Burkholderia cepacia胆固醇酯酶及其分子伴侣基因的串联表达及酶学性质的研究

为实现胆固醇酯酶的可溶性表达,以Burkholderia cepacia ST-200胆固醇酯酶为研究对象,将酶及其分子伴侣通过人工添加的SD序列在大肠杆菌中进行串联表达。通过SDS-PAGE电泳分析,胆固醇酯酶成功获得可溶性表达,摇瓶水平的总酶量为1 077 U/L。经过镍柱纯化之后可以获得一条相对分子量约为37 kDa的单一条带。利用圆二色谱解析胆固醇酯酶的二级结构,并测定Tm值,从最适温度、最适pH、热稳定性、pH稳定性及有机溶剂耐受性等方面对胆固醇酯酶进行研究,结果表明该酶在pH为7.0,45℃条件下表现出最大活力。     

葡萄Actin基因家族的鉴定及进化和表达分析

采用生物信息学方法从葡萄(Vitis vinifera Linn.)全基因组中鉴定Actin基因家族,并对各基因的染色体定位和结构特征,编码蛋白质的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统进化,以及不同组织的基因表达进行研究.结果表明:葡萄Actin基因家族16个基因分布在12条染色体上.16个基因的结构特征及其编码蛋白质的理化性质差异较大.16个基因的长度及其内含子总长度的变化范围较大,编码序列(CDS)和外显子总长度的变化范围较小.除登录号GSVIVG01008254001和GSVIVG01014035001的基因外,其他14个基因的GC含量均低于其CDS的GC含量.除登录号GSVIVG01008254001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质的理论相对分子质量为12534.54~82612.33,理论等电点为pI 4.92~pI 9.13.16个基因编码蛋白质的消光系数为14105~73645,脂肪族氨基酸指数为65.54~92.06,其中9个为稳定蛋白,7个为不稳定蛋白.除登录号GSVIVG01014035001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质均为亲水性蛋白.登录号GSVIVG01016517001的基因编码的蛋白质定位于细胞质和细胞核,其他15个基因编码的蛋白质定位于细胞质.二级结构和三级结构显示:葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质均由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,且总体以无规则卷曲为主.系统进化分析和不同组织的基因表达分析结果显示:与拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕相似,葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质分为3个亚家族,ClassⅡ亚家族(营养型)包括登录号GSVIVG01003099001和GSVIVG01026580001的基因编码的蛋白质,这2个基因在所有组织中的表达均较高;ClassⅢ亚家族(生殖型)包括登录号GSVIVG01033494001、GSVIVG01024980001和GSVIVG01016550001的基因编码的蛋白质,这3个基因在花粉、雄蕊和花中的表达均较高;ClassⅠ亚家族包括其他11个基因编码的蛋白质,这11个基因在各组织中的表达总体上较低.研究结果显示:葡萄Actin基因家族的表达具有组织特异性.     

Switching head group selectivity in mammalian sphingolipid biosynthesis by active-site-engineering of sphingomyelin synthases

SM is a fundamental component of mammalian cell membranes that contributes to mechanical stability, signaling, and sorting. Its production involves the transfer of phosphocholine from phosphatidylcholine onto ceramide, a reaction catalyzed by SM synthase (SMS)1 in the Golgi and SMS2 at the plasma membrane. Mammalian cells also synthesize trace amounts of the SM analog, ceramide phosphoethanolamine (CPE), but the physiological relevance of CPE production is unclear. Previous work revealed that SMS2 is a bifunctional enzyme producing both SM and CPE, whereas a closely related enzyme, SMS-related protein (SMSr)/SAMD8, acts as a monofunctional CPE synthase in the endoplasmic reticulum. Using domain swapping and site-directed mutagenesis on enzymes expressed in defined lipid environments, we here identified structural determinants that mediate the head group selectivity of SMS family members. Notably, a single residue adjacent to the catalytic histidine in the third exoplasmic loop profoundly influenced enzyme specificity, with Glu permitting SMS-catalyzed CPE production and Asp confining the enzyme to produce SM. An exchange of exoplasmic residues with SMSr proved sufficient to convert SMS1 into a bulk CPE synthase. This allowed us to establish mammalian cells that produce CPE rather than SM as the principal phosphosphingolipid and provide a model of the molecular interactions that impart catalytic specificity among SMS enzymes.     

Red/ET同源重组技术及其在微生物基因组挖掘中的应用进展

Red/ET同源重组技术(Red/ET recombineering)是由来源于大肠杆菌λ噬菌体的蛋白对Redα/Redβ或来源于Rac原噬菌体的蛋白对Rec E/Rec T所介导的基于短同源臂(40–50 bp)的同源重组技术,能对宿主DNA序列进行快速、高效、精确的修饰和操作。本文主要综述了2010年以来Red/ET同源重组技术在大肠杆菌及其他细菌中的研究进展,同时简要介绍了该技术在微生物基因组挖掘,尤其是在微生物基因簇的异源表达领域的应用进展。     

木质纤维素降解酶生产菌株的遗传改造及应用

通过纤维素酶将木质纤维素向生物新能源的转化对经济社会的可持续发展具有重要意义,被用于纤维素酶制剂工业化生产的微生物大多属于丝状真菌,但丝状真菌的遗传操作困难,且纤维素酶诱导机制尚未阐明,严重制约了纤维素酶高产菌株选育与应用。本文综述了近年来纤维素酶高产菌株遗传操作方法的进展,重点论述了丝状真菌合成纤维素酶过程中的信号感应、信号传导、转录调控的研究,通过理性改造以提高纤维素酶生产菌株的产酶能力,并且总结展望了丝状真菌在工业生产中的应用。