内源基因从而敲除目的基因,而基因捕获则有启动子捕获和polyA捕获两种方法对目的基因进行敲除。近年来,有许多新的基因敲除技术不断被开发出来,包括Cre/loxP系统、CRISP/Cas9系统以及最新的ZFN技术和TAILEN技术,都有望取代传统基因敲除手段。文中简要阐述了如今新出现的几种基因敲除小鼠技术。

    • KaiA调控蓝藻生物钟的分子机制研究进展

      2019, 35(5):795-804. DOI: 10.13345/j.cjb.190020

      摘要 (878) HTML (1459) PDF 713.51 K (1726) 评论 (0) 收藏

      摘要:蓝藻生物钟系统主要包括输入途径、核心振荡器和输出途径3部分,核心振荡器主要由时钟蛋白KaiA、KaiB、KaiC构成。3种蛋白之间的相互作用产生节律信号及调控输入、输出信号进而维持生物振荡的精确与稳定。文中围绕蓝藻生物钟核心振荡器及核心振荡器组成蛋白的结构、功能与相互作用特点,结合本实验室近期取得的研究成果,针对时钟蛋白KaiA调节KaiC的酶活性、介导核心振荡器的时相重置、与CikA竞争KaiB的结合位点等方面近年来的研究进展进行了综述。

    • >工业生物技术
    • 发酵透明质酸寡糖兽疫链球菌工程菌株的构建

      2019, 35(5):805-815. DOI: 10.13345/j.cjb.180405

      摘要 (1377) HTML (2910) PDF 1.45 M (2029) 评论 (0) 收藏

      摘要:透明质酸 (HA) 广泛应用于医学、化妆品、食品等领域。HA的生物活性取决于其分子量 (Mw)。透明质酸寡糖由于具有重要的生理活性与特殊生理功能,在医药领域具有重要的应用前景。兽疫链球菌因其发酵周期短、生产强度较强的特点,在商业生产HA上具有广泛的应用。为了高效发酵合成透明质酸寡糖和解决发酵过程的溶氧问题,文中通过在兽疫链球菌WSH-24中过表达透明质酸合酶HasA以及优化表达水蛭来源的透明质酸酶LHAase。重组菌株摇瓶发酵24 h,透明质酸寡糖积累至0.97 g/L,比野生菌提高了182.0%。在3 L发酵罐中发酵24 h,透明质酸寡糖生产强度为294.2 mg/(L·h),HA积累至7.06 g/L,比野生菌的罐上水平提高了112.4%。文中所构建的发酵合成透明质酸寡糖的兽疫链球菌重组菌株具有重要的应用前景。

    • 基于foldon介导的寡聚化以提高阿魏酸酯酶催化效率

      2019, 35(5):816-826. DOI: 10.13345/j.cjb.180458

      摘要 (1030) HTML (4152) PDF 1.32 M (1840) 评论 (0) 收藏

      摘要:将foldon结构域与阿魏酸酯酶C-末端进行融合表达并用组氨酸标签对融合蛋白进行纯化。实现基于foldon的寡聚化阿魏酸酯酶及单体阿魏酸酯酶在毕赤酵母GS115中表达,并应用目标蛋白与foldon结构域融合可自发形成三聚体结构的特性对阿魏酸酯酶进行改造,以提高阿魏酸酯酶的催化性能。经纯化获得寡聚化及单体阿魏酸酯酶,寡聚化阿魏酸酯酶表观分子量约为110 kDa,单体阿魏酸酯酶表观分子量为40 kDa;寡聚化阿魏酸酯酶的最适反应温度和pH分别为50 ℃和5.0,而单体阿魏酸酯酶则分别为50 ℃和6.0。寡聚化阿魏酸酯酶的底物亲和力 (Km) 及催化效率 (kcat/Km) 较单体阿魏酸酯酶分别提高3.42倍和7.57倍。结果表明,寡聚化及单体阿魏酸酯酶均成功表达,且寡聚化阿魏酸酯酶在底物亲和力和催化效率上具有明显优势,该提高阿魏酸酯酶催化效率的方法简单、高效,有很好的应用前景。

    • 核酸外切酶Ⅷ截短体的重组表达及其在体外DNA重组反应中的应用

      2019, 35(5):827-836. DOI: 10.13345/j.cjb.180496

      摘要 (1246) HTML (1955) PDF 680.28 K (1545) 评论 (0) 收藏

      摘要:核酸外切酶Ⅷ (Exonuclease Ⅷ,Exo Ⅷ) 是一种不依赖于ATP的dsDNA 5?-3?核酸外切酶,可作为体外DNA重组反应极具应用价值的候选蛋白。目前关于Exo Ⅷ在体外DNA重组反应中的应用尚未有文献报道。本研究构建了保留完整外切活性的截短Exo Ⅷ (Truncated exonuclease Ⅷ,tExo Ⅷ) 的重组表达载体pET28a-tExo Ⅷ,实现了tExo Ⅷ在大肠杆菌中的高效表达,在纯化获得高纯度蛋白的基础上,对体外重组反应的温度、反应时间、同源臂长度等因素进行了优化分析。研究结果表明,tExo Ⅷ在大肠杆菌中以可溶性形式高效表达,每升可纯化92.40 mg tExo Ⅷ,比活力为1.21×105 U/mg;在10 μL的重组体系中,2.5 U的tExo Ⅷ于25 ℃反应12.5 min随后50 ℃保温50 min时重组效率最高。添加Pfu DNA聚合酶的体外同源臂延伸策略可以有效提高重组克隆的效率。以转化效率为2.2×106 CFU/μg的Mach1T1为受体细胞,对于含有21 bp同源臂的1 kb片段与5.8 kb线性化载体的重组,每微克载体可形成1.1×104个重组克隆,且阳性率大于80%。同源臂长度在8–21 bp范围内,重组反应效率随着同源臂长度增加而提高。在最佳反应条件下,同源臂长度仅为8 bp仍可实现有效的重组反应。Exo Ⅷ介导的体外重组体系具有酶制备方法简单、对DNA的克隆无酶切位点限制及高重组克隆效率等显著优点,是分子生物学领域具有潜在应用价值的高效基因克隆新体系。

    • >农业生物技术
    • 三基因聚合改良恢复系福恢673的稻瘟病抗性

      2019, 35(5):837-846. DOI: 10.13345/j.cjb.180459

      摘要 (877) HTML (1597) PDF 2.06 M (1453) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改良水稻优良恢复系福恢673的稻瘟病抗性,以该恢复系为轮回亲本,以携有3个稻瘟病抗性基因(Pi-1、Pi-9和Pi-kh) 的优质恢复系金恢1059为供体亲本,通过回交育种结合分子标记辅助选择,选育出10个导入了这3个抗稻瘟病基因的福恢673近等基因系,其遗传背景恢复率为92.96%–98.59%。抗性鉴定结果表明,这些近等基因系及其与不育系宜香A配制的杂种一代均表现抗稻瘟病,抗性明显强于对照福恢673和宜优673,且半数以上杂种一代基本保留了原组合的主要优点。用近等基因系Line 9配组的杂交稻新组合两优7283和金泰优683在区试中均表现出产量高、稻瘟病抗性强、生育期适中等特点,表明该近等基因系具较好的应用前景。

    • 胡萝卜软腐果胶杆菌CpxP蛋白纯化及抑菌功能鉴定

      2019, 35(5):847-856. DOI: 10.13345/j.cjb.190009

      摘要 (1408) HTML (3340) PDF 2.28 M (1587) 评论 (0) 收藏

      摘要:胡萝卜软腐果胶杆菌是世界十大植物病原菌之一,主要侵染十字花科的经济作物和观赏花卉。文中从胡萝卜软腐果胶杆菌的基因组中克隆1个抗菌基因cpxP (Gene ID: 29704421),将其构建在原核表达质粒pET-15b上,并转化至大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3)进行表达,经纯化后进行稳定性和抑菌实验。结果显示,IPTG的诱导终浓度为1 mmol/L,实现了蛋白的高效外源表达,纯化后电泳无杂蛋白残留,且该蛋白具有良好的热稳定性和pH稳定性。CpxP蛋白抑菌试验结果显示其对胡萝卜切片的抑菌率可达到44.89%,对马铃薯切片的抑菌率可达到59.41%。为进一步解释其抑菌机理,研究该蛋白的空间结构可为软腐病的防治和新型蛋白农药靶点研究提供新思路。

    • >食品生物技术
    • 染料木黄酮对大鼠体内N-羟乙酰神经氨酸含量的影响及其与唾液酸转移酶相互作用的探讨

      2019, 35(5):857-870. DOI: 10.13345/j.cjb.180505

      摘要 (1336) HTML (1532) PDF 1.32 M (1441) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在研究染料木黄酮 (Genistein,Gen) 对大鼠体内N-羟乙酰神经氨酸 (N-glycolylneuraminic acid,Neu5Gc) 生物合成的影响。选取80只4周龄SD雄性大鼠,随机平均分为对照组和Gen组,分别灌胃5%的乙醇溶液和300 mg/(kg·d) 的Gen溶液。利用荧光高效液相色谱 (HPLC-FLD) 检测大鼠后腿肌肉、肾脏、肝脏组织中Neu5Gc的含量,并采用Gen与唾液酸转移酶 (Sialyltransferase,ST) 分子对接,初步探讨了其抑制Neu5Gc合成的机理。结果表明:灌胃15 d时,后腿肌肉和肝脏组织中的Neu5Gc的含量分别降低了13.77%和15.45%,而肾脏组织中Neu5Gc的含量变化差异不显著;30 d时,在肌肉组织中未检出Neu5Gc,在肝脏组织中的Neu5Gc的含量降低了13.35%,肾脏组织中Neu5Gc的含量没有显著的变化;45 d时,在后腿肌肉、肾脏组织和肝脏组织中的Neu5Gc含量分别降低了32.65%、16.80%和32.78%;60 d时,在后腿肌肉、肾脏组织和肝脏组织中Neu5Gc含量降低了12.72%、12.30%和11.42%。Gen与ST活性位点残基His319、Ser151、Gly293、Thr328形成氢键,且与残基His302、His301、Trp300、Ser271、Phe292、Thr328、Ser325、Ile274形成疏水作用。因此分子间弱相互作用是导致Gen抑制ST活性的主要原因。该研究结果为后续开展宰前降低红肉中Neu5Gc的方法提供了基础实验方法支撑。

    • >医学与免疫生物技术
    • 应用RAD多肽展示体系制备抗hCG类抗体分子

      2019, 35(5):871-879. DOI: 10.13345/j.cjb.180480

      摘要 (923) HTML (1126) PDF 1.90 M (1618) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用基于激烈火球菌Pyrococcus furiosus重组酶RadA的ATP酶结构域 (RAD骨架) 的多肽展示体系,通过嫁接人绒毛膜促性腺激素 (hCG) 结合多肽,制备抗hCG类抗体分子。通过合成hCG结合多肽插入RAD多肽展示位点的类抗体基因,成功构建了pET30a-RAD/hCGBP-sfGFP原核表达载体,在大肠杆菌中诱导蛋白表达,分离、纯化获得类抗体蛋白,通过亲和吸附-GFP荧光检测方法测定类抗体对hCG的结合活性,并与应用单域抗体通用骨架制备的嫁接抗体比较活性差异。结果显示,RAD类抗体分子对hCG分子具有较高的亲和性和特异性,显著优于单域嫁接抗体,并与商业单克隆抗体的活性相当;同时,利用RAD多肽展示骨架制备的抗hCG类抗体,具有较高的生化稳定性,是一种具有应用潜力的抗体替代分子。

    • >生物技术与方法
    • 一种检测kras基因突变的新型TB-ARMS qPCR方法的建立

      2019, 35(5):880-891. DOI: 10.13345/j.cjb.180481

      摘要 (1012) HTML (2598) PDF 1.09 M (2097) 评论 (0) 收藏

      摘要:在荧光定量PCR基础上建立一种简单有效并且高度灵敏的TB-ARMS kras基因突变检测方法,并对其检测性能进行评估,探讨其临床应用价值。针对kras基因8种常见的点突变类型,通过设计并优化突变特异性引物、野生型特异性封闭引物并综合应用突变富集扩增反应条件等多种手段,提高点突变检测的灵敏度和特异性,采用已知野生型基因组样品和构建的突变质粒作为标准品,进行方法学评价;通过对临床样本的检测及与现有商品化试剂盒的比较进行性能验证;通过对术前血浆和配对组织样品的对比检测,评估方法是否适用于血液样本的检测。建立了TB-ARMS kras突变检测的新方法,能检测的最低突变率可达到0.01%。通过综合采用野生型特异性封闭引物和突变富集扩增条件等方法证明了其0.01%的突变检测灵敏度。检测准确性优于现有商品化试剂盒,血浆DNA TB-ARMS qPCR检测结果与配对组织DNA测序结果相符合。因此,TB-ARMS kras基因突变检测方法具有广泛的临床应用价值,既适用于临床组织样品的检测,也可应用于液体活检。

    • 猪miR-331-3p过表达载体的构建及其对细胞增殖的影响

      2019, 35(5):892-900. DOI: 10.13345/j.cjb.180434

      摘要 (1043) HTML (1346) PDF 1.33 M (1393) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在阐明猪miR-331-3p对细胞增殖的影响,探讨其对细胞增殖的作用机制首先构建了miR-331-3p的过表达载体pcDNA 3.1 (+)-miR-331-3p,并将将PK15细胞分为4组,分别为实验组、实验组对照组、抑制剂组和抑制剂对照组。实验组和对照组分别转染pcDNA 3.1(+)-miR-331-3p和pcDNA 3.1(+)。抑制剂组和抑制剂对照组分别转染miR-331-3p Inhibitor和miR-331-3p阴性对照(miR-331-3p NC)。通过在各组添加CCK-8试剂绘制细胞增殖曲线,并使用PI染色检测细胞所处周期比例。同时,利用实时荧光定量PCR (Quantitative real-time PCR,qPCR) 检测生长抑制蛋白家族成员5 (Inhibitor of growth family member 5,ING5)、细胞周期蛋白依赖性激酶2 (Cyclin dependent kinase 2,CDK2)、细胞周期蛋白依赖性激酶3 (Cyclin dependent kinase 3,CDK3)、细胞周期蛋白依赖性激酶4 (Cyclin dependent kinase 4,CDK4)、细胞周期蛋白B (Cyclin B) 和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A (Cyclin dependent kinase inhibitor 1A,CDKN1A) 的表达变化。结果表明,实验组miR-331-3p表达量显著升高,细胞增殖曲线表明48 h和72 h时细胞数目均呈现出实验组>实验对照组和抑制剂对照组>抑制剂组的趋势 (P<0.05)。与实验对照组相比,实验组处于G0/G1期的细胞比例下调,S期和G2/M细胞的比例上调,抑制剂对照组趋势与之相反;同时,实验组中与促进增殖的基因CDK2、CDK3、CDK4和Cyclin B的mRNA表达水平均显著升高,而抑制增殖的基因ING5和CDKN1A均表现出显著下降的趋势。本研究成功构建了miR-331-3p过表达载体,且发现miR-331-3p具有促进猪肾上皮细胞增殖的能力,研究结果为深入研究miR-331-3p在猪生长发育中的作用机制奠定了基础。

    • 流感嗜血杆菌快速检测胶体金试纸的研制

      2019, 35(5):901-909. DOI: 10.13345/j.cjb.180428

      摘要 (1318) HTML (1962) PDF 1.44 M (1733) 评论 (0) 收藏

      摘要:以流感嗜血杆菌外膜蛋白P 6为检测标志物,利用胶体金免疫层析技术建立一种快速、灵敏、准确检测流感嗜血杆菌的方法。对P6蛋白 (GenBank登录号:AGH02799) 进行生物信息学分析,获取其胞外结构域中抗原表位最丰富的肽段,预测其中的线性抗原表位P6Line (62–75 aa),化学合成后经免疫、抗体纯化得到线性表位抗体,同时利用重组P6蛋白制备多克隆抗体,建立基于双抗体夹心免疫层析技术的流感嗜血杆菌快速检测方法,并对该方法的特异性、灵敏性、重复性和稳定性作出评价,同时对该方法进行临床模拟试验,平板培养法验证其准确性。建立的检测方法可在15 min内完成对样本的检测,检测敏感度高 (1×105 CFU/mL)、特异性强,与其他诸如肺炎链球菌、卡他莫拉菌、肺炎支原体、嗜肺军团菌等常见9种的呼吸道病原菌无交叉反应;试纸条在25 ℃保存具有良好的重复性和稳定性;200份临床样品检测结果与平板培养法的阳性符合率为90.5%。P6蛋白具有高度的表面暴露性和较强的抗原性,可作为流感嗜血杆菌检测标的物,胶体金免疫层析法具有快速、简便、灵敏的特点,适用于呼吸道感染的临床快速检测。

    • 印迹基因修饰使孤雌胚胎干细胞获得四倍体补偿能力

      2019, 35(5):910-918. DOI: 10.13345/j.cjb.180506

      摘要 (928) HTML (1948) PDF 2.17 M (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:孤雌胚胎干细胞 (Parthenogenetic embryonic stem cells,pESCs) 的遗传物质全部来源于母源基因组,因缺失父源基因而不具备四倍体补偿的能力。为了使pESCs也具备发育到个体的能力,呈现与受精卵来源ESCs类似的多能性,文中借助CRISPR/Cas9系统对孤雌来源的pESCs中的2个重要母源印迹基因的差异甲基化区域 (Differentially methylated region,DMR) 进行单等位基因敲除 (H19-DMR,IG-DMR),获得双基因敲除的 (DKO) pESCs。结果表明,pESCs虽然来源于母源基因组,但是其形态特征、多能干性标记分子的表达水平、体外神经分化能力与受精卵来源的ESCs基本一致。最后,通过基因修饰的DKO pESCs可以通过四倍体补偿获得发育到期的胎儿,表明经过印迹基因修饰的pESCs也具有发育到一个完整个体的多能性。从而为再生医学研究提供了一类具有主要组织相容性复合基因匹配且多能性良好的资源细胞。

    • >其他
    • 35(5) 封面

      2019, 35(5).

      摘要 (756) HTML (0) PDF 1.27 M (844) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 35(5) 目录

      2019, 35(5).

      摘要 (673) HTML (0) PDF 1.50 M (1075) 评论 (0) 收藏

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