苏联科学院АБаев院士谈生物工程学问题

1983年3月1日院士在莫斯科,科学院生物化学、生物物理和生理活性化合物化学各学部联合举行的一年一度的年龄暨纪念卡尔·马克思诞生165周年和逝世100周年的会议上发表了讲话,报告了上述各学科领域的科研重要成果,并谈到苏联生物工程学进一步发展问题。     

腺苷酸化合物与固氮酶组分结合的化学模拟

固氮酶是由钼铁蛋白和铁蛋白组成的复合物,它们的活性中心分别由钼铁硫原子簇和Fe_4S_4原子簇所组成。MgATP除了与铁蛋白结合外,是否还能与钼铁蛋白结合,长期以来由于存在着相互矛盾的实验结果,而未能定论。     

高比强〔r-32P〕ATP的合成

高比强〔r—~(32)p〕ATP是核酸结构功能研究中常用标记化合物,它在DNA重组、分子杂交和核酸的结构分析中起着重要作用。下面我们从《Methods in Enzymology》Vol 65摘译合成高比强〔r—~(32)p)ATP的方法供大家参考。 10倍浓度反应液(贮于-20℃,每100μl为一份):     

桑黄菌丝体和子实体中次级代谢产物及其活性的比较

研究桑黄发酵菌丝体次级代谢产物及活性与子实体的差异性,探讨其替代子实体的可能性。研究通过高效液相色谱分析和化学法比较菌丝体和子实体石油醚、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇4个萃取相中的成分差异,以二苯基三硝基苯肼自由基（DPPH）清除率和Trolox当量抗氧化能力（TEAC）作为抗氧化活性的指标、HepG2和MCF-7癌细胞的抑制率作为抑制肿瘤细胞生长的指标,比较其活性差异。结果表明,菌丝体和子实体4个萃取相在化学成分上存在差异;在活性方面,菌丝体各萃取相的抗氧化活性高于子实体,而子实体抗肿瘤活性优于菌丝体。菌丝体醇提取的总黄酮含量高于子实体醇提物,抗氧化活性和总黄酮含量有显著相关性,发酵菌丝体在抗氧化活性方面具有替代子实体的可行性。     

miR-125b-5p促进分枝杆菌在宿主细胞和小鼠体内存活的研究

通过观察miR-125b-5p对分枝杆菌在宿主细胞和小鼠体内存活情况的影响,探究其在抗结核免疫过程中的作用。采用不同培养基对分枝杆菌进行培养并计数;以1640培养基加10%胎牛血清培养所有实验用细胞。将终浓度50 nmol/L的miR-125b-5p 模拟物、miR-125b-5p 抑制剂及磷酸盐缓冲液(PBS)对照加入细胞后,在不同时间点收集细胞。用分枝杆菌分别感染宿主细胞(A549、THP-1和RAW264.7)以及C57BL/6小鼠。采用定量聚合酶链反应检测miR-125b-5p的表达量。结果miR-125b-5p在分枝杆菌感染的多种宿主细胞及小鼠中都显著上调表达,其中小鼠肺部的表达量提高了约15倍。分别转染模拟物和抑制剂后,再用分枝杆菌感染细胞,结果发现miR-125b-5p可促进分枝杆菌在宿主细胞内的生长。当miR-125b-5p抑制剂注射到卡介苗(BCG)感染的小鼠体内时,小鼠体内的细菌载量显著降低(P<0.05)。本研究证明miR-125b-5p可调控分枝杆菌在宿主细胞及小鼠体内的生长,在抗结核免疫过程中发挥了重要作用。进一步对其作用机制的深入研究将为临床结核病的治疗提供理论指导。     

特定化合物同位素分析技术在树木非结构性碳水化合物研究中的应用

特定化合物同位素分析(CSIA)可以实现对复杂基质中特定化合物稳定碳同位素组成(δ¹³C)的精确测定。应用此方法测定树木非结构性碳水化合物(NSC)中特定成分(如糖类、有机酸和糖醇)的δ¹³C,不仅能够追踪新同化的光合产物在树木中的运移及与外界的碳交换,还能够更敏感地指示树木生理状况对环境变化的响应。本文首先系统介绍了CSIA从样品采集、处理到δ¹³C测定的方法,然后综述了树木NSC中各成分之间及各成分在不同器官之间的δ¹³C差异,阐述了树木NSC的δ¹³C时间动态变化特征及内在机制,最后分析了NSC作为主要呼吸底物,其δ¹³C与树木呼吸释放CO₂的δ¹³C(δ¹³C_R)之间的联系,并针对CSIA分析技术在后光合分馏、树木逆境生理和年轮δ¹³C形成机制等研究的应用前景提出了展望。     

植物与植食性昆虫化学互作研究进展

植物与植食性昆虫之间存在着复杂的化学相互作用。一方面,当遭受植食性昆虫为害时,植物能识别植食性昆虫相关分子模式,触发早期信号事件和激素信号转导途径,并由此引起转录组与代谢组重组、直接和间接防御化合物含量升高,最后提高对植食性昆虫的抗性。另一方面,植食性昆虫也能识别植物的防御反应,并能通过分泌效应子、选贮、解毒以及降低敏感性等反防御措施抑制或适应植物的化学防御。深入剖析植物与植食性昆虫的化学互作,不仅可在理论上丰富对昆虫与植物互作关系的理解,而且可在实践上为作物害虫防控新技术的开发提供重要的理论与技术指导。     

微生物对昆虫行为的影响研究进展

在漫长的进化过程中,微生物与昆虫形成了多种形式的互作关系。微生物的广泛分布为与昆虫接触并影响昆虫的行为提供了背景条件。为了深入探究微生物影响昆虫行为的现象和机制,本文综述了微生物影响昆虫行为方面的研究进展。微生物通过产生可被昆虫识别的化学信号物质、参与昆虫或寄主植物信息化合物的合成等方式可影响昆虫对其寄主的定位和选择。在对昆虫种内和种间关系的研究中也发现微生物起着非常重要的作用。通过改变昆虫性信息素等方式,微生物还能影响到昆虫的繁殖行为;除此之外,微生物合成或参与合成的信息化合物还可以影响昆虫的社会性和聚集等行为。根据当前对微生物影响昆虫行为方面的研究现状,我们建议可进一步研究：(1)微生物影响昆虫行为的过程中,影响昆虫行为的信息化合物是如何产生的？(2)微生物在影响昆虫行为的过程中是否涉及更多的物种间互作？(3)对于一些在特定时期可影响昆虫行为的共生微生物来说,宿主昆虫是如何获得并维持这些微生物的？     

中华蜜蜂气味结合蛋白AcerOBP14的表达及配体结合特性分析

【目的】气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)在昆虫寄主定位、产卵地选择等行为中发挥着重要作用,明确中华蜜蜂Apis cerana cerana AcerOBP14与配体的结合特性有助于阐明中华蜜蜂嗅觉识别的分子机制。【方法】通过qRT-PCR测定OBP14在20日龄中华蜜蜂成年工蜂、20日龄中华蜜蜂成年雄蜂、中华蜜蜂采粉蜂和意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica采粉蜂触角中的表达量。构建原核表达载体pET28a/AcerOBP14,表达并分离纯化重组蛋白AcerOBP14。利用荧光竞争结合实验检测AcerOBP14与37 种气味配体化合物的结合特性。【结果】qRT-PCR分析发现, OBP14在中华蜜蜂采粉蜂触角中的表达量极显著高于20日龄中华蜜蜂成年工蜂和雄蜂以及意大利蜜蜂采粉蜂中的。荧光竞争结合实验表明,AcerOBP14与蜂王信息素、告警信息素、那氏信息素及多种植物挥发物都具有结合能力,其中与β 罗勒烯的结合能力最强,解离常数 Ki=0.297 μmol/L。【结论】AcerOBP14的配体结合谱较宽,暗示其可能参与了中华蜜蜂的多种生理行为反应,且在中华蜜蜂的采粉行为中发挥着重要作用。     

茶菊品种‘14-C-1’的CmF3H基因及启动子克隆与表达分析

该研究以自育茶菊品种‘14-C-1’为材料,克隆了一个黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因,命名为CmF3H。生物信息学分析表明,‘14-C-1’CmF3H的cDNA序列(GenBank登录号MW454869)全长为1284 bp,开放阅读框为1095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.19kD,等电点为5.57,不稳定系数为39.51,平均亲水性-0.465,脂肪系数为83.02。氨基酸序列分析表明,‘14-C-1’CmF3H蛋白属于2-酮戊二酸依赖双加氧酶(2-ODD)蛋白家族,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域。系统发育分析结果显示,‘14-C-1’与菊花栽培种‘SU07’处于同一进化节点上,二者亲缘关系最近。采用染色体步移方法克隆了‘14-C-1’CmF3H启动子序列(GenBank登录号MW463894),全长1217 bp,启动序列分析发现其含有光响应元件、干旱和ABA响应元件、MYB识别和结合位点和组织器官发育元件等。实时荧光定量PCR分析表明,CmF3H在‘14-C-1’的根、茎、叶、花蕾、舌状花和筒状花等不同组织部位均有表达,在筒状花中表达量最高,其次为茎、叶、花蕾、舌状花,根中表达量最低。该研究结果为进一步揭示菊花黄酮类化合物的生物合成机制奠定了基础。