不同功能基团对3型肺炎球菌荚膜多糖免疫原性影响的初步研究

目的比较3型肺炎链球菌荚膜多糖不同基团活化对多糖抗原性及结合物免疫原性的影响。方法分别采用1-氰基-4-二甲氨基-吡啶四氟硼酸(1-cyano-4-dimethylaminopyridinium tetrafluoroborate, CDAP)活化多糖羟基,碳二亚胺(1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride, EDC)活化多糖羧基,再与己二酰肼(adipic dihydrazide, ADH)偶联获得活化度相近的多糖衍生物。用三硝基苯磺酸方法(trinitrobenzene sulfonic acid, TNBS)测定多糖活化度;高效液相分子排阻与多角度激光散射仪联用(HPLC-SEC-MALLS)分析衍生物分子分布和大小;Zeta电位仪与滴定仪联用分析其表面电荷变化;速率比浊法和免疫双扩散法比较其抗原性变化;利用多糖衍生物与载体蛋白偶联获得的不同结合物免疫小鼠,间接ELISA分析不同结合物免疫后的IgG抗体浓度,进一步阐述活化过程中多糖抗原性的变化对结合物免疫原性的影响。结果 TNBS结果显示,获得同一基团不同活化度(5%～30%)、不同基团(羟基和羧基)活化度相近的多糖衍生物;等电点分析结果显示,不同基团的活化会导致多糖表面不同的电荷变化;而速率比浊和免疫双扩散的结果显示,多糖羟基的活化会导致多糖抗原性略有下降,但不同活化度之间差异较小;在相似活化度情况下,羧基衍化物的抗原性更低,随着羧基活化度的增加,多糖抗原性下降明显(约60%)。小鼠ELISA结果显示,对羧基不同程度活化得到的结合物,其免疫原性较多糖明显提高,差异具有统计学意义(P<0.05);随着多糖羧基活化度的增加,结合物免疫原性先增加后降低。结论 3型多糖重复单位上的羧基的改变对抗原性影响较羟基更大,对羧基的过度活化会影响结合物的免疫原性。     

冷驯化对松墨天牛幼虫脂代谢的影响

【目的】在低温环境下,昆虫会启用体内的生理调控机制稳定自身代谢,脂肪代谢在昆虫抵御低温的过程中发挥重要作用。本研究旨在探究松墨天牛Monochamus alternatus幼虫脂肪代谢在低温条件下的变化及其对耐寒性的影响。【方法】将室内25℃下饲养的松墨天牛4龄幼虫分别置于25℃(对照)和4℃(冷驯化)恒温培养箱,7 d后解剖幼虫,收集其脂肪体,观察冷驯化后脂滴变化,测定脂肪体内脂肪含量;利用气相色谱 质谱分析,检测脂肪体内游离脂肪酸组分及含量;并用RT-qPCR方法检测脂肪体内脂肪酸β-氧化关键酶(CPT1, 4KCT, VLCAD, ECH和3HCD-1)基因的相对表达量。【结果】冷驯化(4℃)7 d后松墨天牛4龄幼虫脂肪体中脂滴较对照变小,密度降低,脂肪含量下降;但其脂肪酸组成种类未变,对照组和冷驯化组主要脂肪酸均为C16∶0, C16∶1, C18∶0, C18∶1和C18∶2,其中C18∶2的相对含量在两组中均最高,由未驯化时的31.83%±8.82%降至冷驯化后的25.16%±2.88%。冷驯化后,松墨天牛4龄幼虫脂肪体中C16∶0,C16∶1和C18∶2脂肪酸含量减少,C18∶0与C18∶1的相对含量上升。在5种主要脂肪酸中,冷驯化后各脂肪酸的相对丰度较对照均有所减少,其中C16∶0, C16∶1及C18∶2的相对丰度则显著下降。但冷驯化后松墨天牛4龄幼虫脂肪体中游离脂肪酸的双键指数较对照上升3.88%。且冷驯化组脂肪体中VLCAD基因表达量较对照组显著上调。【结论】低温环境中松墨天牛幼虫通过消耗脂肪维持基本代谢,幼虫脂肪体的脂肪酸分解代谢水平提高;不饱和脂肪酸在松墨天牛的耐寒性中起关键作用。脂代谢调控为松墨天牛应对低温的重要生存策略。     

利用CRISPR/Cas9系统检测果蝇细胞中组蛋白甲基化修饰对20E信号传导的调控

【目的】利用CRISPR/Cas9基因敲除系统在黑腹果蝇Drosophila melanogaster细胞中筛选并检测组蛋白甲基化修饰对蜕皮激素20 羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)信号传导的调控。【方法】通过Flybase网站分析并总结黑腹果蝇组蛋白甲基转移酶及其修饰位点;将5个组蛋白甲基转移酶基因［trr, Mes-4, ash1, Su(var)3-9和egg］的sgRNA插入到敲除载体pAc-sgRNA-Cas9骨架中并转染黑腹果蝇Kc细胞,利用TA克隆和测序鉴定突变位点。以Trr正调控20E初级应答基因Br-C的转录表达为阳性对照,利用qRT-PCR和Western blot检测该系统敲除靶基因的有效性;通过检测20E应答元件(20E response element, EcRE)双荧光素酶活性确定trr, Mes-4, ash1, Su(var)3-9和egg是否参与20E信号传导。【结果】果蝇组蛋白甲基化修饰主要发生在组蛋白H3的赖氨酸残基上,H3的精氨酸残基和组蛋白H4的甲基化修饰较少。trr敲除载体pAc-trr-sgRNA-Cas9转染Kc细胞后成功突变trr,降低H3K4三甲基化水平并阻断20E对其初级应答基因Br-C的转录诱导,证明该敲除系统的有效性。除trr之外,Mes-4和egg的敲除降低EcRE的双荧光素酶活性。【结论】插入靶标基因sgRNA序列的pAc-sgRNA-Cas9敲除载体在果蝇Kc细胞中可以有效快捷地突变靶基因。利用该敲除系统发现,除Trr之外,Mes-4和egg影响EcRE的活性而参与20E信号传导。本研究为昆虫细胞CRISPR/Cas9介导的基因敲除和组蛋白甲基化修饰调控20E信号传导的深入研究提供了理论依据与工作基础。     

聚羟基脂肪酸酯PHA代谢工程研究30年

聚羟基脂肪酸酯 (Polyhydroxyalkanoate,PHA) 是微生物合成的可降解高分子材料,种类及性能多样,应用前景广阔,然而其大规模生产受制于它较为高昂的生产成本。30年来,代谢工程的应用日益广泛,通过代谢流调控、代谢通路改造引入新通路等方法,微生物合成PHA的效率得到了很大提高,也丰富了PHA的单体种类、结构多样性和底物多样性;同时通过改变细胞形态和PHA颗粒大小等方法实现了更加高效的下游生产处理,降低了PHA生产成本。近年来,基于极端微生物,尤其是嗜盐菌的“下一代工业生物技术” (Next generation industrial biotechnology,NGIB) 发展迅速。NGIB实现了PHA生产过程的开放性和连续性,节约能源和淡水,简化了PHA的生产过程。结合代谢工程技术,盐单胞菌可以作为多种PHA的低成本生产平台,将有望提高PHA的市场竞争力和推进其商业化。     

厌氧发酵液中溶解性有机物对活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯影响的研究进展

利用活性污泥微生物将剩余污泥发酵液中的挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)转化为聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)是目前环境生物技术领域的研究热点。但针对发酵液中非VFAs物质(主要是溶解性有机物,Dissolved organic matter,DOM)对活性污泥合成PHA的影响目前仍未有统一的结论,需要进行较全面的分析和总结。因此,文中首先介绍了剩余污泥发酵液中DOM的主要特性及常见分析方法,然后从微生物学、代谢调控、污泥性质等角度分析了DOM中几种主要组分(多聚糖、蛋白类物质、腐殖质)对活性污泥合成PHA的影响。综合各研究结果表明高浓度DOM不利于PHA的生产,但适量DOM的存在有利于污泥性质的稳定,同时能降低PHA提纯成本。最后提出了相应的策略来实现对活性污泥利用DOM合成PHA的调控,以期为高效利用厌氧发酵液中DOM实现PHA合成提供解决思路。     

短链硫酯酶缺失对大肠杆菌合成聚羟基丁酸乳酸酯的影响

聚羟基脂肪酸酯 (Polyhydroxyalkanoates,PHAs) 是一种具有优质生物相容性的可降解生物基材料,其理化性质优越,具备替代石油基塑料的潜力。P(3HB-co-LA) 是PHAs的一种,融合了聚乳酸 (Polylactic acid,PLA) 和聚3-羟基丁酸 (poly(3-hydroxybutyrate),P(3HB)) 共同的优点,具有更好的韧性和透明度。文中首先在大肠杆菌MG1655中通过质粒表达外源基因phaA、phaB、phaCm和pctth,发酵生产出乳酸含量为23.8 mol%的P(3HB-co-LA),在此基础上缺失dld基因得到菌株WXJ01-03,其合成的聚合物中乳酸组分含量提升至37.2 mol%。当硫酯酶基因ydiI和yciA基因继续被敲除后,生产的共聚物中乳酸组分进一步提升至42.3 mol%和41.1 mol%。最后将3个基因dld、yciA和ydiI同时缺失得到重组菌株WXJ03-03,并通过该重组菌株获得了乳酸组分含量为46.1 mol%的共聚物。通过比较不同碳源的发酵结果得知,木糖有利于提高共聚物中乳酸组分含量。上述实验结果表明,在木糖发酵中短链硫酯酶基因缺失阻碍了大肠杆菌胞内的LA-CoA被降解,可有效提高聚合物中乳酸组分的摩尔百分比。     

三疣梭子蟹软壳硬化阶段肝胰腺的营养成分及脂肪酸组成分析

采用常规营养物质测定方法和气质联用(GC-MS)技术,研究了三疣梭子蟹软壳硬化阶段肝胰腺的基本营养成分和脂肪酸组成。结果发现在其软壳硬化的过程中肝胰腺指数、粗脂肪和灰分含量逐渐降低,而粗蛋白含量趋势相反;表明脂类是主要的能源物质。共检测出42种脂肪酸,其中C16:0(棕榈酸)、C18:1(n-9)(油酸)和C22:6(n-3)(DHA)是主要脂肪酸;蜕壳后0～6 h,单不饱和脂肪酸(MUFA)在肝胰腺中的含量显著降低(P<0.05),而饱和脂肪酸(SFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)的含量则均有不同程度的上升;6～48 h,MUFA在肝胰腺中的含量逐渐上升,PUFA的含量则与其相反;SFA在6～24 h时降低,随后升高;∑EPA+DHA在肝胰腺中的含量与∑PUFA的含量变化趋势一致。     

生物催化法合成6-氰基-（3R，5R）-二羟基己酸叔丁酯

利用E.coli BL21／pCDFDuet-gdh—cr-X共表达全细胞催化6-氰基-（5R）-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原合成6-氰基-（3R,5R）-二羟基已酸叔丁酯。结果表明：在菌体用量4．85g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1：1、温度28℃、pH7．0条件下,80．0g／L6-氰基-（5R）-羟基-3-羰基己酸叔丁酯生物还原2h后,底物转化率可达99．0％,产物d.e．值大于99．5％。在考察范围内,NADP^＋用量对催化效率无显著作用。     

伊曲康唑和羟基伊曲康唑体外抗菌活性比较

目的了解伊曲康唑和羟基伊曲康唑对临床常见深部感染真菌的体外敏感性,并对两者抗菌活性进行比较分析。方法酵母菌分离自血液和无菌体液标本,曲霉菌分离自气管插管吸取物、支气管肺泡灌洗液和保护性毛刷;酵母菌采用显色培养基和API 20C鉴定到种,曲霉菌用乳酸酚棉兰压片镜检鉴定到种;微量肉汤稀释法进行药敏试验。结果全国10家医院共收集到338株真菌,包括念珠菌281株,曲霉菌37株,新生隐球菌18株和其他酵母菌2株。伊曲康唑(ITZ)对白念珠菌、热带念珠菌、近平滑念珠菌、克柔念珠菌的敏感率分别为83.8%,70.8%,78.6%,38.5%;50%以上克柔念珠菌为剂量依赖性敏感;伊曲康唑对光滑念珠菌敏感性较差;而对于新生隐球菌、黄曲霉和烟曲霉的MIC50/MIC90分别为0.5/0.5、1/1、1/1μg/mL;羟基伊曲康唑与伊曲康唑有相似的抗菌活性。结论伊曲康唑对大部分深部感染真菌的敏感性较好,光滑念珠菌对伊曲康唑耐药株增多;伊曲康唑主要代谢产物有体外抗菌活性。     

厌氧消化酸抑制研究进展

厌氧消化工艺目前已广泛应用于各类废水的处理处置过程中,但在实际运行中,受消化条件和物料性质的影响,消化系统经常遭受由挥发性脂肪酸积累过多导致的酸抑制问题,引发产气量下降、产甲烷率降低等问题。近年来,有研究者发现,挥发性脂肪酸的种类和浓度及pH、温度是影响酸抑制的主要因素。基于此,相关研究者分别尝试了添加碱性化学药剂和微量元素及利用生物强化技术与微生物电化学技术来解除酸抑制的尝试,并都取得了不错的效果。本文综述了厌氧消化过程中酸抑制的产生过程、抑制机理及恢复方法,以期为解决厌氧消化酸抑制问题提供参考。