来源卤化二型聚酮类生物合成基因簇的两种关键功能基因鉴定与表达

为催化卤化产物,挖掘具有生物活性的新卤化物提供新的方法途径,拟构建卤化酶原核表达载体催化天然卤化物的卤化过程。对链霉菌Streptomyces sp. FJS31-2基因组中一个II型PKS类产物zunyimycin生物合成基因簇进行系列分析,针对其中的后修饰酶卤化酶基因和单加氧酶基因进行原核表达纯化。通过分子生物学手段成功构建卤化酶基因(65 kD)和单加氧酶基因(37 kD)的原核表达载体,并对其进行鉴定。卤化酶和单加氧酶在催化化合物的卤化过程中,会产生疑似新卤化产物。     

Gch在喋啶代谢通路中参与鱼类体色形成的研究

鸟苷三磷酸环化水解酶 (GTP cyclohydrolase,Gch)是具有GTP-cyclohydro结构域的蛋白酶,广泛存在于脊椎动物和无脊椎动物中。哺乳动物和鸟类中只具有Gch1,硬骨鱼类和两栖动物中Gch1存在旁系同源的Gch2和Gch3,且功能存在差异。Gch是以鸟苷三磷酸为底物,最终形成四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin,BH4)的限速酶,而BH4是芳香族氨基酸羟化酶必须的辅助因子,参与多种激素和神经递质的合成。Gch是催化各种蝶呤生物合成的起始步骤,例如皮肤色素、眼色素、甲氨蝶呤、叶黄酸和BH4等,在体内一系列生理病理过程中发挥重要作用。Gch的生理功能与BH4的生物合成有着不可分割的联系,作为BH4生物合成的唯一限速酶,其活性可作为神经元和色素细胞的发育指示物,也是研究色素形成和神经递质生物合成的重要标志。目前,Gch在肿瘤和心血管等疾病的发病机制方面已获得广泛关注和解析,而色素合成和体色调控的作用研究多集中在昆虫方面,在硬骨鱼类中较少。因此,本文将重点对Gch基因、蛋白质、功能以及在鱼类体色方面中的作用进行总结归纳,对深入分析Gch在鱼类体色形成中的作用及后期鱼类体色改良具有重要的指导意义。     

基于新型冠状病毒S蛋白结构及入胞机制的抗体与药物研发

新型冠状病毒肺炎,世界卫生组织命名为“2019冠状病毒病”（corona virus disease 2019, COVID-19）,是一种由2019新型冠状病毒（2019 nCov）感染导致的肺炎。目前新冠肺炎在全球广泛流行,且疫情尚未得到全部控制。由于新型冠状病毒表面的刺突蛋白（spike protein,S）介导病毒与细胞膜受体结合并参与入胞过程,S蛋白在病毒的传播过程中发挥着重要作用。针对S蛋白的研究不仅可以解析病毒相关蛋白质结构与功能,阐释其入胞机制,同时也为新冠肺炎的预防、诊断与治疗提供相关信息,有着重要的应用价值。S蛋白与特异性受体--血管紧张素酶II（angiotensin converting enzyme II, ACE2）结合,相较于SARS病毒,新型冠状病毒S蛋白的RBD区域（receptor binding domain）与ACE2亲和力更高,但其S蛋白与ACE2结合能力整体上弱于SARS病毒。S蛋白结合ACE2受体 介导的新型冠状病毒入胞机制包括胞吞和非胞吞途径。丝氨酸蛋白酶2（transmembrane protease serine 2, TMPRSS2）、溶酶体组织蛋白酶（lysosomal cathepsin）和Furin蛋白酶可切割S蛋白S1和S2亚基间的酶切位点,促进病毒和靶膜的融合。基于S蛋白的结构,本文从抗体的结合位点、来源与类型等方面对靶向新型冠状病毒S蛋白的抗体进行了比较分析,对相关药物作用机制与进展进行了综述。虽然靶向冠状病毒S蛋白的抗体和药物特异性高,治疗效果较好,但部分试剂的作用机制、安全性、适用性和稳定性等性质仍未研究透彻,需要严格评估,因此其研发与应用也存在着一定挑战。     

Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5通过抑制ERK1/2磷酸化抑制C3H10T1/2细胞成脂分化

旨在探究Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5（typeⅢ domain-containing protein5,FNDC5）对C3H10T1/2细胞成脂分化的调控作用。利用qRT-PCR和Western 印迹检测FNDC5在C3H10T1/2细胞成脂分化过程中的时序性表达规律;构建慢病毒包被的过表达/干扰FNDC5载体,转染C3H10T1/2细胞,采用qRT-PCR检测成脂分化关键基因的表达情况,油红O染色检测脂滴含量,利用Western 印迹检测细胞外信号调节激酶（extracellularregulatedkinase1/2,ERK1/2）及磷酸化ERK1/2（P-ERK1/2）的表达水平。C3H10T1/2细胞成脂诱导分化8d,Fndc5的表达量明显升高（P＜0.05）;C3H10T1/2细胞中过表达FNDC5,成脂分化关键基因过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（peroxisome proliferator--activated receptor-γ,PPARγ）、脂肪酸结合蛋白4（fatty acid binding protein 4,FABP4）和CCAAT增强子结合蛋白α（CCAAT enhancer binding protein alpha,C/EBPα）的表达量显著降低（P＜0.01）,CCAAT增强子结合蛋白β（CCAAT enhancer binding protein beta,C/EBPβ）表达量明显降低（P＜0.05）,脂滴含量明显减少,P-ERK1/2的含量明显降低（P＜0.05）。C3H10T1/2细胞中干扰FNDC5,成脂分化关键基因PPARγ、C/EBPβ、FABP4和C/EBPα的表达量显著升高（P＜0.01）,脂滴含量明显增加,P-ERK1/2的含量明显升高（P＜0.05）。本研究发现,FNDC5可以通过抑制ERK1/2的磷酸化水平,抑制C3H10T1/2细胞的成脂分化,为FNDC5调控脂肪沉积的机制研究提供参考数据。     

内质网膜复合亚基3调控内质网应激影响人畸胎瘤细胞的存活

内质网膜蛋白复合物（endoplasmic reticulum membrane complex,EMC）在跨膜蛋白质的生物发生和膜整合中发挥重要作用。内质网膜复合亚基3(endoplasmic reticulum membrane complex 3,EMC3)是EMC的重要组成部分,但其在生殖细胞中发挥的作用未见报道。本研究通过实时荧光定量PCR法检测18周龄小鼠睾丸、肺、脾、下丘脑组织中的EMC3 mRNA表达水平差异。结果显示,小鼠睾丸中EMC3 mRNA表达水平较高。体外培养人畸胎癌细胞NCCIT,通过不同浓度衣霉素诱导细胞产生内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),应用实时荧光定量PCR法、蛋白质印迹法检测其中EMC3、葡萄糖调节蛋白78(glucose regulatory protein,GRP78)、CCAAT-增强子结合蛋白同源蛋白(CCAAT-enhancer-binding protein homologous protein,CHOP)的mRNA及其蛋白质表达水平。结果显示,相对于对照组,EMC3、GRP78、CHOP的mRNA与蛋白质水平表达极显著升高(P< 0.01),表明衣霉素成功诱导了NCCIT细胞产生内质网应激,EMC3在衣霉素诱导的内质网应激的精原细胞中,mRNA与蛋白质水平表达升高。以NCCIT细胞cDNA为模板,利用PCR法扩增EMC3基因片段,并将其与pRK5-myc载体连接,构建pRK5-myc-EMC3重组质粒,经双酶切鉴定及DNA测序表明：pRK5-myc-EMC3重组质粒构建成功。将重组质粒和空载体分别转染至NCCIT细胞中进行表达,应用实时荧光定量PCR法与CCK8法检测细胞中GRP78、CHOP的mRNA转录水平以及细胞活力。结果显示,EMC3转染组的GRP78、CHOP的mRNA水平表达显著升高(P< 0.05),细胞活性极显著降低(P< 0.01),表明EMC3可以在NCCIT细胞中调控内质网应激并抑制细胞存活的发生。综上表明,过表达EMC3能够在精原细胞中调控内质网应激抑制细胞存活,EMC3可能在精原细胞的内质网应激中发挥重要作用。     

春兰ב寒香梅’试管开花诱导及其生理基础

以春兰×寒香梅杂交种(Cymbidium goeringii×Cymbidium ‘Han Xiang Mei’)为材料,MS+琼脂4 g·L-1+蔗糖20 g·L-1+椰汁100 mL·L-1为基础培养基,通过单因素试验,探讨细胞分裂素(TDZ/6-BA)和无机盐浓度(P、K)对其试管花诱导的影响,测定花芽诱导的蛋白质、可溶性总糖含量与超氧化物歧化酶(SOD)活性及激素水平(IAA、ABA)。结果表明,添加0.2 mg·L-1 TDZ和2 mg·L-1 6-BA的花芽诱导率最高,分别为14.33%和14.00%;无机盐浓度3P/3K和3P/5K的培养基花芽诱导率较高,分别达16.67%和11.33%;花芽诱导最佳培养基为MS(3P, 3K)+TDZ 0.2 mg·L-1+椰汁100 mL·L-1+琼脂 4 g·L-1+蔗糖20 g·L-1,花芽诱导率可达34%左右。生理生化指标检测显示,可溶性蛋白、可溶性总糖含量及SOD活性与花芽诱导率呈正相关;稳定的内源激素IAA和ABA含量对花芽诱导有一定的积极作用,含量过高对花芽诱导有抑制作用。     

油茶花芽分化形态结构及内源激素变化

以普通油茶(Camellia oleifera) 4个无性系为材料,结合油茶成花的动态观察和花芽分化过程的石蜡切片形态观察,采用酶联免疫吸附分析法测定花芽中玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA) 4种内源激素含量,探讨油茶花芽分化与内源激素的关系。油茶花芽分化过程可分为6个时期：前分化期(10 d)、萼片形成期(20 d)、花瓣形成期(30 d)、雌雄蕊形成期(20 d)、子房与花药形成期(10 d)和雌雄蕊成熟期(20 d),历时3～4个月。油茶不同无性系的花芽分化时间略有不同。油茶花芽中ZR含量相对较低(5.102～16.412 ng·g–1 FW),ABA含量相对较高(76.815～137.648 ng·g–1 FW)。其中,粤华5号和湘林8号的ZR、ABA含量变化趋势一致,岑软3号和岑软2号含量变化趋势一致。油茶花芽中IAA含量相对较高,为49.072～135.622 ng·g–1 FW,随着花芽分化进程,IAA含量均呈先升后降再升的变化趋势。GA含量相对较低,为5.616～13.720 ng·g–1 FW,随时间变化,呈现出不断降低的趋势。其中,不同无性系的IAA、GA含量变化趋势一致,而ZR、ABA含量变化趋势有所差异。ZR有利于花器官形成;高浓度IAA促进油茶花芽分化,低浓度IAA有利于开花;花芽中IAA与ABA存在明显的颉颃作用;GA抑制花芽分化。     

短波紫外线照射对‘金都’火龙果采后保鲜的影响

以‘金都’火龙果(Hylocereus polyrhizus ‘Jindu’)果实为试材,采用波长254 nm紫外杀菌灯为辐射源,给予不同剂量短波紫外线(Ultraviolet-C,UV-C)照射处理,探讨低剂量UV-C对火龙果采后保鲜的影响及作用机理。结果表明,不同剂量UV-C照射处理能有效抑制‘金都’火龙果果实腐烂和电导率上升,降低果实TSS含量,其中1.0 kJ·m–2紫外线辐照效果最好。1.0 kJ·m–2 UV-C处理能极显著提高贮藏期火龙果的SOD和CAT活性,显著提高贮藏早中期的几丁质酶活性和PPO活性,β-1,3葡聚糖酶活性在贮藏后期也显著高于对照,但降低了火龙果贮藏中期(第6天)的POD活性。此外,1.0 kJ·m–2 UV-C处理显著提高火龙果贮藏期H2O2含量(除第6天外),对果实的失水率无影响。采后火龙果应用适当剂量UV-C照射可提高抗病性,延长贮藏保鲜期。     

香茅精油的抑菌和抗氧化活性研究

选用产自福建厦门的香茅(Cymbopogon nardus),测定香茅精油对白色粘性沙雷氏菌、红色粘性沙雷氏菌、大肠杆菌、金黄葡萄球菌、铜绿假单胞菌和紫色杆菌等6种菌的抑菌活性,并利用ABTS^.+自由基清除法以及超氧阴离子清除法研究香茅精油的抗氧化活性。结果表明,新鲜香茅精油的平均提取率为0.29,对6种供试菌种都有较高的抑制作用,其中对紫色杆菌的抑制活性最强,且香茅精油有极高的清除ABTS^.+自由基以及超氧阴离子自由基的能力,证明香茅精油具有广谱抑菌活性及强抗氧化活性。     

辽宁省三级保护植物木根黄芩考证及其与京黄芩比较形态学研究

木根黄芩(Scutellaria planipes Nakai et Kitag.)是唇形科黄芩属(Scutellaria L.)多年生草本,目前仅发现在辽宁省凌源市境内有零星分布,被辽宁省列为三级保护植物。该种发表于1934年,但《中国植物志》、Flora of China、《中国生物物种名录》均将其定为京黄芩(Scutellaria pekinensis Maxim.)的异名。为了阐明二者的差异性,本文首先对木根黄芩的原始文献、模式标本、模式产地、历史分布区及现今发现地进行考证,其次对二者进行差异比较研究,认为木根黄芩与京黄芩无论在分布范围和生境上,还是在宏观外部形态和微观花粉粒形态上均存在明显差异,确定木根黄芩为独立种,同时还对木根黄芩的果实进行形态补充描述。本文确定木根黄芩独立种的地位,对保护野生木根黄芩具有重要意义,同时对其药用价值的进一步研究提供了更为清晰的样本。