Crystal structure and substrate-binding mode of cellulase 12A from Thermotoga maritima

Cellulases have been used in many applications to treat various carbohydrate-containing materials. Thermotoga maritima cellulase 12A (TmCel12A) belongs to the GH12 family of glycoside hydrolases. It is a β-1,4-endoglucanase that degrades cellulose molecules into smaller fragments, facilitating further utilization of the carbohydrate. Because of its hyperthermophilic nature, the enzyme is especially suitable for industrial applications. Here the crystal structure of TmCel12A was determined by using an active-site mutant E134C and its mercury-containing derivatives. It adopts a β-jellyroll protein fold typical of the GH12-family enzymes, with two curved β-sheets A and B and a central active-site cleft. Structural comparison with other GH12 enzymes shows significant differences, as found in two longer and highly twisted β-strands B8 and B9 and several loops. A unique Loop A3-B3 that contains Arg60 and Tyr61 stabilizes the substrate by hydrogen bonding and stacking, as observed in the complex crystals with cellotetraose and cellobiose. The high-resolution structures allow clear elucidation of the network of interactions between the enzyme and its substrate. The sugar residues bound to the enzyme appear to be more ordered in the -2 and -1 subsites than in the +1, +2 and -3 subsites. In the E134C crystals the bound -1 sugar at the cleavage site consistently show the α-anomeric configuration, implicating an intermediate-like structure.     

Discovery of 5-(arenethynyl) hetero-monocyclic derivatives as potent inhibitors of BCR-ABL including the T315I gatekeeper mutant

Ponatinib (AP24534) was previously identified as a pan-BCR-ABL inhibitor that potently inhibits the T315I gatekeeper mutant, and has advanced into clinical development for the treatment of refractory or resistant CML. In this study, we explored a novel series of five and six membered monocycles as alternate hinge-binding templates to replace the 6,5-fused imidazopyridazine core of ponatinib. Like ponatinib, these monocycles are tethered to pendant toluanilides via an ethynyl linker. Several compounds in this series displayed excellent in vitro potency against both native BCR-ABL and the T315I mutant. Notably, a subset of inhibitors exhibited desirable PK and were orally active in a mouse model of T315I-driven CML.     

中国石灰岩专性凤仙花叶表皮特征及其分类学意义

通过光学显微镜和扫描电镜技术对中国产的8种凤仙花科植物叶表皮微形态特征进行了实验研究,其中6种产于石灰岩地区,另外2种作为对照.结果表明,中国石灰岩地区的6种凤仙花的叶表皮微形态上、下表皮差异明显,上表皮细胞为不规则形和多边形,一般不具气孔器;下表皮细胞均为不规则形,均具气孔器,气孔器多为不等型.上、下表皮细胞形状、垂...     

光质对烟叶光合特性、类胡萝卜素和表面提取物含量的影响

以烤烟云烟87为材料,在烟株团棵期和打顶期用透光率相近的有色薄膜分别对其进行遮光处理直到采收结束,研究光质对烟叶光合特性、类胡萝卜素和表面提取物含量的影响.结果表明:烟叶生育前期各光质的整体光合性能依次为红光＞自然光＞白光＞蓝光＞黄光,后期蓝光的作用逐渐凸显.烤后烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量之间呈极显著正相关,且β-胡萝卜素含量明显高于叶黄素含量.团棵期增加红光,打顶期补充蓝光,有利于提高烤后烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量.光质对腺毛分泌物中的β-西柏三烯二醇影响最大,对降茄二酮影响最小.烷烃类蜡质成分中的三十一烷、三十三烷和异三十三烷含量受光质影响较大,异三十二烷和二十九烷含量受光质影响较小.相对于腺毛分泌物和烷烃类蜡质而言,光质对新植二烯影响较小.黄膜处理烤后烟叶的腺毛分泌物及其降解产物总量最高,光质对新植二烯和烷烃类蜡质含量的影响存在多种变化.红光和蓝光对烟叶表面提取物的影响效应主要表现在烟株生长前期,黄光和白光的影响效应主要体现在烟株生长后期.烟株生长前期增加红光比例,有利于增加烤后烟叶新植二烯和烷烃类蜡质成分积累;烟株生长后期补充黄光光质有助于提高烤后烟叶腺毛分泌物含量和表面提取物总量.     

北京市绿化树种紫玉兰的蒸腾特征及其影响因素

加快的城市绿化,尤其是干旱和半干旱的温带和热带地区,对水的大量需求给未来水资源的合理利用提出了严峻挑战。了解紫玉兰蒸腾特征及环境和生物因子对蒸腾的调控有助于城市绿化树种的选择和养护。2008.5－2009.5于北京市中心教学植物园内利用热消散技术研究不同时间尺度上15年生紫玉兰（Magnolia liliflora）的耗水特征,环境因子同步监测。本研究分析了紫玉兰小时、日、月和季节尺度上的蒸腾特征。日尺度上,春夏季节紫玉兰树干液流速率呈双峰型曲线,蒸腾午休现象明显;秋季树干液流速率呈单峰型曲线,液流启动时间延后而结束时间提前;冬季树干液流速率日变化格局不明显,夜间液流速率高于白天液流速率。年内尺度上,按月份,从3月开始上升,5月达到峰值后略有下降,9月开始显著降低;按季节,春季>夏季>秋季>冬季;按物候期,从发芽到开花展叶阶段,整树耗水迅速增加,叶速生期达到最大值,休眠期整树耗水显著降低。值得注意的是：紫玉兰蒸腾午休现象明显;春季耗水型树种。一天之中总辐射和水汽压亏缺是影响紫玉兰整树耗水的主要因子;加上大气温度是日尺度和月尺度上影响紫玉兰耗水的关键因子;叶面积指数在开花展叶期是影响紫玉兰耗水的关键因子。由于城市中的适时灌溉和研究期间降水充足,土壤水分对紫玉兰的耗水几乎没有影响。     

荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性

光照是影响植物生长和分布的重要环境因子。对生长在野外5种不同光环境下(林外、阔叶林林缘、阔叶林林下、针叶林林窗和针叶林林下)的荆条的叶片进行取样研究,通过对光合作用光响应曲线、叶绿素荧光、叶绿素含量、叶片氮磷含量以及叶片形态的测量,来反映荆条对不同光环境的表型可塑性。研究结果表明,荆条叶片对于野外不同的光环境具有很好的适应机制,叶片功能性状受到结构性状的调节。低光下通过高的比叶面积(SLA)、单位质量叶绿素含量、光系统II最大量子产量,低的暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点、叶绿素a,b的比值来提高对光能的利用效率,维持生长;高光下则通过与SLA有关的叶片结构的变化对光合作用进行调节。大多数的叶性状只受到日光照总量的影响,SLA的大小与日最高光强有关,可以对不同日变化模式的光照做出迅速的响应,是适应不同光照的敏感指标。尽管光照是不同光环境下影响荆条叶性状的主要环境因子,土壤养分含量同样会对叶性状产生影响,高土壤养分下的高叶长与叶柄长的比值体现了植物对资源获取和支撑结构之间分配的权衡。     

神农架海拔梯度上4种典型森林的乔木叶片功能性状特征

研究植物群落叶片功能性状沿环境梯度的变化可以更好地认识群落对环境的适应机制,海拔梯度在较小的空间范围内浓缩了不同的群落类型和环境梯度,是研究和理解群落与环境关系的理想场所。以神农架海拔梯度上4种典型森林为研究对象,分析了4种典型森林优势乔木树种的LMA、LDMC、N_area、N_mass、叶片厚度及叶片叶绿素含量等主要叶片功能性状随海拔的变化规律及各功能性状之间的相关性,以期从叶片功能性状角度揭示群落适应环境的机制。研究结果表明:在780-1970 m范围内,神农架海拔梯度上典型森林乔木优势种叶片的、N_area和叶片厚度随海拔升高而下降,而海拔2570 m的亚高山针叶林的LMA、N_area和叶片厚度最高,分别为187.37 g/cm²、1.92 g/m²和385.31 um,且针叶林的LMA是常绿阔叶林的2倍、落叶阔叶林的3.7倍;除常绿落叶阔叶混交林的N_mass小于落叶阔叶林外,N_mass随海拔升高(780-2570 m)而下降;海拔最高(2570 m)的针叶林和海拔最低(780 m)的常绿阔叶林的LDMC和叶绿素含量最高,分别为454.93 g/kg、407.64 g/kg和48.84、44.12;而海拔介于二者之间的常绿落叶阔叶混交林和落叶阔叶林的LDMC和叶绿素含量则最低,分别为338.93 g/kg、337.3 g/kg和38.73、38.19。叶片各功能性状之间存在着显著的相关性:叶片厚度与LMA/LDMC及LMA显著正相关。叶片叶绿素含量与N_area显著正相关。LMA与LDMC、N_area、叶片厚度、叶绿素含量显著正相关,LDMC与N_area、叶绿素含量、叶片厚度显著正相关,N_area与叶片厚度、叶绿素含量显著正相关,叶片厚度、叶绿素含量显著正相关。本研究进一步表明,随着海拔梯度上升环境条件的变化,森林群落不同物种功能性状间的相互作用共同决定着森林群落对环境的适应性。     

‘金星无核’葡萄短节间突变体的遗传变异和内源激素水平分析

以秋水仙素处理‘金星无核’葡萄获得的短节间突变体植株‘3-2D-05’和‘金星无核’植株新抽枝梢嫩叶、梢尖和茎段为材料,利用高效液相色谱(HPLC)法测定了新抽枝梢不同部位内源GA3、IAA及ABA的含量及比值差异;采用细胞流式仪分析两种材料叶细胞染色体倍性,并通过RAPD和SSR两种标记对两种植株进行分子鉴定,以明确...     

逆境下拟南芥野生型和突变体sex1游离态水杨酸含量及根形态差异

以拟南芥野生型(WT)和突变体sex1为材料,采用HPLC、显微观察等方法,研究了WT在10个不同生长期时游离态水杨酸(SA)含量的变化,比较了在丁香假单胞菌番茄致病变种(Pst.DC3000)、H2O2、甲基紫精(MV)和SA处理环境下WT和sex1中游离态SA含量及幼苗根形态的差异.结果表明:在花序继续开放期(6.30、6.50)以及长角果出现期(8.0),WT中游离态SA含量处在更低水平;2 mmol·L-1 SA处理能够极显著提高WT和突变体sex1中游离态SA的积累,且突变体sex1中游离态SA水平增加更明显,是其他处理游离态SA水平的10倍左右;在MV和H2O2处理下,WT和sex1主根生长受抑制的程度没有明显差异,而突变体sex1幼苗的根毛在低浓度MV环境中比WT更长但密度差异不明显,且WT和sex1根毛在低浓度H2O2环境中差异情况与对照组相似,但外源SA处理使WT和突变体sex1的主根生长均受到明显的抑制,两者的根毛密度随SA增加逐渐降低甚至消失,且突变体sex1比WT受到的抑制作用更明显.研究发现:拟南芥的开花和结果过程与SA依赖途径有一定关系;外源添加SA比Pst.DC3000、H2O2和MV处理更能直接促使拟南芥突变体sex1产生更多的游离态SA;突变体sex1根的生长发育比WT更易受到生长环境条件的影响,且sex1根形态的生长存在一定的SA浓度依赖模式.