提高植物培养细胞中次级代谢产物含量的途径

利用植物细胞培养的方法可以取代人工栽培、天然采集或人工合成的方法大量生产很多具有价值的产物(如药品、农药、香料、色素及食品添加剂等)。目前,利用紫草(Lithospermum erythrochizon)培养细胞生产紫草素,利用人参(Panax ginseng)根培养物生产食品添加剂等已进入商业市场。另外,利用黄连(Coptisjaponica)培养细胞生产小蘗碱、利用长春花(Catharathus roseus)培养细胞生产蛇根碱及阿吗碱和利用毛地黄(Digitalis lanata)培养细胞生产地高辛等亦都进行了工业化生产。尽管这样,由于植物培养细胞亦存在着一些缺点如很多培养物中代谢物含量很低或不存在,生长速度缓慢加上目前发酵成本过高、很多关键性问题未解决等等,使之未能广泛地应用于工业化生产。近年来,为了解决上述诸问题特别是解决培养物中代谢物含量低的问题,各国科研人员进行了不懈的努力,取得了长足的进展。本文着重对这方面近年来采用的新方法及新技术的研究作一概述。     

植物细胞培养生产次生代谢物新进展

第七届国际植物组织及细胞培养大会于1990年6月24日至29日在荷兰阿姆斯特丹召开。大会分为四个大的专题,即基因操作与快速繁殖;形态发生及初生代谢;次生代谢产物;生物技术与发展中国家。其中次生代谢产物这一专题有大会报告34篇,展出墙报199篇,笔者之一参加了这一专题的讨论。本文就这一领域的进展情况作一简要介绍。     

影响昆虫呼吸代谢的因素

<正> 呼吸代谢是昆虫生命特性之一,也是研究种群能量动态的基础。随着生态能量学的发展,国内外学者对此类研究逐渐重视起来。本文根据近年来国内外有关昆虫呼吸代谢研究文献,就影响昆虫呼吸代谢的因素,如温度、体重、饥饿程度和生活习性等进行讨论,旨在为进一     

珐琅质如何拯救牙齿

没有光和氧，微生物也能生存150万年之久，这发生在南极数百英尺厚的冰下，科学家通过分析泰勒冰川偶尔流出的红色水样（富含铁）发现了它们的存在。基因检测则显示这些微生物类似于今天海洋环境中的微生物。科学家认为，该微生物曾经生活在海洋，约150万年～200万年前海洋被冰川截断形成池塘，并最终被冰河覆盖，微生物也与世隔绝。至于它们为何能在没有光和氧的条件下存活数百年之久，很有可能它们能通过一种偶联的铁～硫代谢将水中的硫酸盐还原，并获得能量。     

三株亚肉座菌乙酸乙酯提取物生物活性及GC-MS分析

采用乙酸乙酯提取3株亚肉座菌菌丝体,测试虫生真菌乙酸乙酯提取物（EAE）的抗肿瘤、抗菌和抗氧化活性,并借助GC-MS方法分析各提取物中的化学成分。结果发现2株亚肉座菌的菌丝体EAE对HepG2细胞的抑制活性较强,IC₅₀均小于9μmol/L;抗菌结果表明2株真菌的提取物具有抑制细菌生长的作用;1株供试菌的EAE表现出较强的DPPH自由基清除活性（清除率可达85%）。GC-MS分析表明从亚肉座菌JXJG201717、JXJG201720和ARSEF7697的EAE中分别鉴定出21、35和39种成分,主要成分为酯类、醇类和酸类;盘状亚肉座菌JXJG201720与ARSEF7697有相同化合物13个,与暹罗亚肉座菌JXJG201717存在7个相同化合物。本研究表明虫生亚肉座菌具有产生丰富活性成分的能力,彰显出多种利用价值。     

荷叶离褶伞子实体化学成分

本文对祁连山野生荷叶离褶伞Lyophyllum decastes子实体的化学成分和生物活性进行研究。采用硅胶色谱、高效液相色谱等多种方法进行分离纯化得到8个化合物,通过MS、NMR和电子圆二色谱 （ECD）等方法确定了化学结构,其中有4个为聚炔类化合物。化合物1作为天然产物系首次报道,其相绝对构型是通过比较ECD的方法确定。对所得聚炔类化合物应用细胞模型进行抗氧化活性（CAA）指标检测,化合物1-4均呈现一定抗氧化活性,其中化合物1的抗氧化活性最强,其EC₅₀为(24.73±6.12)μmol/L。聚炔类化合物1-4为荷叶离褶伞首次报道成分,可作为祁连山野生荷叶离褶伞HPLC-DAD化学表征参考化合物。     

LaeA在丝状真菌次级代谢、生长发育和其他重要生物过程中的作用

LaeA是在构巢曲霉中首次鉴定的一种全局调控因子,其同源蛋白在丝状真菌中广泛存在,具有高度的保守性。LaeA及其同源蛋白序列存在S-腺苷甲硫氨酸结合基序,是一种甲基转移酶,可能影响组蛋白修饰,导致染色体结构的改变,进而调控一系列基因的表达。大量研究表明,LaeA及其同源蛋白参与调控丝状真菌多种次级代谢产物的生物合成,影响丝状真菌的生长发育和形态分化,甚至在丝状真菌生产有机酸和一些工业酶的过程中也发挥着重要作用。本文综述了LaeA及其同源蛋白的作用机制,以及该蛋白在丝状真菌次级代谢、生长发育和其他重要生物过程中的作用,并对存在的问题及应用前景进行讨论与展望。     

基于UPLC-QTOF/MS的胆囊癌血清非靶向代谢组学研究

目的:胆囊癌(Gallbladder carcinoma,GBC)是一种常见的胆道系统恶性肿瘤,五年生存率极低,目前临床上缺少有效的诊断标志物。故本研究探索胆囊癌患者与健康人血清的差异性小分子代谢物,用于胆囊癌的定性诊断。方法:本研究以超高效液相色谱联用四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF/MS)技术为平台,以32例胆囊癌患者和32例健康人血清为研究对象,进行非靶向代谢组学研究分析,用SIMCA-P软件进行PCA和OPLS-DA建模分析,结合T检验结果和代谢物在两组中的差异倍数来筛选潜在小分子代谢标志物,并通过二元逻辑回归分析建立联合诊断模型。结果:溶血磷脂酰胆碱(18:1)(LysoPC(18:1))和十八烷胺(Octadecylamine,ODA)两个代谢物在胆囊癌患者和健康对照组血清中具有显著性差异,差异倍数达到2倍以上。经过二元逻辑回归分析建立诊断模型,两者构建联合诊断的诊断模型为Logit[P=GBC]=26.090*[LysoPC(18:1)]-8.877*[ODA]-113.075,据此建立受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic,ROC)曲线,曲线下面积(Area under the curve,AUC)为0.986,灵敏度为97.1%,特异性为94.6%。结论:LysoPC(18:1)和ODA可作为胆囊癌的潜在诊断标志物,为胆囊癌的诊断提供参考。     

细胞色素P450 3A7羟化维生素D3的功能研究

本研究通过体外生化实验研究细胞色素P450 3A7对维生素D3的羟化作用。根据GenBank报道的序列设计特异引物,扩增cyp3a7的编码区,将cyp3a7的编码区插入到pcDNATM3.1/myc-His(-) A的XhoⅠ/Bam HⅠ,通过测序检测序列的正确性。pcDNA-CYP3A7及pcDNA分别瞬时转染293T细胞,48 h后收集细胞,提取S9组分,用Bradford法测定蛋白质浓度。S9组分经12%SDS-PAGE凝胶电泳和Western blotting检测,用myc抗体作为一抗检测CYP3A7在293T细胞的表达水平。0.6 mg S9组分与1μmol/L维生素D3于37℃孵育30 min,用4倍体积的氯仿甲醇(体积比为3∶1)抽提,有机相在氮气流下吹干,残基用于HPLC分析。结果显示,重组表达CYP3A7的293T细胞的S9组分通过Western blotting检测到了特异的约60 kD的条带,对照样品未检测到特异条带的蛋白质。重组表达CYP3A7的293T细胞S9组分的孵育样品通过HPLC检测到了25-羟基维生素D3,对照样品未检测到25-羟基维生素D3。结果表明重组表达的CYP3A7羟化维生素D3生成25-羟基维生素D3。本研究为进一步探究还有哪些P450参与维生素D3在鸡体内的代谢,为阐明其代谢途径提供理论依据。     

不同病理分期肺腺癌患者血清代谢组学研究

肺癌是当今世界最常见的恶性肿瘤之一,其新发率和死亡率多年来都居于各类癌症之首,其中85%的肺癌都是非小细胞癌,而腺癌又是最常见的非小细胞癌。肺癌的高隐匿性是造成其高死亡率的最主要原因,因此为肺癌的早期诊断和病理分期寻求高效可靠的方法是十分必要的。代谢组学揭示了小分子代谢物的一系列变化,反映了生命活动的最终状态,因此也能直接反映疾病不同发展阶段的病理生理变化。本研究利用核磁共振氢谱(1H-NMR),对在我院就诊的27例不同病理分期的肺腺癌患者和13例健康志愿者进行了血清代谢物分析,运用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对1H-NMR数据进行建模,单变量统计分析对模型进行评价。结果表明肺腺癌患者组的血清中有14种代谢物出现明显差异,其中丙酮酸、丙氨酸、NAC1、乳酸、GPC和甘氨酸比起对照组来有显著上升,而葡萄糖、谷氨酰胺、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙酮、乙酰乙酸和苏氨酸则显著下降。而在不同分期肺腺癌患者间进行比较后发现,异亮氨酸、乙酰乙酸、NAC1和乳酸的变化与肺腺癌的发展有相关性,可能是肺腺癌早期诊断和分期的潜在生物标志物。