rhIGF-1等电点的测定

目的：通过测定rhIGF-1等电点为例,建立一种快速测定蛋白质等电点的方法。方法：采用等电聚焦电泳（isoelectric focusing,IEF）和高效液相色谱（HPLC）连用的方法,主要以7．5％的凝胶浓度、3％的交联度及6％的两性电解质浓度配置凝胶,电泳后的凝胶经凝胶成像系统和HPLE分析确定目的条带及其pI值。结果：rhIGF-1的等电点为pI=8．20,pH梯度曲线线形回归方程为Y=0．0664X＋3．8217,相关系数r达0．9956,说明等电聚焦电泳测定结果准确。     

内生多粘类芽孢杆菌S-7对甜菜光合作用及产量和品质的影响

研究了内生多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）S-7对甜菜叶片光合参数和产量的影响.结果表明：接种内生多粘类芽孢杆菌S-7能显著促进甜菜光合作用,其中叶片净光合速率(P_n)、气孔限制值(L_s)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r )的平均值分别提高了16.11%、23.82%、41.91%和34.80%;叶片胞间CO₂浓度(C_i)平均值降低了21.09%.生物学产量和含糖率分别提高了25.63%和17.46%,促进了甜菜产量和品质提高.表明内生菌不仅影响甜菜光合参数,而且对甜菜产量和品质的提高具有明显的促进作用.     

糖苷酶耐热性改造策略与应用

糖苷酶作为绿色温和的生物催化剂,能够水解包含糖苷、寡糖、多糖等在内的各种含糖化合物的糖苷键生成具有高生理和药理活性的衍生物,在食品、医药等工业领域应用广泛。而工业应用的糖苷酶经常需在高温条件下进行催化,以提高反应效率并减少污染,但大多数糖苷酶属于中温酶,在实际生产条件下的活性较低且损失较快,因此,提高糖苷酶在高温下的稳定性非常重要。本文综述了近年来利用定向进化、理性设计和半理性设计等策略改造糖苷酶耐热性的研究进展与应用,比较了不同策略之间的优势与不足,并对未来糖苷酶耐热性的改造方向进行了展望。     

萜烯生物合成中关键酶的研究进展*

萜烯类化合物是一类高度多样化的天然产物,具有抗肿瘤、抗氧化及免疫调节等生理活性,因此被广泛应用于医药健康、食品、化妆品领域。然而,直接从自然资源中获取萜烯类化合物效率低、成本高,且往往对生态环境产生不利影响,不能实现绿色可持续生产。微生物合成萜烯类化合物近年来备受关注,研究人员从合成途径的构建与调控、关键酶的理性及半理性改造、发酵工艺优化等多个方面进行了探究,取得了丰硕的成果。其中,合成途径中关键酶的催化效率是影响微生物生产萜烯类化合物的重要因素。针对关键酶的研究对于提高微生物合成萜烯类化合物的能力,推动该类天然产物微生物生产的大规模应用具有重要意义。对萜烯类化合物合成途径中的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)、异戊二烯基二磷酸合成酶(IDS)和萜烯合酶(TPS)4种关键酶的研究进行了综述,并总结讨论了如何通过代谢工程和蛋白质工程手段以及合成生物学技术调节关键酶的催化活性,提高微生物合成萜烯类化合物的效率,对未来利用微生物合成萜烯类化合物的发展进行了展望。     

源于甘草内生菌的甘草酸合成相关功能基因的宏基因组挖掘*

目的：甘草作为一种传统中药被广泛使用。甘草酸是甘草中的主要活性成分,为五环三萜类化合物,具有抗炎、抗病毒、肝保护等多种药理作用,而且近两年已被用于新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的临床治疗。随着代谢工程与合成生物学技术的发展,人们逐渐实现了甘草酸及其前体物的微生物合成。但由于植物基因与微生物底盘不适配等原因,已报道的生物合成法产量较低。近些年,研究者发现植物内生菌拥有丰富的功能特性,可作为植物活性产物合成的潜在资源,在代谢工程领域,具有重要的研究价值及巨大的市场应用前景。因此,拟对甘草内生菌群落进行深入研究,挖掘可用于甘草酸合成的微生物源功能基因。方法：从新疆塔城市额敏县采集了三年生乌拉尔甘草的主根样品,进行了内生菌群落的宏基因组测序,对数据进行了内生菌的群落结构及功能基因多样性分析,并通过功能基因注释与系统发育树分析,挖掘了可能参与甘草酸合成代谢的功能基因。结果：通过对群落结构进行丰度分析,发现甘草根部样品中的优势内生菌菌种为反硝化类固醇杆菌(Steroidobacter denitrificans)、苯丙酸杆菌(Phenylobacterium zucineum)、未分类苯基杆菌(unclassified Phenylobacterium)、苯基杆菌(Phenylobacterium sp.)等;通过COG数据库、KEGG数据库和CAZy数据库对其功能基因进行注释,发现在甘草内生菌中含有123个细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)及520个UDP-糖基转移酶(UGT)编码基因。结论：首次利用宏基因组测序与分析方法来了解乌拉尔甘草内生菌群落结构与功能基因组成,并证明了甘草内生群落中含有丰富的细胞色素P450及UGT编码基因,为后续全面、深入研究甘草内生菌的生物学功能,以及它们如何转变为甘草酸生物合成资源,奠定了理论基础。     

花生抗病基因分离克隆研究进展

花生是重要的油料作物和经济作物。近年来多种病害严重威胁着花生产业的发展,筛选花生抗病基因并对其进行研究成为花生抗性育种的新热点。结合抗病基因分离克隆在花生育种工作和遗传研究等领域逐渐显现的广阔前景,我们简要综述了国内外花生抗病基因分离克隆的研究现状,介绍了抗病基因分离克隆的类型及特点,并探讨了今后的研究方向。     

芝麻染色体核型及似近系数分析

芝麻（Sesamum indicum L.）是世界上最古老的油料作物之一,在植物进化中具有重要地位。以8个二倍体栽培种、4个四倍体栽培种以及2个野生种S.radiatum Schum ＆ Thonn和S.schinzianum Asch.为材料,比较分析了芝麻不同种的核型特征。结果表明：栽培种与野生种的核型及结构具有明显的差异,栽培种的着丝点类型有m、sm和st,臂比均值（AAR）为2.11–2.25,核型不对称系数（AKC）为66.05%–66.99%,核型分2B、3A和3B三类;野生种S.radiatum和S.schinzianum仅有M和m两种着丝点类型,AAR值分别为1.09和1.08,AKC为52.12%和51.68%,核型分1B和1A两类。核型聚类结果表明,野生种与栽培种的似近系数范围介于0.027–0.107之间,亲缘关系较远;与地理来源相比,种皮颜色能够显示不同种间的进化地位,推测芝麻进化方向为野生种→栽培种黑芝麻→栽培种白芝麻。     

酵母表面展示体系的构建及在纤维素降解中的应用*

纤维素是来源广泛且储量较大的低成本可再生资源,但其结构致密难以利用。目前降解纤维素需要多种纤维素酶协作,而游离纤维素酶成本高、难以重复利用等问题限制了其广泛应用。利用酵母表面展示技术,可以将多个纤维素酶分别与锚定蛋白融合后共展示在细胞表面,从而构建酵母表面展示纤维素酶体系。这一体系可高效降解纤维素,一方面可以充分发挥表面展示的优点,如易回收、稳定性好、操作简单、成本低;另一方面可以将纤维素有效地降解为葡萄糖,并具有代谢产生物乙醇的潜力。阐述了酵母表面展示体系的构建原则,总结了影响展示体系效率的因素,介绍了这一技术在降解纤维素中的应用,为构建高效酵母表面展示纤维素酶体系及其他多酶体系提供参考。     

单萜类化合物的微生物合成

单萜类化合物是萜类化合物的一种,一般具有挥发性和较强的香气,部分单萜还具有抗氧化、抗菌、抗炎等生理活性,是医药、食品和化妆品工业的重要原料。近年来,利用微生物异源合成单萜类化合物的研究引起了科研人员的广泛关注,但因产量低、生产成本高等限制了其大规模应用。合成生物学的迅猛发展为微生物生产单萜类化合物提供了新的手段,通过改造微生物细胞可以得到不同种类的重组菌株,用于生产不同性能的单萜类化合物。文中将围绕单萜类化合物生物合成途径的设计与改造、高产单萜类化合物底盘细胞的设计与优化等几个方面阐述合成生物学应用于微生物生产单萜类化合物中的最新策略与进展。     

环氧角鲨烯环化酶在三萜化合物生物合成中的进展

三萜类化合物是植物代谢产物中最具多样性的化合物之一,具有广泛的生理活性和重要的经济价值。环氧角鲨烯环化酶(oxidosqualene cyclases,OSCs)催化2,3-氧化鲨烯环化生成不同类型的甾醇和植物三萜化合物,对天然产物的结构多样性具有重要意义。然而,目前对于OSCs酶催化2,3-氧化鲨烯发生环化多样性的机理尚不清晰。文中总结了近几年OSCs酶的研究进展,主要包括以下几个方面:催化功能;基因与蛋白的分子进化关系;OSCs酶蛋白结构;分子模拟与分子计算。期望为三萜环化酶的蛋白质工程和代谢工程的研究奠定基础。