反胶团中脂肪酶催化性能的研究

研究了皱褶假丝酵母脂肪酶在AOT／异辛烷反胶团中催化橄榄油水解的性能。发现在25℃,pH7．G,R=[H₂O]／[AOT]：lO的条件下,脂肪酶的活力最高。腊肪酶在含水量较低的反胶团中较稳定,当R=5．4,于33℃保存12 h,活力可保持89％,底物浓度高达50％(v／V)时仍无抑制;当“水池”内存在40mmol／L的Gu²⁺、Co²⁺、Mn²⁺等金属离子时对酶仅有少许抑制。     

利用 ORF438 启动子在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白

链霉菌中表达了透明颤菌血红蛋白（VHb）,表明VHb对放线紫素的产生和菌体的生长有促进作用^[2].pIJ702质粒上带有与次生代谢有关的酪氨酸酶基因（mel）^[3],mel由ORF438启动子（P_ORF438）带动转录^[4].本文尝试利用P_ORF4328表达vgb.     

人胶源神经营养因子基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

胶源神经营养因子（Ｇｌｉａｌｃｅｌｌｉｎｅｄｅｒｉｖｅｄｎｅｕｒｏｔｒｏｐｈｉｃｆａｃｔｏｒ,ＧＤＮＦ)是大鼠B49细胞系中分离纯化得到的一种蛋白质^[1],由于其对多巴胺神经元的专一性的神经营养作用而被发现。GDNF成熟蛋白由134个氨基酸组成,具有两个N-糖基化位点。它属于TGF-β基因家族但与该家族其它成员的氨基酸序列同源性仅为20%,可能是一个新的亚家族。最近研究表明,它对发育中的运动神经元也有很强的神经营养作用^[1]。对啮齿类^[3,4],灵长类的弥猴^[5]的活体试验表明,胶源神经营养因子是一种治疗神经退化发夹知病如帕金森氏症、肌萎缩性脊髓索硬化症等的非常有效的潜在药物。由于GDNF在体内含量极低而且公在发育早期表达,因而只有通过基因工程方法才能获得大量的GDNF。本文报道采用PCR方法从中国入基因组DNA 中扩增出编码GDNF的基因,并实现在大肠杆菌中的高效表达。这为进一步研究GDNF的结构和生物学功能打下了坚实的基础。     

PVA固定化的生黑醋菌生产L-山梨糖的研究

生黑醋菌可以将D-山梨醇转化为L-山梨塘,用微生物将D-山梨醇氧化为L-山梨糖是维生素C生产的一个重要部分,目前工业上用的都是游离菌批式生产工艺。由于固定化活细胞作为生物催化剂具有生产的连续性和稳定性．操作简便．产物易于分离纯化等优点^[1],已有不少实验室研究甩固定化微生物细胞将D-山梨醇转化为L-山梨糖^[1-6],国内也有用海藻酸固定化生黑醋菌Acetobacteriummelanogenum的报道^[2,3]。用海藻酸钙^[1-3]、聚丙烯酰胺^[4]、铝处理的海藻酸钙^[5]、水合聚丙烯酰胺与海藻酸钙混合固定化的微生物细胞^[6]转化D-山梨醇成为L-山梨糖,都有因机械强度差,而不适合在搅拌式发酵罐中生产的弱点。聚乙烯醇制备的固定化微生物细胞具有机械强度好、类似于橡皮的弹性、成低等特性^[7]。因此,我们选择聚乙烯醇作为固定化生黑醋菌的材料。     

酶在有机相中催化酚类聚合的研究

酶曾-度被认为只能在水介质中起催化作用,而有机溶剂则会使其失活。由于大量化学反应都是在有机深剂中进行的,使得酶催化在有机合成中的应用受到极大限制。近年来少研究表明,只要条件合适,酶催化在有机介质中也可进行^[1.2],并已在实际应用中显示其优点,如肽的合成^[3,4]、旋光性物质的合成^[5,6]、不溶于水的化学物质的酶法分析^[7]、酯和酯交换反应^[8,9]、甾体氧化^[10]、脱氢的应^{[10]、酚类聚合反应[12].与一般化学催化相比,生物催化剂（酶）除了催化效率高,反应秉公执法曙和外,它具有亚格的选择性。例如对反应的专一性,化学基团的选择性,位置的选择性和对映选择性,因此,酶催化物别适合那些一般化学方法难以实现的手性化合物的选择性转化[13,14].}     

表面活性剂对分枝杆菌KR2菌株降解菲的影响

采用同位素示踪方法,从表面活性剂的浓度、离子类型和直链长度三方面研究了表面活性剂对分枝杆菌KR2菌株降解菲的影响。结果表明,表面活性剂的存在不能促进KR2菌对菲的降解;高浓度表面活性剂(≥20mg·L^-1)的存在,使菲的降解出现延迟期,非离子表面活性剂Tween80在低浓度时(≤10mg·L^-1)可以优先作为营养基质被分枝杆菌KR2菌株利用,表面活性剂的离子类型对菲降解的抑制作用的顺序为阳离子表面活性剂TDTMA>阴离子表面活性剂LAS>非离子表面活性剂Tween80,表面活性剂的直链长度对菲降解的影响为直链越短,对微生物的毒性越大,菲降解得越不完全。     

云南红豆杉培养细胞系的建立

紫杉醇(Taxol)最初是从红豆杉属植物短叶红豆杉(Taxus brevifolia)树皮中分离出的一种二萜类化合物^[1]．对卵巢癌,转移性乳腺癌和恶性黑色寮瘤等患者疗效显著^[2],全世界红豆杉属植物有近11种,都含紫杉醇成分．但含量很低,加之现存数量很少,生长极为缓慢．造成了紫杉醇原料供应的危机^[3]。紫杉醇化学合成已经成功^[4-6],但繁杂的反应过程及前体化合物来源的限制使得它们无法实现商业化生产。最近从短叶红豆杉中分离出一种生产紫杉醇的内寄生真菌Tgromyer andreanae^[7]．由于紫杉醇含量仅为24～50ng/L．没有实用价值。植物细胞和组织培养可能是解决天然抗肿瘤药物长期供应的有效方法之一^[8]。自1991年Christen等人申请利用红豆杉细胞培养物生产紫杉醇专利以来^[9]．有关红豆杉细胞培养的研究已有不少报^[10-12]。但云南红豆杉(T.yunnanensis)仅见愈伤组织诱导的报道^[13]。本文报道云南红豆杉愈伤组织诱导和细胞培养的初步结果,并分析了细胞培养物中紫杉醇含量。     

固定化技术研究的新进展

固定化生物催化剂的研究近一、二十年来发展非常迅速。它已由原来的单一固定化酶、固定化微生物细咆发展到动植物细胞、组织器官、微生物孢子^[1]、细胞与酶^[2]、好氧微生物与厌氧微生物^[3]的混合固定化等,其应用研究巳涉及发酵、食品、化工、分析、医疗、生化、环境净化等各个领域^[4],展示了广阔的发展前景。     

重组人骨形成蛋白-3的克隆及其在大肠杆菌中的表达

骨形成蛋白(Bone Morphogenetic Protein,BMP)是一类能诱导异位骨及软骨形成,并在动物的发育和分化中起作用的蛋白质^[1,2,3]。自Urist及其同事发现骨形成蛋白以来⁴。已对8种人的BMP进行了克隆,除BMP-1外^[5],BMP-2至BMP-8均与TGF-β家族相关,它们能诱导细胞分化,促进骨、软骨及牙本质的形成^[1,6]。并在发育、分化和形成过程中起重要作用。最新的研究认为BMP-1是一种胶原蛋白酶^[7],进一步揭示了BMP家族成员的生物学作用。人的BMP-3基因定位于第4染色体上,BMP-3蛋白由472个氨基酸组成,包括N端的信号肽、中间的前肽及C端的成熟肽三部分。BMP-3的C末端与MBP-2A及BMP-2B有49％的序列相同^[5]。本实验室曾检测了BMP-3和BMP-5在不同 组织和细胞中的表达情况,发现它们在一些与骨形成无关的组织和细胞中均有表达,说明了BMP在动物和人中有着其他重要的作用^[8]。在此基础上,我们对BMP-3进行了克隆及在大肠杆菌中高效表达BMP-3-GST融合蛋白,并用Western印迹证明了其活性。     

P16ink4cDNA的克隆及序列分析

P16^ink4是CDK(Cyclin Dependent Kinase)抑制蛋白家族中的一员,在细胞内特异性地与CDK4和CDK6结合,抑制Cyclin D1／CDK4 和 Cyclin D1/CDK6 功能,参与调控细胞G1期至s期的转换[1,2]。1994年,Kamh和Nobon等发现在多种肿瘤细胞株中。P16^ink4基因存在突变^[3,4]。进一步的研究表明多种原发性肿瘤,比如胰腺癌、食管癌、肺癌、头颈部鳞癌、膀胱癌、前列腺癌以及白血病等都发现存在P16^ink4基因的突变^[5-7]．而且家族性黑色素瘤患者中该基因存在种系突变(Germline mutation)^[8],表明该基因与黑色素瘤的发病有关。体外研究表明导入P16^ink4基因表达裁体可抑制肿瘤细胞的增殖^[9],并可抑制Ras引起的细胞增殖和转化^[10],而突变的P16^ink4则丧失了抑制Cyclin D/CDK的功能^[11.12]。这些研究结果表明P16^ink4基因可能是功能上非常重要的抑癌基因。为了研究该基因的功能。以及该基因突变与肿瘤发生、发展间的关系,我们克隆了P16^ink4基因的cDNA编码序列。     

高产花色苷玫瑰茄细胞系的筛选

花色苷在植物中呈现粉红、红、紫红、紫等颜色,可以用作食品、药品及化妆品的着色剂,亦有药用价值。作为食品添加剂,颜色较合成色素自然,且安全无毒性。早在１９８７年,Ｍｉｚukami^[1]就建议用植物细胞培养物生产花色苷类代替合成色素。所有的植物培养细胞都是异源性的。各细胞之间产花色苷的能力相差很大^[2].因为产花色苷的细胞系带有颜色标记,所以容易识别并通过肉眼选择即可获得高产花色苷的细胞系。筛选的方法很多,如平板饲喂法^[3]、小细胞团法^[4]、细胞块法^[5]、肉眼观察直接挑选法及细胞分栋器法^[6]等。高产系花色苷的含量可增加几倍到几十倍,而且产量稳定。本文采用平板法及小细胞团法筛选高产花色苷的玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)细胞系。     

分子伴侣 SecB 基因和人淋巴毒素基因在大肠杆菌中的共表达

分于伴侣(Chaperohe)是细胞内催化及维持其他蛋白质正确梅象的一类蛋白质分子^[1,2]。研究表明,分子伴侣参与细胞内许多蛋白质的折叠、聚合以及跨膜运输^[3,4],通过瞬时稳定其他蛋白质折叠中间体,阻止了蛋白中间体的聚集,帮助其形成正确构象^[5,6]。SecB是一个胞质酸性蛋白．单体分子量为17kDa,在体内以4～6个相同亚基组成的寡聚体形式存在。它在大肠杆菌中参与蛋白质分泌系统,纯化后进行离体试验表明,它可以阻止抗蛋白酶的pre-MBP的出现,能稳定地结合前体蛋白．使其处于适合运输的构型^[7],它的作用是使蛋白质可以在正确折叠前跨过细胞膜,运输到细胞周质中。SecB通过与前体蛋白结合．从而阻止前体蛋自由于不正确折叠发生的聚集,属于分子伴侣家族的成员。分子伴侣的这些特性使得它们在基因工程中具有广阔的应用前景。外源蛋白在大肠杆菌中高表达时往往形成无活性的包涵体,包涵体大多是蛋白质在过量表达过程中不正确折叠形成的^[8],正确构象的形成需要在体外进行变性和复性。蛋白质的复性过程十分复杂,在方法上缺少一定的规律可循,特别是分子量较大以及二硫键较多的分子,复性更加困难,有的甚至根本难以复性。分子伴侣可以促进其它蛋白质的正确折叠,设想在基因工程中如果将分子伴侣基因与外源蛋白基因共存表达,可能会有效地促进外源蛋白形成正确的构象．提高其活性,减少包涵体的形成,对基因工程下游的处理带来很大方便。根 据这个思路,我们将克隆的SecB基因与重组人淋巴毒索(Lymphotoxin,简称LT)基因在同一个大肠杆菌细胞中共存表达,来研究分子伴侣SecB对外源基因表达的影响。     

利用渗透交联固定化细胞促进生物转化

固定化技术已在生物工程中得到广泛的实际应用,特别是应用于生物转化以提高酶或细胞的稳定性,实现连续操作等。对于含胞内酶的细胞的生物转化．一般先破碎细胞,使酶释放出来,再进行酶固定化。由于酶的稳定性通常与细胞膜的结台有关^[1],细胞破碎中常导致酶的失活。如果不破碎细胞,对完整细胞固定化,又会有传质困难抑制酶活力的发挥。我们研究出渗透交联固定化细胞技术以解决这个矛盾。先采用某种试剂(多为表面活性剂)处理细胞,提高细胞的通透性,再进行交联固定化．可以保证酶的活力破坏较小,又减小了传质阻力。既提高了固定化细胞的稳定性,又提高了固定化细胞的表观酶活。称这种固定化技术为渗透交联固定化细胞技术。Prabhuaney等采用CTAB-戊二醛处理聚丙烯酰胺凝胶包理的含青霉素酰化酶E. coli细胞^[2]。Nmhida采用1,6-己二胺-戊二醛处理含天冬氨酸酶的E．Coli细胞^[3]。渗透交联固定化处理会损伤细胞和酶是这种技术的一个矛盾。本文采用多乙烯多胺-戊二处理方法．因多乙烯多胺既起到表面活性剂的作用．又是交联剂。而且渗透能力比CTAB和1,6-已二 胺为低,故对细胞和酶损伤较小。     

反相色谱分离蚯蚓纤溶酶的初步研究

蚯蚓纤溶酶是由日本宫崎医科大学的Ｍｉｈａｒａ^［１］于１９８２年从蚯蚓的肠和体液中发现的。由于蚯蚓纤溶酶有良好的溶解血检的作用,可以治疗一系列与血栓形成有关的疾病,因而在临床上有很大的应用价值^[2],有可能成为一种新型的溶栓药物,继尿激酶、链激酶等之后应用于临床[4].关于蚯蚓纤溶酶的分离纯化,大多采用盐析、凝胶层析及离子交换层析等方法^[2-6],也有人采用亲和层析的方法^[7].本文以赤子爱胜蚓纤溶酶粗品为对象,对用反相色谱技术分离蚯蚓纤溶酶进行了初步尝试,现将结果报道如下。     

黑麦胚性愈伤组织和体细胞胚胎形成过程中内源IAA和Zt变化的初步研究

体细胞胚胎发生已经成为许多植物细胞全能性得以实现的主要途径,黑麦也不例外。许多报道就外源生长素物质（2,4-D、Dicamba^[1]、CPA^[2]、Picloram^[3]）、细胞分裂素类（6-BA^[4]）以及ABA^[5.6]等激素物质对体细胞胚胎发生的促进作用作了较为详细的论述。但是,阐明体细胞胚胎发生的内在原因,对这一技术的完善将具有更为实质性的意义。本试验正是基于这一思路,对黑麦体细胞胚胎发生过程中内源IAA和Zt的变化进行了初步研究。     

AOT/异辛烷反胶束萃取纯化胰蛋白酶及酶变性失活问题的解决

用反胶束技术分离纯化蛋白质,具有高选择性、易于大规模操作等优点,具有良好的工业应用前景。但是离子型表面活性剂形成的反胶束体系萃取蛋白质容易引起蛋白质的变性,这是由于离子型表面活性剂的强电荷作用所导致的。对用AOT/异辛烷反胶束体系从胰酶粗提物中萃取胰蛋白酶进行了研究,通过在反胶束相加入乙醇,解决了反胶束萃取蛋白质时蛋白质变性失活的问题。并且由于乙醇的加入大大减少了分相的时间,简化了实验步骤,优化了实验方法,使此技术在工业上的大规模应用成为可能。通过优化各种实验条件,胰蛋白酶的前萃取率达到90%,反萃取率接近100%。最终得率为88%。纯化后的比活提高了5倍多,从300U/mg左右提高到了1800U/mg。     

微生物转谷氨酰胺酶(MTGase)的AOT反胶束纯化研究

研究微生物转谷氨酰胺酶(MTGase)反胶束纯化的工艺和条件,调节MTGase离心上清液等电点,除去部分杂蛋白,MTGase活力升高7.5倍;用截留分子量为10000的超滤膜除去小分子杂蛋白,MTGase活力升高1.33倍;用0.05mol/L的AOT/异辛烷反胶束进一步纯化MTGase,其最适萃取条件是粗MTGase蛋白质浓度20mg/mL,[Na ]0.12mol/L,水相pH4.80～5.20,相比1:1(v/v);荷载MTGase的AOT反胶束用2.0mol/LKCl进行反萃取,MTGase活力为14.2U/g,纯化8.875倍;冷冻干燥脱盐反萃取液,获得MTGase冻干粉,其活力为110.3U/g,与粗酶液相比较,纯化689.4倍。经过AOT/异辛烷反胶束萃取纯化的MTGase,其SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳为一条带。Ca2 与表面活性剂非极性尾上丁二酰羰基氧、极性头磺酸基硫氧基氧及MTGase分子表面具有孤电子对的基团的配位结合放大了AOT反胶束的另一种萃取作用——配位萃取,致使其对MTGase的萃取率高于K 而接近Na 。     

反胶团萃取蛋白质的研究

本文以溶菌酶,胰蛋白酶和胃蛋白酶为对象,研究了水相pH值,离子强度、阳离子种类和蛋白质分子量等因素对反胶团萃取蛋白质的影响。结果表明,反胶团萃取的单级萃取率高,调节PH值和离子强度等工艺条件,就可以实现不同种类蛋白质的有效分离,可望成为一种生物产品分离的新方法。     

用乙醇消除AOT/异辛烷反胶束体系萃取过程中蛋白质的变性失活

用反胶束技术分离纯化蛋白质,具有高选择性、易于大规模操作等优点,具有良好的工业应用前景。但是离子型表面活性剂形成的反胶束体系萃取蛋白质容易引起蛋白质的变性,这是由于离子型表面活性剂的强电荷作用会导致蛋白质发生变性,从而在两相界面上产生沉淀。这也是离子型反胶束体系用于蛋白质萃取所存在的最大的困难。本文对用AOT/异辛烷反胶束体系从胰酶粗提物中萃取胰蛋白酶进行了研究,通过在反胶束相加入乙醇,解决了反胶束萃取蛋白质时使蛋白质变性失活的问题,并且大大减少了分相的时间。前萃取和反萃取之后的分相时间只需要10分钟左右,简化了实验步骤,优化了实验方法,在工业上的大规模应用成为可能。在本研究中,胰蛋白酶的前萃取率达到90%,反萃取率接近100%。最终得率为88%。纯化后的比活提高了5倍多,从300U/mg左右提高到了1800U/mg。     

马利亚霉菌(Mariannaeasp.) HJ合成金属硒化物及机理研究

[背景] 金属硒化物因其优异的光电和催化特性,近年来在半导体、电化学及抗癌等领域成为了研究热点。相较于传统的化学还原法,生物合成金属硒化物具有环境友好、耗能较低等优势。然而,目前有关生物合成金属硒化合物的微生物资源较少且相关合成机理尚不明晰。[目的] 利用马利亚霉菌（Mariannaea sp.） HJ合成了3种金属硒化物并对其合成机理进行了初步探索。[方法] 利用X射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）和傅里叶转换红外线光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）对菌株HJ合成的金属硒化物进行了初步的表征,考察了纳米材料合成过程中总巯基含量、总抗氧化性能及自由基含量变化,并且验证了转运蛋白DMT1在金属硒化物合成中所起的关键性作用。[结果] XRD结果表明菌株HJ能够在Bi³⁺、Pb²⁺、Co²⁺与SeO₃^2-作用下分别合成Bi₄Se₃、PbSe和CoSe₂纳米颗粒,其合成的最优pH条件分别为6.0、7.0、8.0。FTIR结果表明,合成的金属硒化物表面含有氨基、羧基、羟基等官能团。3种金属硒化物的合成反应体系与空白对照组相比,总巯基含量明显下降,而总抗氧化性能却有所提高,这表明巯基等酶促体系或氨基酸金属蛋白类的非酶促体系可能参与了SeO₃^2-的还原过程。苄基异硫脲盐酸盐屏蔽实验表明,转运蛋白DMT1在SeO₃^2-转运和金属硒化物分泌过程中起到关键作用。此外,Bi³⁺、Pb²⁺和Co²⁺的加入使得菌株HJ产生氧化应激反应,在胞外分泌了大量的过氧化氢、羟基自由基和超氧自由基,而上述自由基可通过诱导热激效应的方式增强金属离子或纳米颗粒的转运过程。[结论] 利用马利亚霉菌（Mariannaeasp.） HJ合成了Bi₄Se₃、PbSe和CoSe₂纳米颗粒,为研究金属硒化物的生物合成及机理提供了一定的理论参考。