微生物学实验模块“蛋白酶产生菌的筛选、培养和选育”的教改研究与实践

围绕"蛋白酶产生菌的筛选、培养和选育"主线,设计了一个由5个相互关联、前后衔接、形成一体的实验组成的综合性研究型实验模块,并进行教学实践。它们是:培养基的配制、分装与灭菌;产蛋白酶细菌的分离与纯化;产蛋白酶细菌的培养发酵与条件优化;产蛋白酶细菌的鉴定;产蛋白酶细菌的紫外诱变育种。     

地衣芽孢杆菌固态发酵麻疯树饼粕产蛋白酶及其酶学性质

利用地衣芽孢杆菌作为出发菌株,以提油后的麻疯树饼粕作为培养基,采用固态发酵方式生产蛋白酶。控制培养基湿度为125%,添加10%的乳糖和5%的蛋白胨,30°C条件下发酵3d,蛋白酶产量达到最大值(7465U/g)。酶学性质研究表明,蛋白酶最适作用pH为5?6,最适催化温度为55°C,最大催化速度Vmax为0.0324μmol/(s·mg),Km值为0.0531mmol/L。有机溶剂对酶活力有明显促进作用,10%(V/V)甲醇和5%(V/V)乙醇可以使酶活力分别提高13.55%和70.9%。Mg2+可以使蛋白酶活力提高42.54%,而Hg2+却使酶彻底失活。     

BTI基因转染诱导EC9706细胞凋亡及G_1阻滞

为了研究荞麦胰蛋白酶抑制剂(buckwheat trypsin inhibitor,BTI)对肿瘤细胞凋亡与细胞周期的影响,构建增强型绿色荧光蛋白(EGFP)与BTI融合蛋白真核表达质粒.将BTI基因成功克隆至pEGFP-N1中转染食管癌EC9706细胞后,激光共聚焦显微镜镜检显示,BTI-EGFP获得良好表达.表达的融合蛋白大部分分布于细胞核,在细胞质中有少量分布.Western印迹检测可见约27kD和36 kD的特异性条带.流式细胞术分析结果显示,BTI能够诱导EC9706细胞发生凋亡,并使细胞停滞于G0/G1期.     

细菌外膜蛋白参与革兰氏阴性细菌对异丙醇耐受的调节

细菌外膜蛋白与细菌对异丙醇耐受关系密切,但迄今为止尚未见相关研究.本文首先采用基于双向电泳(two dimensional electrophoresis,2-DE)的蛋白质组学技术,研究E.coli K-12 BW25113在有无异丙醇条件下外膜蛋白表达的差异.结果发现,外膜蛋白LamB、FadL和OmpC以及OmpT、Tsx、OmpA和OmpF在异丙醇应激条件下表达量分别上调和下调.然后通过基因敲除、补救和高表达等功能基因组学的方法,探讨这些功能外膜蛋白在异丙醇应激耐受中所起的作用,发现LamB、OmpA和OmpC在E.coli K-12 BW25113对异丙醇耐受过程中起到更重要的作用.最后,对EnvZ/OmpR双组分信号转导系统在对异丙醇耐受中的作用进行了研究,证实EnvZ/OmpR双组分信号转导系统确实参与细菌对异丙醇的耐受.因此,外膜蛋白的改变和EnvZ/OmpR双组分信号转导系统的调节是革兰氏阴性细菌对异丙醇耐受的一种重要机制。     

月鳢消化器官指数及蛋白酶活性对饥饿的响应

经实验发现饥饿处理对月鳢各消化器官中蛋白酶活性有显著的影响,测定了实验组和对照组中月鳢各消化器官的蛋白酶活性的变化后,经统计分析,结果显示,在饥饿了4、8、12、16、20d后,胃、肠、肝胰脏中蛋白酶的活性与对照组相比较都出现了极显著变化（p〈0.01）;比胃重、比肝胰脏重以及比肠重在饥饿处理了4d和8d后并未出现显著变化（p〉0.05）,但在饥饿处理时间超过8d后,比肠重与对照组相比较出现了显著变化（p〈0.05）。     

一种来自于土壤宏基因组文库的AprN基因的鉴定

宏基因组文库技术的发展拓宽了酶学的研究范围,从而导致了一系列新型的生物催化剂被发现和鉴定。采用蛋白酶的活性筛选策略,从已构建的碱性污染土壤宏基因组文库分离得到了一个表达蛋白酶的阳性克隆。生物信息学分析表明该克隆所包含的外源DNA片断编码一个由381个氨基酸编码组成的多肽,该多肽大约为39kDa,等电点为8.91。BLAST软件分析该外源DNA片断包含一个完整的碱性蛋白酶基因（ap01）,GC含量为46.3%。相关酶学数据表明该阳性克隆所分泌的碱性蛋白酶最适作用pH值为9.5,最佳作用温度为40℃。     

Ubiquitin B在HSP90抑制剂17-AAG诱导人宫颈癌HeLa细胞周期阻滞中的作用

目的 研究Ubiquitin B（Ubb）在热休克蛋白90（HSP90）抑制剂17-AAG诱导人宫颈癌HeLa细胞周期阻滞中的作用及机制.方法 不同浓度17-AAG处理HeLa细胞后,流式细胞术检测细胞周期分布,荧光分光光度法检测细胞蛋白酶体活性变化;Ubb siRNA 转染HeLa细胞后,Real Time PCR法检测Ubb干扰效应,Western 印迹检测细胞周期相关蛋白的表达改变.结果 17-AAG可以诱导HeLa细胞阻滞于G2/M期,同时显著增强细胞内糜蛋白酶样蛋白酶体活性,并且两者的变化均呈现剂量依赖性;干扰HeLa细胞内Ubb后,可以逆转17-AAG引起的G2/M期阻滞;17-AAG可明显下调HeLa细胞周期相关蛋白Cdk1和Hec1的表达,并且这一变化也是Ubb依赖的.结论 Ubb在17-AAG诱导的HeLa细胞周期阻滞中发挥重要作用,Ubb和HSP90抑制剂17-AAG在功能上相互关联,可能成为宫颈癌治疗的新靶点.     

诱导温度调控华根霉(Rhizopus chinensis)前导肽脂肪酶的表达及稳定性研究

比较了7 L发酵罐中不同诱导温度对华根霉前导肽脂肪酶在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中表达水平和稳定性的影响。通过实验表明在28℃条件下,最大酶活可以达到1412.5 U/mL,是30℃条件下的2.3倍,25℃条件下的1.3倍;而其产率可以达到12811 U/L·h~(-1),比产率达到82.6 U/g_(DCW)·h~(-1)。同时,在实验过程中发现诱导温度对目的蛋白的降解和聚合有重要的影响。通过对蛋白酶活性的测定和还原SDS-PAGE证实随着诱导温度的提高,蛋白酶活性急剧上升,从而导致由前导肽(37 kD)降解为成熟肽(30 kD)的降解作用的加剧。此现象在30℃条件下最为明显,在诱导84 h时前导肽已经全部降解为成熟肽。另外,通过非还原SDS-PAGE和分析表明随着诱导温度的提高也导致了二聚体的含量也逐渐增加。     

Kringle5蛋白生物学作用及机制

Kringle5是血浆纤维蛋白溶酶原的第五个饼环区结构域,在体外具有抑制内皮细胞增殖和迁移、在体内具有抑制血管新生和肿瘤生长的生物活性,在实体瘤、糖尿病视网膜病变、风湿性关节炎等疾病的治疗中有广泛的应用前景。     

基质金属蛋白酶-2、-9及其组织抑制剂-1在大鼠肺组织中的增龄变化

目的研究基质金属蛋白酶（MMPs）-2、-9及组织型基质金属蛋白酶抑制剂（TIMPs）-1在大鼠肺组织中的增龄性变化规律。方法不同月龄（1月龄、3月龄、12月龄、18月龄、24月龄）雄性清洁级（SD）大鼠47只分为5组,按月龄取实验大鼠的右下叶肺组织,用流式细胞术检测MMP-2、MMP-9及TIMP-1的表达水平,进行定量分析。结果 MMP-2、MMP-9和TIMP-1均随着月龄的增长呈先降后升波谷型曲线变化;3月龄、12月龄和18月龄MMP-2、MMP-9和TIMP-1均较1月龄明显下降,且以12月龄为最低值;24月龄MMP-2、MMP-9和TIMP-1均较1月龄上升。MMP-2/TIMP-1比值和MMP-9/TIMP-1比值均随着月龄的增长呈先升后降波峰型曲线变化;12月龄和18月龄均较1月龄明显升高,且以18月龄为最高点;3月龄的MMP-2/TIMP-1较1月龄有所上升,3月龄的MMP-9/TIMP-1与1月龄持平;24月龄的MMP-2/TIMP-1和MMP-9/TIMP-1较1月龄也有不同程度上升。结论大鼠肺组织中MMPs及其抑制剂TIMPs随月龄的增长,呈特征性变化规律。