脓肿分枝杆菌MBT结构鉴定与比较演化分析

【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基分枝杆菌素(carboxymycobactin,cMBT)与病原分枝杆菌的毒力、耐药等密切相关。【目的】丰富分枝杆菌MBT、cMBT结构数据,探究MBT在致病分枝杆菌起源过程中的演化规律。【方法】在MALDI-TOF-MS与FT-MS/MS解析脓肿MBT、cMBT结构的基础上,进一步开展其活性分析与生物合成基因簇比较基因组分析。【结果】虽然脓肿分枝杆菌MBT、cMBT母核修饰模式与海洋分枝杆菌最相似,R1、R2、R3、R5等位置的修饰完全相同,而且脂肪酸链均位于R4位置;但脂肪酸链长度不同[C10-17 (MBT)、C4-8 (cMBT)],为新结构。Fe-cMBT不仅以浓度依赖方式促进脓肿分枝杆菌生长,而且利用效率显著高于FeCl₃,相关结果表明MBT-cMBT是脓肿分枝杆菌高效获取铁元素的关键系统。与MBT结构结果一致,mbt-1基因簇共线性分析及mbt-1、mbt-2系统发育分析结果均表明脓肿分枝杆菌与海洋分枝杆菌(M.marinum)亲缘关系最近,而非结核分枝杆菌(M.tuberculosis)或耻垢分枝杆菌(M.smegmatis) (基于16S rRNA基因序列分析)。进一步分析发现,M.marinum、M.tuberculosis、M.bovis等病原分枝杆菌脂肪酸链长度变化范围仅4 C,而M.abscessus、M.fortuitum、M.avium和M.smegmatis等条件致病与非致病菌的脂肪酸链长度变化范围为7-11 C,暗示MBT同系物脂肪酸链长度变化范围与分枝杆菌不同生活方式、环境之间可能存在关联。【结论】作为获取铁元素的关键系统,具有独特结构的脓肿分枝杆菌MBT-cMBT在致病、耐药等方面的作用及起源、演化规律值得深入研究。     

Acyl-ACPs的规模化合成

脂酰-酰基载体蛋白(fatty acyl-acyl carrier protein, acyl-ACP)是多种生物合成途径中的酰基供体。因供给限制,体外研究常用类似物acyl-CoA替代,而CoA部分和ACP有较大差异,限制了相关酶对底物识别的认识。因此稳定获得大量acyl-ACP是体外研究相关酶的催化机制及其代谢途径的关键。研究以holo-ACP和C4~C18链长脂肪酸为底物,在哈氏弧菌acyl-ACP合成酶(Vibrio harveyi acyl-ACP synthetase, VhAasS)催化下合成不同碳链长度的acyl-ACP;通过高效液相色谱(HPLC)方法,确定不同碳链长度acyl-ACP的合成产率。结果表明:碳链为C4~C14的acyl-ACP产率均高于90.0%,16:0-ACP产率为85.9%,18:1-ACP产率仅为25.7%。通过加入Li ⁺优化反应体系,16:0-ACP、18:1-ACP的产率达90.0%。进一步优化扩大反应体系可稳定获得20mg以上acyl-ACP;最后,把合成的acyl-ACP应用到甘油-3-磷酸酰基转移酶催化的反应体系中。不同链长acyl-ACP的规模化合成研究,为体外研究相关酶的催化机制提供重要基础。     

微藻生物质成分检测方法评述

不断发展的微藻产业需要统一可信的生物质检测方法体系来评估微藻研究、培养及生产中的各种生物质指标。对目前常用的微藻生物质组成的检测方法进行综述及评估,以期推动微藻产业的生物质分析平台标准化。     

海绵中石油降解微生物的分离筛选及降解特性研究

从大连湾原油污染海域生长的海绵中分离筛选到一株原油降解菌OA58,根据其生长形态、培养特征、16S rRNA序列相似性比对分析和生化指标检测,初步鉴定为脱叶链霉菌（Streptomyces exfoliatus）。同时,考察了该链霉菌对原油的降解效果,OA58能以原油为唯一碳源生长,在人工海水培养基中,14 d内对原油（初始浓度为1 g/L）的平均降解率为83%,是一株具有开发潜力的原油降解放线菌。     

中国海绵天然产物的研究

据统计,从海洋生物的天然产物中获得药物或药物先导化合物的几率要比陆源生物高,海绵是海洋中除珊瑚以外的第二大生物资源。在海绵体内已发现许多高活性的化合物。中国海绵的研究主要集中在南海。南海海绵种类多、数量大,样品采集比较容易。本文统计调查了国内外海绵研究的现状,重点综述中国已研究的海绵种类、所获得的天然化合物以及相关产物的药理研究结果,对上述研究的特点与存在的不足进行了分析、讨论。     

海绵生物活性物质及海绵细胞离体培养

介绍了来自海绵的生物活性物质种类、分布及其潜在的应用价值。讨论了其作为抗癌、抗病毒、抗细菌等药用的生物活性物质及其相关的海绵种属 ;强调海绵生物活性物质的商业化和临床应用所面临的“供给短缺问题”。作为解决这一问题的途径之一 ,海绵细胞离体培养是最有前景的技术。讨论了海绵细胞离体培养技术的研究现状 ,存在的问题及未来的发展趋势。对我国海域的海绵生物活性物质的研究开发现状进行总结 ,强调海绵研究对开发具有我国自主知识产权的新药、新化合物的必要性及重要性 ,并提出进行研发的可能优先领域     

利用乙醇发酵副产CO2培养富含淀粉亚心型四爿藻作为其补充原料

建立了乙醇发酵耦联微藻培养系统,研究了利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae乙醇发酵副产CO2为碳源,培养富含淀粉的亚心形四爿藻Tetraselmis subcordiformis,作为乙醇发酵补充原料的可行性。在连续光照培养条件下,间歇式培养7 d,反应器中藻细胞密度达到2.0 g/L左右,胞内淀粉含量约45％。微藻细胞收集后,经超声处理和酶法水解,葡萄糖释放量为胞内淀粉总量的71.1％。S. cerevisiae发酵微藻生物质水解液生产乙醇,其得率达到理论值的87.6％。表明乙醇发酵耦联微藻培养可行,既减少了CO2向环境的排放,又收获了富含淀粉的微藻生物质作为乙醇发酵的补充原料,节省粮食类淀粉质原料的消耗。     

集胞藻PCC 6803蛋白SpPhaB和SpPhaE的原核表达及结晶条件筛选

【目的】克隆蓝藻集胞藻PCC 6803 SpPhaB和SpPhaE的编码基因并构建原核表达载体,优化培养条件以提高在大肠杆菌中可溶蛋白的表达量,筛选SpPhaB结晶条件,为PHB家族蛋白的结构与功能研究提供基础。【方法】克隆集胞藻PCC 6803 PHB合成途径的phaB、phaE基因,将phaB、phaE基因构建到表达载体pET28a中,优化IPTG浓度、诱导温度和诱导时间,提高在大肠杆菌BL21(DE3)中SpPhaB和SpPhaE可溶蛋白的表达产量,经Ni柱亲和层析纯化分别获得His-SpPhaB和His-SpPhaE蛋白,进一步筛选SpPhaB结晶条件。【结果】构建了pET28a-SpPhaB和pET28a-SpPhaE表达载体;优化获得SpPhaB可溶蛋白的最佳表达条件为：诱导温度37 °C、转速220 r/min、IPTG浓度0.1 mmol/L、诱导时间7 h;SpPhaE的可溶性蛋白最佳表达条件为：诱导温度25 °C、转速220 r/min、IPTG浓度0.5 mmol/L、诱导时间7 h,并获得了SpPhaB的结晶条件。【结论】构建了具有高效表达可溶的集胞藻PCC 6803 SpPhaB和SpPhaE的原核表达系统,并筛选优化了SpPhaB的结晶条件,为研究SpPhaB蛋白的结构及功能奠定了基础。     

细胞固定化方法制备微藻光电极的研究

通过将微藻细胞固定在平面多孔碳纸上,制备微藻光电极,并在三电极体系电解液中加入电子介体进行测试,可产生与光照同步的光电流响应。考察了不同固定化方法、不同微藻及不同电子介体的光电流响应,结果表明硅溶胶-凝胶法制备的光电极光电流响应最佳,且对于亚心形四爿藻、金藻、莱茵衣藻、蛋白核小球藻、聚球藻等 5 种微藻都适用,表明该制备方法对不同微藻具有较好的通用性。电子介体的研究表明苯醌及其衍生物由于氧还电位较高,具有较好的阳极光电流响应特性,而甲基紫精氧还电位较低,具有较好的阴极光电流响应。     

大连湾原油降解菌的分离和多样性分析

[目的]研究大连湾原油污染海域可培养原油降解菌的多样性,并获得新的原油降解菌.[方法]通过大连湾海水、海泥和海绵样品采集,以原油作为唯一碳源,培养、富集、分离筛选原油降解菌,根据16S rRNA基因序列确定其系统进化地位.[结果]通过形态观察和16S rRNA基因分析,共获得22个属的50株菌.其中,有6株菌的16S rRNA序列与最相近的菌株序列一致性仅为95％-97％,可能是潜在的新菌.单菌实验表明,45株菌具有石油降解能力.[结论]揭示了大连湾可培养原油降解菌的多样性,并获得了新的原油降解菌,为海洋石油污染的生物治理提供新资源.