利用酵母菌生产有机酸的研究进展

有机酸是含有一种或多种低分子量酸性基团(如羧基、磺酸基)的可生物合成的有机化合物,广泛应用于食品、农业、医药、生物基材料工业等领域。酵母菌具有生物安全、抗逆性强、底物谱广泛、方便遗传改造,以及大规模培养技术成熟等独特优点,因此利用酵母菌生产有机酸的研究日益受到国内外学者的关注。目前利用酵母生产有机酸还存在浓度低、副产物多,以及发酵效率低等缺陷。随着酵母菌代谢工程和合成生物学技术的发展,利用酵母菌生产有机酸取得了快速进展。本文总结了利用酵母合成11种有机酸的研究,包括内源和异源合成的大宗羧酸和高价值有机酸,并对该领域的未来研究方向进行了展望。     

谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸北大核心CSCD

L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。     

洞庭平原褐家鼠年龄分组及种群年龄动态分析

本文采用1986年10月—1989年12月在洞庭平原收集的褐家鼠(Rattus norvegicus)标本,以胴体重作指标,参考繁殖特征,将褐家鼠划分5个年龄组:Ⅰ.幼体组,雌鼠<60克,雄鼠<70克;Ⅱ.亚成体组,雌鼠60—99克,雄鼠70—119克;Ⅲ.成体Ⅰ组,雌鼠100—139克,雄鼠120—169克;Ⅳ.成体Ⅱ组,雌鼠140—189克,雄鼠170—219克;Ⅴ.老体组,雌鼠>190克,雄鼠>220克。种群年龄结构的季节动态特征是:开春时以Ⅲ、Ⅳ组占优势,初夏时Ⅰ、Ⅱ组明显增加,7、8、9月各年龄组比例较均匀,冬季以Ⅱ、Ⅲ组为主。还探讨了年龄与体重、体长、尾长及繁殖率的相互关系。     

番木瓜果糖-2,6-二磷酸酶CpF2KP基因克隆和蛋白表达纯化

番木瓜是岭南四大名果之一,在我国东南部地区广泛种植,因其具有食用和药用双重价值,因此深受人们的青睐。果糖-6-磷酸,2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酯酶(fructose-6-phosphate,2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase,F2KP)是一个独特的双功能酶,具有激酶功能域和酯酶功能域,能催化生物体内糖代谢的重要调节物果糖-2,6-二磷酸(Fru-2,6-P_(2))的合成和降解。为了研究番木瓜中编码该酶的基因CpF2KP的功能,得到目的蛋白尤为重要。本研究从番木瓜基因组中提取到CpF2KP基因的编码序列(coding sequence,CDS)序列,该基因CDS全长2274 bp。将该基因CDS全长扩增之后选用pGEX-4T-1载体进行原核表达。对载体pGEX-4T-1用EcoRⅠ和BamHⅠ进行双酶切,利用基因重组的方式将扩增序列构建到原核表达载体上。经过诱导条件探索,SDS-PAGE结果显示GST-CpF2KP重组蛋白的大小约为110 kDa,诱导CpF2KP蛋白表达的最适条件为:异丙基β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside,IPTG)浓度为0.5 mmol/L,温度28℃。对诱导后的CpF2KP蛋白进行纯化,得到了纯化的单一目的蛋白。此外,检测了该基因的组织表达特性发现该基因在种子中表达量最高,在果肉中表达量最低。该研究为进一步深入揭示番木瓜CpF2KP蛋白的功能及研究该基因参与的生物学过程提供了重要基础。     

盐胁迫下欧李叶片叶绿体结构及功能与超微弱发光激发的关系

为初步探索叶绿体及其功能与超微弱发光（Ultraweak luminescence,UWL）激发的关系,揭示UWL与植物生长生理的关系及植物中UWL产生的来源,本试验以欧李（Cerasus humilis）为材料,采用室内盆栽试验,设置不同浓度盐胁迫处理,研究盐胁迫下欧李叶片的叶绿体结构和功能（叶绿素代谢、光系统Ⅱ活性、光合性能和能量水平）及UWL的变化规律和相关性。结果表明：（1）盐胁迫降低了欧李叶片的UWL强度,且盐浓度越高,UWL强度下降程度越大;（2）盐胁迫破坏了欧李叶片叶绿体结构,并降低了其功能,具体表现为叶绿素合成主要前体物质（ALA、Mg-ProtoⅨ）含量显著降低,叶绿素降解酶叶绿素酶（Chlase）活性显著升高,导致叶绿素（Chla、Chlb、Car和Chla+b）含量显著降低;同时欧李叶片FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0和ΨE0快速下降,光系统Ⅱ活性受到严重抑制;进一步Pn、Tr、Gs下降,Ci同时升高,光合性能显著减弱;ATP含量和EC的显著降低,导致能量水平整体下降;（3）欧李叶片UWL强度与其叶绿素代谢物质及叶绿素含量（ALA、Mg-ProtoⅨ、Chla、Chlb、Car和Chla+b）、光系统Ⅱ活性（FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0、ΨE0）、光合性能（Pn、Tr、Gs）及能量水平（ATP、EC）等参数均呈显著或极显著性正相关关系。（4）盐浓度越高,胁迫时间越长,欧李叶片UWL强度与叶绿体功能各指标变化程度越大,且高浓度处理下的相关性整体高于低浓度处理。可见,在盐胁迫条件下,欧李叶片叶绿体结构被破坏,同时其功能受到损伤活力下降,从而导致UWL强度降低;UWL强度与叶绿体及其功能关系密切,叶绿体可能是UWL的细胞器之一;UWL强度可以用来反映欧李叶片受盐胁迫伤害的程度。     

信号分子在生物脱氮中的作用及检测方法

生物脱氮是由微生物主导的地球氮循环中的重要环节之一,主要包括硝化、反硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,anammox)等过程。在微生物联合作用下,污水中的有机氮及氨氮经一系列作用转化为氮气,这种经济高效、环境友好的处理工艺在世界范围内得到广泛应用。群体感应(quorum sensing,QS)以信号分子为媒介通过改变菌群密度和周围环境变化来调节微生物的各种行为。大量的研究已证实调控QS信号分子在生物脱氮中具有应用潜力。本文介绍了各种信号分子类型,从基因组学、实际应用等方面综述了各类信号分子以及检测方法,同时针对酰基高丝氨酸内酯(acyl homoserine lactones,AHLs)类信号分子在生物脱氮中的作用进行详细介绍。然而不足之处在于信号分子研究只是停留在实验室阶段,仅仅研究了单一信号分子对生物脱氮的影响。未来可将信号分子应用于实际污水,研究多种信号分子共同作用以及多种微生物之间的QS现象。     

光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

RhoB的翻译后修饰与细胞命运

RhoB作为Rho家族的一员,其生物学活性和蛋白质水平的调控与其他成员有着较大的不同,在肿瘤的发生发展中也起着独特的作用。RhoB作为抑癌蛋白在肿瘤的靶向治疗上受到越来越多的关注,然而在有些类型的肿瘤中RhoB却起着促进肿瘤生长的作用,其中的分子机理还不清楚,亟待研究阐明。可逆的翻译后修饰是快速与精细调控RhoB功能的重要分子机制,对于维持正常细胞的生长、抑制细胞的早期癌变及肿瘤的发生发展至关重要。本文就RhoB翻译后修饰的研究,特别是其泛素化和SUMO化修饰之间的转化在肿瘤细胞命运决定中的作用进行综述,以期为探索RhoB的调控与肿瘤发生发展的机制,以及以RhoB为靶点的癌症治疗提供线索和思路。     

circPVT1通过miR-24-3p/let-7a-5p/FSCN1轴促进鼻咽癌细胞侵袭迁移

目的 鼻咽癌是一种来源于鼻咽上皮的恶性肿瘤,其临床特征之一是易发生淋巴转移,但是目前鼻咽癌转移的分子机制尚未阐明。circPVT1是由PVT1基因2号外显子反向拼接形成的环状RNA (circRNA),在多种肿瘤中表达上调,本文探讨了circPVT1在鼻咽癌侵袭迁移中的作用和分子机制。方法 通过RT-qPCR检测circPVT1及其下游miRNA和FSCN1在鼻咽癌细胞的表达情况,Transwell和划痕愈合实验检测circPVT1对鼻咽癌细胞侵袭迁移的影响,RNA pull-down实验检测circPVT1结合的miRNA,双荧光素酶报告实验检测miR-24-3p和let-7a-5p靶向抑制FSCN1 mRNA表达。结果 在鼻咽癌细胞中过表达circPVT1可以促进鼻咽癌细胞侵袭迁移,而敲低circPVT1则可以抑制鼻咽癌细胞的侵袭迁移。进一步研究发现,circPVT1可以通过竞争性吸附miR-24-3p和let-7a-5p,上调FSCN1的表达,从而促进鼻咽癌细胞的侵袭迁移。结论 circPVT1通过miR-24-3p/let-7a-5p/FSCN1轴促进鼻咽癌细胞侵袭迁移,证实c...     

贵州核桃种质资源表型性状多样性研究

该研究以贵州省内的3个山脉(乌蒙山、苗岭山和武陵山)、19个核桃和泡核桃实生居群、245棵实生单株为研究材料,对坚果表型性状29个指标的多样性、相关性、聚类及变异进行分析,以揭示贵州核桃资源的表型遗传多样性水平,为贵州核桃资源的保存与利用及核心种质构建提供依据。结果显示：(1)核桃和泡核桃实生居群245份种质资源的18个表型质量性状Simpson指数为0.26～0.82,Shannon-Wiener指数为0.12～1.79;核桃小叶形状多样,易发生顶叶退化,坚果核壳表面特征、坚果形状及核仁皮色多样性丰富。(2)坚果表型变异系数为3.32%～47.67%,平均为21.28%且差异显著(P<0.05),居群间变异系数为9.42%～31.61%且差异显著(P<0.05);居群内和居群间变异均是核桃表型多样性的来源,但坚果性状在居群间差异显著性均高于居群内,说明居群间变异是该区域坚果表型变异的主要来源。(3)3个山脉区域核桃表型均有不同程度变异,其中,苗岭山核桃表型变异程度低,乌蒙山核桃表型变异程度高;UPGMA聚类结果显示,19个核桃实生居群依据贵州山脉区域划分为三类,表明贵州核...