重组人源性脂联素球状结构的表达、纯化与活性检测

目的:利用基因工程方法构建人源性脂联素球状结构(gAd)基因的高效原核表达体系,并对重组蛋白进行诱导表达、纯化、鉴定及活性检测.方法:从正常人脂肪组织里面提取总RNA,反转录合成cDNA,经PCR扩增、酶切后连入pET-22b(+)载体构建重组质粒pET-22b(+)-gAd,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞.经诱导剂诱导后目的蛋白以包涵体形式产生,采用强碱促溶包涵体并用丙酮沉淀蛋白的方法进行复性和纯化,得到高纯度的人源性gAd.运用SDS-PAGE、Western blotting对重组蛋白进行鉴定,通过对蛋白激酶(AMPK)的磷酸化水平和对小鼠的心肌缺血再灌注损伤的保护作用来检测纯化蛋白的生物学活性.结果:成功构建了原核表达载体pET-22b(+)-gAd,实现了人源性gAd在原核细胞中的表达,并对形成的包涵体变性、复性和纯化,纯化出的蛋白经过SDS-PAGE和Western分析证实为gAd;通过对AMPK的磷酸化水平的检测和对小鼠的心肌缺血再灌注损伤的保护作用证明纯化出的gAd具有高生物学活性.结论:成功构建、表达和纯化了无标签、高生物学活性的人源性脂联素球状结构(gAd),为其进一步的理论研究、生产开发奠定了基础.     

5-脂氧合酶（5-LOX）及代谢产物在异氟醚预处理脑保护作用中的研究进展

缺血性脑血管疾病（Ischemia Cerebral Vascular Disease,ICVD）可造成不同程度的神经功能障碍,以其高发病率、高致残率、高复发率、高死亡率严重威胁着人们的身体健康。而脑组织缺血后再灌注损伤即脑缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury）是脑缺血性疾病的最主要的损伤原因之一,因此阐明脑缺血再灌注损伤发生发展的病理生理机制、探寻有效的预防保护措施成为当今研究的重点问题。本文回顾、归纳脑缺血再灌注损伤的相关分子机制及异氟醚预处理对脑缺血再灌注损伤的保护作用,分析5-脂氧合酶及其代谢产物在脑缺血再灌注损伤中的作用及其与其他分子的相互关系,旨在探讨5-脂氧合酶及其代谢产物在异氟醚预处理保护脑缺血再灌注损伤中可能起到的作用。为脑缺血再灌注损伤的防治提供更多的理论依据。     

敲除Nrf2促进高脂饮食诱导小鼠肝脏NF-kB的活化

目的：氧化应激和炎症反应是NASH进展的关键因素,同时二者之间存在着密切关系,而转录因子Nrf2和NF-kB分别是氧化应激和炎症信号通路的关键调控靶点,因此,研究Nrf2对高脂饮食诱导小鼠肝脏NF-kB信号通路的影响,对探讨NASH进展具有重要的意义。方法：雄性野生型（WT）和Nrf2基因敲除（Nrf2-/-）ICR小鼠各10只,随机分为WT对照组（Control）、Nrf2-/-对照组（KO）、WT高脂饮食组（HFD）和Nrf2-/-高脂饮食组（KOHFD）（n=5）。喂养8周后,观察肝脏光镜下改变,检测肝脏GSH、MDA、TNFα和IL-6水平。Western-Blot检测肝脏NF-kB蛋白表达水平,观察敲除Nrf2对肝脏NF-kB活性作用的影响。结果：1.光镜下观察,Control组与KO组小鼠肝脏结构无明显变化,HFD组小鼠肝脏呈现大片脂肪沉积和炎症细胞浸润,KOHFD组小鼠肝脏则呈现明显的大泡性变性,且炎症细胞浸润较HFD组明显加重;2.与Control组相比,KO组小鼠肝脏MDA轻度升高,GSH轻度降低,但无明显差异,而HFD组和KOHFD组小鼠肝脏MDA显著升高（P〈0.05）,GSH显著降低（P〈0.05）,且KOHFD组MDA明显高于HFD组（P〈0.05）,GSH明显低于HFD组（P〈0.05）。3.ELISA结果显示,与Control组相比,KO组小鼠肝脏TNFα和IL-6分泌轻度增加,而HFD组和KOHFD组小鼠肝脏TNFα与IL-6水平显著升高（P〈0.05）,且KOHFD组小鼠肝脏TNFα与IL-6显著高于HFD组（P〈0.05）;4.Western-Blot结果显示,Control组和KO组之间无明显差异,而KOHFD组和HFD组小鼠肝脏胞核NF-kB蛋白表达水平显著升高,且KOHFD组高于HFD组。结论：敲除Nrf2可以显著加重高脂饮食诱导的小鼠肝脏氧化应激水平,进而促进NF-kB的活化,从而为通过以Nrf2为靶点治疗NASH提供重要的实验依据。     

亚硫酸盐甘蔗渣浆酶解液发酵制备乙醇

以亚硫酸盐甘蔗渣浆酶解液作为原料,利用C. shehatae发酵制取燃料乙醇。结果表明：还原糖最适初始质量浓度为葡萄糖140 g/L、木糖60 g/L、酶解液总糖80 g/L。利用初始葡萄糖55.06 g/L、木糖11.18 g/L、纤维二糖4.51 g/L的亚硫酸盐甘蔗渣浆酶解液发酵,经18 h获得乙醇22.98 g/L。乙醇得率为67.23%,葡萄糖利用率为99.27%,木糖利用率为32.96%,C. shehatae适合作为蔗渣为原料的乙醇发酵菌株。     

解脂耶罗维亚酵母工程菌合成超长链脂肪酸及温度的影响

[背景]解脂耶罗维亚酵母属于产油微生物,大量研究表明该酵母能够高产长链脂肪酸和油脂,但是应用该酵母合成超长链脂肪酸仍待研究。[目的]工程化解脂耶罗维亚酵母合成高值超长链脂肪酸,并研究温度对脂肪酸合成的影响。[方法]合成密码子优化的拟南芥(Arabidopsis thaliana)延长酶基因AtFAE1、非洲芥菜(Brassica tournefortii)延长酶基因BtFAE1和碎米芥属植物Cardamine graeca的延长酶基因CgKCS,分别构建质粒pYLEX1-AtFAE1、pYLEX1-BtFAE1、pYLEX1-CgKCS和pYLEX1-AtFAE1-BtFAE1-CgKCS。以解脂耶罗维亚酵母菌株Po1g为宿主,通过化学法分别转化上述4个质粒,获得工程菌Po1g-AtFAE1、Po1g-BtFAE1、Po1g-CgKCS和Po1g-AtFAE1-BtFAE1-CgKCS,比较评价超长链脂肪酸的合成。在此基础上,过表达内源二酯酰甘油酰基转移酶基因DGAT1(diacylglycerol acyltransferase)提高产油量,并研究温度对生物量、产油、脂肪酸组成的影响。[结果]在解脂耶罗维亚酵母中3个延长酶的延长能力明显不同,AtFAE1主要催化C20:1脂肪酸的合成,BtFAE1更有利于芥酸(C22:1)的合成,而CgKCS能够催化合成神经酸(C24:1),但是三者共表达并未提高神经酸产量。在表达CgKCS基因的菌株中过表达DGAT1基因,细胞油脂含量提高50%。温度实验表明,低温有利于解脂耶罗维亚酵母合成不饱和脂肪酸,反之,高温利于其合成饱和脂肪酸。[结论]脂肪酸延长酶基因CgKCS可直接催化C18:1脂肪酸合成C24:1的超长链脂肪酸,并且通过优化培养温度可提高不饱和脂肪酸的合成。本研究为构建超长链脂肪酸细胞工厂以及发酵优化提供理论和技术参考。     

基于非数据依赖的鞘脂菌蛋白质组学分析方法的建立

【背景】鞘脂菌是一类可高效降解以菲为代表的多环芳烃有机污染物的菌株,其在环境污染治理及生物技术领域具有广阔的应用前景。【目的】为了优化测试方法,获得更完整的鞘脂菌Sphingobium yanoikuyae SJTF-8在菲胁迫下表达差异的蛋白。【方法】利用数据依赖型及数据非依赖型两种蛋白质组学数据采集方法,比较了鞘脂菌SJTF-8在菲胁迫下蛋白质水平的表达变化。【结果】两种技术方法下共得到580个表达差异蛋白,这些蛋白在细胞代谢、转运和调控等方面发挥一定功能。【结论】数据非依赖性采集(data-independent acquisition,DIA)技术在重复性以及低丰度蛋白的检测上明显好于数据依赖型采集(datadependentacquisition,DDA)技术,因此,DIA在实际可用的表达差异蛋白检出方面具备明显优势,为发现菲胁迫下细胞诱导表达的低丰度调控蛋白提供帮助。     

烟草二脂酰甘油酰基转移酶基因(NtDGAT2)的克隆与功能分析

二脂酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase,DGAT2)是植物储存油脂生物合成过程中的关键酶,对种子储存油脂累积具有重要的生理作用。本文采用电子克隆与实验相结合的方法,从烟草种子cDNA中克隆到DGAT2基因的开放阅读框序列,命名为NtDGAT2(GenBank登录号JX843807),其序列长999bp,编码332个氨基酸。多序列比对和进化分析表明该基因编码蛋白与其他植物DGAT2具有较高相似性和典型的DGAT2结构域。利用Real-time PCR定量表达分析显示Nt-DGAT2在烟草种子、花、茎、叶和根里面都有表达,且在发育中的种子和花的发育过程大量表达。酵母互补实验证实该基因编码蛋白具有DGAT酶活性。     

限制性酶切片段遗传分析例解

DNA分子经过限制酶作用后,可产生特异性的酶解片段,这些片段可用凝胶电泳法进行分离、鉴别。借助于一道系谱题中的电泳分析图和2012年江苏高考生物学试卷第32题的前3问,就性染色体在两性中的不同而导致限制性酶切片段的差异进行了遗传分析与例题讲解,从而为高中生物学“伴性遗传”和“基因工程”中基因的定位和基因分离、DNA分子碱基序列分析等知识提供较好的教学参考。     

南美斑潜蝇为害对黄瓜体内4种防御酶活性的影响

植物对昆虫取食产生的防御反应,在昆虫与植物相互作用关系中起着重要的作用。为明确南美斑潜蝇Liriomyza huidobrensis(Blanchard)取食与植物防御之间的作用关系,本文分别测定了南美斑潜蝇幼虫持续为害1、3、5、7及9d后黄瓜叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果表明：在南美斑潜蝇幼虫持续取食下,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性显著上升;PAL、PPO和POD等3种酶活性随受害程度的加重而上升幅度加大,即重度受害>轻度受害>系统对照>健康对照,而SOD活性变化没有规律。在系统对照黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第5、1、5和5d;在轻度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第5、9、5和9d;在重度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第7、7、5和5d。黄瓜叶片受害后,POD和PPO活性上升幅度较大,PAL和SOD活性上升幅度较小,说明POD和PPO对取食胁迫响应比PAL和SOD更灵敏。