昆虫精氨酸激酶的研究进展

精氨酸激酶(arginine kinase,AK)是广泛分布于无脊椎动物组织内的磷酸原激酶,在能量代谢方面起着关键性作用,与昆虫和其他无脊椎动物的一系列重要生命活动密切相关。本文从组织化学和结构特点、cDNA序列特征和表达、生理学和生物学功能3个方面概述了昆虫精氨酸激酶的研究进展,探讨了未来的主要研究领域。     

钝齿棒杆菌argR基因缺失株构建及其缺失对精氨酸生物合成途径相关基因转录水平的影响

[目的]钝齿棒杆菌AS 1.542中argR基因编码的蛋白ArgR在精氨酸生物合成途径中扮演负调控的角色,但其对相关基因在转录水平的影响还未见报道.因此,本课题组构建了钝齿棒杆菌argR基因缺失株,并在转录水平上比较野生株与缺失株精氨酸生物合成途径相关基因的变化.[方法]采用无痕敲除的方法构建了钝齿棒杆菌argR基因缺失株,并采用荧光定量PCR方法分析缺失株和野生株精氨酸生物合成途径相关基因在转录水平的变化.[结果]利用pK18mobsacB质粒中蔗糖致死基因sacB反向筛选标记及PCR方法成功筛选到钝齿棒杆菌argR基因缺失株;荧光定量PCR结果表明,argR基因缺失株精氨酸生物合成途径中相关基因在转录水平获得大量提高,平均约上调162.13倍.[结论]钝齿棒杆菌精氨酸生物合成途径的相关基因受负调控蛋白ArgR的显著调控,但其基因的敲除并没有引起精氨酸产量发生明显的变化.     

硝基还原酶结构域蛋白1在大鼠睾丸组织中特异性高表达在人类睾丸癌中表达下调

通过克隆分离鉴定得到大鼠硝基还原酶结构域蛋白1(rNOR1),发现rNOR1 cDNA含有1 418 个碱基,编码含379个氨基酸残基的rNOR1蛋白．rNOR1与人类NOR1 (hNOR1)和小鼠NOR1 (mNOR1)的同源性分别为89% 和93%,这三种同源蛋白都含有OSCP1家族的保守结构域．rNOR1基因在大鼠睾丸中选择性高表达,而且与之同源的人类hNOR1也选择性高表达于睾丸中．通过免疫组化检测人类不同睾丸癌中的hNOR1蛋白表达,发现hNOR1蛋白在非癌变睾丸组织和胚胎性癌组织中高表达,而在精原细胞癌和分化型非精原细胞癌(畸胎瘤,卵黄囊瘤)中低表达．这些数据表明,hNOR1可能是一种睾丸选择性表达基因,睾丸癌hNOR1表达的改变或许可以帮助我们阐明hNOR1蛋白在生殖细胞系肿瘤发生中的功能．     

arcA基因提高大肠杆菌对有机溶剂的耐受性

【目的】将来源于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida JUCT1)的基因arc A(编码精氨酸脱亚胺酶)整合到Escherichia coli JM109(DE3)基因组中,以提高该菌对有机溶剂的耐受性。【方法】以P.putida JUCT1的基因组为模板扩增基因arc A,并与p ET-20b(+)连接后导入E.coli JM109(DE3)中,验证该基因提高E.coli JM109(DE3)对有机溶剂的耐受性。利用Red同源重组的方法将arc A整合到E.coli JM109(DE3)基因组中。【结果】E.coli JM109(DE3)/p ET-20b(+)-arc A在添加了2.0%(体积比)环己烷、0.1%(体积比)甲苯、4.0%(体积比)萘烷和0.1%(体积比)丁醇的培养基中培养8 h后,其OD660由初始的0.2分别上升到0.8、0.9、1.8和1.3。将arc A成功整合到E.coli JM109(DE3)基因组中,获得了具有较好遗传稳定性的溶剂耐受E.coli JM109(DE3)宿主菌株。【结论】外源基因arc A能提高大肠杆菌菌株的有机溶剂耐受性,为工业化应用中耐溶剂微生物菌株的构建提供了实验依据和理论基础。     

柱前衍生反相高效液相色谱法测定绞股蓝茶叶中17种游离氨基酸含量

建立2,4-二硝基氟苯柱前衍生化-反相高效液相色谱法测定绞股蓝茶叶中17种游离氨基酸的含量。以Phenomenex Gemini NX C18(4.6mm×250mm,5μm)为分析柱,采用梯度洗脱,流动相A为0.05mol·L-1乙酸钠(pH=6.4,含0.1%N,N-二甲基甲酰胺),流动相B为乙腈-水(1∶1,v/v),检测波长为360nm,柱温35℃;经方法学考察,该方法具有良好的稳定性和重现性。测定结果表明,绞股蓝茶叶中17种游离氨基酸总量为39.79mg·g-1,其中人体必需氨基酸占游离氨基酸总量的36.57%。从氨基酸含量考虑,绞股蓝茶叶具备一定的开发利用价值。     

饲料精氨酸水平对斜带石斑鱼幼鱼生长和肠道形态的影响

正精氨酸作为一种鱼类生长发育所必需的碱性氨基酸,是机体合成蛋白质的重要成分[1],对肠细胞的增殖分化和维持细胞形态结构具有重要的保护作用[2]。对陆生动物如羊[2]、仔猪[3,4]和鼠[5]等的研究表明,日粮中添加精氨酸能显著提高肠道绒毛高度和隐窝深度,从而提高肠道消化吸收能力。目前,在鱼类的相关研究中,Cheng等[6]报道在饲料中添加精氨酸或谷氨酰胺能显著提高杂交条纹鲈(Motone chrysopsxMorone,saxatilis)和美国红鱼(Sciaenops ocellatus)[7]前肠和中肠的皱襞和微绒毛高度,增大肠道吸收面积。肠道是动物吸收利用精氨酸的     

脑血管内皮细胞Prmt5在脑血管发育过程中的表达及其下游靶分子

目的:研究内皮细胞中蛋白精氨酸甲基转移酶5(PRMT5)在脑血管发育及血脑屏障建成的关键时期的表达变化及其潜在下游靶分子。方法:原位观察PRMT5在小鼠不同发育时期脑血管内皮上的分布;流式分选获得原代脑血管内皮,利用real-time PCR分析Prmt5的表达;体外培养小鼠内皮细胞敲降Prmt5后,利用Western印迹、real-time PCR、ChIP等方法检测其对经典下游分子的影响。结果:PRMT5在胚胎期各时间点的脑血管内皮细胞质均有表达,小鼠出生后主要表达在脑血管内皮细胞核,在胚胎期18.5 d时表达量显著升高;小鼠脑血管内皮细胞体外细胞系中基因敲降Prmt5后,其经典对称甲基化组蛋白产物H4R3me2s及H3R2me2s均明显下降,Bmp4表达显著上调;免疫共沉淀实验提示Bmp4启动子区域组蛋白具有H3R2me2s修饰,Prmt5基因敲降后,该组蛋白修饰显著减少。结论:脑血管发育过程中PRMT5在脑血管内皮细胞中表达的位置和水平均发生变化,脑血管内皮细胞中PRMT5可以调节H4R3和H3R2对称二甲基化水平,Bmp4启动子区域组蛋白具有H3R2me2s修饰,且PRMT5可以抑制Bmp4表达。     

蜂胶乙醇提取物(EEP)对豚鼠胸主动脉的舒张作用

目的:探讨蜂胶水提物(WEP)和乙醇提物(EEP)的血管舒张作用。方法:以离体豚鼠胸主动脉环为材料,采用离体实验方法记录血管收缩张力。结果:对于PE(PE,1μM)和KC1(60mM)预收缩的主动脉环,EEP可以剂量依赖地使其舒张。去除内皮后舒张作用减弱,所以这种作用是内皮依赖性的;使用NO合酶抑制剂N-硝基-L-精氨酸(L-NNA,10μM)、鸟苷酸环化酶抑制剂(methylene blue,10μM)或者前列腺素合成酶抑制剂(indomethacin,10μM)预处理,血管舒张作用也减弱。这提示EEP的作用可能与血管内皮释放的一氧化氮和前列腺素有关;K~ 通道通用抑制剂TEA(tetraethylammonium chloride,1 mM)的处理对EEP的舒血管作用没有影响,显示EEP对豚鼠动脉环的舒张作用与K~ 通道无关;另外,EEP能使CaCl_2的量效曲线下移,说明EEP可以抑制细胞外Ca~(2 )的内流,同时EEP还可以抑制细胞内Ca~(2 )的释放。结论:蜂胶乙醇提取物EEP能剂量依赖地引起离体豚鼠动脉环舒张。这种舒张作用与K~ 通道无关,但受内皮NO-鸟苷酸环化酶途径和前列腺素调控,最终通过降低细胞内Ca~(2 )的浓度舒张血管。     

厚壳贻贝鸟氨酸-尿素循环中的关键代谢物及基因分析

鸟氨酸-尿素循环(OUC)是生物新陈代谢过程中的重要循环过程,但在贝类中尚缺乏相关研究。为此,以厚壳贻贝为研究对象,分别采用氨基酸分析仪和荧光定量PCR研究了其外套膜和后闭壳肌组织中的鸟氨酸-尿素循环途径的主要代谢物和关键基因的含量及其表达量;进一步测试了在精氨酸注射条件下,各主要代谢物和关键基因的含量及表达量变化,以及¹³C标记尿素注射贻贝后,其贝壳中δ¹³C比值(¹³C/¹²C)变化。结果表明,厚壳贻贝外套膜和后闭壳肌均含有较高浓度的尿素;精氨酸注射导致其两种组织中尿素浓度显著上升(P<0.01),以及瓜氨酸浓度显著下降(P<0.01),但鸟氨酸浓度维持相对稳定的水平。精氨酸注射显著上调了两种组织中的脲酶基因的表达量(P<0.01),但其他基因表达量的变化在两种组织中存在差异,显示出鸟氨酸-尿素循环途径在其两种组织中具有复杂而不同的调控过程。¹³C标记尿素注射贻贝显著上调了贝壳中δ¹³C的比值(P <0.01),表明尿素分子可能参与了贻贝贝壳的生物矿化过程。上述研究为深入了解贻贝鸟氨酸-尿素途径与生物矿化之间的关联,以及探讨贻贝对海水酸化耐受性的内在分子机制奠定了基础。     

胍丁胺对大鼠海马 CA1区神经元放电的影响

应用细胞外记录单位放电技术,在大鼠海马脑片上观察了胍丁胺(agmatine,Agm)对CAl区神经元放电的影响。实验结果如下：(1)在47个海马脑片放电单位上灌流Agm(0．1—1．0μmol／L)2min,有38个单位(80．9％)自发放电频率明显降低,且呈剂量依赖性,9个单位(19．1％)无明显的反应;(2)预先用0．2mmol／L的L-谷氨酸(L-glutamate,L-Glu)灌流12个海马脑片放电单位,有9个单位(75％)放电频率明显增加,表现为癫痫样放电,在此基础上灌流Agm(1．0μmol／L)2min,其癫痫样放电被抑制;(3)在7个海马脑片放电单位上给予L型钙通道激动剂Bay K8644(0．1μmoL／L)时,有6个单位(85．7％)放电频率明显增加,另外1个单位(14．3％)无明显变化,再给予Agm(1．0μmol／L)2min,其放电频率被明显抑制;(4)13个CAl放电单位,灌流50μmoL／L一氧化氮合酶(NOS)抑制剂N^G-nitro-L-arginine methyl ester。(L-NAME)5min后其放电频率明显增加,在此基础上再给予Agm(1．0μmol／L)2min,有11个单位(84．6％)的放电频率被抑制,有2个单位(15．4％)的变化不明显。上述结果提示：胍丁胺能抑制海马CAl区神经元自发放电以及由谷氨酸、BayK8644和L-NAME诱发的放电,这一抑制效应可能与胍丁胺阻断CAl区锥体细胞上的NMDA受体,并减少钙离子内流有关。