温度响应的细菌生理生化特性调控研究进展

针对细菌对温度变化响应呈现的生理生化特性变化,总结了细胞内作为温度感应元件DNA、RNA及蛋白质分子如何响应温度变化,以及细胞调控生理生化特性的机制。重点介绍了典型的温度响应双组分系统的组成、结构及调控方式,如铜绿假单胞菌PG1480的CorS/CorR双组分系统响应温度的刺激调控细胞基因的表达,枯草芽胞杆菌的DesK/DesR双组分系统响应外界温度变化,调节编码脂肪酸去饱和酶基因des的表达,以及在嗜麦芽单胞菌中发现的LotS/LotR双组分系统,调控低温响应蛋白酶的表达。同时总结c-di-GMP作为第二信使参与温度响应双组分调控的机制;提出研究的热点问题和关键技术以及建议的研究策略。     

混合糖发酵重组酿酒酵母的菌株构建和菊芋秸秆同步糖化发酵研究

【目的】构建可用于纤维素乙醇高效生产的混合糖发酵重组酿酒酵母菌株,并利用菊芋秸秆为原料进行乙醇发酵。【方法】筛选在木糖中生长较好的酿酒酵母YB-2625作为宿主菌,构建木糖共代谢菌株YB-2625 CCX。进一步通过r DNA位点多拷贝整合的方式,以YB-2625 CCX为出发菌株构建木糖脱氢酶过表达菌株,并筛选得到优势菌株YB-73。采用同步糖化发酵策略研究YB-73的菊芋秸秆发酵性能。【结果】YB-73菌株以90 g/L葡萄糖和30 g/L木糖为碳源进行混合糖发酵,乙醇产量比出发菌株YB-2625 CCX提高了13.9%,副产物木糖醇产率由0.89 g/g降低至0.31 g/g,下降了64.6%。利用重组菌YB-73对菊芋秸秆进行同步糖化发酵,48 h最高乙醇浓度达到6.10%(体积比)。【结论】通过转入木糖代谢途径以及r DNA位点多拷贝整合过表达木糖脱氢酶基因可有效提高菌株木糖发酵性能,并用于菊芋秸秆的纤维素乙醇生产。这是首次报道利用重组酿酒酵母进行菊芋秸秆原料的纤维素乙醇发酵。     

刺参海带饲料原料褐藻胶降解菌的分离与鉴定

从海带及刺参养殖环境中筛选有效降解褐藻胶,且对刺参无致病性的微生物,对海带饲料原料进行降解处理,以降低海带饲料中刺参难以消化的褐藻胶成分,显著提高饲料利用率,增加海带原料价值。以褐藻胶为唯一碳源选择培养基初筛;DNS法测定褐藻胶裂解酶酶活;16S r DNA测序及生理生化试验对菌种进行鉴定;高浓度腹腔攻毒试验考察筛选所得菌株对刺参的潜在致病性;分子排阻色谱及高效凝胶色谱法对微生物酶解褐藻胶的终产物进行分析。系统发育树分析表明,菌株WB1与Bacillus amyloliquifaciens有最高同源性,对刺参无潜在致病性;其褐藻胶裂解酶酶解褐藻胶的终产物主要为二糖和三糖,相对含量分别为74.1%和25.9%,平均分子量为516 Da。解淀粉芽胞杆菌WB1可作为一种安全的有益微生物用于刺参海带饲料原料中褐藻胶成分的降解。     

微生物发酵法生产1,3-丙二醇的研究新进展

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,广泛应用于医药、化工、食品及化妆品等行业,同时1,3-PD是合成聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的重要单体,市场需求量逐年增多。基于生态友好型、生产安全和可持续发展的要求,利用微生物转化可再生资源来生产1,3-PD受到了人们的广泛重视。综述了微生物发酵法生产1,3-PD的菌株、代谢途径、发酵和下游分离工艺及其新进展,并对工业生产中利用生物技术生产1,3-PD的未来前景和挑战进行了探讨。     

菲降解菌Pseudomonas sp.JM2-gfp细胞特性对生物膜形成能力的影响及其在植物根表的定殖

[背景] 多环芳烃是农田土壤中的主要有机污染物,可通过作物根系进入食物链威胁人类健康。采用高效降解菌在植物根际形成生物膜是一种经济可行的生态阻控策略,而细菌细胞特性是影响其表面粘附并进行初始成膜的关键。[目的] 探究菲高效降解菌Pseudomonassp. JM2-gfp的细胞特性对自聚集成膜过程的影响,观察其在小麦根表定殖成膜情况,为在土壤-根际系统中构建阻控屏障提供理论依据。[方法] 采用培养皿培养、结晶紫染色、接触角测量（Contact Angle Measurement,CAM）及定量方法测定JM2-gfp菌株细胞特性,采用植物液体培养法形成生物膜,采用激光共聚焦显微镜（Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）观察和分析生物膜的结构特征。[结果] 菌株Pseudomonas sp. JM2-gfp生有鞭毛结构及疏水性细胞壁,并具备较强的运动能力、初始粘附率和自聚集能力。JM2-gfp菌株具有良好的成膜及降解能力,48 h菲降解效率是浮游态菌株的2.5倍。成膜过程呈现明显的周期性变化,2 d时生物膜量达最大值。2 d内生物膜厚度约为32.8μm,生物膜上分泌多种胞外基质物质（Extracellular Polymeric Substances,EPS）,其中碳水化合物和蛋白质含量分别为74.68 μg/mL和211.9 μg/mL。小麦根系与菌液共培养4 d后,JM2-gfp菌株可在根表形成稳定的生物膜,并进一步定殖到根和茎、叶组织内部。[结论] 菲胁迫下,Pseudomonas sp. JM2-gfp降解菌易于在载体表面附着聚集形成生物膜,降解能力也随之增强,其在植物根表定殖成膜的结果为阻控土壤有机污染物进入作物体内提供了一种新的技术策略。     

青环海蛇抗菌肽Hc-CATH的分子设计及药效毒理优化

为获得分子量小、毒性低的抗感染多肽药物先导分子,以来源于青环海蛇的cathelicidin家族抗菌肽Hc-CATH为模板,设计了长度分别为16和15个氨基酸残基的改造体Hc-16和Hc-15,并通过CCK8实验、最小抑菌浓度 (Minimal inhibitory concentration,MIC) 实验、ELISA实验和生物膜干涉技术 (Bio-layer interferometry,BLI),对其进行毒性、抗菌活性、抗炎活性及LPS中和活性筛选。结果显示,两种改造体中,Hc-16对包括临床耐药菌在内的病原体具有广谱抗菌活性,最小抑菌浓度仅为4.69 μg/mL。同时抑制了LPS诱导的炎症因子TNF-α、IL-6的表达,显著降低感染诱发的炎症反应及细胞毒性。此外,构效关系研究表明C-、N-两端的苯丙氨酸在Hc-16抗菌抗炎活性中起着至关重要的作用。综上,Hc-16改造肽相比原模板具有更高的抗菌抗炎活性、更低的毒性以及更小的分子量,因而具有成本低、更好的成药性优势和较好的临床应用价值。     

柞蚕蛹培养蛹虫草不同时间后的代谢组分析

为了解柞蚕蛹培养蛹虫草（简称柞蚕蛹虫草）不同时间后的代谢物变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术,比较不同培养时期的柞蚕蛹虫草代谢产物成分,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。在柞蚕蛹虫草的5个生长时期共检测到10类421种化合物,主要包括：氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、萜类、酚酸、有机酸、糖及醇类、甾体、脂类、生物碱、醌类等多种化合物。主成分分析（PCA）结果显示,不同生长时期柞蚕蛹虫草的代谢组表现出不同的代谢特征,5个生长时期样本在得分图中可分为3个不同区域,对照（S1）与子座形成初期（S3）归为一区,菌核期（S2）独自归为一区,子座形成期（S4）和子囊壳形成期（S5）归为一区。S2-S5筛选到的特有差异代谢物有36种,包括虫草素、甘露醇等主要活性物质,其中香豆酰腐胺、五羟色胺、γ-生育三烯酚等物质首次被检测到。对不同生长阶段变化排在前20的差异显著代谢成分进行分析,结果表明上下调幅度较大的物质多为有机酸、酚酸、生物碱、核苷酸及其衍生物等次生代谢产物。5个生长时期筛选出的所有差异代谢物共富集在154条代谢通路上,差异代谢物数量富集最多的前5条通路,分别为代谢途径、次生代谢物的生物合成、ABC转运蛋白、嘌呤代谢和氨酰生物合成。整个生长周期中,具有显著影响的通路是嘌呤代谢与丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径。本研究结果可为柞蚕蛹虫草的深入研究与应用提供参考。     

吲哚的微生物代谢及其作为新型信号分子的研究进展

吲哚,又称2,3-苯并吡咯,广泛应用于化工、医药、染料等行业,是工业上重要的前体物质,但其释放到环境中也是一种典型的氮杂环污染物。同时,作为一种常见的微生物代谢产物,自然界中无时无刻不发生着吲哚的合成—转化—降解过程。吲哚对微生物生物膜的形成、运动能力、毒性、质粒稳定性及抗生素抗性等多种生物功能有显著影响。因此,吲哚也被认为是新型且具有多功能的种间及跨界信号分子,在微生物生理学和动物行为学等领域发挥了重要作用。研究微生物介导的吲哚代谢机制,阐明其生物学功能的基础,是揭示吲哚在自然环境中的行为归趋和生态学意义的关键。本文系统地总结吲哚代谢的微生物资源及途径,介绍其作为信号分子的重要功能,并对有关吲哚-微生物相互作用的研究进行总结,以期为揭示复杂环境中吲哚生物代谢机制提供重要的理论参考。     

SUMO与乳腺癌

小泛素修饰物(Small ubiquitin-like modifier,SUMO)是结构上与泛素类似的一种修饰蛋白,能与一些特定的靶蛋白共价连接.与泛素介导蛋白质的降解不同,SUMO化修饰调控主要对靶蛋白的功能,如在蛋白质的稳定性、细胞定位、信号转导、基因转录调控等方面均发挥着重要的作用.最近的研究表明:SUMO与乳腺癌的发生发展密切相关,它是通过SUMO化修饰参与并影响雌激素受体信号通路来实现的,本文将就此做一综述.     

基于傅里叶变换近红外光谱实时分析1,3-丙二醇发酵过程生物量的在线监测方法

生物量是反映生物发酵过程进展的重要参数,对生物量进行实时监测可用于对发酵过程的调控优化。为克服目前主要采用的离线方法检测生物量时间滞后和人工测量误差较大等缺点,本研究针对1,3-丙二醇发酵过程设计了一个基于傅里叶变换近红外光谱实时分析技术的生物量在线监测实验平台,通过对实时采集光谱预处理以及敏感光谱段分析,应用偏最小二乘算法,建立了1,3-丙二醇发酵过程生物量变化的动态预测模型。以底物甘油浓度为60 g/L和40 g/L的发酵过程作为外部验证实验,分析得到模型的预测均方根误差分别为0.341 6和0.274 3,结果表明所建立的模型具有较好的实时预测能力,能够实现对1,3-丙二醇发酵过程中生物量的有效在线监测。