一种天然植物抗菌液对HEPG-2细胞的杀伤及作用机制研究

目的:采用多种方法探究天然植物抗菌液(PAMs)对人肝癌细胞HEPG-2的杀伤及初步分子作用机理。方法:运用形态学观察、MTT法测定PAMs对HEPG-2的抑制作用,AO/EB细胞双染、Annexin V-FITC/PI流式细胞术检测PAMs作用于HEPG-2细胞后细胞的凋亡情况,再通过qRT-PCR与western blot检测HEPG-2中相关基因在m RNA水平和蛋白水平的表达量变化。最后利用划痕实验和transwell小室检测PAMs对HEPG-2细胞迁移能力的抑制。结果:PAMs可以抑制和杀伤HEPG-2细胞,作用效果呈浓度和时间依赖性,且与细胞的凋亡途径密切相关。PAMs可下调HEPG-2细胞中foxm1、survivin、bcl-2的m RNA表达水平,同时在蛋白水平下调foxm1的表达量,上调p53的表达量。除此之外,PAMs还能够有效地抑制HEPG-2细胞的体外迁移。结论:PAMs杀伤HEPG-2细胞的途径之一是通过下调foxm1、上调p53基因的表达量,从而抑制或减少其下游靶基因survivin和bcl-2的转录表达,促进细胞凋亡。本研究为基于PAMs抗癌创新民族医药的研发提供了重要的前期工作基础。     

一株高产洛伐他汀红曲霉的筛选与液态发酵条件优化

【背景】洛伐他汀(lovastatin)是红曲霉的次生代谢产物,是重要的临床用降血脂药物。在液态发酵条件下,红曲霉的洛伐他汀产量较低,难以满足工业化生产的要求。【目的】筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,并通过优化液态发酵条件提高洛伐他汀的产量。【方法】从红曲米中筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,依据形态学特征、生理生化特性及18S rRNA基因序列分析对分离菌株进行鉴定;通过响应面法对其产洛伐他汀的液态发酵条件进行优化。【结果】获得一株产洛伐他汀的紫红曲霉(Monascus purpureus M4),该菌在甘油57.80g/L、酵母浸粉5.52 g/L、接种量为6.90%条件下,洛伐他汀产量(173.60 mg/L)较优化前提高了4.8倍。【结论】菌株M4产洛伐他汀最优液态发酵条件的建立,为洛伐他汀的大规模生产及该菌株的工业化应用提供了技术支撑。     

靶向膜型1基质金属蛋白酶反义肽的虚拟筛选与分子模拟

膜型1基质金属蛋白酶(Membrane type-1 matrix metalloproteinase,MT1-MMP,MMP14)在肿瘤的发生发展及转移中起着重要作用,是肿瘤潜在理想的药物靶标。为了获得MT1-MMP结合肽,我们首先采用生物信息学方法分析MMPs序列,获得MT1-MMP差异大且特异的序列。以此为正义肽靶标,设计反义肽库,然后通过分子对接、分子动力学模拟以及体外细胞实验等多种方法,进行靶向MT1-MMP反义肽的筛选与活性研究。多序列比对确定了位于MT1-MMP环区的特异序列AYIREGHE(简称MT1-loop),并构建1 536条反义肽。经两轮虚拟筛选,选取打分位于前五的反义肽用于后续研究。该五条反义肽与MT1-MMP存在较强的相互作用且能很好地对接于正义肽区域。进一步分析其与MMPs其他家族成员(MMP1-3,MMP7-13,MMP14HPX,MMP16)的亲和力,发现反义肽FVTFPYIR对MT1-MMP具有更强的特异性。分子动力学模拟表明,反义肽FVTFPYIR可能是通过影响受体MT1-MMP的构象稳定性,进而影响其功能活性。体外细胞实验初步确定反义肽FVTFPYIR可选择性地抑制表达MT1-MMP的人成骨肉瘤细胞MG63和乳腺癌MDA-MB-231细胞的增殖。本研究为抗肿瘤反义肽先导药物的研发提供了一种新的思路与途径。     

SARS-CoV-2刺突蛋白基因密码子偏好性与进化分析

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）属于冠状病毒家族新成员,其刺突蛋白（spike protein,S-蛋白）是侵染人体并决定其入侵宿主的亲和能力及组织特异性的包膜蛋白,研究S-蛋白基因的密码子偏好性不仅有利于重组表达,也利于分析其进化规律。利用Codon W和SPSS等在线服务器及软件,首先分析SARS-CoV-2等冠状病毒的S-蛋白基因的密码子偏好性,随后以SARS-CoV-2的S-蛋白基因为重点,比较其与大肠埃希菌、酵母和λ噬菌体等模式生物的密码子使用频率。结果显示,冠状病毒S-蛋白基因密码子的总GC和GC3s含量均小于0.4,更偏向以A/T编码,ENc为44.15,密码子偏好性整体较弱。28个密码子的偏好性较强（RSCU>1）,3个密码子的偏好性极强（RSCU>2）,UAA为最优密码子。ENc-plot结果显示,大部分基因的ENc距ENc期望值较近,表明冠状病毒密码子偏好性主要受到碱基突变的影响。相较于CDS序列,基于RSCU值的聚类更适合于冠状病毒的系统发育研究。综合ENc比值与聚类结果,SARS-CoV-2与SARS的亲缘关系最近,可能起源于同一祖先冠状病毒。酿酒酵母是SARS-CoV-2较好的外源表达系统,但仍需密码子优化。根据密码子优化结果,成功实现了S-蛋白RBD区域的原核表达。以上研究结果为S-蛋白基因的优化改造,提高其表达效率提供参考。     

胰岛素样生长因子受体Ⅰ序列结构的生物信息学分析

胰岛素样生长因子受体Ⅰ的3'UTR长度大于7 kb,结构复杂,有多种mi RNAs的结合位点,参与信号通路中MAPK及PI3K/AKT的调节和多种肿瘤的形成和发展,通过生物信息学分析知道其结构特点,为后续研究提供思路。分析表明儿童神经胶质瘤中IGF1R的3'UTR与mi RNAs结合位点突变率最高。分析IGF1R序列3'UTR的结构,mi RNAs结合位点,氨基酸序列的理化性质,亲疏水性,糖基化和磷酸化位点,二级结构和三级结构建模。IGF1R三级结构与配体IGF1的三级结构模拟分子对接,得到2种蛋白相互作用的氨基酸位置及名称。因此,通过对IGF1R 3'UTR突变,降低与mi RNAs的结合,IGF1R表达上调,同时改变与IGF1的氨基酸结合位点,降低2种蛋白的相互作用,从而抑制IGF1R的作用。