热休克蛋白70:生物学功能与作用机制研究进展

热休克蛋白是一类广泛存在于原核生物和真核生物体内且结构上高度保守的蛋白质。有机体在应激条件下,为克服压力会诱导其表达,因此,热休克蛋白又被称为应激蛋白。作为进化上最保守的蛋白质之一,热休克蛋白70 (heat shock protein 70, Hsp70)是生物细胞中含量最高的一种热休克蛋白,可诱导性最强,具有多种生物学功能,因此,又被称为主要热休克蛋白。由于蛋白质是细胞重要成分之一,几乎涉及所有的生物学过程,Hsp70家族成员控制着细胞蛋白质稳态的所有方面,因此,Hsp70一直是科学研究的热点之一。该文概括了近年来Hsp70的生物学功能和作用机制研究进展,并对该领域的研究进行了展望。     

精细肝切片技术在药物代谢研究中的应用

一种新兴的生物实验技术—精细肝切片 (ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ -ｃｕｔｌｉｖｅｒｓｌｉｃｅ :ＰＣＬＳ)技术作为介于器官与细胞水平间的实验手段 ,不需用胶原酶 ,切片技术相对简单 ,且保存正常组织结构、细胞联系及细胞极性 (ｐｏｌａｒｉｔｙｏｆｈｅｐａｔｉｃｃｅｌｌ) ,故较其它体外模型更接近在体代谢模式 ,而且在ＲＴ -ＰＣＲ测定ＣＹＰｍＲＮＡ诱导中 ,其诱导时间较肝细胞短得多[1] ,这些优点使它在体外药物及毒物研究中占有相当重要的地位。这种技术还可用于其它多种器官 (如肾、肺、心、脾等 ) [2 ] ;组织来源可以是各种实验动物 ,亦…     

高温调控对黄瓜霜霉病菌侵染的影响

采取温湿度相结合的方法来研究高温处理对黄瓜霜霉病菌（Pseudoperonospora cubensis Rostov)侵染的影响,比较研究了35－50℃4个温度梯度、50％－90％5个湿度组合处理对病菌致病性的影响。同一相对湿度条件下,随着温度的上升病菌致病性降低;40－50℃的高温范围内,在同一温度下随着湿度的不断升高,受处理病菌的致病能力逐渐下降。在RH80％以上、温度40℃以上时,病菌的致病力随着处理时间的延长而变弱;45℃以下的高温高湿处理病菌超过1h,病菌基本上没有致病性。通过高温控制苗期黄瓜霜霉病的研究,确定高温高湿防治苗期黄瓜霜霉病的最佳温湿度为45℃1h(RH80%)。通过高温致死菌诱导植株抗性的研究,初步明确高温处理致死的病菌可以短期诱导植株的抗性。     

耐有机溶剂脂肪酶的研究进展

脂肪酶是一种重要的酶,在有机介质中脂肪酶能催化某些特定的化学反应。获得具有较高催化活性的耐有机溶剂脂肪酶具有重要的价值。该文概述了一些具有代表性的耐有机溶剂脂肪酶,介绍了耐有机溶剂脂肪酶的特性和应用,并对耐有机溶剂脂肪酶的筛选途径和分子改造方法进行了分析。今后有机溶剂耐受性脂肪酶的研究将集中在酶的利用、微生物筛选、脂肪酶表征和基因克隆、酶的分子改造等方面。     

耐有机溶剂微生物的耐受机制、改造策略和应用北大核心

耐有机溶剂微生物在生物燃料生产、全细胞催化、酶制剂的开发和生物修复等领域具有非常重要的作用。该文简要介绍了耐有机溶剂微生物及其耐受机制,并从基因过表达、基因敲除和全局转录机制三个方面总结了增强微生物有机溶剂耐受性的方法。通过对耐有机溶剂微生物应用的局限性进行分析,认为未来研究中应注重将微生物耐受表型和具体利用相结合,达到有机溶剂耐受和实际产出的最佳平衡状态,为耐有机溶剂工程菌的改造和选育提供参考。     

位点2蛋白酶的结构域、功能与作用机制研究进展

膜内蛋白酶对跨膜蛋白的不可逆性切割过程在跨膜信号转导途径中起着重要作用。位点2蛋白酶(site-2 proteases, S2P)属于膜内蛋白酶中的金属蛋白酶家族。基于进化树的序列分析，S2P及其同源物可以分为亚组Ⅰ至亚组Ⅳ，亚组Ⅰ包括了绝大多数真核生物和细菌的S2P及其同源物，亚组Ⅲ则为少数原核生物如枯草芽孢杆菌和古细菌如詹氏甲烷球菌的S2P同源物。由于S2P参与的信号转导从细菌到人类均具有保守性，本文以亚组Ⅰ和亚组Ⅲ的S2P为例进行综述，阐明S2P及其同源物对跨膜蛋白的切割过程，并展望尚待研究的方向。     

赤红球菌二鸟苷酸环化酶基因的克隆、信息学分析和转录变化研究

本研究通过克隆赤红球菌SD3的二鸟苷酸环化酶(DGC)基因,并对该酶进行生物信息学分析,研究其在甲苯和苯酚胁迫下的转录水平变化,为进一步研究该酶和赤红球菌SD3有机溶剂耐受性之间的关系奠定基础。综合使用煮沸法和冻融法提取赤红球菌SD3的总DNA,利用PCR扩增和T载体克隆获得DGC基因序列;利用生物信息学手段对DGC的理化性质和结构特征进行分析;利用邻位相连法构建进化树;采用Discovery studio 3.5将DGC与底物GTP进行分子对接;采用qPCR方法分析DGC基因在甲苯和苯酚胁迫下的转录变化情况。克隆获得了赤红球菌SD3的DGC基因序列,在GenBank中的序列登录号为MH482549。该基因的开放阅读框长为1 332 bp,编码443个氨基酸,预测蛋白分子量为46.95 kD,是疏水性蛋白。无信号肽和二硫键,含有6段跨膜区,第181~316位氨基酸之间存在一个GGDEF保守结构域和c-di-GMP结合抑制位点(Ⅰ位点)。亚细胞定位分析表明,DGC属于质膜蛋白。DGC中超过50%的氨基酸参与形成α螺旋结构。进化树分析表明Rhodococcus ruber SD3和Rhodococcus aetherivorans的DGC聚为一簇,推测赤红球菌SD3的DGC也属于ClassⅢnucleotidyl cyclases家族,具有类似的分子功能。分子对接表明DGC和GTP分子通过疏水作用和氢键产生相互作用。qPCR结果表明在甲苯和苯酚胁迫下,赤红球菌SD3中DGC基因的转录分别上调了1.57倍和8.71倍。研究表明,赤红球菌SD3中的DGC催化GTP产生c-di-GMP,并且DGC基因的转录在有机溶剂胁迫下发生显著上调,这暗示c-di-GMP与赤红球菌SD3的有机溶剂耐受性可能相关。     

赤红球菌SD3全基因组测序及其热休克蛋白DnaK的表达分析

红球菌属微生物因其自身较强的有机物耐受性和较宽的降解谱,能够适应多种生境而被广泛应用于生物脱硫、石油污染修复、有毒有机化合物降解、污水处理等领域。本研究利用单分子PacBio测序技术,对一株耐有机溶剂的赤红球菌SD3 (Rhodococcus ruber SD3)全基因组进行测序并进行生物信息学分析。该菌株的全基因组长度大约为5.37 Mb,GC含量为70.63%,GenBank序列登录号为CP029146。使用Barrnap0.4.2和tRNAscan-SEv1.3.1软件对基因组中包含的rRNA基因和tRNA基因进行预测,发现有12个rRNA基因和53个tRNA基因。利用Glimmer3.02软件对该基因组进行基因预测,共得到5 120个编码蛋白的基因。将预测的蛋白序列同时与KEGG、STRING和GO三类数据库进行Blastp比对,共计2 836个蛋白基因获得COG功能注释,并且注释得到3 130条GO功能条目和2 190条KEGG通路条目。此外,基于荧光定量PCR的分析表明在甲苯和苯酚胁迫下,赤红球菌SD3中热休克蛋白DnaK的表达分别上调了29.87倍和3.93倍。这些研究结果为赤红球菌的遗传改造和揭示赤红球菌的有机溶剂耐受性机制提供了理论依据。