植物次生代谢生态学

植物次生代谢 ( Plantsecondary metabolism)的概念最早是由 Kossel于 1 891年明确提出的。次生代谢是相对于初生代谢或称基本代谢 ( Primarymetabolism)而言的。与维持细胞生命活动所必需的初生代谢产物 ( Primary metabolites)不同 ,次生代谢产物 ( Secondary metabolites,也称次生产物、次生物质 )是指植物中一大类对于细胞生命活动或植物生长发育正常进行并非必需的小分子有机化合物 ,这些在植物体内含量不等的化合物均有自己独特的代谢途径 ,通常由初生代谢派生而来 (陈晓亚等 ,1 998)。植物的次生代谢是植物在长期进化中与环境(生物…     

昆虫共生菌的次级代谢产物研究进展

微生物与昆虫的共生是一种普遍现象,昆虫种类繁多,与昆虫共生的微生物也多种多样。昆虫共生菌是活性次生代谢产物的重要来源。本文对自2008年以来已报道的177个昆虫共生菌的次级代谢产物进行了统计和分析,结果表明:61.6%的化合物为新天然产物(生物碱类新化合物最多),其中,约75%的新化合物来源于昆虫共生真菌,25%来源于细菌;醌酮类化合物是昆虫共生菌源天然产物的主要结构类型,占23.2%;47.5%的化合物具有显著的抗肿瘤、抗菌、除草和抗氧化等生物活性,且化合物中的主要活性类型是抗菌和抗肿瘤活性,活性范围覆盖面最广的结构类型是生物碱类。以上结果表明昆虫共生菌的次级代谢产物是先导性化合物的重要来源且具有丰富的生物活性类型。本文以天然产物的结构分类为切入点,结合其研究菌株来源、生物活性等进行综述,旨在为充分挖掘昆虫共生菌次级代谢产物提供重要参考。     

细胞色素P-450研究概况

肝细胞色素P-450是人及动物体内,代谢内源性及外源性化合物的一族酶,其氧化药物的机制已被进一步阐明,并发现P-450虽可使大多数外源性化合物代谢解毒,但也与某些药物的毒性作用以及化学致癌有关。现已证明,肝内有多种形式的P-450,分别为不同的诱导剂所诱导。它们在光谱特性、底物特异性以及催化反应等方面有明显的区别,并证明酶的诱导是由特定基因调节的。此外,近年来多种P-450的分离分析方法也有了一定的提高。     

细胞色素P-450研究概况

肝细胞色素P-450是人及动物体内,代谢内源性及外源性化合物的一族酶,其氧化药物的机制已被进一步阐明,并发现P-450虽可使大多数外源性化合物代谢解毒,但也与某些药物的毒性作用以及化学致癌有关。现已证明,肝内有多种形式的P-450,分别为不同的诱导剂所诱导。它们在光谱特性、底物特异性以及催化反应等方面有明显的区别,并证明酶的诱导是由特定基因调节的。此外,近年来多种P-450的分离分析方法也有了一定的提高。     

正在蓬勃兴起的“代谢组学”研究技术与方法

<正>1"代谢组学"研究的涵义和科学意义"代谢组学"是研究生命体中所有代谢产物(小分子化合物)变化规律的科学,通过比较实验组和对照组中内源性代谢产物的系统性差异来研究生命现象,并揭示其内在规律。这些"代谢组"水平上的差异与生物体在生理、病理、营养、用药等各种生命过程紧密相关,是生物学过程执行后的最终产物的集合,因而也是各种组学研究中最接近生物表型的一种组学。"代谢组学"是一种典型的用化     

高等植物中一碳化合物代谢研究进展

高等植物中一碳(C1)化合物的代谢主要包括甲醇代谢、甲醛代谢和甲酸代谢等,它们是高等植物一碳单位代谢的重要组成部分.由于C1化合物的代谢机制复杂、代谢规模非常小、参与代谢反应的酶和中间产物的含量低且不稳定等特点,相关研究报道很有限.现代生化和分子遗传学方法的综合使用使得人们对参与植物中C1化合物代谢的酶和基因有了一定程度的了解,该文主要综述了近年来有关高等植物中内源和外源C1化合物甲醇、甲醛和甲酸的来源和代谢途径方面的研究进展,并提出了该研究领域目前存在的问题和今后的研究方向.     

甲羟戊酸途径的代谢支路调控策略的研究进展

萜类化合物作为一大类重要天然产物,在食品、化工、医药和能源等领域广泛应用。微生物法合成萜类化合物因具有生产周期较短、可规模化生产等优点,是目前研究的热点。但是生产效率低严重制约着微生物法合成萜类化合物的工业化发展,而代谢调控是解决上述问题的主要有效手段之一。目前,多数学者集中于主路径的代谢调控研究,忽略了对于萜类化合物的生产至关重要的支路径。本文中,笔者围绕支路径调控直接相关的前体物质供应和辅助因子的协调、竞争途径的调控以及间接对代谢调控产生影响的宿主体的进化三个方面,综述萜类化合物甲羟戊酸途径的代谢途径支路调控策略研究进展,并对代谢路径支路调控的发展方向做进一步展望。     

卡伍尔氏链霉菌NA4突变株ΔbafAI的次级代谢产物研究

链霉菌产生的次级代谢产物是农用和医药抗生素的重要来源。为了更深入挖掘卡伍尔氏链霉菌NA4潜在多样的次级代谢产物,对阻断NA4主产物bafilomycins的突变株ΔbafAI随机激活的代谢产物进行分离和鉴定。采用HP20固相萃取、硅胶柱色谱、凝胶柱色谱以及半制备HPLC等方法对ΔbafAI代谢产物进行分离纯化;使用NMR和MS确定化合物结构,并对单体化合物进行了生物活性测定。共分离鉴定6个化合物:环(L-异亮氨酸-L-脯氨酸)(1)、环(L-缬氨酸-L-脯氨酸)(2)、环(L-脯氨酸-L-亮氨酸)(3)、环(L-脯氨酸-L-苯丙氨酸)(4)、(2E, 4E)-5-(3-羟苯基)-戊-2, 4-二烯酰胺(5)和5′-脱氧-5′-甲硫肌苷(6)。6个化合物均是阻断NA4主产物后非特异激活的或产量显著提高的化合物,均为该菌中首次分离;化合物5和6是第二次从天然提取物中分离得到;化合物1和2显示出抗白色念珠菌活性,并首次报道了化合物5的抗氧化活性。进一步丰富了卡伍尔氏链霉菌NA4次级代谢产物研究,为激活沉默或低表达次级代谢产物合成基因簇提供了有益借鉴。     

放线菌基因组与生物技术

天蓝色链霉菌全基因组序列的公布 ,对目前工业生产生物活性代谢产物菌株的遗传改造 ,构建生产高价值药物的超级菌 ,以及由微生物资源去寻找新的生物活性代谢产物将产生巨大影响。文中就基因组时代如何发展由基因组信息和化合物库预测次生代谢路径、研究功能基因组学时代的放线菌次生代谢调控、基因工程技术在放线菌抗生素生产中的应用以及体外分子定向进化与分子育种等生物技术问题进行文献综述。     

孕烷X受体的研究进展

核受体是一类高度保守的配体依赖性转录因子家族,在哺乳动物发育、繁殖、免疫应答、心血管功能、组织生长、肿瘤形成、外源物清除及糖类和脂质代谢等生理过程中发挥重要作用。机体对外源物质的清除主要是由孕烷X受体等核受雄介导的。孕烷X受体最早是作为外源物感受器而被研究的,可以被大多数亲脂性药物等外源性化合物及一些内源性化合物如胆汁酸等结构差异很大的配体激活,进而与视黄醇类X受体等形成异源二聚体,结合在ER6、XREM等DNA元件上,调控下游靶基因（包括一相代谢酶、二相结合酶及药物转运体等基因）的表达。此外,孕烷X受体在能量代谢和免疫反应中也有重要作用,参与某些代谢疾病的发生发展,且已在动物模型中被证明是Ⅱ型糖尿病、血脂异常、肥胖症和动脉粥样硬化等代谢疾病治疗的有效靶标。我们主要就其发现、结构、组织分布、作用方式、自身表达的调节等方面的最新研究进行综述。     

卡伍尔氏链霉菌NA4突变株〖WTHX〗ΔbafAI的次级代谢产物研究

链霉菌产生的次级代谢产物是农用和医药抗生素的重要来源。为了更深入挖掘卡伍尔氏链霉菌NA4潜在多样的次级代谢产物,对阻断NA4主产物bafilomycins的突变株ΔbafAI随机激活的代谢产物进行分离和鉴定。采用HP20固相萃取、硅胶柱色谱、凝胶柱色谱以及半制备HPLC等方法对ΔbafAI代谢产物进行分离纯化;使用NMR和MS确定化合物结构,并对单体化合物进行了生物活性测定。共分离鉴定6个化合物：环（L-异亮氨酸-L-脯氨酸）（1）、环（L-缬氨酸-L-脯氨酸）（2）、环（L-脯氨酸-L-亮氨酸）（3）、环（L-脯氨酸-L-苯丙氨酸）（4）、（2E, 4E）-5-（3-羟苯基）-戊-2, 4-二烯酰胺（5）和5′-脱氧-5′-甲硫肌苷（6）。6个化合物均是阻断NA4主产物后非特异激活的或产量显著提高的化合物,均为该菌中首次分离;化合物5和6是第二次从天然提取物中分离得到;化合物1和2显示出抗白色念珠菌活性,并首次报道了化合物5的抗氧化活性。进一步丰富了卡伍尔氏链霉菌NA4次级代谢产物研究,为激活沉默或低表达次级代谢产物合成基因簇提供了有益借鉴。     

赭曲霉毒素A的微生物脱毒研究进展

赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)是一类聚酮化合物,是由曲霉属(Aspergillus spp.)和青霉属(Penicilliumspp.)等霉菌产生的次级代谢产物,具有强烈毒性。近年来,国内外已有大量关于OTA生物脱毒的研究,主要是OTA脱毒功能菌株的筛选,包括细菌、霉菌和酵母菌等。此外,对不同微生物脱毒机理的探索也是研究热点。对上述两方面的研究进展进行归纳和讨论。     

植物与手性化合物的对映体选择性相互作用

植物与手性化合物存在着非常密切的联系.一方面,植物分泌、合成的一些手性化合物,如糖甙、酶、萜类化合物、有机酸及植物激素等,在植物的生理生化过程中起着重要的作用;另一方面,人工合成的手性化合物尤其是农药等环境污染物与植物具有对映体选择性相互作用,它们或是选择性地抑制植物的生长和生理过程,或是被植物选择性地吸收和代谢.因此,在开发、生产和使用手性化合物时需要考虑植物与对映体之间的选择性因素;同时,合理利用植物对手性污染物进行环境修复也具有重要意义.本文对植物与手性化合物相互作用中的对映体选择性进行了综述,并对手性污染物的植物修复进行了展望.     

烟草黄酮类化合物的代谢及其调控机制

黄酮类化合物是一类次生代谢产物,分子量较低,广泛存在于植物界,与花色的形成、UV防护、抵抗病原体及调节植物生长等密切相关,也是衡量烟草和卷烟质量的一项重要指标。黄酮类化合物的积累是编码类黄酮生物合成途径的结构基因协同表达的结果,而结构基因通常由MYB、b HLH、WDR等调节基因控制。目前已经鉴定出参与黄酮类化合物生物合成和调控的大多数基因。本综述系统地总结和阐述了类黄酮的生物合成途径及其重要基因的调控机制,展望了未来烟草黄酮类物质研究中值得关注的方向,对从分子水平上更好的探索类黄酮的生物合成及其调节具有重要的意义。     

植物次生代谢基因工程研究进展

随着对植物代谢网络日渐全面的认识,应用基因工程技术对植物次生代谢途径进行遗传改良已取得了可喜的进展.对次生代谢途径进行基因修饰的策略包括:导入单个、多个靶基因或一个完整的代谢途径,使宿主植物合成新的目标物质;通过反义RNA和RNA干涉等技术降低靶基因的表达水平,从而抑制竞争性代谢途径,改变代谢流和增加目标物质的含量;对控制多个生物合成基因的转录因子进行修饰,更有效地调控植物次生代谢以提高特定化合物的积累.作者结合对大豆种子异黄酮类代谢调控和基因工程改良的研究,着重介绍了花青素和黄酮类物质、生物碱、萜类化合物和安息香酸衍生物等次生代谢产物生物合成的基因工程研究进展.     

微生物硫代谢与抗逆性

硫代谢是微生物重要的生命代谢活动。微生物对外源硫酸盐的转运、同化、代谢调控以及重要含硫化合物的生物合成，不但与微生物生长代谢相关，而且影响微生物在胁迫环境下的抗逆性和鲁棒性。目前，大部分研究都聚焦在微生物硫酸盐同化过程和H₂S产生，对于微生物硫代谢与抗逆性相关的研究较少。本文总结了近年来微生物硫代谢过程中的硫酸盐转运、同化路径以及调控方式；并结合微生物在不同胁迫条件下的氧化应激反应，探讨了含硫化合物如硫化氢、谷胱甘肽和半胱氨酸等提高微生物抗逆性的机制。硫代谢与微生物抗逆性相关机制的解析不仅为理解微生物硫代谢与抗逆性提供理论基础，也为设计与构建抗逆性强的高产稳产工业菌株提供分子靶点。     

淡紫拟青霉次级代谢产物的研究进展

淡紫拟青霉是子囊菌门、肉座菌目、蛇形虫草科、Purpureocillium属的一种丝状真菌。它是一种广谱性很强的生防菌,不仅对植物寄生线虫、蚜虫、红蜘蛛、温室粉虱和切叶蚁等有很好的防治作用,而且对多种植物病原真菌、细菌乃至病毒也有抑制作用。淡紫拟青霉分泌的几丁质酶与丝氨酸蛋白酶能够降解线虫表皮的蛋白质和几丁质组成成分,利于侵入并破坏细胞成分;也能内生于植物,产生效应物对其它真菌产生拮抗作用;也能定殖于植物根际,产生次级代谢产物,对真菌、线虫等产生抑杀作用。目前对淡紫拟青霉次级代谢产物的研究主要有非核糖体肽类、生物碱及聚酮化合物等的合成调控、活性作用和分子结构确定。淡紫拟青霉所产的非核糖体肽类化合物有白灰制菌素A和B,生物碱有拟青霉酰胺,聚酮化合物有Acremoxanthone C和Acremonidin A。综述了淡紫拟青霉次级代谢产物的研究进展,讨论了淡紫拟青霉次级代谢产物的研究意义,最后展望了淡紫拟青霉的研究前景,以期为相关研究者了解淡紫拟青霉提供参考。     

甲基营养菌的研究进展

甲基营养菌是一类能够利用一碳化合物作为唯一碳源和能源的微生物,它们在自然界分布广泛.研究表明,甲基营养菌能够直接利用一碳化合物,将其转化成自身代谢的一碳单位,并为生物体提供能源和碳骨架,这组成了一碳代谢的主要部分,它是一种新的代谢体系,可以作为一种新的代谢模式来研究生物代谢和生物进化.本文结合本实验室Methylobacterium sp.MB200的研究情况,主要从分类学、代谢途径、基因组学和应用等方面,论述了甲基营养菌的研究进展.     

倍半萜类化合物生理活性研究进展

倍半萜是一类由１５个碳组成骨架的萜类化合物,在自然办是分布广泛;骨架结构不同,生理活性也多种多样。本文综述了倍半萜类化合物及其衍生物的一些生理活性研究进展,如抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗疟、对肝脏、血脂等方面的状况。     

葡萄酒中重要挥发性硫化物的代谢及基因调控

葡萄酒中的挥发性硫化物是由酿酒微生物在葡萄酒发酵过程中代谢所产生的,主要包括硫化氢、硫醇、硫醚、硫醇酯、含硫杂醇油及杂环化合物等,它们对葡萄酒的风味会产生重要影响。本综述介绍了葡萄酒中重要的挥发性硫化物的主要代谢途径及相关基因的调控机制,并提出酿酒微生物的相关研究是提高优良风味物质含量,同时抑制不良风味产生的有效途径。