微生物酶分子改造研究进展

近年来,越来越多的酶蛋白已经采用重组微生物反应器进行高效生产。为了改善酶蛋白的催化性能,提高其环境适应性,同时提高酶蛋白的表达量,降低生产成本,各种针对酶蛋白分子改造的基因工程技术已经得到大量的应用。综述了用于酶分子改造和进化的主要分子生物学方法,如定点突变、易错PCR、基因改组、密码子优化等技术及其应用成就。     

富含GC的DNA片段在哺乳动物细胞基因超高表达调控中的重要作用

通过在结构基因或基因启动子的5’和/或3’端加入天然1.006kb或人工合成0.733kb的富含GC的DNA片段(包括内含子),所构建的稳定表达载体在实验室规模实现了20多种蛋白质在哺乳动物细胞中超高表达.该实验提供了证据表明,非编码的富含GC的DNA片段(包括内含子)是一种超级"染色质开放元件",在哺乳动物细胞基因表达中起关键作用.实验还进一步表明,哺乳动物细胞的基因表达调控在染色质水平主要与DNA的一级结构,即DNA的GC含量有关.     

半理性设计进化土曲霉来源的ω-转氨酶AtTA热稳定性

转氨酶(ω-transaminase,ω-TA)作为一种天然的生物催化剂,在手性胺类化合物的合成中具有较好的应用前景。但ω-TA在催化非天然底物的反应过程中存在稳定性差、活性低的缺陷,大大限制了ω-TA的应用。为改善此缺陷,针对来源于土曲霉(Aspergillus terreus)的(R)-ω-TA(At TA),采用基于分子动力学模拟的计算机辅助设计与随机突变、组合突变相结合的策略进行酶的热稳定性改造,获得了热稳定性与活性同步提高的最佳突变酶At TA-E104D/A246V/R266Q (M3)。与At TA野生酶(wild-type, WT)相比,M3的半衰期t_1/2 (35℃)由17.8 min提升至102.7 min,提升了4.8倍,半失活温度T₅₀¹⁰比WT (38.1℃)提高2.2℃。最佳突变酶M3对丙酮酸和1-(R)-苯乙胺的催化效率分别是野生酶的1.59倍和1.56倍。分子动力学模拟与分子对接结果表明,分子内氢键与疏水相互作用的增加所导致α-螺旋的加固稳定是酶热稳定性提升的主要原因;底物分子与结合口袋氨...     

草鱼Isthmin-1基因序列分析及转录水平的营养调控

为探讨Isthmin-1(Ism-1)在草鱼糖和脂类代谢中的作用,研究采用RT-PCR技术克隆草鱼Ism-1的开放阅读框(ORF),生物信息学分析Ism-1及其编码的氨基酸序列, RT-qPCR技术检测Ism-1在草鱼各组织中的分布特点,并在细胞和活体水平上分析不同营养条件下Ism-1 mRNA的表达变化。结果显示,成功克隆草鱼Ism-1的ORF区。序列分析表明,草鱼Ism-1基因开放读码框为1380 bp,编码459个氨基酸,预测该蛋白相对分子量为50.96 kD。氨基酸多序列比对和系统进化树分析显示,草鱼Ism-1与黑头软口鲦(Pimephales promelas)的进化关系最近(氨基酸相似度为96.51%)。Ism-1在草鱼各组织中均有表达,在红肌中表达量最高,其次是鳃、脑和白肌等组织。饥饿再投喂实验结果表明,饥饿14d后肝胰脏中Ism-1的表达量显著上调(P<0.05),恢复投喂后表达量降低,但仍显著高于对照组(P<0.05),白肌中Ism-1的表达量在饥饿和再投喂后均显著增加(P<0.05)。腹腔注射不同浓度的胰高血糖素显著下调草鱼肝胰脏中Ism-1的mR...     

河南开封淀粉厂生态经济示范工程结构模型与投入产出模型的研究

河南开封淀粉厂生态经济示范工程结构模型与投入产出模型的研究刘玉萃,赵伟（河南农业大学,郑州４５０００２）ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＭｏｄｅｌａｎｄＩｎｐｕｔ－ＯｕｔｐｕｔＭｏｄｅｌｏｆＥｃｏｌｏｍｉｃａｌＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔｉｎＫａｉｆｅｎｇＳｔａｒｃｈＦａｃ－ｔｏｒｙｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ￥．ＬｉｕＹｕｃｕｉ;ＺｈａｏＷｅｉ（ＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｗｒｓｉｔｙ,Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２）．Ｃｈｉ－ｎｅｓｅＪｏｕｒｕａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（２）：６１－６５．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙｏｆｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖａｒｉｏｕｓｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｅｌ,ｔｈｅｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｇｒａｄｉｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｓｙｓｔｅｍａｒｅｆｏｕｎｄｆｒｏｍｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｄｉｍｅｎ－ｓｉｏｎｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓｓｉｐａｔｅａｎｄｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｕｓ     

不同胁迫条件下产志贺毒素大肠杆菌生长及产毒能力异质性分析

【目的】本文旨在探究产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing Escherichia coli, STEC)在不同胁迫条件下的生长情况以及产毒状况的变化,为STEC菌株在胁迫压力下应激机制研究提供基础数据参考。【方法】选取3株STEC菌株分别在不同pH值、不同盐浓度、不同温度下进行适应性传代培养,使用一级生长模型Gompertz模型分析其在胁迫环境下的生长异质性;通过Vero细胞毒性实验分析胁迫条件下菌株的产毒状况。【结果】除了pH 5.0条件下的ST462菌株,在pH5.0和9.0、较高盐浓度1.5%NaCl和2.5%NaCl以及低温10℃胁迫条件下STEC菌株都表现出最大比生长速率(μmax)降低、迟缓期(λ)延长,差异显著(P<0.01);不同胁迫条件下提取的STEC菌株毒素侵染细胞后测得的细胞存活率均低于对照最适条件,而pH 5.0条件下相反。【结论】STEC菌株在碱性、较高浓度盐以及低温环境胁迫压力下响应应激机制,生长虽受到抑制,但其所产毒素对Vero细胞造成的损伤加重,毒性增强。本研究通过胁迫环境下生长和产毒状况的异质性分析,将有助于全面了解ST...     

雪后海北高寒草甸地区根田鼠种群特征的变化

根田鼠 (Ｍｉｃｒｏｔｕｓｏｅｃｏｎｏｍｕｓ)是一种分布广泛的小型哺乳动物[1 ] ,在海北高寒草甸地区 ,根田鼠是优势小型啮齿动物之一 ,主要分布于植被较好的草甸和灌丛中 ,有关其自然以及实验状态下种群数量动态的研究相对较多[2～6] ,但是对该地区冬季恶劣自然条件下 ,其种群动态的研究尚未见报道。研究冬季根田鼠种群特征的变化有助于对其整个生活史过程的全面理解 ,也便于了解冬季恶劣气候条件对其越冬留存率的影响进而又是如何影响翌年的种群数量。为此 ,作者于 2 0 0 0年 1 0月和 1 2月在海北高寒草甸生态系统定位站地区对根田鼠种…     

珍稀植物对开蕨与其伴生物种的联结性及群落稳定性

基于2×2联列表,采用X2和W检验,联结系数(AC)、点相关系数(PPC)、Ochiai指数(OI)、共同出现百分率(PC)的种间联结性分析和M.Godron群落稳定性测定方法,以长白山极其狭小地区分布的国家Ⅱ级保护植物——对开蕨(Phyllitis scolopendrium)为研究对象,分析了其在海拔729、1008m群落内,对开蕨与其伴生种联结性及群落稳定性。调查显示:吉林省临江区域自然分布的对开蕨种群为小片状聚集分布,数量较少,局部大尺度上分布频度极低,为偶见种。与对开蕨伴生的植物共有70种,其中乔木16种,灌木16种,草本植物38种。联结性分析表明:群落总体联结性VR(方差比率)1,检验统计量WX20.05(N),显示群落种群间均表现出正关联,但没有达到显著水平。联结性测度指标显示对开蕨种群与乔木、灌木联结性低于与草本的联结性;其中对开蕨与乔木联结种对均不显著(X23.841);与灌木正联结种对以凤城卫矛(Euonymus maximowiczianus)达到显著正联结(X23.841),其它联结均不显著;对开蕨与草本植物三叉耳蕨(Polystichum tripteron)达到极显著正联结(X26.635),与粗茎鳞毛蕨(Dryopteris crassirhizoma)为显著正联结,与野芝麻(Lamium barbatum)为显著负联结(3.841X26.635),反映出对开蕨与大多数植物种群关联不显著或显著关联的种群极少,种间联结关系较为松散趋向于相互独立,有很大的随机性。群落稳定性测定得出:海拔1008m的01群落和海拔729m的02群落,其总体的累计种类倒数百分数与累积相对频度比值分别为35/65、34/66,均远离20/80;各群落内乔木层、灌木层、草本层的比值也远离稳定点坐标,显示出群落总体均不稳定;两个群落内部各层次的稳定性排序均为草本层灌木层乔木层。结论提示:现存对开蕨群落极不稳定,亟待加强保护。在物种保护和回归实践中可通过保护和选择与之正联结较强的物种来保护和建立对开蕨生存环境以求对开蕨分布群落的稳定,最终达到实效保护目的。     

天然林资源保护工程对长白山林区森林生态系统服务功能的影响

森林生态系统具有多种服务功能,对生态安全、生物资源和生存环境的保护、实现社会经济可持续发展起着重要的作用。依据国家林业局发布的《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721—2008),对涵养水源功能、保育土壤功能、固碳释氧功能、积累营养物质功能、净化大气功能5个方面进行评价,量化揭示天然林资源保护工程实施对长白山林区森林生态系统服务功能物质量及其价值的影响。结果表明:从1998年开始试点,到2010年一期正式结束,森林生态系统各项服务功能的物质量和价值量均呈现增加趋势。在涵养水源功能方面,调节水量增加了657.28×104m3,累计增加价值为113.45亿元;在保育土壤功能方面,固土量增加了4.6×104t,土壤中减少的氮流失0.02×104t,减少的磷流失0.01×104t,减少钾流失0.01×104t,累计增加价值为2.92亿元;在固碳释氧功能方面,固碳量增加了0.64×104t,释氧量增加了0.36×104t,累计增加价值为0.11亿元;在积累营养物质功能方面,固氮量、固磷量、固钾量均增加0.01×104t,累计增加价值0.3亿元;在净化大气功能方面,吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物、滞尘量分别增加24.71×104kg、0.64×104kg、1.08×104kg、1962.76×104kg,累计增加价值5.09亿元。森林生态系统服务功能价值总量增加了121.87亿元,平均每年增加约10亿元,超过工程每年各项投资之和。价值量增加额度依次为:1)涵养水源功能;2)固碳释氧功能;3)保育土壤功能;4)净化大气功能;5)积累营养物质功能。这些增加量只有一部分为工程区当地利用,其余都贡献到全国乃至全球。因此,及时制定和启动生态补偿等一系列政策和措施,将对更好的实施天然林资源保护工程、实现林区的可持续发展具有重要作用。     

胆管癌组织中SNCG的表达及其临床意义(英文)

目的:观察γ-synuclein(SNCG)在胆管癌和正常胆管组织中的表达,并探讨其在胆管癌发生、发展中的临床意义。方法:采用免疫组化方法检测SNCG蛋白在72例胆管癌组织及41例胆管正常组织中的表达水平,并分析其与胆管癌临床病理特征的关系。结果:SNCG蛋白在胆管癌组织中的阳性表达率为73.61%(53/72),高于其在胆管正常组织中的阳性表达率(4.88%,2/41),其差异有统计学意义(P0.01)。SNCG蛋白的表达与肿瘤的淋巴结转移相关(P0.01),但与患者的年龄、性别及肿瘤分化程度无关(P0.05)。结论:SNCG蛋白的表达与胆管癌的发生、发展正相关,并对胆管癌的浸润转移发挥重要的促进作用。对SNCG蛋白的研究将可能为胆管癌的早期诊断提供新的肿瘤标志物,并为胆管癌的预后判断和诊治提供重要理论依据。