芍药乙烯受体PlETR1基因过表达载体的构建及烟草转化

芍药是乙烯敏感型花卉,乙烯受体感知并传导乙烯信号,在乙烯信号转导途径中发挥重要作用。芍药PlETR1基因cDNA全长序列已分离,为了鉴定芍药PlETR1基因的功能,本研究基于PlETR1基因和表达载体序列,应用Primer Premier 5.0软件设计了一对特异性PCR引物,采用RT-PCR技术扩增出了PlETR1编码区片段,进一步构建了芍药PlETR1基因过表达载体。基于优化的模式植物烟草的组培体系和筛选出的潮霉素抗性浓度,应用农杆菌介导的叶盘法开展了芍药PlETR1基因转化烟草的研究,对转基因抗性烟草植株进行了PCR检测,结果表明HPT基因和芍药PlETR1基因已导入到烟草基因组中,且芍药PlETR1基因转录表达成功,为下一步鉴定芍药PlETR1基因的功能提供科学依据。     

酵母高效克隆表达T载体pYES2-T的构建及应用

为了在酵母中高通量、高效率地对外源基因进行克隆和表达,本研究以酵母表达载体pYES2为基础,构建高效克隆表达T载体。pYES2是酿酒酵母的一种高效表达载体,在其多克隆位点处设计插入XcmⅠ-Intron-XcmⅠ片段,同时将其载体中URA3基因中原有的XcmⅠ酶切位点进行定点突变,构建出pYES2-T酿酒酵母高效表达T载体。利用XcmⅠ酶切载体pYES2-T,使其产生两个突出的T末端,一方面可以通过PCR产物加A的方式直接进行TA克隆;另一方面可在半乳糖诱导启动子的调控下,对TA克隆后的外源基因在酵母中诱导表达。利用该系统高通量地对人工合成耐盐系列基因NLEAs进行筛选,研究结果表明,该系统可以在酿酒酵母中一步式完成片段克隆及耐盐基因的筛选。本研究构建的酵母表达T载体使用方便、效率高、成本低,应用前景广阔。     

拟南芥ATGs在发育和非生物胁迫中的表达特征和功能分析

植物细胞自噬(Autophagy)是依赖于液泡来降解体内异常蛋白的重要途径,其中ATGs (Autophagyrelated genes)蛋白对该途径中的核心组分自噬体的形成至关重要。目前在模式植物拟南芥中已经鉴定到35个ATGs,它们对细胞自噬的发生和调节起到关键作用,然而全面地认知植物ATGs在生长发育和逆境中的转录表达变化尚有不足。本研究通过收集公共数据库中的转录组数据,利用生物信息学方法挖掘了拟南芥ATGs的表达信息,展示了其在47个不同发育时期或组织部位的表达聚类情况,对比分析了ATGs在植物非生物胁迫情况下的地上部分(茎)和地下部分(根)的表达差异,同时结合ATGs的启动子组分分析,阐明ATGs表达的时空变化可能的调控分子机制。本研究将为进一步探索ATGs在生长发育和非生物胁迫中的功能提供基础数据和相关依据。     

重组枯草芽孢杆菌全细胞催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷

2-O-α-D-甘油葡糖苷是一种在食品、化妆品、保健品及医药领域有着重大应用前景的高附加值产品,但国内仍未实现2-O-α-D-甘油葡糖苷的工业化生产,且鲜有关于2-O-α-D-甘油葡糖苷合成的相关报道。文中旨在开发一种利用食品安全级重组枯草芽孢杆菌全细胞催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的方法,通过构建一株异源表达肠膜明串珠菌蔗糖磷酸化酶 (Sucrose phosphorylase,SPase) 的重组枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-gtfA,并将其用作全细胞催化剂合成2-O-α-D-甘油葡糖苷,通过优化培养温度、时间及全细胞转化条件,提高其转化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的产量。结果表明,重组枯草芽孢杆菌B. subtilis 168/pMA5-gtfA在30 ℃下培养20 h,菌体裂解物酶活力最大达1.43 U/mL,并且在1 mol/L蔗糖、2.5 mol/L甘油、pH 7.0、菌体OD600为40、30 ℃下全细胞转化反应48 h,共生成2-O-α-D-甘油葡糖苷189.3 g/L,平均转化速率为15.6 mmol/(L·h),蔗糖转化率约为75.1%,是目前报道的利用重组枯草芽孢杆菌催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的最高产量,这为2-O-α-D-甘油葡糖苷的工业化生产及应用奠定了理论和实验基础。     

肝素C5异构酶的表达优化及分子改造

肝素和硫酸乙酰肝素是一类应用于临床抗凝血的糖胺聚糖。肝素葡萄糖醛酸C5异构酶(Heparosan-N-sulfate-glucuronate 5-epimerase,C5,EC 5.1.3.17) 是肝素和硫酸乙酰肝素合成过程中重要的修饰酶,催化N-硫酸化肝素前体 (N-sulfoheparosan) 的D-葡萄糖醛酸 (D-GlcA) 上5号位羧基翻转生成L-艾杜糖醛酸 (L-iduronic acid,L-IdoA)。文中以大肠杆菌Escherichia coli为宿主对斑马鱼来源的肝素葡萄糖醛酸C5异构酶基因Glce进行重组表达优化与分子改造。比较了3种不同的表达载体pET20b(+)、pET28a(+) 和pCold Ⅲ对C5表达的差异情况,其中以嗜冷启动型载体pCold Ⅲ表达酶活最高,达到(1 873.61±5.42) U/L。为了进一步提高C5的可溶表达量,在N端融合促溶标签SET2后,可溶蛋白表达量比对照提高了50%,酶活达到 (2 409.25±6.43) U/L。在此基础上,通过理性设计对底物结合口袋进行定点突变,获得最优突变体 (V153R) 的酶活和比酶活分别为 (5 804.32±5.63) U/L和(145.14±2.33) U/mg,是原始酶的2.41倍和2.28倍。肝素C5异构酶改造与表达优化为酶法催化合成肝素奠定了基础。     

蝴蝶兰PhNAC1基因序列分析及对低温胁迫的响应

为探讨NAC转录因子在蝴蝶兰低温胁迫响应中的分子调控机理,该研究以蝴蝶兰的叶片为材料,运用RT-PCR及RACE技术克隆得到一条蝴蝶兰的NAC转录因子基因完整的cDNA序列,命名为PhNAC1(GenBank登录号MF797909),并分析了其在两种低温条件下的表达模式。结果表明:PhNAC1基因cDNA序列全长1 442 bp,ORF全长942 bp,编码313个氨基酸。预测其蛋白分子量为35.22 kDa,等电点为6.95,属于稳定亲水性蛋白。二级结构预测表明,无规则卷曲和延伸链为该蛋白的主要结构元件,与三级结构预测结果基本相符。PhNAC1编码的氨基酸序列与其他已登录的兰科植物NAC蛋白进行同源序列比对,表明与小兰屿蝴蝶兰(XP_0205763790)亲缘关系较近,序列一致性达97%,其次为铁皮石斛(XP_020695081),一致性为84%。实时荧光定量PCR分析表明,PhNAC1基因在营养器官和生殖器官中均有表达,在蕊柱中的表达量最高。在11℃/6℃低温条件下,PhNAC1基因的转录表达水平在前5天随着处理时间逐渐升高,到第7天开始下降;在4℃低温条件下,PhNAC1基因的表达水平在处理0.5 h时表达量有所下降,1 h后表达量上升至对照水平,之后无明显变化,在处理24至48 h又逐渐升高,推测PhNAC1基因参与蝴蝶兰低温胁迫响应。     

血清sST2在心力衰竭诊断、预后中的应用价值

心力衰竭(心衰)的发病率正随着人口老龄化的加速而显著上升,目前仍然是一个重大的公共健康问题。尽管近年来在心衰治疗方面取得了显著成效,但患者的生存率依旧很低,预后差,确诊心衰后5年内死亡率高达50%。如果能够对心衰进行快速有效的诊断并按危险程度进行合理分层,将为临床医生制定治疗方案提供重要的参考依据。生物标志物在心衰的诊断、疗效评估及预后判断方面都具有重要的意义。心力衰竭是一种复杂的疾病,涉及多种生理病理过程。心力衰竭时,神经内分泌系统被激活,同时伴随着血容量和心室壁压力增加,心室肌细胞分泌NT-proBNP/BNP,因此,其可作为心衰诊断和预后生物标志物。然而血浆中NT-proBNP/BNP易受到年龄、性别、体型、左室肥大、心动过速、右心室过载、低氧血症、肾脏功能等诸多因素影响。sST2作为一种新型心力衰竭标志物,近年来备受关注,它不仅能够反映心肌纤维化程度并预测是否发生心室重构,且不受年龄、性别、肾功能等因素的影响,同时具有更低的参考变化值和个体指数,更适合用于连续监测和指导治疗,是评价心力衰竭的理想指标之一。文中对近年来sST2在心衰诊断和预后方面的研究进展进行总结归纳,并对其发展趋势进行展望。     

肠膜明串珠菌蔗糖磷酸化酶的酶学表征及在催化合成α-熊果苷中的应用

将来源于肠膜明串珠菌Leuconostoc mesenteroides ATCC 12291的蔗糖磷酸化酶(Sucrose phosphorylase,SPase)基因进行密码子优化后将其插入到pET-28a中构建表达载体pET-28a-spase,诱导大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)/pET-28a-spase表达制得SPase粗酶液,将重组SPase纯化后进行酶学表征。结果表明,重组SPase的比酶活为213.98 U/mg,纯化倍数为1.47倍,酶活回收率达87.80%。该酶最适温度为45℃,最适pH为6.5,该酶对蔗糖的Km为128.8 mmol/L,Vmax为2.167μmol/(mL·min),kcat为39 237.86 min-1,利用重组SPase催化氢醌合成α-熊果苷,最优条件为:氢醌添加量为40 g/L,蔗糖/氢醌的摩尔比为5:1,重组SPase 250 U/mL。在25 mmol/L的吗啉乙磺酸(MES)缓冲液(pH 7.0)中,反应温度30℃,避光反应24 h后终止反应,再用500 U/mL的糖化酶40℃处理2.5 h。α-熊果苷产量达98 g/L,氢醌的转化率接近99%。综上所述,文中克隆并研究了重组SPase,并建立了其在α-熊果苷生产中的应用。