亚硒酸钠对巨噬细胞内游离Ca2+和Mg2+的影响

用单细胞阳离子测定系统研究了SeO^2-₃对巨噬细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的影响.实验结果表明:SeO^2-₃高于10^-4mol/L时,有显著的细胞毒性.SeO^2-₃对细胞的毒性作用使细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的浓度升高但Ca²⁺浓度的升高速率比Mg²⁺快.还有,高于10^-4mol/L的SeO^2-₃对红细胞膜上的Ca²⁺-ATP酶活性有明显抑制作用.     

Mg2+和SeO2-3对鸡胚软骨细胞受模拟微重力不良影响的拮抗

在回转模拟微重力条件下,研究了鸡胚负重软骨细胞骨架的微管系统和碱性磷酸酶活性两项指标的变化,以及1 mg/L亚硒酸钠和5 mmol/L Mg²⁺对这些指标的影响.流式细胞仪对微管含量的测定显示回转后微管蛋白含量的减少,说明微管系统受到不良影响.碱性磷酸酶活性比对照组明显降低,表明模拟微重力能降低软骨细胞的钙化能力.如果在回转前加入SeO^2-₃和Mg²⁺,发现SeO^2-₃可以在一定程度上拮抗模拟微重力引起的微管蛋白及碱性磷酸酶活性改变,而Mg²⁺基本上可以完全拮抗模拟微重力对这两项指标的不良影响.     

Microcalorimetric studies of the action of Na2SeO3 on the growth of Halobacterium halobium R1

The effect of Na₂SeO₃ on the growth of Halobacterium halobium R1 was investigated by means of microcalorimetry at 37°C. The biological response to toxicants is observed as the inhibition of the rate constant of growth of living cells. A low concentration of Na₂SeO₃ stimulated the growth of H. halobium R1, and a high concentration of Na₂SeO₃ inhibited the growth of H. halobium R1. Toxicity may be expressed as the half-inhibition concentration (IC₅₀). The rate constants of growth (k) and the concentrations of Na₂SeO₃ (c) shows a linear relationship: k=1.790 × 10⁻⁶ − 2.27 × 10⁻³ c. The value of IC₅₀ obtained from the accompanying figure of I-c is 679 μg/mL.     

一株高效甘蔗内生固氮细菌GXS16的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

[背景] 我国甘蔗生产中氮肥过量施用严重,导致生产成本居高不下,充分发挥甘蔗与内生固氮菌的联合固氮作用,减少氮肥施用量,对促进我国甘蔗产业可持续发展具有重要意义。[目的] 筛选优势甘蔗内生固氮菌,对其基本特性、联合固氮效率及促生长功能进行评价。[方法] 从甘蔗根系分离到一株内生固氮菌GXS16,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过PCR扩增nifH基因确定菌株为固氮菌;通过形态观察、Biolog检测和16S rRNA基因序列分析等对菌株进行分类;通过接种盆栽甘蔗检测菌株的促生长作用,采用¹⁵N同位素稀释法检测菌株相对固氮效率。[结果] 菌株GXS16固氮酶活性为2.42μmol-C₂H₄/（h·mL）,根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog检测、16S rRNA、nifH、acdS基因序列分析结果,菌株GXS16属于伯克氏菌属（Burkholderia）;菌株GXS16还具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶（1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase,ACC）活性及合成生长素吲哚乙酸（Indoleacetic Acid,IAA）、降解无机磷的功能;接种GXS16处理甘蔗植株的株高比对照增长15%以上,干重增长20%以上,¹⁵N同位素测定显示甘蔗根、茎、叶从空气中获得氮的百分比分别为7.69%、15.64%和8.72%,效率显著优于模式菌株G.diazotrophicus PAL5。[结论] Burkholderia sp.GXS16是一株高效甘蔗内生固氮菌,具有良好应用前景。     

定向驯化对异养蛋白核小球藻硒的耐受性及富集能力的影响

硒(Se)是生物体必不可少的微量元素,硒缺乏会导致人产生克山病、大骨节病等疾病,缺硒也会给畜牧业带来巨大损失。目前的补硒产品存在硒含量和生物利用度低、安全性差等问题,而通过小球藻培养可获得生物利用度高、安全性好的有机硒,因此是非常有应用前景的补硒产品。首先,为了获得对硒的耐受性和富集能力更强的藻种,研究通过定向驯化的方式逐步提高培养基中Na₂SeO₃浓度来驯化蛋白核小球藻,并对驯化时间和驯化过程中Na₂SeO₃的浓度梯度进行了优化。结果表明,驯化后的藻种对硒的耐受性和富集能力明显提高。在5L发酵罐中,驯化后的藻株可以耐受40mg/L的Na₂SeO₃,胞内有机硒合成速率提高了175.6%。之后,在5L发酵罐中进一步优化了硒的补加方式,在异养培养过程中分批补料添加40mg/LNa₂SeO₃时,最终获得的蛋白核小球藻细胞干重达106.4g/L,有机硒含量为1227mg/kg,有机硒合成速率为1.36mg/(L·h)。研究结果与已有蛋白核小球藻异养富硒文献报道的最高细胞密度75g/L和最高有机硒含量560mg/kg相比分别提高了41.9%和119.1%。上述结果表明,通过定向驯化的方法,可大大提高蛋白核小球藻对硒的耐受性和富集能力。     

基于铁氧化/还原菌改善黄铁矿-水草酸解液体系下低品位辉铜矿生物浸出过程

[背景] 高效的生物浸出与微生物介导活跃的铁硫代谢紧密关联,低品位辉铜矿（Cu₂S）铁代谢匮乏严重制约其效能。[目的] 强化铁硫代谢及“接触”机制改善低品位辉铜矿生物浸出。[方法] 基于自主筛选的嗜酸杆菌属（Acidiphilium sp.）及双层平板筛选的嗜铁钩端螺旋菌（Leptospirillum ferriphilum）,与硫氧化菌喜温嗜酸硫杆菌（Acidithiobacillus caldus）协作,加以Fe²⁺/Fe³⁺-黄铁矿-纤维质废弃物酸解液（废-废资源利用）干预,系统分析浸出生化参数差异性。[结果] 扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）结果表明矿渣表面大量微孔及坑壑,表明活跃的菌体作用;傅立叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）揭示N-H、C=O、O-H等键与胞外聚合物（Extracelluler Polymer Substance,EPS）紧密相关,S=O、C-O-S等吸收峰波动表明更剧烈的硫代谢;激光共聚焦扫描显微镜（Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM）结果表明优化体系呈现更多附着细胞及EPS,为“接触”机制奠定基础,浸出40 d游离/附着细胞量分别提高2.51倍及5.73倍,最大比生长速率（μ_max）出现时间提前1.5-5.3 d,最高浸出率达67.6%。[结论] 铁氧化/还原菌及外源含铁物质干预强化浸出体系铁硫代谢加速矿物溶解,酸解液促进铁元素循环及菌体生长,附着细胞及EPS分泌增多强化“接触”机制从而有效改善浸出微环境和效能。     

硒对红细胞膜抗氧化作用的探讨

本文以红细胞膜在体外与超氧阴离子自由基(由邻苯三酚自氧化产生)反应所致氧化损伤作为实验模型,研究了Na₂SeO₃,NaHSeO₃,Na₂SeO₄和SeO₂等硒化合物对红细胞膜的作用。结果表明,Na₂SeO₃有抗氧化作用。表现为膜蛋白交联作用显著减小,脂质过氧化物(膜荧光物质)含量下降。本文还就硒抗氧化作用的机理作了讨论。     

厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用*

在无分子氧环境中,同时存在NH₄⁺和NO₂^-时,NH₄⁺作为反硝化的无机电子供体,NO₂^-作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化。目前已经发现了3种厌氧氨氧化菌(Brocadia anamm oxidans,Kuenenia stuttgartiensis,Scalindua sorokinii);对厌氧氨氧化     

姜状三七根茎的皂苷类化学成分研究

为了解姜状三七(Panax zingiberensis)根茎的皂苷类化学成分,采用正相硅胶、反相硅胶和凝胶等色谱方法从其根茎的乙醇提取物中得到9个皂苷类化合物,根据理化性质和波谱数据,其结构分别鉴定为人参皂苷SL₁ (1)、人参皂苷Rh₁ (2)、三七皂苷R₈ (3)、竹节参皂苷IVa (4)、越南人参皂苷R₁₀ (5)、人参皂苷Rg₁ (6)、菠菜皂苷A 28-O-β-d-葡萄糖苷 (7)、齐墩果酸28-O-β-d-葡萄糖苷 (8)和姜状三七苷R₁ (9)。化合物1、3、5、7和8为首次从该植物中分离得到, 其中化合物5为奥克梯隆醇型皂苷,此类皂苷在该植物中未见报道。     

重庆市近郊大气无机氮、硫沉降特征及其来源分析

以重庆市近郊中梁山槽谷为研究区,利用气象站和沉降仪获取2017年5月-2018年4月的大气无机氮、硫沉降数据和降水δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-和δ³⁴S-SO₄^2-、δ¹⁸O-SO₄^2-数据,通过离子浓度比值、同位素值和气团后向轨迹探讨了研究区大气中氮、硫沉降变化特征及其来源。结果表明：（1）大气DIN总沉降量为19.99 kg/hm²,干、湿沉降量分别占11%和89%;大气S总沉降量为32.62 kg/hm²,干、湿沉降量分别占13%和87%。大气氮、硫湿沉降量与降水量均呈正相关（n=12,P < 0.01）,氮、硫干湿沉降量具有明显的季节差异。（2）降水NH₄⁺-N/NO₃^--N比值介于0.45-2.2之间,雨季（5-10月）NH₄⁺-N/NO₃^--N>1,旱季（11-次年4月）NH₄⁺-N/NO₃^--N<1,表明雨季氮主要来源于农业源,旱季来源于工业和交通源;降水NO₃^-/SO₄^2-比值介于0.1-1.25之间,平均值为0.63,表明硫来源以固定污染源（燃煤）为主。（3）大气降水δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-值分别为-3.8‰-3.9‰（平均值为0.4‰±2.6‰）和58.7‰-98.7‰（平均值为76.1‰±14.3‰）,夏季偏负,冬季偏正;降水δ³⁴S-SO₄^2-和δ¹⁸O-SO₄^2-变化范围分别为1.3‰-3.2‰（平均值为2.3‰±1‰）和5.3‰-8.5‰（平均值为7.1‰±1.6‰）,大气降水中NO₃^-和SO₄^2-主要来源于当地的化石燃料燃烧,同时受到周边污染物的远距离传输影响。（4）气团后向轨迹表明影响研究区氮、硫干湿沉降来源的主要因素是东亚季风,北东-南西走向的川东平行岭谷大地貌格局加剧了季风的影响。     

马利亚霉菌Mariannaea sp. HJ合成TeNPs及其抗菌和抗氧化性能

【背景】近年来,纳米碲(tellurium nanoparticles,TeNPs)在光电、能源和医学等领域的应用增加。微生物合成TeNPs具有绿色低毒和条件温和等优势,受到了广泛关注,然而目前关于真菌合成TeNPs的研究较少。【目的】探究真菌Mariannaea sp. HJ合成TeNPs的能力及其抗菌、抗氧化性能。【方法】利用真菌Mariannaea sp. HJ合成TeNPs并对其合成条件进行优化,采用扫描电子显微镜、Zeta电位分析及X射线衍射仪对TeNPs进行表征。此外,通过抗菌和抗氧化实验探究TeNPs的应用。【结果】菌株HJ在菌体湿重为1.5 g及TeO32-浓度为5 mmol/L的条件下还原率最高,合成的TeNPs主要为球形;X射线衍射仪表明TeNPs的结构为六方晶系;FTIR表明羟基、羧基和氨基等官能团可能参与了TeNPs的合成。抗菌实验表明,TeNPs对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有良好的抗菌性;抗氧化实验表明,TeNPs对DPPH自由基具有抑制作用,当TeNPs浓度为500mg/L时抑制率可达80%。【结论】本实验提供了一种TeN...     

利用Mariannaea sp.HJ菌株胞内提取物合成纳米银及其抗菌特性研究

【目的】近年来,纳米银由于其自身独特的抗菌活性而受到越来越多的关注,有研究表明纳米银是一种广谱的抗菌剂,其对数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用。相较于传统的合成方法而言,具有反应条件温和、环境友好等优势的生物合成法是目前的研究热点。【方法】本研究利用真菌Mariannaea sp. HJ的胞内提取物合成纳米银,并对其合成条件进行优化调控,还进一步考察了合成的纳米银颗粒的抗菌性能。【结果】胞内提取物浓度350 mg/L、AgNO_3浓度5 mmol/L、pH 7.0为菌株HJ胞内提取物合成纳米银的最优条件;TEM图像表明合成的纳米银颗粒主要为球形和伪球形,分散性良好,无明显的团聚现象;XRD表明合成的纳米银晶体结构为面心立方体结构;通过FTIR分析结果推测提取物中的羟基、羧基等官能团可能参与了纳米银的还原和稳定过程。此外,在本实验条件下合成的纳米银颗粒对革兰氏阴性菌Escherichia coli BL21和革兰氏阳性菌Arthrobacter sp. W1都有较好的抗菌活性。【结论】真菌Mariannaea sp. HJ胞内提取物能合成尺寸均一且分散性良好的球形纳米银颗粒,合成的纳米银颗粒在抗菌方面具有潜在的研究价值。     

Cr3+和Cd2+对普通小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

[目的] 为探究重金属对淡水绿藻生长的影响。[方法] 选取对水质检测具有明显指示作用的普通小球藻（Chlorella vulgaris）为实验材料,CdCl₂·2H₂O和CrCl₃·7H₂O提供重金属离子,探究不同浓度Cr³⁺和Cd²⁺在单一和复合胁迫下对藻细胞浓度、叶绿素a及相关抗氧化酶活性的影响。[结果] 随着Cr³⁺和Cd²⁺浓度不断增加,藻细胞浓度呈先增长后下降趋势;叶绿素a含量呈现先下降后升高再下降的现象,浓度为1 mg/L的单一和复合胁迫下有最大值,且毒性作用表现为Cr³⁺ < Cd²⁺ < Cr³⁺+Cd²⁺;与藻细胞膜相关的丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量随着重金属离子浓度的增大而增长;重金属离子浓度低于10 mg/L时对藻细胞内抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）表现为促进作用,而大于10 mg/L时具有抑制作用。[结论] 结果表明在单一或复合重金属胁迫下,普通小球藻会充分调动与抗逆性相关的酶来维持自身的正常生长。     

五种矿质元素对草菇菌丝生长和活性氧清除能力的影响

【背景】菌种退化是草菇生产中面临的难题,探究一种简单高效的复壮方法是草菇产业亟须解决的问题。【目的】探讨外源添加5种矿质元素对草菇退化菌株的菌丝性状和活性氧(reactive oxygen species, ROS)清除能力的影响。【方法】筛选出5种矿质元素的最佳浓度并添加于PDA培养基中,测定草菇菌落形态、菌丝生长速度、菌丝生物量、ROS含量、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量。【结果】MnSO4、Na2SeO3、CaSO4、FeSO4可有效提高草菇退化菌株D1和D2的菌丝生长速度和生物量;降低O2·-、H2O2等ROS的含量,并增加还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)、氧化型谷胱甘肽(glutathionedisulfide,GSSG)的含量及超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)、谷胱甘肽...     

富硒条件下蜜环菌菌株硒耐受性及胞外酶生物活性的研究

[目的]通过对蜜环菌(Armillaria mellea)的富硒驯化,研究各菌株硒耐受性、有机硒含量及生物活性的变化规律,从而获得生物活性更强的蜜环菌,并对富硒蜜环菌的生物学特征进行初步研究.[方法]以Na2SeO3为无机硒试剂对蜜环菌进行富硒驯化;采用氢化物原子荧光光谱法测定蜜环菌的硒含量,热水浴法测定蜜环菌的无机硒...     

地毯草黄单胞菌双组分系统VgrS-VgrR基因敲除及表型筛选

【目的】研究地毯草黄单胞菌双组分系统VgrS-VgrR与致病性的关系,为木薯细菌性病害的高效防控提供分子生物学证据。【方法】采用同源重组方法构建vgrS和vgrR的插入失活突变体,用可移动的cosmid载体p HM1构建互补菌株。检测突变体的致病性、细菌游动性、胞外酶、胞外多糖的变化,观察细菌对H_2O_2和金属离子胁迫的反应。【结果】相比野生型菌株,vgrS和vgrR突变体接种寄主植物木薯后致病力显著降低,突变体的游动性减少、蛋白酶活性减弱、H_2O_2耐受性降低,在高浓度金属离子Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺的胁迫条件下菌体生长显著减弱。然而,vgrS和vgrR突变体的胞外多糖含量显著升高,分别是野生型的2.14和1.89倍。【结论】阐明了VgrS-VgrR系统在细菌致病过程中发挥的重要作用,为鉴定VgrS-VgrR调控机制提供线索,为药物筛选提供靶向目标。     

基于Ti4+-IMAC富集的分枝菌酸小杆菌深度覆盖磷酸化蛋白质组研究

【目的】本研究以分枝菌酸小杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)为研究对象,探索适于原核微生物理想的磷酸化富集方法。【方法】我们比较了二氧化钛(TiO₂)、Fe³⁺-NTA和Ti⁴⁺螯合在磷酸酯修饰的固相微球(Ti⁴⁺-IMAC) 3种不同富集方法磷酸化肽段的富集效率,并用不同分辨率的质谱仪评估富集稳定性。【结果】Ti⁴⁺-IMAC富集效率最高,磷酸化位点数是TiO₂或Fe³⁺-NTA方法的7倍以上;TiO₂和Fe³⁺-NTA方法富集到的磷酸化位点数相差不大,与已报道的用TiO₂方法富集的磷酸化位点数目接近。Ti⁴⁺-IMAC富集结果稳定性很好,高分辨率Lumos质谱仪鉴定到的磷酸化位点数是Velos的2.6倍。【结论】本研究较高效地实现了分枝菌酸小杆菌磷酸化事件的鉴定,共鉴定到2 280个磷酸化蛋白、10 880个磷酸化肽段及4 433个可信磷酸化位点,有望用于其他微生物的磷酸化蛋白质组学研究。     

Extracellular synthesis of cuprous selenide nanospheres by a biological‐chemical coupling reduction process in an anaerobic microbial system

Biosynthesis of metal nanoparticles represents a clean, eco‐friendly and sustainable “green chemistry” engineering. Lately, a number of metal selenides were successfully synthesized by biological methods. Here, cuprous selenide (Cu₂Se) nanospheres were prepared under mild conditions by a novel biological‐chemical coupling reduction process. The simple process takes place between EDTA‐Cu and Na₂SeO₃ in presence of an alkaline solution containing NaBH₄ and a selenite‐reducing bacteria, Pantoea agglomerans. It is noteworthy that the isolated Pantoea agglomerans and Cu⁺ ions, where the latter are obtained from reducing Cu²⁺ ions by NaBH₄, play a key role, and Cu⁺ ions not only can promote the generation of Se^2? ions as a catalyst, but also can react with Se^2? ions to form Cu₂Se. XRD pattern, SEM, and TEM images indicated that Cu₂Se nanoparticles were tetragonal crystal structure and the nanospheres diameter were about 100 nm. EDX, UV–vis, and FTIR spectra show that the biosynthesized Cu₂Se nanospheres are wrapped by protein and have a better stability. This work first proposes a new biosynthesis mechanism, and has important reference value for biological preparation of metal selenide nanomaterials. © 2016 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 32:1264–1270, 2016     

嗜热丁烷氧化古菌Candidatus Syntrophoarchaeum烷基转移酶MtaA催化丁基辅酶M的分子机制研究

【背景】嗜热古菌Candidatus Syntrophoarchaeum可以与硫酸盐还原细菌共生,通过逆转产甲烷途径进行正丁烷的氧化,但在该过程中负责催化丁基辅酶M氧化的酶尚未确定。【目的】利用分子动力学模拟证明Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白可以特异性催化丁基辅酶M中丁基的转移,并非转移甲基。【方法】使用Methanosarcina mazei辅酶M甲基转移酶Mta A的晶体结构(PDB ID:4ay8)作为模板,对Mta A_1 (Gen Bank登录号OFV65993.1)和Mta A_2 (Gen Bank登录号OFV65678.1)进行同源建模。使用分子对接得到两者分别结合CH_3-Co M和C_4H_9-Co M时的结构,并用AMBER18进行分子动力学模拟。【结果】当Mta A_1和Mta A_2分别结合C_4H_9-Co M时,表现出与4ay8晶体结构类似的TIM-Barrel折叠三维结构,但在活性中心形状、Zn~(2+)与底物距离以及活性位点附近氨基酸配位方式等方面存在差异,这可能是导致Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白催化丁基辅酶M氧化的原因。其中Mta A_2与4ay8结构更相似,活性中心氨基酸配位更完整,暗示其更可能具备催化活性。然而当Mta A_1和Mta A_2分别结合CH_3-Co M时,整体结构不合实际,活性中心Zn~(2+)与底物距离过远,表明底物几乎不可能与酶结合。【结论】Ca.Syntrophoarchaeum中的Mta A_1和Mta A_2很可能是特异性的丁基转移酶,而非催化甲基的转移,其中Mta A_2具备活性的可能性更高。     

化能自养硫氧化细菌Halothiobacillus sp.LS2介导的以乙炔为电子受体的硫氧化反应

【目的】探究化能自养硫氧化细菌Halothiobacillus sp. LS2介导的以乙炔为电子受体的厌氧硫氧化反应。【方法】稀释涂布法测定细胞生长情况,离子色谱仪测试硫氧化动力学中SO_4~(2–)和S_2O_3~(2–)以及基于相对荧光定量法的基因表达分析。【结果】尽管菌株LS2在以氧气为电子受体时的最大反应速率V_(max)更高,但在厌氧条件下且以乙炔为电子受体时,菌株LS2的生长量是氧气为电子受体时的2倍,且硫氧化酶基因soxB的表达量显著高于氧气作为电子受体时。【结论】菌株LS2不仅可以以乙炔为电子受体完成厌氧硫氧化反应,且这一代谢过程的产能效率较有氧硫氧化过程更高。本研究首次发现了微生物介导的以乙炔为电子受体的厌氧硫氧化反应,对丰富硫的生物地球化学循环理论有积极意义。