后基因组时代生物信息学的发展趋势

介绍生物信息学产生背景、发展过程以及研究现状,讨论了后基因组时代分子生物学的主要研究领域功能基因组学、蛋白质组学、比较基因组学、药物基因组学之间的关系。在分析基因组时代和后基因组时代生物信息学所研究内容的差异基础上．说明了基于分层递阶结构的系统结构、特征分析方法以及相应的软件系统开发将成为生物信息学发展的基本趋势之一。     

高龄老年心衰患者外周血淋巴细胞GRK2的表达研究

目的:观察高龄老年心衰患者外周血淋巴细胞GRK2的表达及其与心脏射血分数(EF)的关系。方法:选取80岁以上心衰患者16例,按EF分为两组:EF45%组(n=7),EF≥45%组(n=9),80岁以上高龄健康老人作为对照组(n=8),分别抽取外周血2ml,分离淋巴细胞,提取RNA,检测GRK2mRNA的表达。结果:EF45%组的高龄心衰患者外周血淋巴细胞GRK2mRNA的表达高于EF≥45%组(P0.05),且两组明显高于对照组。随着EF的减低,外周血淋巴细胞GRK2mRNA的表达增加。结论:随着EF的减低,高龄心衰患者外周血淋巴细胞GRK2mRNA的表达增加,外周血淋巴细胞GRK2的检测有助于判断高龄老年心衰患者心功能状况及临床治疗心衰疗效的判定。     

拟密码子适应指数方法的设计及应用

密码子适应指数(codon adaptation index,CAI)测量的是生物体内某个基因所用密码子与高表达基因所用密码子的相符合程度,是反映密码子偏好性的一个重要指标。文章根据拟氨基酸编码方法首次提出拟密码子适应指数(quasi-codon adaptation index,Q-CAI)。首先,通过氨基酸编码方法,得到密码子使用具有偏好性,并运用MATLAB分析其碱基组成,发现醋酸菌、大肠杆菌和双歧杆菌的密码子偏好使用c/g结尾,GC整体含量也比较高。随后,利用CAI模型方法进一步证明密码子具有偏好性。最后,利用文中提出的Q-CAI方法,得到醋酸菌、大肠杆菌和酵母菌所有序列的Q-CAI运算结果,发现它们都比CAI运算结果数值更高、更明显,而且双歧杆菌、枯草杆菌和链球菌的Q-CAI运算结果也普遍比CAI运算结果数值高,说明Q-CAI方法能更有效地评价密码子偏好性。文中所使用的6个单细胞物种的90条序列是从NCBI中下载,分析结果说明了Q-CAI方法比CAI方法更具有优越性,是衡量密码子偏好性的有效方法,对研究物种的基因突变有重要参考意义。     

阳光下的宝藏——西双版纳的热带雨林

1752年,瑞典植物学家奥斯伯克乘船前往中国。路经爪哇岛时,他看到一株树木的树干生长出很多美丽的花朵。作为一个对热带雨林还知之甚少的北欧植物学家,他确信发现了无叶的寄生植物新种,并把这些花命名为"寄生楝"。16、17世纪,凭借着先进的航海技术,欧洲人开始了对世界的探奇,从探险家和航海家们的信件、日记中不断传来热带从林离奇古怪、玄妙莫测、耸人听闻的故事。那时欧洲人初识热带雨林,他们看到十几个人才能合围的巨树     

蜜蜂蜂毒过敏的免疫机制及治疗进展

我国山地森林面积覆盖大、膜翅目昆虫种类繁多,每年被蜂蛰伤的人很多。蜇伤后一般只会有轻微的局部反应,但对蜜蜂毒液过敏者有可能发生全身过敏反应,严重者甚至危及生命。蜜蜂蜇伤过敏国外早已开始免疫治疗,而国内蜜蜂蜇伤过敏目前主要是对症支持治疗,对于蜜蜂毒液过敏者的免疫治疗研究甚少,缺乏对蜜蜂蜇伤过敏的系统性认识。本文介绍了蜜蜂蜇伤毒液过敏的流行病学、免疫损伤机制,并重点对免疫治疗的适用人群、治疗机制、治疗方案、效果及不良反应展开介绍,为蜜蜂蜇伤蜂毒过敏患者提供新的治疗和预防策略。     

两种非放射性标记方法在染色体原位杂交中敏感性的比较

通过原位杂交比较了地高辛配基和生物素标记探针,检测染色体单拷贝基因的敏感性。结果表明：在打点检测条上地高辛配基可检出３０ｆｇ低限探针ＤＮＡ,生物素为１ｐｇ。经原位杂交地高辛配基可检测出单拷贝基因,生物素未成功。     

采用基因敲除和反义技术抑制酿酒酵母ERG7基因表达

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)固有的甲羟戊酸(MVA)/麦角甾醇代谢途径生成的中间体2,3-氧化鲨烯是三萜类化合物的合成前体,以酿酒酵母为底盘细胞通过合成生物学技术组建这些化合物的代谢途径时,需要下调2,3-氧化鲨烯流向麦角甾醇的代谢流。在酿酒酵母中由羊毛甾醇合酶(ERG7)催化的2,3-氧化鲨烯环化是麦角甾醇和三萜类化合物生物合成分支形成的关键位点。采用基因敲除和反义RNA 2种技术对ERG7基因的表达进行下调。设计含有与ERG7基因ORF两侧序列同源的长引物,以质粒PUG66为模板进行PCR扩增,构建带有loxP-Marker-loxP的ERG7基因敲除组件,采用LiAc/SS Carrier DNA/PEG方法转化双倍体酿酒酵母INVSc1,通过同源重组的方式获得酿酒酵母ERG7基因单倍体缺失突变株,并对其进行了分子生物学确证。大量培养野生型和突变型菌株,菌体冷干后在碱醇溶液中90℃回流1h,正己烷萃取后旋蒸干溶剂,甲醇溶解残留物麦角甾醇。通过TLC和HPLC方法比较麦角甾醇含量,结果表明:与野生型菌株相比,突变型菌株的麦角甾醇含量明显降低。     

7-木糖紫杉烷糖基水解酶Lxyl—pl-1及Lxyl-pl-2的催化特性

糖基水解酶Lxyl-pl－1和Lxyl-p1-2是天然药物活性物质与功能国家重点实验室,卫生部天然药物生物合成重点实验室克隆自真菌香菇的重组蛋白,具有β-木糖苷酶／β-葡萄糖苷酶双重活性,能专一性水解脱除7-木糖-10-去乙酰紫杉醇等的木糖基,生成的C-7位羟基化产物可以作为前体半合成重要的抗肿瘤药物紫杉醇或其类似物。前期工作显示：Lxyl-p1-1和Lxyl-p1-2的序列同源性高达97％,但后者的催化活性是前者的2倍以上;Lxyl—pl-2水解生色底物PNP-Xyl的最适温度为50℃,最适pH为4．0。为系统地观察两酶的催化特性,在对天然药物活性物质与功能国家重点实验室,卫生部天然药物生物合成重点实验室构建的工程酵母进行培养、诱导7d后冷冻干燥菌体。将冷干的菌体破碎得到蛋白粗提物,再经过Ni亲和色谱和HPLC凝胶色谱法制备和纯化得到Lxyl-p1-1和Lxyl-p1-2重组蛋白。以生色底物PNP-Xyl和PNP-Glc及7-木糖紫杉烷底物7．木糖-10-去乙酰紫杉醇（XDT）与重组酶进行反应,重点测定Lxyl-p1-2水解XDT的最适温度和最适pH,并在最适条件下测定重组酶对不同底物的动力学参数。试验结果表明：Lxyl-pl-2水解底物XDT的最适温度为45％,最适pH为4．5;动力学测定结果显示：Lxyl—pl-1和Lxyl-p1-2的β-葡萄糖苷酶活性均显著高于其β-木糖苷酶活性,这与之前的研究结果相一致;Lxyl-p1-1对于底物PNP-Xyl,PNP-Glc和XDT的kcat／Km值分别低于Lxyl-p1-2对于上述3种底物的kcat／Kan值（0．77s-1×mM-1,1．65s-l×mM-1和-1×mM-lVS．1．67S-1xmM-1,2．85S-1×mM-1和1．07S-1×mM-1）。     

人β-分泌酶 (BACE1) 在毕赤酵母中分泌表达及纯化

为了获得活性良好的重组人β-分泌酶 (β-secreatase, BACE1),用于研究其与抑制剂的作用模式,构建了携带β-分泌酶proBACE1和BACE1编码序列的重组表达质粒pPIC9K-MetBACE22和pPIC9K-MetBACE46,通过电击法转入毕赤酵母GS115中,分别得到重组子9k-B22和9k-B46。重组菌株在诱导表达培养基中诱导外源基因表达,结果显示9k-B22的上清活性明显高于9k-B46的上清活性。9k-B22表达上清浓缩后经HisTrap亲和柱纯化得到的蛋白具有良好的BACE1活性, SDS-PAGE/高碘酸-希夫试剂染色发现其为糖蛋白,并且其糖基侧链可以被Endo Hf完全切除,得到50 kDa左右的两条蛋白带。肽质量指纹图谱鉴定发现,这两个蛋白分别与proBACE1和BACE1匹配。活性检测发现糖基化BACE1和去糖基化BACE1的活性均低于HEK-293细胞表达的商品BACE1,这说明糖基化及其类型对BACE1的活性非常重要。然而已知的BACE1抑制剂对三者的抑制率无显著差异,这说明糖基化并不影响与抑制剂的相互作用。经过一系列培养条件优化BACE1纯化产量提高到1 mg/L,这为发现并优化BACE1新型抑制剂的相关研究奠定了物质基础。     

植物来源药用天然产物的合成生物学研究进展

大多数药用天然产物在植物中含量低微,提取分离困难;而且这些化合物一般结构复杂,化学合成难度大,还容易造成环境污染。基于合成生物学技术获得药用天然产物具有绿色环保和可持续发展等优点。文中以药用萜类化合物人参皂苷、紫杉醇、青蒿素、丹参酮,生物碱类化合物长春新碱、吗啡以及黄酮类化合物灯盏花素为例,总结了植物来源药用萜类、生物碱类和黄酮类化合物的生物合成途径及合成生物学研究进展,介绍了药用天然产物合成生物学研究的关键技术与方法,并展望了合成生物学技术在药用天然产物研究与开发方面的应用前景。