滨海白首乌(耳叶牛皮消)药理活性研究进展

滨海白首乌(耳叶牛皮消)是一种传统中药材,为萝藦科鹅绒藤属植物耳叶牛皮消的块根。耳叶牛皮消具有抗肿瘤、调节免疫、抗氧化、抗衰老、调血脂、促进毛发生长、保护脏器等多种药理活性。本文分析了耳叶牛皮消药理活性,提出了今后耳叶牛皮消研究与开发利用方向。     

嗜热丁烷氧化古菌Candidatus Syntrophoarchaeum烷基转移酶MtaA催化丁基辅酶M的分子机制研究

【背景】嗜热古菌Candidatus Syntrophoarchaeum可以与硫酸盐还原细菌共生,通过逆转产甲烷途径进行正丁烷的氧化,但在该过程中负责催化丁基辅酶M氧化的酶尚未确定。【目的】利用分子动力学模拟证明Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白可以特异性催化丁基辅酶M中丁基的转移,并非转移甲基。【方法】使用Methanosarcina mazei辅酶M甲基转移酶Mta A的晶体结构(PDB ID:4ay8)作为模板,对Mta A_1 (Gen Bank登录号OFV65993.1)和Mta A_2 (Gen Bank登录号OFV65678.1)进行同源建模。使用分子对接得到两者分别结合CH_3-Co M和C_4H_9-Co M时的结构,并用AMBER18进行分子动力学模拟。【结果】当Mta A_1和Mta A_2分别结合C_4H_9-Co M时,表现出与4ay8晶体结构类似的TIM-Barrel折叠三维结构,但在活性中心形状、Zn~(2+)与底物距离以及活性位点附近氨基酸配位方式等方面存在差异,这可能是导致Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白催化丁基辅酶M氧化的原因。其中Mta A_2与4ay8结构更相似,活性中心氨基酸配位更完整,暗示其更可能具备催化活性。然而当Mta A_1和Mta A_2分别结合CH_3-Co M时,整体结构不合实际,活性中心Zn~(2+)与底物距离过远,表明底物几乎不可能与酶结合。【结论】Ca.Syntrophoarchaeum中的Mta A_1和Mta A_2很可能是特异性的丁基转移酶,而非催化甲基的转移,其中Mta A_2具备活性的可能性更高。     

橄榄绿链霉菌细胞膜中几丁单、寡糖结合蛋白质的分离、纯化和结合动力学

橄榄绿链霉菌细胞膜中存在能与N 乙酰葡糖胺特异性结合的蛋白质。采用超声波破碎、超速离心等方法 ,分离得到细胞膜后用TritonX 10 0抽提 ,经连续的阴离子层析后 ,可分别得到能与N 乙酰葡糖胺特异性结合的 46 .0kD和 47.5kD蛋白质。底物竞争结合实验证实 ,这两种蛋白质还能与其他几丁质降解产物 (几丁二糖至几丁六糖 )特异性结合而不与葡萄糖、纤维二糖等结合。采用介质表面感应技术 (surfaceplasmonresonance)检测出46kD蛋白质与几丁单糖至几丁六糖的解离常数 (Kd)在 8.2 9× 10 -9～ 1.95× 10 -5mol/L之间 ,单糖最高而三糖最低。决定其差异的主要因子是底物结合速率 (Kon)而非解离速率 (Koff)。N末端氨基酸序列分析结果推测 ,该蛋白质属于一个潜在的ATP结合转运系统     

产甲烷古菌中CRISPR簇的研究

【目的】通过对51个产甲烷古菌基因组中成簇的规律间隔短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)的组成和来源进行研究,推测产甲烷古菌与环境中其他微生物的物质交换和相互作用,在基因组水平上阐述产甲烷古菌之间的遗传差异。【方法】利用CRISPRdb和CRISPRFinder,找出产甲烷古菌基因组中所有潜在的CRISPR簇。对CRISPR簇的基本组成部分进行分析:利用BLASTCLUST对重复序列(Repeat)进行分类;分别将间隔序列(Spacer)与Refseq病毒基因组、Refseq质粒基因组和Refseq产甲烷古菌基因组进行比对,从而获得间隔序列的物种来源和功能信息的注释。【结果】在51个产甲烷古菌中共找到了196个CRISPR簇,这些CRISPR簇中包含了总共4 355条间隔序列。在这些产甲烷古菌中,CRISPR簇的分布是不均匀的,且每个物种的间隔序列数量与其CRISPR簇数量是不成正比的。在对重复序列进行分类之后,发现Mclu1是分布最广且最具代表性的一类重复序列。在4 355条间隔序列中有388条具有物种注释信息,266条具有功能注释信息。从CRISPR簇间隔序列的来源来看,产甲烷古菌曾受到来自Poxiviridae、Siphoviridae以及Myoviridae属病毒的攻击,并且产甲烷古菌之间存在比较广泛的遗传物质交换。【结论】产甲烷古菌基因组中的CRISPR簇在组成和来源上存在较大的差异,这些差异与它们的生存环境有较大的关系。从CRISPR簇的角度阐述了产甲烷古菌之间基因组序列的差异。     

宏基因组学分析揭示深古菌Bathyarchaeota B242的代谢特征

【背景】海洋沉积物中蕴含着丰富的微生物资源,估算约2.9×1029个细胞,与海水中的微生物总量相当。但是由于缺少可培养物,大部分的微生物缺乏生理特征、代谢方式以及生态功能的相关研究。深古菌(Bathyarchaeota)是一类典型的未培养微生物,在全球海洋沉积物中普遍存在,并且具有很高的丰度。【目的】对深古菌代谢潜能及其在海洋沉积物中发挥的生态功能进行更加深入的研究。【方法】应用宏基因组学的技术手段,对采集自瓜伊马斯盆地的深海热液沉积物样本进行了分析,获得了一个接近完整的深古菌基因组Bathyarchaeota B242。【结果】对Bathyarchaeota B242基因组的分析发现,其具有以降解蛋白质和多种碳水化合物为主的异养代谢途径,同时还具有通过还原型乙酰辅酶A途径实现的自养途径。【结论】同时具有自养和异养代谢途径对Bathyarchaeota B242适应低物质能量供给环境下的生存起到重要作用。     

光敏核不育水稻农垦58S与正常品种“农垦58”在pms1区段无育性基因…

光敏核不育水稻农垦５８Ｓ系由正常品种“农垦５８”自然突变产生。为弄清该突变基因在染色体上的位置,曾用覆盖整个水稻基因组的３００余个ＲＦＬＰ探针对农垦５８Ｓ和“农垦５８”进行了对比分析,得到了７个具多态性的探针,其中２个探针ＲＧ３０和ＺＲ６２６正好落在第７染色体上以前定位的光敏核不育基因ｐｍｓ１所在的区段。以这两个标记对农垦５８Ｓ／“农垦５８”组合Ｆ２随机群体１４０单株进行了ＲＦＬＰ分析,按ＲＦＬＰ     

光敏核不育水稻农垦58S与正常品种“农垦58”在pmsl区段无育性基因分离

光敏核不育水稻农垦58S系由正常品种“农垦58”(Oryza sativa L.ssp.japonica)自然突变产生。为弄清该突变基因在染色体上的位置,曾用覆盖整个水稻基因组的300余个RFLP探针对农垦58S和“农垦58”进行了对比分析,得到了7个具多态性的探针,其中2个探针RG30和RZ626正好落在第7染色体上以前定位的光敏核不育基因pmsl所在的区段。以这两个标记对农垦58S/“农垦58”组合F_2随机群体140单株进行了RFLP分析,按RFLP基因型分组对育性作方差分析,结果表明,这2个标记位点与此群体中引起育性分离的位点无连锁关系。说明由正常“农垦58”变为光敏核不育农垦58S的突变基因不在pmsl区段。     

南海Formosa冷泉区沉积物微生物多样性与分布规律研究

【目的】当前对全球冷泉生态系统微生物生态学研究显示，冷泉生态系统中主要微生物类群为参与甲烷代谢的微生物，它们的分布差异与所处冷泉区生物地球化学环境密切相关。但在冷泉区内也存在环境因子截然不同的生境，尚缺乏比较冷泉区内小尺度生境间微生物多样性和分布规律的研究。本研究旨在分析南海Formosa冷泉区内不同生境间微生物多样性差异，完善和理解不同环境因子对冷泉内微生物群落结构的影响。【方法】对采集自南海Formosa冷泉区不同生境(黑色菌席区、白色菌席区和碳酸盐岩区)沉积物样本中古菌和细菌16S rRNA基因进行测序，结合环境因子，比较微生物多样性差异，分析环境因子对微生物分布的影响。【结果】发现在Formosa冷泉内的不同生境中，甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)是主要古菌类群，占古菌总体相对丰度超过70%；在菌席区ANME-1b和ANME-2a/b是主要ANME亚群，碳酸盐岩区则是ANME-1b。硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)和硫氧化菌(sulfur-oxidizing bacteria...     

海洋沉积物微生物介导有机碳转化研究进展

海洋沉积物是地球上最大的有机碳库,其中生存的微生物总量大、分布范围广、类群多样、代谢方式复杂,并共同构成海洋沉积物微生物组。海洋沉积物微生物组介导的有机碳降解与矿化过程不但能为沉积物中的生命活动提供物质和能量,也能参与调控碳循环过程,并在长时间尺度上对地球气候系统产生重大影响。沉积物中的有机碳在复杂多样的微生物代谢活动下被逐步降解,其最终的矿化过程与不同的电子受体消耗相偶合,并形成对应的地球化学分区。研究海洋沉积物微生物及其介导的有机碳转化过程对我们深入认识沉积物中的元素循环过程,并进一步评估其对整个地球系统的影响具有重要科学意义。本文对海洋沉积物微生物组的体量、包含的微生物多样性、代谢活性以及在不同地球化学分区中主要的微生物类群和代谢机制进行综述,最后基于研究现状展望了海洋沉积物微生物组的未来研究方向。     

基于宏基因组学重建来自深海热液喷口的Epsilonproteobacteria基因组及其代谢分析

【背景】非致病性Epsilonproteobacteria广泛存在于全球各种不同的自然环境中,特别是一些极端生境如深海热液喷口,并且经常在微生物群落中作为优势物种被发现。然而,由于现阶段培养技术的限制,仅有为数不多的深海热液Epsilonproteobacteria被分离培养,极大限制了对其生理特征、代谢方式以及生态功能的深入认识。【目的】研究深海热液未培养Epsilonproteobacteria的进化地位、代谢潜能及其在原位生态系统中可能发挥的作用。【方法】基于宏基因组学Binning的方法,从采集自东太平洋海隆深海热液烟囱体样本中构建4个高质量的Epsilonproteobacteria基因组Bin225、Bin51、Bin54和Bin189,并进行了系统发育和代谢途径的分析。【结果】Bin189在系统发育树上相对独立于其他所有已知的Epsilonproteobacteria类群,而其余3个重构基因组都与Nitratiruptor sp. SB155-2具有较近的亲缘关系。在代谢潜能方面,所有的基因组除了都含有sqr硫氧化和rTCA碳固定途径的基因以外,也同时具有脂多糖输出转运子和多种分泌系统。Bin189显示出与其它基因组显著不同的代谢特征,其中还检测到与有机物和氨基酸转运相关的功能基因。而其他的3个基因组均具有完整的反硝化途径的功能基因,其中2个还具有Sox系统、氢化酶和鞭毛移动系统。【结论】Bin189可能是一种新发现的深海热液兼性化能营养型Epsilonproteobacteria,推测其余的3个类群能够利用硫化物和氢气作为能源进行化能自养生长。考虑到它们多样的代谢潜能,这些Epsilonproteobacteria类群很可能在深海热液微生物群落的形成发展和地球化学元素循环中发挥重要作用。