两个不同启动子及其组合对碱性蛋白酶AprE异源表达的影响

背景:碱性蛋白酶(alkaline protease)是一种具有广泛用途的工业酶制剂,其发酵活力目前仍不能满足工业生产需要。目的:旨在通过优化启动子及其组合来提高Bacillus subtilis WB600中碱性蛋白酶AprE的产量。方法:以Bacillus subtilis WB600为出发菌株,成功构建了含有4种不同类型启动子(P1、P2、P-1-2、P-2-1)的碱性蛋白酶AprE表达菌株。结果:含不同启动子的4株重组菌均可成功表达碱性蛋白酶,发酵48h,含单一启动子P2的重组菌株表达碱性蛋白酶的活力为4 041U/ml,是P1的1. 23倍。双启动子重组菌B. subtilis WB600/P-2-1-aprE表达的酶活性最高,是双启动子P-1-2的1. 35倍,达到了6 125U/ml。结论:为工业化高产碱性蛋白酶提供了一种有效策略。     

低能Ar^＋注入家蚕卵的生物学效应研究

家蚕作为鳞翅目昆虫的模式生物,是研究遗传和变异的极好模型.本文以家蚕卵为材料,研究不同能量和剂量的低能Ar+注入家蚕卵的生物学效应,结果表明:在真空10 min时间内,对家蚕卵的孵化无明显影响;在25 keV和30 keV的能量下,2.6～8×2.6×1015 ion/cm2的剂量作用于家蚕卵,对家蚕卵的孵化影响较为显著;在能量为30 keV, 剂量为8×2.6×1015 ion/cm2和9×2.6×1015 ion/cm2的Ar+轰击下,以扫描电镜可观察到蚕卵壳表面有明显的刻蚀痕迹;并且经30 keV, 9×2.6×1015 ion/cm2处理的饲养区至5龄期发现了3例突变性状.     

融合酰基载体蛋白可增强大肠杆菌重组蛋白的可溶性和热稳定性

目前,蛋白质可溶性和热稳定性已成为重组蛋白高效生产、功能应用和长久保存不可回避的问题,而使用酸性蛋白融合标签可能是其有效解决策略。酰基载体蛋白(ACP)是脂肪酸生物合成途径的必要组分,在大肠杆菌中为一个高度酸性的小分子多肽。将大肠杆菌ACP与几个热不稳定的靶蛋白[如小桐子抗坏血酸过氧化物酶1(Jc APX1)、大豆核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶的活化酶2(GmRCA2)、大肠杆菌高丝氨酸O-转琥珀酰酶(EcMetA)]进行基因融合并使其在大肠杆菌中诱导表达,发现ACP融合能显著增强这些重组靶蛋白的可溶性。另外,对重组蛋白的热处理和酶活性分析发现,融合ACP还能极大提高这三个靶蛋白的热稳定性,并有效保护JcAPX1酶活免遭热失活,使其耐热性提高了至少2℃。ACP的这种效果推测可能与其高酸度特性有关,可以作为一个新的功能酸性融合标签。     

胃癌组织中肿瘤相关成纤维细胞与正常成纤维细胞之间转录组学研究及验证

胃癌组织中肿瘤相关成纤维细胞(carcinoma associated fibroblasts, CAFs)是胃癌微环境的重要成分,主要来源于正常成纤维细胞(normal fibroblasts, NFs)的活化,对胃癌的发生发展有重要作用,但是两者之间的基因表达差异并不完全清楚。本研究选取从人胃癌组织中分离获得的CAFs及NFs 各3组,进行转录组学研究,筛选出3组细胞中交集且差异倍数较大的基因12个,用Omicsbean在线工具对差异基因进行Gene Ontology (GO)功能及KEGG通路富集,构建蛋白质相互作用调控网络;最后用RT-qPCR验证CAFs和NFs中差异基因的表达。结果显示,筛选出的12个差异表达基因主要参与NF-κB信号、炎症、细胞黏附、细胞表面受体和细胞因子等功能,上述功能均与肿瘤的发生发展密切相关。RT-qPCR检测发现,与NFs相比,CAFs中BCL2A1、NKX3-2、CXCL12、TNFAIP3、FOS、CDH4及CLDN1表达上调;ATF3、CYFIP2、CCL11、KLF2及GDF15基因表达下调,差异均具有统计学意义(P＜0.05)。结果提示,胃癌CAFs与NFs中存在肿瘤相关的差异表达基因,这些差异基因可能在胃癌微环境中发挥重要作用。     

集胞藻6803的混合培养——光照强度和葡萄糖的影响

利用摇瓶研究了混合营养条件下单细胞蓝藻集胞藻6803(Synechocystissp.PCC6803)的生长特性,以及葡萄糖和光照强度对集胞藻6803生长的影响。实验结果表明,在葡萄糖消耗完之前,集胞藻6803的混合营养型生长处于对数生长期,且葡萄糖浓度及光照强度都对集胞藻6803的混合营养型生长有显著影响:在初始葡萄糖浓度097～480g/L范围内,同一光照强度培养下藻细胞的比生长速率随葡萄糖浓度的增大而降低;而在光照强度15～55μE·m^-2·s^-1范围内,初始葡萄糖浓度相同条件下藻细胞的比生长速率及对葡萄糖的藻体得率都随光照强度的增强而增大,但当光照强度在55～96μE·m^-2·s^-1时,集胞藻6803混合培养的比生长速率基本不变,出现了光饱和现象。     

离子束生物工程装置剂量测量系统开发

介绍了离子束生物工程装置(ion beam bio-engineering device,IBBe-Device)中生物样品离子注入剂量测量原理,并根据回推热测法设计出新的剂量测量方案。整个系统由测量靶和温度传感器、数据采集、计算机数据处理软件以及控制系统组成,实现计算机测量系统的计算机控制,并达到比较理想的测量结果。最后讨论了进一步改进IBBe-Device剂量测量系统的方法。     

一种基于亚磷酸盐及其脱氢酶的植物磷利用和杂草控制系统的建立

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一。土壤中存在大量的正磷酸盐 (Pi),但由于土壤化学和微生物转化使得土壤可利用磷的浓度并不高。土壤缺磷以及杂草的抗除草剂能力已成为当前农业可持续发展的重要限制因素,所以提高植物对土壤磷的吸收利用能力或寻求可替代正磷酸盐的磷肥以及开发新型杂草控制系统已成为亟待解决的问题。自然界中亚磷酸盐 (Phi) 是含量仅次于正磷酸盐的磷源,但仅在某些细菌中能被专一性的亚磷酸盐脱氢酶 (PTDH) 氧化利用,对植物的生长发育则具有抑制作用。利用这一特性,将从土壤宏基因组中直接扩增到的假单胞菌PTDH基因PsPtx通过农杆菌侵染法转入烟草中,并通过RT-PCR、垂直板幼苗生长、显性标记和生长竞争实验分析PsPtx转基因烟草的基因表达以及在Phi胁迫条件下的特性。结果显示,PsPtx在其转基因植株的根茎叶组织中都有几乎相同水平的表达;PsPtx转基因烟草不但能解除Phi对植物的毒害作用,并将它氧化成可用的Pi作为生长发育所需的磷源,而且在Phi胁迫条件下较野生型烟草有相当明显的生长竞争优势;另外PsPtx还具备成为植物遗传转化显性选择标记的优良特质。因此,PsPtx基因编码的亚磷酸盐脱氢酶可用于开发一种基于亚磷酸盐为磷肥和除草剂的植物磷利用和杂草控制系统,为当前农作物转基因研究存在的一些重大问题提供一个有效解决方案。     

土壤假单胞菌亚磷酸盐脱氢酶的基因克隆和原核表达及其酶活分析

亚磷酸盐脱氢酶(PTDH)以NAD+为辅助因子催化亚磷酸盐氧化生成正磷酸盐和NADH,在辅酶再生和基于亚磷酸盐的磷利用等方面有着潜在重大的应用价值。以土壤宏基因组DNA为模板,采用两轮PCR扩增得到全长亚磷酸盐脱氢酶基因PsPtx。通过酶切将它克隆到质粒pET32a(+)中,构建了原核表达载体pET(PsPtx)。序列分析表明,PsPtx基因的完整编码区大小为1 011 bp,其推导蛋白由336个氨基酸组成,理论分子量大小为36.5 kD。保守结构域预测分析表明PsPtx编码蛋白属于亚磷酸盐脱氢酶,含有保守的NAD+结合基序和催化功能残基。系统进化树分析显示PsPtx基因来源于一无法确定种名的土壤假单胞菌。另外,PsPtx基因经IPTG诱导能在大肠杆菌BL21(DE3)中获得高效表达,重组PsPtx蛋白用组氨酸标签亲合层析纯化,其以亚磷酸钠盐为底物的酶比活性为3.75 U/mg。该PsPtx功能基因的获得为其后续应用研究打下了必要的基础。     

N+注入选育白腐菌及其降解油菜秸秆木质纤维素的研究

以白腐菌WY01为出发菌,利用N＋注入技术选育出一株遗传性状稳定的漆酶高产诱变菌株WY02,经过60 d的发酵培养,其产酶量由出发菌的13.75 U/g增加到52.5 U/g,即产酶量提高了2.82倍;诱变菌株WY02对油菜秸秆中的木质素、半纤维素和纤维素的降解率分别为54.1%,39.1%,32.8%,用红外光谱法（IR）分析经诱变菌株降解后的油菜秸秆中木质素官能团的变化,用于阐明诱变菌株对油菜秸秆中木质素的生物降解机制。结果表明：油菜秸秆经白腐菌诱变菌株降解后,其木质素含量明显降低。木质素与苯环相连的C=O键、木质素侧链上CH2结构以及木质素单体（紫丁香基和愈创木基）被部分降解,木质素的苯环结构遭到一定程度的破坏。     

幽门螺杆菌东、西方株CagA的序列差异及其对胃癌细胞生长与凋亡的影响

【背景】幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)是胃癌的主要致病因素,其分泌的细胞毒素相关基因A蛋白(Cytotoxin associated gene A,CagA)是目前已知唯一能被H.pylori注入胃上皮细胞并模拟细胞内蛋白发挥作用的癌蛋白,参与胃癌的发生发展。【目的】比较H.pylori东亚株和西方株CagA结构差异,初步探讨H.pylori-CagA对胃癌细胞增殖与凋亡的影响。【方法】对H.pylori东亚株和西方株CagA的核酸及氨基酸序列进行生物信息学分析,构建含东亚株和西方株cagA基因的真核表达载体,转染胃癌细胞AGS,用Western blot法检测CagA蛋白的表达,用CCK8法测定细胞的生长曲线,流式细胞术检测细胞凋亡。【结果】生物信息学分析发现H.pylori东亚、西方菌株CagA的核酸序列和氨基酸序列均存在特征性差异。构建了含东亚、西方菌株cagA基因的表达载体[命名为GZ7/cagA(东亚株)和26695/cagA(西方株)]。与空载体组比较,GZ7/cagA和26695/cagA转染组均表达CagA蛋白,两组比较表达量无显著性差异,GZ7/cagA转染组细胞生长显著增加,而26695/cagA转染组细胞生长显著降低(P0.05)。GZ7/cagA转染组、26695/cagA转染组细胞的凋亡率分别为7.23±0.96及9.17±1.40,均高于空载体组(5.03±0.63),差异有统计学意义(P0.05)。【结论】东亚株与西方株CagA之间有结构和功能的差异,东亚株CagA能促进细胞增殖,而西方株CagA却抑制细胞增殖,但两者均能促进细胞凋亡。