微藻生物燃料及高价值产物的代谢研究进展

微藻是当今代谢工程领域最具潜力的燃料生物质来源之一.其结构简单、基因可操作性强的特点使其可通过不同的代谢工程手段得到丰富多样的生物燃料和高价值产物.本文系统地总结了近年来国内外利用微藻在脂质、氢气、乙烯、醇类、脂肪醇和脂肪烃、糖类、萜类及其他高价值产物的生产中取得的进展,并通过介绍着眼于改变光合作用关键酶体或复合物以提升生物质产量的相关研究进展,分析了生物质合成代谢途径的改变对上游光合作用的潜在影响.结合系统生物学及生物信息学方法筛选高效的微藻株系,改变碳流方向以提升生物质的合成效率,实现高效地同源重组,提高外源基因在微藻内的表达效率是微藻代谢工程亟待解决的问题.本文在此基础上结合近年来各个交叉学科的发展趋势,提出了若干改良微藻代谢的新模式,以期对微藻代谢研究及后续的工程改造有所启示.     

光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白的生物信息学分析

[目的]预测光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白的结构与功能。[方法]采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行预测和分析,同时构建其编码产物的系统进化树。[结果]此蛋白的理论分子量为21.882 k D,包含一个由20个氨基酸组成的信号肽,属亲水蛋白,分泌到胞外发挥作用,可能具有信号转导和响应胁迫与免疫反应的功能,与赤拟谷盗的同源性最高,具有能够与肽聚糖结合的保守的PGRP结构域和一个Ⅱ型酰胺酶结构域。[结论]光滑鳖甲肽聚糖识别蛋白Ap PGRP-FD1基因克隆成功,生物信息学分析及结合蛋白质结构与功能预测可为深入研究ApPGRP-FD1提供理论指导。     

Man8GlcNAc2糖基化的酿酒酵母菌株的构建

酿酒酵母糖蛋白的N-糖基化经过高尔基体的修饰后形成聚合度约150-200的甘露寡糖,高尔基体N-糖基化的糖基转移酶Mnn1p和Och1p在甘露寡糖的形成过程中起关键作用。通过同源重组置换敲除了酵母中的MNN1和OCH1基因阻断高尔基体N-糖基化修饰,分离纯化了mnn1 och1突变株中的N-糖蛋白,糖酰胺酶PNGaseF酶解释放的N-糖链经过2-氨基吡啶衍生后,利用HPLC和MALDITOF/MS结合的方法分析了突变株糖蛋白上的N-糖链。结果显示mnn1 och1突变株中的糖蛋白的N-糖链为结构单一的糖链,分子量为1794.66,推测为Man8GlcNAc2。     

信号分子AI-2合成关键基因luxS对副溶血性弧菌生物学特性的影响

[背景]副溶血性弧菌是全球范围重要的食源性病原菌,能引起急性肠胃炎。群体感应系统LuxS/AI-2影响细菌的生物学特性,为研究副溶血性弧菌的传播机制和控制技术提供了新的途径。[目的]探讨群体感应信号分子AI-2合成关键基因luxS对海产品中分离的副溶血性弧菌Vp2009027生物学特性的影响。[方法]利用自杀质粒同源重组技术敲除信号分子AI-2合成关键基因luxS,构建副溶血性弧菌Vp2009027的luxS基因缺失株,通过比较野生株与luxS基因缺失株的生长曲线、AI-2活性、运动能力、生物膜形成能力和耐药性,分析LuxS/AI-2系统对副溶血性弧菌生物学特性的影响。[结果]构建了副溶血性弧菌Vp2009027的luxS基因缺失株,野生株和luxS基因缺失株的生长无明显差异,luxS基因的缺失导致AI-2合成受阻、运动能力和生物膜形成能力增强、四环素耐药性降低。[结论]luxS基因对副溶血性弧菌的生物学特性具有重要的调控作用,为进一步研究副溶血性弧菌的传播机制和研发控制技术提供基础。     

微生物二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)合成途径中关键酶的研究进展

二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate,DMSP)是全球重要的有机硫化合物之一,参与全球硫循环、信号传递及气候调节。全球DMSP的产量每年高达10⁹ t。DMSP的主要生产者是海洋浮游植物及大型藻类,近年来发现一些海洋细菌也可以产生DMSP,是海洋中DMSP的一个重要来源。目前已报道的DMSP合成途径有3条：甲基化途径、转氨途径和脱羧途径,其中有5种DMSP合成关键酶被鉴定出来。根据近年来的研究成果,本文对DMSP合成过程中关键酶的研究进展进行综述,以期为进一步的研究提供思路。     

SSR标记在毛木耳种质资源遗传多样性研究中的应用

本研究利用基于毛木耳全基因组开发的SSR标记对27份毛木耳菌株（野生14株、栽培13株）的遗传多样性进行分析。首先随机选取3个菌株（2个野生菌株、1个栽培菌株）的DNA为模板,从144对SSR引物中筛选出扩增条带清晰、稳定性强、多态性丰富的引物24对。24对SSR引物共检测到116个多态性SSR片段,每对引物的多态性片段有3-7个,引物平均检测效率为4.83个,Shannon’s遗传多样性指数范围是0.866-1.885,多态性位点比率100%。供试菌株遗传相似系数范围是0.618-0.971,说明毛木耳种质资源具有丰富的遗传多样性。野生菌株与栽培菌株间平均遗传相似系数分别为0.746、0.779,说明毛木耳野生菌株遗传多样性更为丰富。经聚类分析,在遗传相似系数为0.680时,可将供试菌株分为无色（白色）类群Ⅰ和有色（浅黄色到红褐色）类群Ⅱ。遗传相似系数为0.704时,可将供试菌株中栽培菌株和野生菌株明显区分（14株野生菌株均在类群Ⅱ-2中,13株栽培菌株分别在类群Ⅰ和Ⅱ-1中）。本研究表明基于全基因组的SSR标记能从分子水平上揭示各菌株间的遗传差异,丰富毛木耳遗传多样性的研究手段,并为进一步进行毛木耳的品种选育、遗传学研究等提供有力手段。     

紧密连接蛋白claudin-4 在肾透明细胞癌中的表达及预后意义

目的:探讨claudin-4在肾透明细胞癌中的表达及与临床病理特征及预后的相关性。方法:应用免疫组织化学技术检测50例肾透明细胞癌组织及10例正常肾组织标本中claudin-4的表达情况,并分析与临床病理参数的相关性;随机选取其中4例肾透明细胞癌患者癌组织及4例正常肾新鲜组织,Western blot检测claudin-4的表达情况,并与免疫组化检测结果进行相关性分析;结合随访结果分析claudin-4的表达水平与患者无疾病生存期的关系。结果:Claudin-4在肾透明细胞癌组织中的表达显著高于肾正常组织(P<0.05),表达水平与肿瘤的直径、TNM分期、临床分期及淋巴结转移相关;Western blot结果也表明claudin-4在肾透明细胞癌组织中的表达显著高于肾正常组织(P<0.01),与免疫组化结果呈显著正相关(r2=0.748,P<0.01);Kaplan-Meier分析显示claudin-4高表达组患者的患者无疾病生存期为20.7个月,显著低于低表达组的30.8个月。COX多因素比例风险模型分析显示,claudin-4的表达不是肾透明细胞癌的独立预后因素(RR值=1.686,95%CI 0.174~16.311,P=0.652)。结论:claudin-4蛋白表达上调可能促进肾透明细胞癌的发生和发展,有可能作为肾透明细胞癌潜在的治疗靶点及影响不良预后的指标。     

在基因家族背景下对四种植物中DGAT2的鉴定和序列分析

二酰甘油酰基转移酶2(Diacylglycerol O-acyltransferase 2,DGAT2)是植物中三羧酸甘油酯(TAG)合成途径的限速酶,其编码基因属于酰基转移酶基因超家族。本研究依托植物全基因组数据库Phytozome,通过BLAST搜索获得了蓖麻(Ricinus communis L.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana Heynh.)、毛果杨(Populus tricho-carpa Torr.A.Gray.)和木薯(Manihot esculenta Crantz.)4种双子叶植物酰基转移酶基因超家族所编码的73条多肽序列,并从中鉴定出5条DGAT2序列。理化性质和跨膜结构域分析表明,5条DGAT2序列均为疏水性跨膜蛋白,其中木薯DGAT2为一次跨膜蛋白且在叶绿体膜中大量分布,这与其他植物的DGAT2序列存在差异;木薯DGAT2蛋白在进化过程中发生了功能分化且可能与木薯的抗逆作用有关。     

线粒体大麻素受体1在大鼠海马神经元缺氧复氧损伤中对线粒体分裂的影响

目的:探讨线粒体CB1受体(mitochondrial cannabinoid receptor1,mtCB1)在大鼠海马神经元缺氧复氧损伤中对线粒体分裂的影响。方法:原代培养新生的Wistar大鼠海马神经元,将培养至第8天的海马神经元采用随机数字表分为5组(n=60):正常组(N组):正常培养,不做任何处理;缺氧复氧组(H/R组):采用氧糖剥夺法构建海马神经元缺氧复氧损伤模型,缺氧6h,复氧20 h;缺氧复氧组+ACEA+AM251组(H/R+ACEA+AM251组):缺氧6 h结束后立即加入ACEA和AM251,终浓度分别为1μmol/L、10μmol/L,复氧20 h;缺氧复氧+ACEA+Hemopressin(H/R+ACEA+Hemo组):缺氧6h结束后立即加入ACEA和Hemopressin,终浓度分别为1μmol/L、10μmol/L,复氧20 h;缺氧复氧+赋形剂组(H/R+V组):同样于缺氧6h结束后立即加入二甲基亚砜(DMSO),终浓度0.1%,复氧20 h。使用激光共聚焦显微镜检测细胞内Ca~(2+)的浓度,流式细胞仪检测细胞凋亡率,Western blot检测凋亡诱导因子(AIF)、线粒体分裂相关蛋白Drp1、Fis1,细胞凋亡相关蛋白细胞色素C(Cytc)和Rho相关的卷曲蛋白激酶1(ROCK1)的表达。结果:与N组相比,H/R组、H/R+ACEA+AM251组、H/R+ACEA+Hemo组和H/R+V组的细胞内Ca~(2+)浓度、细胞凋亡率、以及AIF、Drp1、Fis1、Cytc、ROCK1蛋白的表达水平均明显增加(P0.05);与H/R组相比,H/R+ACEA+Hem组上述各检测指标明显降低(P0.05),H/R+ACEA+AM251组和H/R+V组各指标比较差异无统计学意义(P0.05)。结论:线粒体CB1受体(mtCB1受体)可能通过降低细胞内ROS的含量来减少细胞内Ca~(2+)浓度和ROCK1的表达,进而抑制线粒体分裂,并最终减轻海马神经元缺氧复氧损伤。     

显微外科手术对颅内动脉瘤患者脑脊液IL-1、IL-6、ET-1、TNF-α和GOS评分的影响

目的:探讨显微外科手术对颅内动脉瘤患者的近远期疗效、安全性及对脑脊液白介素-1(IL-1)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、内皮素-1(ET-1)水平和GOS评分的影响。方法:研究对象选取我院2014年8月到2016年1月收治的颅内动脉瘤患者96例,采用随机数字法将其分为对照组和观察组,每组各48例。对照组患者行血管内介入治疗,观察组患者行显微外科手术治疗。比较两组患者的手术时间、术中出血量、住院时间及并发症发生情况,治疗前和治疗后7 d的IL-1、IL-6、TNF-α和ET-1水平,术后随访1年,比较两组的格拉斯哥预后评分(GOS)评分。结果:对照组患者的手术时间、术中出血量、住院时间及并发症发生率均明显低于观察组(P0.01);治疗后7 d,观察组患者的脑脊液中IL-1、IL-6、TNF-α、ET-1水平均明显低于对照组(P0.01);两组患者的并发症发生率比较差异无明显统计学意义(P0.05);术后一年,两组患者的格拉斯哥预后评分(GOS)比较差异无统计学意义(P0.05)。结论:显微外科手术对颅内动脉瘤的临床效果显著,能明显降低脑脊液IL-1、IL-6、TNF-α和ET-1水平,改善患者预后,且治疗安全性高。