基于H原子和O原子代谢的葡萄糖有氧氧化解析

通过解析葡萄糖有氧氧化偶联电子传递链合成ATP过程中的物质代谢与能量代谢,特别是基于H原子和O原子的来源与去路的全面追踪,明晰了葡萄糖有氧氧化途径不仅仅只是葡萄糖分子彻底分解代谢为CO2和H2O并合成ATP,还有葡萄糖和O2以外的物质(如Pi、Pi+GDP和H2O等)提供H原子和O原子参与合成ATP和脱羧生成CO2。     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。     

茶树种子发育过程的转录组分析

该研究以‘铁观音’茶树品种的种子为试验材料,采用转录组测序技术分析种子发育的3个时期(幼果期、膨大期、成熟期)的表达差异,探究茶树种子油脂代谢的分子机制。结果表明:(1)经转录组测序、组装后共获得30 940 581个clean reads,经数据合并拼接最终得到36 951条非冗余Unigene序列,其中28 476个Unigene可得到功能注释;在转录本中能够被注释到GO分类的Unigene有11 201条(30.3%),KEGG分析发现共有17 172个基因参与了127个代谢通路。(2)经KEGG通路筛选出14条与脂肪酸代谢相关的通路,且随着茶籽的发育,大部分脂肪酸调控途径相关基因呈下调趋势,其中上调基因数最多的有α-亚麻酸代谢途径和脂肪酸降解途径(有17个基因表达量上调),下调基因数最多的是甘油磷脂代谢途径(有58个基因表达量下调);在茶籽发育幼果期α-亚麻酸代谢途径中表达量上调的基因数超过表达量下调的基因数。(3)研究发现茶籽脂肪酸合成相关的基因涉及14个脂类调控途径,共409条差异基因;随着茶树种子发育到成熟期,上调的差异表达基因数量在减少,下调的差异表达基因数量增加,其中α-亚麻酸途径中的基因PLA2G16、DAD1、pldA、FabF、FabI表达量上调显著,随后表达量下调。(4)qRT-PCR检测结果表明,7个茶树FAD和1个ACP差异表达基因的水平与转录组测序结果基本一致;随着茶籽的发育,基因CsFAD7和Δ6-CsFAD从幼果期、果实膨大期至果实成熟期都为差异下调表达,CsFAD2、CsFAD6和Δ7-CsFAD为差异上调表达,CsFAD8、Δ8-CsFAD和CsACP在幼果期至果实膨大期差异上调表达,在果实膨大期至果实成熟期差异下调表达。     

斯氏油脂酵母基因组Fosmid文库的构建及降解百草枯氮次级代谢相关基因的筛选

斯氏油脂酵母在以百草枯作为唯一氮源的培养基中能降解百草枯,但其机制尚不清楚。为分离鉴定斯氏油脂酵母中降解百草枯的相关基因,本研究通过构建斯氏油脂酵母的Fosmid文库,用百草枯作为筛选标记,成功筛选到7个百草枯抗性的大肠杆菌克隆。对阳性克隆插入片段进行了测序分析,并对真核基因进行注释。结果在插入片段中发现了nmrA基因及氮代谢相关基因,nmrA是真菌在限氮的条件下才激活的氮代谢相关基因,能调控激活下游的次级氮代谢基因家族,分解那些不常见的氮源。这提示斯氏油脂酵母可能也具有氮的次级代谢调控机制,在百草枯作为唯一氮源的环境下斯氏油脂酵母能激活次级氮代谢相关基因,分解代谢百草枯。     

大肠杆菌角鲨烯合成途径的构建与调控

角鲨烯因其具有良好的抗氧化功能而被广泛应用于食品、医药、化妆品、工业应用等领域。本实验在大肠杆菌中构建角鲨烯合成途径,通过对其合成途径中关键限速酶(1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和异戊烯基二磷酸异构酶)过表达的方法进行初步调控,使角鲨烯的产量提升了近三倍。之后采用单因素试验对其发酵培养基和培养条件进行优化,以此来提高角鲨烯的产量。优化发酵条件后,使用最优发酵培养基——TB培养基,在最佳发酵条件:37℃,220r/min培养至OD600约为1.2时加入终浓度为0.1mmol/L的IPTG诱导剂,25℃条件下诱导48h,角鲨烯产量可达73.88mg/L。     

土壤真菌Curvularia affinis HS-FG-196抗肿瘤化学成分的再研究

为对土壤真菌Curvularia affinis HS-FG-196的次级代谢产物及其体外抗肿瘤活性进行进一步研究。实验采用大孔吸附树脂HP-20树脂柱、硅胶柱、凝胶LH-20柱及半制备高效液相色谱柱从Curvularia affinis HS-FG-196的发酵培养物中分离得到六个单体化合物(1～6)。利用~1H NMR、¹³C NMR、~1H-~1H COSY、HMQC、HMBC、IR、UV和MS等波谱分析方法对其进行了结构鉴定,分别是:pyrenocine S (1)、pyrenocine B (2)、pyrenocine E (3)、pyrenocine I (4)、pyrenochaetic acid B (5)和pyrenochaetic acid C (6),其中化合物1是新化合物。对所得单体化合物进行了体外抗肿瘤活性测试,结果显示化合物1、2、3对肿瘤细胞A549、HCT-116、ACHN、K562和HepG2表现出较强的活性。     

基于网络药理学的杜仲-山茱萸配伍治疗糖尿病的作用机制

为探讨杜仲-山茱萸治疗糖尿病的作用机制。研究利用网络药理学的方法,首先通过中药系统药理学数据库筛选出杜仲和山茱萸的活性成分和相关靶点,再利用DisGeNET、DrugBank等数据库筛选出糖尿病的潜在靶点。以STRING数据库对活性靶点构建蛋白互作网络(PPI)分析,采用Cytoscape3.7.0软件绘制其“成分-靶点-通路”的相互作用网络,通过CludterProfiler对靶蛋白进行生物过程、细胞组分及分子功能分析;京都基因与基因组(KEGG)的代谢通路分析。实验结果筛选得到杜仲-山茱萸有效成分30个,其中槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇等成分对PTGS2、DPP4、ADRB2、PPARG等相关靶点通过IL-17信号通路、钙信号通路、脂肪细胞脂解的调控等参与氮化合物代谢过程、血液循环、脂肪细胞分化和血压调节等过程。综上,杜仲-山茱萸配伍治疗糖尿病存在多成分和多重药理作用机制,为进一步研究其治疗糖尿病药理实验提供了参考,也为其他中药的相关研究提供借鉴和参考。     

链霉菌来源生物碱及药理活性研究进展

不同来源的链霉菌所产生的次级代谢产物具有结构新颖、复杂多样且生物活性良好,是具有研究潜力的药物资源;生物碱类化合物是链霉菌代谢产物中重要活性成分之一。近十年从链霉菌中已经报道了许多生物碱的成分,本文按菌株来源综述了2007~2017年间报道的链霉菌来源的生物碱及其生物活性,为其他研究生物碱及其活性研究提供指导。     

海洋真菌Arthrinium sp. UJNMF0008代谢产物的研究

为丰富海洋真菌的化学多样性,发现海洋真菌活性代谢产物,对海洋沉积物来源真菌Arthriniumsp.UJNMF0008的化学成分及其生物活性进行研究,采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、反向柱色谱和高效液相色谱等方法从海洋沉积物来源真菌Arthriniumsp.UJNMF0008的发酵提取物中分离到5个化合物,通过核磁共振、质谱等方法,结合文献对照,鉴定了化合物的结构分别为arthoneF(1)、arthoneG(2)、sydoxanthoneC(3)、(3R,4R)-cis-4-hydroxymellein(4)和2-(2′S-hydroxypropyl)-5-methyl-7-hydroxychromone(5),其中化合物1和2是新化合物,化合物3首次从该属真菌中分离到。活性测试显示,化合物1~5在50μmoL/L的测试浓度下均没有表现出明显的抗氧自由基活性、抗菌活性以及NO释放抑制活性。     

链霉菌Streptomyces sp.KIB-H1424中的一个新的烷基间苯二酚类化合物

运用色谱学方法对一株来自云南省玉溪市元江县的土壤链霉菌Streptomyces sp.KIB-H1424的次级代谢产物进行分离纯化,得到6个单体化合物。运用NMR、MS及与文献数据对比等手段,确定其为一系列的烷基间苯二酚类似物,其中包括1个新的烷基间苯二酚类化合物Adiposatatin E(1)以及5个已知的烷基间苯二酚类似物Adipostatin A(2)、Adiposatin B(3)、Adipostatin C(4)、Adipostatin D(5)和5-Heptadecyl-1,3-benzenediol(6)。运用滤纸片法测定6个化合物对几种病原细菌和真菌的抑菌活性,发现化合物1~6不具有显著的抑菌活性。