非随机方法构建酿酒酵母基因工程菌

酿酒酵母是基因工程产品研究和生产的一个重要表达系统,表达载体和宿主细胞是构成表达系统的两大要素,虽然外源基因表达的方式、强度主要由表达载体控制．但宿主细胞的选择对最终获取产品的质量和数量也具有十分关键的作用。酿酒酵母基因工程宿主菌除要求具有高的DNA转化效率、细胞生长密度和稳定性、低的内源蛋白水解酶活性外,还必须具备与表达载体相对应的营养缺陷筛选标记,用传统随机诱变方法得到的营养缺陷变异株,因含有本底和隐性突变,在细胞生长密度和稳定性方面往往不能满足基因工程产品研究和生产的要求,甚至不能有效地表达外源基因。本文报道用重组技术,通过非随机方法构建了酿酒酵母基因工程宿主茁。研究表明用该方法得到的宿主菌在细胞生长密度、稳定性和表达外源基因方面优于用传统随机诱变方法得到的宿主菌。     

低产高级醇酿酒酵母突变菌株的差异蛋白组分析及

【目的】高级醇是白酒微量香气成分中的重要组成部分,但是高级醇含量过高会对酒的品质产生不利影响,而白酒中的高级醇主要是在酒精发酵过程由酵母产生的,因此酿酒酵母高级醇合成相关蛋白的研究对于控制高级醇产生具有重要意义。【方法】以诱变得到的低产高级醇酿酒酵母菌株ARTP5和原始酿酒酵母菌株CF4为研究对象,比较两株酵母的胞内蛋白组差异,寻找高级醇合成相关蛋白。【结果】与原始菌株CF4相比,诱变菌株ARTP5高级醇产量降低了20%,有45个胞内蛋白表达量差异2倍以上,通过MALDITOF-MS质谱鉴定出29个,主要包括碳源和能量代谢、胁迫反应过程、蛋白翻译和折叠过程、氨基酸代谢和高级醇代谢等途径的蛋白,其中ARTP5菌株表达上调的支链氨基酸代谢合成途径的ILV5蛋白和表达下调的高级醇合成途径中的ADH1蛋白与诱变菌株ARTP5高级醇降低具有一定相关性。【结论】与高级醇合成具有一定相关性蛋白的发现对于酿酒酵母酒精发酵过程高级醇的合成机制的解析以及白酒酿造过程高级醇产量的控制有重要意义。     

热CO2气腹处理后结肠癌细胞株COLO 205的蛋白组学变化

目的：研究热CO2气腹处理后结肠癌细胞株COLO205的蛋白组学变化,为阐明热CO2气腹对结肠癌细胞的杀伤作用机制提供依据。方法：用热CO2气腹处理结肠癌细胞株COL0205,按有无处理分为处理组与对照组。分别抽提两组细胞的总蛋白质,采用同位素标记的相对和绝对定量（isobaric tags for relative absolute quantitation, iTRAQ）技术标记,液相色谱（LC）分离蛋白质,质谱仪（MS）进行蛋白质鉴定及Western blot检测。结果：共筛选得到18个差异表达的蛋白,其中8个蛋白表达上调,10个蛋白表达下调。Western blot显示热休克蛋白HSP70在细胞表达明显高于对照组（P〈0．01）;蛋白Myosin-9的表达量在处理后显著下降。结论：热CO2气腹处理后结肠癌细胞株COL0205的蛋白组学发生差异性变化。     

筛选抑制酿酒酵母生长的人类基因

【目的】基于人类基因文库,构建一个筛选抑制酿酒酵母生长的人类基因的方法,并运用此方法筛选含有生长抑制性人源蛋白质的酿酒酵母,用于分析人类基因的生理功能及其抑制剂的寻找。【方法】利用Gateway~(TM)重组技术将人类蛋白质编码基因构建到酿酒酵母表达质粒中。得到的质粒分别转化酿酒酵母细胞中,分析哪些基因的表达会抑制酿酒酵母的生长,并用绿色荧光蛋白标签对典型候选基因在酿酒酵母中的定位进行观察。【结果与结论】本研究建立了抑制酿酒酵母生长的人类基因的筛选方法,并运用此方法成功地从2991个人类蛋白质编码基因中筛选到29个显著抑制酿酒酵母生长的基因。其中一些是引起人类疾病的致病基因。例如,PDLIM4参与到骨质疏松症和前列腺癌的形成和发展,但其生理功能尚不清楚。我们的研究可能为揭示这些候选基因的功能和调节机制提供新的途径。     

酿酒酵母中a-synuclein蛋白聚集诱导的细胞毒性的研究

帕金森症(Parkinson’s Disease, PD)是当今最为广泛的神经退行性疾病之一。研究显示, a-synuclein蛋白在帕金森症的发生过程中有着非常重要的作用。以酿酒酵母为模式系统, 通过调控a-synuclein蛋白在胞内的表达量或改变其它一些可能影响a-synuclein聚集状态的因素, 对a-synuclein蛋白在帕金森症的发生过程中可能的细胞毒性机制进行了研究。结果表明, a-synuclein蛋白的高水平表达会明显增强该蛋白因聚集所诱导的细胞毒性, 而且这种细胞毒性与细胞代谢状态明显相关; 超表达酿酒酵母分子伴侣YDR533C可以明显缓解a-synuclein蛋白异源表达对酵母生长的抑制。上述结果表明, 蛋白折叠与折叠过程中的质量控制在a-synuclein蛋白聚集过程中有着非常重要的作用。     

酿酒酵母中a-synuclein蛋白聚集诱导的细胞毒性的研究

帕金森症(Parkinson’s Disease, PD)是当今最为广泛的神经退行性疾病之一。研究显示, a-synuclein蛋白在帕金森症的发生过程中有着非常重要的作用。以酿酒酵母为模式系统, 通过调控a-synuclein蛋白在胞内的表达量或改变其它一些可能影响a-synuclein聚集状态的因素, 对a-synuclein蛋白在帕金森症的发生过程中可能的细胞毒性机制进行了研究。结果表明, a-synuclein蛋白的高水平表达会明显增强该蛋白因聚集所诱导的细胞毒性, 而且这种细胞毒性与细胞代谢状态明显相关; 超表达酿酒酵母分子伴侣YDR533C可以明显缓解a-synuclein蛋白异源表达对酵母生长的抑制。上述结果表明, 蛋白折叠与折叠过程中的质量控制在a-synuclein蛋白聚集过程中有着非常重要的作用。     

卵巢高/低级别浆液性癌的定量蛋白质组学比较研究

目的:探讨卵巢高级别浆液性癌和低级别浆液性癌的差异表达蛋白,为阐明卵巢癌发生机制及寻找诊断和预后标志物的提供线索。方法:收集卵巢癌新鲜组织标本冻存于液氮中,经病理学确诊为高级别浆液性癌和低级别浆液性癌,两种类型各收集15例。应用i TRAQ定量蛋白质组学技术筛选及鉴定高/低级别浆液性癌的差异表达蛋白,并进行生物信息学分析。结果:卵巢高级别和低级别浆液性癌组织的定量蛋白质组学比较研究鉴定出差异表达蛋白314个,其中与低级别浆液性癌组比较,高级别浆液性癌组上调蛋白有97种,下调蛋白有217种。GO分析显示这些差异蛋白在分子功能、生物学功能、细胞成分方面均具有一定分布特点。KEGG分析显示这些差异蛋白涉及复杂的信号通路。结论:高/低级别浆液性癌之间存在差异表达蛋白,这些蛋白涉及复杂的功能和信号通路可能在两型卵巢癌发生机制及肿瘤生物学行为差异中具有重要意义。     

小桐子JcLEA4基因克隆及表达和功能分析

LEA蛋白是一类跟抗逆性紧密相关的蛋白,在不同物种中都有大量发现。基于前期对小桐子叶片在干旱锻炼和干旱胁迫下的RNA-seq分析,本研究分离出一个LEA编码基因(XM_012232372.1),经序列分析可知该蛋白基因CDS序列全长为459 bp,编码蛋白由152个氨基酸组成。多重序列比对和进化分析显示该蛋白属于第四组典型亲水性LEA蛋白,暂命名为Jc LEA4。荧光定量PCR分析发现,幼苗叶片中Jc LEA4转录本的积累受到空气干旱胁迫和外源ABA处理的显著诱导。在酿酒酵母中异源表达分析显示,Jc LEA4的过表达提高了转基因酵母对PEG模拟干旱胁迫的存活率和生长速率,表现出增强的耐受性。本研究初步证实了Jc LEA4基因与抗旱性紧密相关,为以后小桐子的抗旱性遗传改良提供了良好的基因资源。     

蛋白组学研究抗菌肽对BEL-7402细胞的作用

目的:采用蛋白组学研究家蝇抗菌肽cecropin对人肝癌BEL-7402细胞蛋白的影响,从蛋白质水平探讨抗菌肽抗肿瘤机制.方法:在测定肿瘤细胞生长指数的基础上,通过双向凝胶电泳分离差异蛋白,银染后进行图像分析,对表达差异2倍以上蛋白质点进行胶内酶解和MALDI-TOF-MS检测,获得肽质量指纹谱,应用Mascot搜索引擎在NCBI nr数据库中进行检索鉴定.结果:家蝇抗菌肽cecropin能够抑制BEL-7402细胞的生长,与对照组比较,抗菌肽处理组双向凝胶电泳共答定出12个差异表达蛋白点(上调蛋白6个,下调蛋白6个),大部分与细胞凋亡、细胞代谢、基因转录以及细胞骨架等相关.结论:这为深入研究抗菌肽抗肿瘤机制打下了基础.     

酿酒酵母中α-synuclein蛋白聚集诱导的细胞毒性的研究

帕金森症(Parkinson's Disease,PD)是当今最为广泛的神经退行性疾病之一.研究显示,α-synuclein蛋白在帕金森症的发生过程中有着非常重要的作用.以酿酒酵母为模式系统,通过调控α-synuclein蛋白在胞内的表达量或改变其它一些可能影响α-synuclein聚集状态的因素,对α-synuclein蛋白在帕金森症的发生过程中可能的细胞毒性机制进行了研究.结果表明,α-synuclein蛋白的高水平表达会明显增强该蛋白因聚集所诱导的细胞毒性,而且这种细胞毒性与细胞代谢状态明显相关;超表达酿酒酵母分子伴侣YDR533C可以明显缓解α-synuclein蛋白异源表达对酵母生长的抑制.上述结果表明,蛋白折叠与折叠过程中的质量控制在α-synuclein蛋白聚集过程中有着非常重要的作用.     

嗜肺军团菌类真核效应蛋白LegK3抑制酿酒酵母的生长并影响其小泡运输途径

【目的】为了探索嗜肺军团菌类真核效应蛋白LegK3的功能,并进一步筛选得到其在宿主细胞内的作用靶点,我们利用酿酒酵母作为替代模型研究LegK3对宿主细胞的毒力效应,并针对其作用途径进行了初步分析。【方法】设计引物完整扩增LegK3、RalF、LidA的ORF,其中已知效应蛋白RalF、LidA基因作为对照实验组;扩增片段与酵母表达载体pESC-HK连接构建成重组载体,转化酿酒酵母菌株W303-1A,使用含2%半乳糖的选择培养基进行诱导培养,分别观察酵母细胞的生长抑制和CPY延迟情况;提取诱导前、后的酵母菌体总蛋白用c-myc抗体检测效应蛋白的表达情况;用anti-PGK、anti-CPY抗体检测酿酒酵母CPY的延迟情况。【结果】表达LegK3的酵母菌株出现了生长抑制的现象,并且CPY的成熟受到延迟影响。【结论】LegK3的异源表达能够抑制酿酒酵母的生长并延迟其囊泡蛋白CPY的成熟,推测LegK3可能通过作用于小泡运输途径来抑制真核宿主细胞的生长和分裂,以维持适合嗜肺军团菌繁殖的稳定胞内环境。     

基于启动子和宿主改造的酿酒酵母表达系统优化研究

生物医药领域中一套高效表达系统对于重组蛋白的生产至关重要。酿酒酵母作为一种食品级真核微生物,具有繁殖迅速、培养简单、遗传操作便捷等特点,是生产重组蛋白较理想的表达系统之一。对实验室已有的p HR酿酒酵母表达系统进行优化。分别通过易错PCR技术和菌株诱变技术对酿酒酵母启动子PTEF和宿主酿酒酵母Y16进行突变改造,经筛选、鉴定获得表达性能提高的启动子PTEFV1和酿酒酵母Y16-E14、Y16-E19。随后,利用启动子PTEFV1构建以Y16-E14为宿主的p HR-N酿酒酵母表达系统,以绿色荧光蛋白和人血清白蛋白为对象,比较表达系统改造前后性能变化。结果显示p HR-N酿酒酵母表达系统无论胞内表达绿色荧光蛋白还是分泌表达人血清白蛋白的能力均较改造前明显提高。p HR-N系统为获得更多具有重要应用价值的重组蛋白提供了有利的工具。     

不同温度下酿酒酵母细胞分裂周期蛋白Cdc5在有丝分裂中的分子动力学研究

[目的] 探究不同温度下酿酒酵母细胞分裂周期蛋白Cdc5蛋白在有丝分裂中的分子动力学变化。[方法] 本研究以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为材料,采用活细胞成像的方法,探究Cdc5蛋白在不同温度下在酿酒酵母有丝分裂过程中的精细分子动力学变化;通过测量OD₅₉₅绘制生长曲线图,看其宏观的分裂情况是否与微观下Cdc5蛋白的分子动力学变化一致;利用流式细胞术检测细胞的细胞周期变化的情况。[结果] 在胞质分裂时,Cdc5蛋白从母细胞进入子细胞,并在芽颈处发生聚集。25℃条件下细胞中Cdc5蛋白在芽颈处的聚集时间长,37℃条件下Cdc5蛋白在芽颈处聚集时间短,两者间存在显著差异;但两个温度下,细胞中Cdc5蛋白的表达量没有显著性差异。同时,温度也会影响Cdc5蛋白在降解过程中的动力学行为,包括Cdc5蛋白在母细胞与子细胞中荧光强度峰值出现的次数和时间。生长曲线结果显示,酿酒酵母单一细胞分裂周期的变化影响了其宏观的细胞生长,且酵母分裂速度越快,子细胞长宽比越小;细胞周期结果表明,37℃下Cdc5蛋白的动力学变化与酿酒酵母细胞周期变化一致,酿酒酵母细胞周期从G₀/G₁期进入S期,亦加速了酿酒酵母的分裂。[结论] 本研究首次探究了不同温度下酿酒酵母有丝分裂中Cdc5蛋白的精细分子动力学及对应的酵母的宏观生长情况,结果表明温度会对Cdc5蛋白的动力学产生影响,且其精细分子动力学与酿酒酵母的分裂速度成正相关,该结果为进一步研究其在细胞有丝分裂中的功能提供了前期研究基础。     

雷帕霉素对低氧下HL-60细胞的低氧调控信号分子表达的影响

摘要目的：通过小分子化合物氯（CoCt2）模拟的低氧环境,分析低氧下及其雷帕霉素（RPM）作用下人急性髓细胞白血病细胞HL．60的低氧调控信号分子表达的变化;方法：常规方法复苏、传代、培养HL-60细胞,培养细胞进入对数生长期后用于实验。低氧模拟组、低氧雷帕霉素处理组、常氧雷帕霉素处理组分别用含2001xmol／LCoCl2、2001xmol／LCOCl2／20nmol／LRPM、20nmol／LRPM的1640培养基处理生长状态良好的细胞,对照组细胞用1640培养基培养,各组置培养箱以37℃、5％CO2培养,并于处理后24h、48h、72h收集细胞用于检测;采用实时荧光定量PCR方法检测低氧诱导因子（HIF-1α）、内皮细胞生长因于（VEGF）、雷帕霉素靶蛋白（mTOR）及GAPDH在转录水平的表达;结果：①与各时段对照组相比,低氧模拟组HIF-1α表达随时间逐渐增加,72h明显上调;与常氧雷帕霉素处理组各时段比较,低氧雷帕霉素处理组HIF-1α表达早期（24h）相对下调,后期相对上调;②．与对照组比较,各处理组mTOR表达均下调,低氧雷帕霉素处理组在早期（24h）下调显著;与常氧雷帕霉素处理组比较,低氧雷帕霉素处理组mTOR各时段的表达均相对下调;③与对照组各时段相比,低氧模拟组VEGF的表达在早期显著上调,但后期呈下调;常氧雷帕霉素处理组各时段VEGF的表达下调,与其比较,低氧雷帕霉素处理组各时段均呈相对下调。结论：常氧和低氧下RPM作用HL-60细胞后VEGF、mTOR的mRNA均表达下调,RPM可在低氧环境下增强了这种下调表达作用。     

不同传代次数的酿酒酵母细胞壁蛋白组学分析

【目的】探讨酿酒酵母衰老过程中细胞壁蛋白变化, 从蛋白水平上解释酿酒酵母衰老的原因。【方法】以酿酒酵母FFC2146为研究对象, 采用显微镜观察法比较了经2、10、15次连续传代酿酒酵母的细胞形态; 用计算细胞沉降速率的方法考查酵母凝絮性; 通过3,5-二硝基水杨酸法测定降糖速率来表征酵母代谢活力; 采用二硫苏糖醇溶解法结合苯酚萃取法抽提不同传代次数的酿酒酵母细胞壁蛋白; 并且通过双向电泳进行差异性分析。【结果】结果显示随着传代次数的增加酿酒细胞个体表面变得粗糙, 凝絮能力明显增强, 降糖能力明显减弱, 表明多次传代后的酵母体现出衰老现象。双向电泳结果共得到309个胞壁蛋白点, 其中11个蛋白质点存在明显差异。6个蛋白质点在第15代丰度小于第2代丰度2倍以上, 4个蛋白质点只在第15代酵母细胞壁中出现, 1个蛋白质点只在第2代酵母细胞壁中出现。【结论】酿酒酵母FFC2146经过15次连续传代培养后11个细胞壁蛋白丰度发生明显变化, 此11个细胞壁蛋白的表达水平与酿酒酵母衰老相关。     

羟基喜树碱诱导肝癌细胞凋亡前后细胞核蛋白质组变化的定量分析

对羟基喜树碱诱导肝癌细胞凋亡前后的细胞核蛋白质组进行定量研究,获得凋亡前后细胞核蛋白质组中差异蛋白表达量相对变化的信息,为在亚细胞定量蛋白质组水平上深入探讨羟基喜树碱的作用机理提供实验依据。分离提取羟基喜树碱诱导肝癌细胞凋亡前后的细胞核并鉴定其纯度,用含稳定同位素的化学试剂c-ICAT标记细胞凋亡前后的细胞核蛋白,对细胞核标记蛋白进行消化和纯化,利用基于多维色谱-线性离子阱/静电场轨道阱质谱联用技术的鸟枪（Shotgun）法策略及c-ICAT定量策略分析鉴定蛋白质,获得同一种肝癌细胞核蛋白质在凋亡前后细胞中的表达量变化比值。分析鉴定了在细胞凋亡前后的表达量差异有显著统计学意义（P〈0.05）的肝癌细胞核蛋白42个,其中,12个蛋白的表达量在羟基喜树碱诱导细胞凋亡后下调,30个蛋白的表达量在凋亡细胞中上调。这些差异蛋白的分子功能主要与细胞增殖、凋亡和分化、能量代谢、核酸代谢以及细胞骨架相关。     

选择性环氧合酶-2抑制剂联合奥曲肽诱导人胃癌细胞的凋亡

目的探讨选择性环氧合酶-2抑制剂NS-398与奥曲肽联合应用对人胃癌细胞株BGC-823生长、凋亡的影响。方法体外培养BGC-823细胞,分别用NS-398(100μmol/L)与奥曲肽(1μmol/L)单独及联合处理不同时间后,倒置显微镜观察细胞形态学变化;观察生长曲线的变化;流式细胞仪检测细胞凋亡率;实时定量(Real-time)PCR检测COX-2mRNA的表达;Western blot法检测Caspase-3蛋白表达。结果倒置显微镜下,对照组BGC-823细胞生长良好,药物处理后,细胞变小、变圆,悬浮,联合组细胞形态学改变显著强于单纯用药组;药物作用后,细胞生长受抑制,出现负增长,联合组作用明显强于单纯用药组;流式细胞仪检测表明联合用药组诱导BGC-823细胞的凋亡率明显高于单一用药组和对照组(P0.01);各处理组均使BGC-823细胞COX-2mRNA表达下调(P0.05);药物处理后细胞Caspase-3蛋白表达明显增加。结论 NS-398、奥曲肽联合可协同抑制BGC-823细胞生长、增殖,其机制可能与下调COX-2mRNA表达、诱导肿瘤细胞凋亡相关。     

金针菇成熟期和伸长期菌盖的转录组与蛋白组比较分析

菌盖是大型真菌的重要组成部分,也是其产生有性孢子的部位,但是其发育机制仍不明确。本研究以金针菇Flammulina filiformis为材料,采用转录组和蛋白组联合分析的方法,比较分析了金针菇成熟期和伸长期菌盖的差异基因与蛋白,并对其进行GO (gene ontology)功能聚类分析、KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析和蛋白互作网络分析。本研究筛选到差异表达基因有1 391个,差异表达蛋白147个,均以上调表达为主。GO功能聚类分析结果表明,催化活性(catalytic activity)条目富集基因最多,其次是细胞组分(cell part)、细胞过程(cellular process)和细胞器(organelle)。KEGG富集分析结果表明,差异表达基因和蛋白主要富集在碳水化合物代谢通路(carbohydrate metabolism)和氨基酸代谢通路(amino acid metabolism)等。本研究选取了9个关键的差异表达基因,使用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,RT-qPCR)对其表达量进行了验证。RT-qPCR验证结果与转录组测序结果相一致。蛋白互作网络分析表明,水解酶类、结构域类和转录调节类蛋白为互作网络的主要结点。本研究联合转录组、蛋白组测序数据,通过分析差异基因与蛋白,为深入了解金针菇菌盖发育机制提供数据参考。     

酿酒酵母丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酯酶的功能与调控

从酿酒酵母蛋白磷酸酯酶的分类和结构特征入手,阐述了该蛋白家族中的亚家族成员丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酯酶的功能和表达调控.深入研究酿酒酵母丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酯酶,特别是PP2C蛋白磷酸酯酶的细胞功能及其调控,将对新药研发和疾病干预治疗提供重要基础.     

幽门螺杆菌毒素蛋白CagA诱导的蛋白的差异表达分析及其基因在胃癌组织中的表达

为了研究胃癌细胞中幽门螺杆菌(Hp)毒素蛋白CagA诱导的蛋白差异表达及其基因在人胃癌组织中的表达,用Hp感染胃癌细胞系SGC 7901和AGS及用含CagA基因的表达载体稳定转染SGC 7901细胞, 构建3组实验模型.提取各组细胞的总蛋白进行双向凝胶电泳,筛选3组重叠的差异表达蛋白质斑点进行质谱鉴定.共获得135个差异表达的蛋白质,其中上调蛋白质73个,下调蛋白质62个. 鉴定出10个差异表达蛋白质, 其中有6个差异表达蛋白是首次发现,它们主要参与细胞的能量代谢和信号转导等.最后定量检测了这10个差异表达蛋白基因在人胃癌组织中的表达, 发现有4个基因高表达和1个基因低表达. 本结果将为研究幽门螺杆菌感染引起胃癌的分子机制提供新的线索.