特异腐质霉角质酶-OMP25融合蛋白在大肠杆菌中的高效表达

【目的】通过探究特异腐质霉角质酶-OMP25融合蛋白(HiC-OMP25)在不同大肠杆菌(Escherichia coli)菌株中的表达情况、底物降解情况、热稳定性及宿主菌细胞膜通透性与细胞表面疏水性,揭示表达HiC-OMP25时不同宿主菌的差异性,并进一步提高HiC-OMP25在大肠杆菌中的表达量。【方法】分别在E.coli BL21(DE3)及E.coli C43(DE3)中表达HiC-OMP25,并测定其对对硝基苯丁酸酯(4-nitrophenol butyrate,pNPB)、聚丙烯酸乙酯(polyethyl acrylate,PEA)的降解效果、50℃稳定性;测定表达HiC-OMP25时宿主菌的细胞膜通透性及细胞表面疏水性变化;共表达伴侣蛋白提高HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中的表达量。【结果】HiC-OMP25在E.coli BL21(DE3)与E.coli C43(DE3)中均成功表达并降解pNPB,但前者对PEA的降解效果及50 ℃稳定性均低于后者。同时,表达HiC-OMP25显著增强了E.coli BL21(DE3)的细胞膜通透性及细胞表面疏水性。HiC-OMP25与巯基氧化酶(Erv1p)、二硫键异构酶(DsbC)在E.coli C43(DE3)中共表达时,其表达量为原始菌株的2.14倍,且对pNPB及PEA均有良好的降解效果。【结论】异源表达时,HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中正确折叠,而在E.coli BL21(DE3)中未完全正确折叠;通过共表达伴侣蛋白提高了HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中的表达量,为以后HiC-OMP25的工业化生产及应用奠定了基础。     

蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的成分组成与急性毒性分析

蝙蝠蛾拟青霉是从新鲜的冬虫夏草上分离获得的虫草菌,可采用生物发酵制备大量菌丝体。该菌丝体具有和冬虫夏草相似的活性成分,具有抗肿瘤、抗病毒等多种功效。本研究对干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的主要成分进行了分析,结果显示：干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液含粗脂肪21.33%,总蛋白27.34%,水解氨基酸16.79%,粗多糖11.16%,不饱和脂肪酸71.21%,其中以油酸、亚油酸为主;该干燥发酵滤液中还含有多种核苷类物质、多糖等生物活性成分以及多种人体必需的矿质元素。此外急性毒性实验的初步结果表明：小鼠在实验期内无死亡现象和明显的中毒反应,主要脏器的形态学正常;谷草转氨酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）活性与对照组相比无统计学差异。蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液有望在医药和保健领域进一步研究开发。     

偶联羟化反应和辅酶再生体系产9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮

9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9-OH-AD)是一种重要的甾体药物中间体,可以用来制备β-甾酮,地塞米松和其他类固醇化合物。3-甾酮9α-羟基化酶(KSH)是由两个亚基即末端氧化亚基(KshA)和铁氧还蛋白还原亚基(KshB)构成的。在本研究中,人工合成了来源于分枝杆菌Mycobacterium sp.Strain VKM Ac-1817D的kshA和kshB基因,通过优化表达载体促进了KshA和KshB在E.coli BL21(DE3)中的可溶性表达,并探究了催化体系中KSH还原亚基和氧化亚基的最适添加比例。此外,KSH转化雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)为9-OH-AD的过程中需要辅酶NADH。本研究构建了羟基化反应与利用葡萄糖脱氢酶(GDH)的NADH辅酶再生反应的偶联体系。为了进一步提高转化效率,本研究进行了转化条件的优化,并采取了分批补料的策略,最终9-OH-AD产量为4.78 g/L,转化率为96.7%。此种酶介导的转化生产9-OH-AD的方法为甾体药物生产提供了一种环境友好和经济实用型的新策略。     

PLA2R-IgG间接荧光定量免疫层析分析的构建与应用

目的 血清抗磷脂酶A2受体抗体IgG（PLA2R-IgG）水平是诊断和治疗特发性膜性肾病（IMN）的重要依据,而目前国内外常规检测手段主要是酶免法。为提升检测的便捷性,同时满足灵敏、宽量程分析需求,本研究构建了一种新的PLA2R-IgG检测技术。方法 采用包裹铕元素的微球示踪,对反应步骤进行选择,对微球制备液的pH、微球-抗体反应比例和反应时间优化,本文基于间接法构建了PLA2R-IgG的荧光定量免疫层析检测方法,并进行了初步临床评价。结果 本方法的灵敏度达0.7 RU/ml,标准曲线方程为y=0.771x-1.437,相关系数0.995,线性测量范围为0.7~1 500 RU/ml,回收率为86.27%~98.98%,平均批内变异系数为8.13%,交叉反应率均小于0.1%,试剂37℃储存10 d稳定。本方法与市售酶免试剂盒相关性为0.953,阴阳性判断一致,对IMN的检出率为76.9%。结论 采用两步法反应的PLA2R-IgG间接荧光定量免疫层析分析,快速、灵敏、准确,具有临床实用性。     

基于银纳米棒的表面增强拉曼基底探究土霉素对植物乳杆菌的影响

【背景】土霉素属四环素类抗生素,在医疗制药和动物养殖行业应用广泛。抗生素的滥用与残留极易导致环境中的益生菌产生耐药,各类益生菌通过食物进入机体后,可将耐药基因转移给致病菌。目前的耐药菌株筛选方法耗时较长,最小抑菌浓度测定结果也可能存在偏差,而且无法在抗菌机理及耐药机制方面提供线索。【目的】采用表面增强拉曼光谱（surface enhanced Raman spectroscopy,SERS）技术探究土霉素与植物乳杆菌之间的相互作用,以期为微生物耐药菌株的快速筛选提供理论基础,并为研究抗菌机理及耐药机制提供思路及方法。【方法】组装银纳米棒与石英后得到一种具有良好、稳定的SERS增强效应的固相基底;在植物乳杆菌菌液中加入不同浓度土霉素后各自分别孵育30、60和90 min,利用组装好的固相基底对细菌细胞进行SERS信号测定,拉曼光谱的出峰位置和峰强度变化可以体现不同土霉素浓度及作用时间条件下植物乳杆菌细胞成分的差异,可进一步推断土霉素对植物乳杆菌生长的影响。【结果】0.5×MIC土霉素会造成SERS光谱强度的降低;1.0×MIC土霉素作用90 min后,SERS在1 612、1 630 c...     

噬菌体赋形剂的种类、配方及包被技术研究进展

噬菌体制剂的研究与应用受到医药领域、畜牧兽医领域及食品生产在内的各行业的重视。然而,噬菌体作为一种具有蛋白质外壳的活微生物,其在防治致病菌污染、感染及储存运输过程中,会遇到一些活性丧失、储存期短、液体状态运输不便等问题。因此,寻找合适的包被赋形剂,以减少噬菌体在使用、储存及运输过程中的活性损失,是噬菌体疗法亟须解决的问题。本文主要综述制备噬菌体制剂时使用的包被赋形剂种类、配方及包被技术等,及其对噬菌体抗逆性和储存稳定性的影响,并探讨了该领域最重要的研究成果,以期为固态噬菌体制剂寻找合适的包被赋形剂、配方和包被技术,为噬菌体的靶向治疗和控制释放奠定基础,有助于噬菌体治疗的更广泛的临床应用。     

生物热对传统固态发酵菌群演替及其代谢影响的研究进展

解析传统固态发酵中产生的生物热对微生物菌群代谢的影响,是认识发酵机制、调控发酵过程、保证发酵效率的关键之一。固态发酵过程中,微生物菌群代谢活动所产生的生物热及传热效率低等问题引起微环境温度升高,进而影响微生物的生长与代谢。然而,关于传统固态发酵微生物受生物热的影响及其适应机制仍不明晰。因此,本文以传统固态发酵体系为研究对象,阐述持续生物热介导的高温对固态发酵过程中微生物群落演替和代谢功能的影响,并提出复杂群落中具有多层次调控微生物代谢以适应高温环境的方式,主要从微生物群体与个体层面介绍可能存在的耐热机制。了解生物热对传统固态发酵微生物的影响及潜在的耐热机制,有助于靶向调控发酵过程、强化高温发酵等,以满足未来的工业化需求。     

分枝杆菌LY-1内源性表达元件的筛选及其在降低Cas9蛋白毒性中的应用

【背景】分枝杆菌LY-1因能够将天然植物甾醇代谢转化为重要甾体药物中间体,目前已成为工业上的优势生产菌株。高效的CRISPR/Cas9基因编辑技术是工业菌株代谢工程改造进行产量性状提升的关键。然而由于Cas9蛋白的高表达毒性问题且分枝杆菌中已公开报道的可用表达元件较少,极大地限制了Cas9蛋白在该菌株中的适度表达。【目的】筛选内源性表达元件,利用合适的表达元件启动Cas9蛋白的表达,降低其对菌株的毒性。【方法】依据文献和前期研究获得的分枝杆菌基因转录组水平数据,并结合启动子在线预测网站BDGP(https://www.fruitfly.org/seq＿tools/promoter.html),筛选内源性表达元件。以增强型绿色荧光蛋白作为报告基因对表达元件的强度进行评估,并采用不同强度的表达元件启动Cas9蛋白的表达。【结果】获得了23个不同表达强度的表达元件,采用中等强度的表达元件及弱表达元件都降低了Cas9蛋白对分枝杆菌LY-1的毒性,实现了Cas9蛋白在该菌株中的适度表达。【结论】建立了分枝杆菌LY-1内源性表达元件库,为后续菌株中高效CRISPR/Cas9基因编辑技术的构建及关键...     

酒醅来源酵母菌合成异戊醇能力与途径解析

【背景】异戊醇是酵母菌在白酒发酵过程中通过氨基酸合成代谢途径和氨基酸分解代谢途径合成的主要高级醇,其含量影响白酒饮用的舒适度。【目的】分析和比较分离自浓香型白酒酒醅中的酵母菌合成异戊醇的能力,揭示酵母菌合成异戊醇的途径。【方法】从酒醅中分离具有异戊醇合成能力的酵母菌株,比较不同生长时期酵母菌合成异戊醇的能力,通过前体物代谢分析它们合成异戊醇的途径。【结果】分离自酒醅的5株酵母的异戊醇合成能力从强到弱依次为Naumovozyma castellii JP3-1、Saccharomyces cerevisiae JP3、Pichia fermentans JP22、Pichia kudriavzevii JP1和Naumovozyma dairenensis CBS421。这些酵母合成异戊醇的时期主要在对数生长期,N. castellii JP3-1、P. fermentans JP22和N. dairenensis CBS421在稳定生长期也合成异戊醇。S. cerevisiae JP3、N. castellii JP3-1和N. dairenensis CBS421在整个生长时期主要通过Harris途径合成异戊醇;P. kudriavzevii JP1在整个时期主要通过Ehrlich途径合成异戊醇;P. fermentans JP22在对数生长期通过Harris途径和Ehrlich途径合成异戊醇的能力接近,在稳定生长期主要通过Harris途径合成异戊醇。【结论】本研究揭示了酒醅来源5个属种酵母合成异戊醇的途径、能力与其生长时期的关系,研究结果可为解析浓香型白酒发酵过程异戊醇合成、积累机制及实施白酒发酵过程异戊醇合成的精准调控提供理论依据。     

限制活动加剧2型糖尿病小鼠肠道菌群和糖脂代谢紊乱

【背景】久坐行为在2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者群体中广泛存在,对于患者的血糖控制具有严重的不良影响,但是其具体机制还缺乏较为完善的阐述。【目的】通过限制小鼠活动模拟久坐行为,从而阐明久坐导致2型糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱加剧的具体机制,为相应的健康教育和干预提供一定的理论基础。【方法】利用C57BL/6J雄性小鼠构建糖尿病模型,小鼠随机分为3组：正常组(CON)、2型糖尿病模型组(MOD)和2型糖尿病限制活动组(SED),通过限制小鼠活动的方法使其进行8周的久坐行为;采用试剂盒和形态学观察法测定小鼠糖脂代谢紊乱情况;HE和PAS染色观察小鼠回肠组织受损情况;采用RT-qPCR法测定小鼠粪便微生物的变化;采用TBA试剂盒测定小鼠血清和肝脏中总胆汁酸含量;分别通过荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blotting测定小鼠回肠和肝脏组织中法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)和G蛋白偶联胆汁酸受体5(G protein coupled bile acid receptor 5,TGR5)的mRNA和蛋白表达水平。【结果】与正常组相比,模型组小鼠血糖升高、血脂增加、胰岛素抵抗和口服葡萄糖耐量紊乱,而且肠道病理学变化明显,限制活动使T2DM小鼠糖脂代谢紊乱增加(P<0.05);T2DM小鼠肠道菌群失调,在门和属水平上的有益菌减少、有害菌增加,限制活动加剧了这一情况;与正常组相比,T2DM小鼠血清和肝脏组织中总胆汁酸含量增加,限制活动组总胆汁酸进一步增加(P<0.05);模型组小鼠胆汁酸受体FXR和TGR5表达较正常组显著降低(P<0.01),限制活动后进一步抑制了这些受体的表达。同时,Spearman相关性分析也显示小鼠糖脂代谢水平与肠道菌群及肠道菌群代谢物胆汁酸存在显著相关性。【结论】限制活动致使T2DM小鼠糖脂代谢紊乱加剧,其机制可能与肠道菌群和胆汁酸代谢失调,以及胆汁酸受体的进一步下调有关。