UV-B照射培养对酵母菌生理活性物质的影响

研究了UV-B照射培养过程中酵母细胞内各种生理活性物质的变化。实验结果显示,UV-B照射培养过程中,酵母细胞中RNA、蛋白质、海藻糖、麦角甾醇和葡聚糖含量均有不同程度的提高,其中RNA含量由0h的8.94%增加到72h的9.88%;蛋白质含量在72h时达到最大值,比培养初期提高0.28%;海藻糖在60h达到最高值,约为113.9mg·g-1酵母;麦角甾醇含量在84h达到最大值为15.43mg·g-1酵母;葡聚糖在72h时的含量占细胞壁干重的22.60%。而酵母细胞中谷胱甘肽的含量和超氧化物歧化酶活性则均呈下降趋势。说明UV-B照射对酵母生长产生较大影响,多种生理活性物质的含量出现不同变化。     

海藻糖及其在生物工程方面的应用

自海藻糖发现以来对其化学性质、生理功能、作用机理、代谢途径等已进行了较为深入的研究,其分子生物学的研究也渐渐兴起。研究表明海藻糖能提高生物体对干旱、低温、高温、pH、盐渍等逆境条件下的抗性。离体试验表明海藻糖能保护生物膜、蛋白质的结构并能保持逆境下的酶活性,同时,外源海藻糖同样对生物体有保护作用。由于海藻糖具有这些独特的生物学功能,它已在许多方面得以应用,可作为食品工业的一种添加剂和甜味剂,使干燥食品在得水后保持原有的色、香、味;也可作为医药工业的非特异性生物制品和生化药品保护剂,使其在常温下保存,从而降低运输与储存费用;另外,在农业研究中可利用现代分子生物技术培育表达海藻糖的转基因作物,提高农作物的抗旱、抗冻等抗逆性能。     

Genetic Transformation of Tobacco with the Trehalose Synthase Gene from Grifola frondosa Fr. Enhances the Resistance to Drought and Salt in Tobacco

Trehalose is a non-reducing disaccharide of glucose that functions as a protectant in the stabilization of biological structures and enhances the tolerance of organisms to abiotic stress. In the present study, we report on the expression of the Grifolafrondosa Fr. trehalose synthase (TSase) gene for manipulating abiotic stress tolerance in tobacco (Nicotiana tabaccum L.). The expression of the transgene was under the control of two tandem copies of the CaMV35S promoter and was transferred into tobacco by Agrobacterium tumefaciens EHA105. Compared with non-transgenic plants, transgenic plants were able to accumulate high levels of products of trehalose, which were increased up to 2.126-2.556 mg/g FW, although levels were undetectable in non-transgenic plants. This level of trehalose in transgenic plants was 400-fold higher than that of transgenic tobacco plants cotransformed with Escherichia coli TPS and TPP on independent expression cassettes, twofold higher than that of transgenic rice plants transformed with a bifunctional fusion gene (TPSP) of the trehalose-6-phosphate (T-6-P) synthase (TPS) and T-6-P phosphatase(TPP) of E. coil, and 12-fold higher than that of transgenic tobacco plants transformed the yeast TPS1 gene.It has been reported that transgenic plants with E. coil TPS and/or TPP were severely stunted and had morphological alterations of their roots. Interestingly, our transgenic plants have obvious morphological changes, including thick and deep-coloured leaves, but show no growth inhibition; moreover, these morphological changes can restore to normal type in T2 progenies. Trehalose accumulation in 35S-35S:TSase plants resulted in increased tolerance to drought and salt, as shown by the results of tests on drought, salt tolerance, and drought physiological indices, such as water content in excised leaves, malondialdehyde content, chlorophyll a and b contents, and the activity of superoxide dismutase and peroxidase in excised leaves. These results suggest that transgenic plants transformed with the TSase gene can accumulate high levels of trehalose and have enhanced tolerance to drought and salt.     

葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、序列分析及滞育相关表达

海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）是昆虫海藻糖合成途径中的关键酶之一。本研究通过对葱蝇Delia antiqua海藻糖-6-磷酸合成酶基因的克隆、 序列分析及滞育相关表达的分析, 旨在证明该基因在能源合成以及抵御高温和低温环境方面发挥重要作用, 为进一步弄清葱蝇滞育分子机制提供理论依据。根据葱蝇抑制消减杂交文库中的EST序列信息, 设计特异性引物, 并通过RACE技术克隆了葱蝇海藻糖-6-磷酸合成酶基因全长cDNA, 命名为DaTPS1 （GenBank登录号： JX681124）, 其全长为2 904 bp, 开放阅读框2 448 bp, 编码815个氨基酸, 推测其相对分子质量为91.2 kD, 等电点为5.96。生物信息学分析表明, 该基因编码的氨基酸序列具有两个保守结构域, 与其他物种TPS具有较高的同源性, 其中和黑腹果蝇Drosophila melanogaster亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性为92.1%; 其蛋白质三维结构有15条大的α螺旋和11股反向平行的β链折叠。RT-PCR分析表明, DaTPS1在葱蝇非滞育、 夏滞育和冬滞育期蛹中都有表达, 但是非滞育期各时期表达量基本没有变化, 而在夏滞育和冬滞育蛹的滞育前期表达量较高, 滞育保持期表达量较低, 滞育期后期表达量又有所升高。推断在葱蝇蛹夏滞育和冬滞育期前期, TPS1开始催化合成较多的海藻糖以提高滞育期抵御不良环境的能力, 滞育保持期蛹的新陈代谢降低, 所需能量较少, 所以TPS1处于低水平表达状态, 而滞育期结束后, 蛹生长发育逐渐恢复, 所需能量有所增加, TPS1的表达量再次升高。本研究对揭示昆虫TPS在能量代谢通路中的作用及昆虫滞育的分子机理具有一定的科学意义。     

培养基中添加海藻糖对大球盖菇、斑玉蕈菌丝生长的影响

【背景】大球盖菇和斑玉蕈是食药兼用且具有开发潜力的珍稀食用菌,培养基对菌丝生长及子实体发育具有重要作用,优化培养基显得尤为重要。【目的】筛选出最适合培养大球盖菇、斑玉蕈的新型培养基。【方法】使用添加海藻糖的新型培养基,对不同培养基培养的大球盖菇及斑玉蕈菌株的菌丝生长状况、生长速度和生物量及纤维素酶、漆酶活性进行测定与分析。【结果】相较于PDA培养基,添加海藻糖的培养基能够提高菌丝生长速度、增加生物量,海藻糖添加的比例对纤维素酶和漆酶的影响较大,对大球盖菇及斑玉蕈菌丝的生长产生显著的促进作用,但不会改变其蛋白质的组成。【结论】大球盖菇最适合选用PTA-5培养基,斑玉蕈的最佳培养基是PDTA培养基。     

硫矿硫化叶菌MTSase和MTHase基因的克隆与表达

从嗜热硫矿硫化叶菌(Sulfolobussolfataricus)ATCC35092的基因组中用PCR方法扩增得到编码MTSase和MTSase的基因,分别将其插入原核表达载体pTrc99a中,并转入大肠杆菌BL21(DE3),进行诱导表达。MTSase和MTHase酶活产率达到了31.3U/g(wetcell)和403U/g(wetcell)。在75℃,pH5.0条件下,两酶联合作用转化淀粉生产海藻糖,当淀粉浓度为15%,DE值为10时,海藻糖转化率最高为53.6%。     

蔗糖和海藻糖对水牛卵母细胞玻璃化冷冻保护效果的比较

本实验比较蔗糖或海藻糖作为非渗透性保护剂对水牛成熟卵母细胞冷冻效果的影响。将体外成熟的水牛卵母细胞随机分成对照组、蔗糖组、海藻糖组,研究玻璃化冷冻后的存活率、细胞骨架和孤雌激活后发育潜能的变化。结果表明:玻璃化冷冻中蔗糖组(89.68%)与海藻糖组(91.81%)的存活率差异不显著;冻融后的卵母细胞在细胞骨架方面的表现为:蔗糖组和海藻糖组的纺锤体结构、染色体形态与微丝分布正常率分别为34.69%、42.83%、39.13%和39.51%、49.43%、42.61%,两组间差异不显著(p0.05),但均明显低于对照组(66.40%,71.82%,76.18%,p0.01);在进一步研究发育潜能中发现,冻融后卵母细胞的卵裂率、囊胚率和囊胚细胞数在实验组中均无显著性差异(p0.05),但两组的卵裂率、囊胚率均显著低于对照组(p0.01)。综上所述,玻璃化冷冻时添加蔗糖或海藻糖作为非渗透性保护剂对水牛成熟卵母细胞的保护作用差异不明显,表明两者均可在冷冻时添加使用。     

毕赤酵母中海藻糖的积累

毕赤酵母是甲基营养型酵母属中较常见的酵母,可用甲醇作为唯一碳源,进行蛋白质的表达.在发酵过程中菌体内含有少量的海藻糖,在40℃高温下,海藻糖的含量与30℃下比较,可提高20%以上.该数据为毕赤酵母表达后再利用提供了一定的依据.     

腾冲嗜热杆菌热稳定海藻糖磷酸化酶的基因表达与酶的分子生物学性质研究

分离克隆了腾冲嗜热杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)海藻糖磷酸化酶(TreP)的编码基因(treP), 该酶可催化以葡萄糖和α-1-磷酸葡萄糖为底物的海藻糖合成反应及其逆向的分解反应. 反向mRNA点杂交实验表明, 腾冲嗜热杆菌中treP基因在高盐胁迫条件下表达量增加, 而在海藻糖诱导条件下表达量降低. 将该基因导入不含TreP的大肠杆菌中进行诱导表达, SDS-PAGE表明, 异源表达的TreP分子量约为90 kD, 与预期值相同. 通过葡萄糖氧化酶法测定分解产物葡萄糖的产率表明: TreP催化海藻糖分解反应的最适温度是70℃, 最适pH值为7.0; 通过HPLC检测合成产物海藻糖的产率表明: TreP催化合成反应的最适温度为70℃, 最适pH值为6.0. 在最适反应条件下, 50 μg的TreP粗酶可催化25 mmol/L α-1-磷酸葡萄糖与葡萄糖在30 min合成11.6 mmol/L海藻糖; 而同量的酶在同样时间内仅能将250 mmol/L海藻糖分解生成1.5 mmol/L葡萄糖. 以上体内胁迫和诱导表达分析及体外酶学性质分析均证明该酶的主要功能是催化海藻糖的合成反应. 热稳定性实验表明, 该酶性质比较稳定, 在50℃下温育7 h还能保持77%以上的活性, 是一个有潜在工业用途的新的热稳定海藻糖合成酶.     

用透性化细胞技术合成海藻糖

建立了一种渗透处理微球菌细胞的方法,得到的透性化细胞可多批使用并能长时间保持胞内酶的活力,极大地提高了单位菌体的利用率,降低了成本,为海藻糖实现工业化开辟了新的思路。实验结果表明:菌悬液用5％(v/v)甲苯处理40min,得到的菌体即为透性化细胞,再以10％淀粉液化液为底物进行海藻糖转化实验,转化率可达70％;该透性化细胞至少可连续进行6批酶反应(12h/批),酶活基本保持稳定。