植物萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的橡胶、烟草、辣椒、穿心莲等植物的萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、信号肽、跨膜拓朴结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构、分子系统进化关系等进行预测和推断。结果表明该类酶基因的全长包括5′、3′非翻译区和一个开放阅读框,无信号肽,是一个跨膜的亲水性蛋白,包括两个功能HMG-CoA结合motif及两个功能NADPH结合motif,α-螺旋和不规则盘绕是蛋白质二级结构最大量的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,蛋白质的功能域在空间布局上折叠成“V”形,“V”形的两臂由螺旋状的N结构域和S结构域构成,中间部分由L结构域构成。     

两个水稻GDP-甘露糖-3’，5＇-异构酶基因特征及表达模式的研究

GDP-甘露糖-3’,5’-异构酶（GME）可以催化GDP-甘露糖转化为左旋GDP-半乳糖,该反应对于高等植物体内抗坏血酸的合成是非常重要的．但目前在分子水平上还没有对GME基因进行研究的报道．通过逆转录PCR（RT-RCR）技术从水稻成熟叶片中克隆到两个GME基因的cDNA序列,并与其他植物物种中的GMEs进行比对,结果显示,GME基因在所有植物物种中高度保守,尽管进化树分析表明单子叶植物GMEs和双子叶植物GMEs在进化上相互独立．同时,分析这两个水稻GME基因的剪切模式揭示了二者也存在高度相似性．采用半定量RT-PCR技术对两个GME基因在不同组织和不同胁迫条件下的表达模式进行研究表明,OsGME1基因在冷胁迫条件下表达水平上调,这和先前水稻冷胁迫蛋白质组学研究的结果是一致的．而OsGME2和OsGME1基因在用赤霉素处理条件下表达水平均下调,暗示赤霉素可能通过调节GME基因的表达来调控植物体内的抗坏血酸合成．     

合成生物学研究有助于发展先进生物制造——访清华大学生命科学学院陈国强教授

《生物产业技术》：您认为目前合成生物学研究面临的主要挑战是什么？ 陈国强：我认为,目前合成生物学面临的第一个挑战是如何廉价地合成大量的DNA。现在大量地合成DNA成本还比较高,一个碱基对大约花费1～2元,DNA越长,合成的费用越高,难度也就越大。     

不同诱导子诱导虎杖愈伤组织白藜芦醇的生物合成

目的:研究不同胁迫条件对虎杖叶愈伤组织白藜芦醇含量的影响。方法:分别采用低温、热休克、紫外辐射、高盐、真菌诱激子、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MJ)处理虎杖叶愈伤组织,HPLC测定其中白藜芦醇的含量。结果:经过低温、紫外辐射、真菌诱激子、SA处理,白藜芦醇含量分别提高38%、20%、24%和18%(P<0.01),而热休克、NaCl高盐和MJ处理后,白藜芦醇含量与对照无显著差异(P>0.05)。结论:适当的胁迫条件能促进虎杖叶愈伤组织中白藜芦醇的合成。     

Wnt5a抑制Wnt3a促黑素细胞黑素生成的作用探究

目的：研究WntSa对Wnt3a处理过的melan—a细胞分泌黑色素的影响。方法：体外培养黑色素细胞（melan-a细胞）,分别进行GFP、Wnt3a、Wnt3a＋WntSa处理,比较细胞的突起,酪氨酸酶的活性以及黑素合成相关基因（TYR、TRP2、MITF）表达情况。结果：Wnt3a促进黑色素细胞突起的生长和TYR、TRP2、MITF的表达,而Wnt5a逆转了Wnt3a对黑色素细胞的作用。结论：Wnt5a抑制Wnt3a促黑素细胞黑素生成的作用,表明在melan．a黑素细胞中Wnt5a可有效抑制wnt经典通路。     

抗肿瘤药物帕玛度胺类似物的合成

目的：设计并合成抗肿瘤药物帕玛度胺的3位N取代的新型类似物。方法：从3-硝基邻苯二甲酸（2）和N-（叔丁氧羰基）．L-谷氨酰胺（4）出发,经过六步反应得到目标化合物。3-硝基邻苯二甲酸（2）经脱水制得3-硝基邻苯二甲酸酐（3）。用N-（叔丁氧羰基）-L-谷氨酰胺（4）经闭环、脱保护制得3-氨基-2,6-哌啶二酮三氟乙酸盐（6）。4与6经缩合、钯碳催化氢化制得免疫调节剂Pomalidomide（8）,（8）经过酰化得到3-乙酰氨基-N-（2,6-二氧代-3-哌啶基）邻苯二甲酰亚胺（1）。以（4）计总收率约34．9％。结果：得到3-乙酰氨基-N-（2,6-二氧代-3-哌啶基）-邻苯二甲酰亚胺（1）,应用于细胞活性测试。结论：改进了帕玛度胺的合成工艺,得到了3位N乙酰化的新型帕玛度胺类似物（1）,初步研究显示（1）的生物活性与帕玛度胺接近。     

昆虫性信息素生物合成系统脱饱和酶与进化基因组学

多基因家族在进化过程中曾经历了不同程度的基因复制和缺失,并由此导致一些基因在漫长的进化年代中得以存在和表达,而另一些只是在特定时期内短暂出现,之后或者逐渐消失或者沉默进而失去其生物学功能,同时新的基因在复制过程中不断产生。这一现象被称作“产生与死亡演化”(birth-and-death evolution),对于产生新的遗传系统和复杂表型特征具有重要作用。昆虫性信息素生物合成系统脱饱和酶多基因家族的进化过程就是这方面一个典型的例证。     

植物萜类合酶研究进展

随着植物中许多有价值的萜类化合物被发现和应用于人类生活 ,萜类生物合成途径的研究倍受重视。萜类合酶催化单萜、倍半萜和二萜生物合成 ,即分别催化GPP、FPP和GGPP形成单萜、倍半萜和二萜。本文叙述了近年来在植物萜类合酶催化机理、克隆策略和萜类生物工程的研究进展     

利用合成生物学技术深入挖掘放线菌中活性次级代谢产物

放线菌是一类能够产生丰富生物小分子药物的微生物, 对人类的健康事业做出了杰出的贡献。但近几十年来, 来源于微生物并最终上市的药物越来越少, 而病原菌的抗药性问题却越发严重, 人们对新药的期待越来越迫切。本文介绍了近十年里发展迅速的合成生物学对微生物次级代谢产物研发的促进作用。合成生物学以工程化的思想对生命系统进行设计与改造, 使传统方法难以获取的放线菌次级代谢产物通过外源宿主得以产生, 充分利用了自然界的资源; 此外, 对次级代谢基因簇的合理设计和对生物元件的应用不仅使人们获得了自然界中原本不存在的新化合物, 还能使某些具有广泛应用价值药物的产量得以显著提高; 最后, 本文还介绍了合成生物学领域近些年DNA组装的新技术和新方法, 为从事次级代谢产物研发的工作者提供便利。