产甘油假丝酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因（CgGPD）功能分析

【目的】从高产甘油生产菌株产甘油假丝酵母（Candida glycerinogenes）基因组中克隆了NAD+依赖3-磷酸甘油脱氢酶编码基因（CgGPD），但是该基因及其上游调控序列具体的功能还是未知的。本文研究了CgGPD基因及其上游调控序列的功能。【方法】本文以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）及其渗透压敏感型突变株为宿主，构建3种不同的酵母表达载体导入酵母细胞，研究了不同酵母转化子在渗透压胁迫条件下CgGPD基因表达对细胞的耐高渗透压胁迫应答及其细胞的甘油合成能力的影响。【结果】实验结果表明无论是以来源于S. cerevisiae 的TPI启动子还是来源于CgGPD基因的启动子，过量表达CgGPD基因的转化子均能够显著加速葡萄糖消耗速度和提高甘油合成能力，在gpd1/gpd2突变株中表达CgGPD基因能够消除细胞对外界高渗透压的敏感性，同时转化子胞内甘油大量积累。【结论】CgGPD基因在野生型酵母S. cerevisiae W303-1A表达显著提高细胞的甘油合成能力，在gpd/1gpd2突变株中能够互补GPD1基因的功能，CgGPD基因表达受渗透压诱导 调控。     

胀罐酱油中耐渗透压酵母菌分离及鉴定

从广东某调味食品厂的3批次的胀罐酱油中分离到3株引起胀罐的耐渗透压的酵母菌,这些酵母菌在含有50％～60％葡萄糖和15％NaCl的培养基上生长较快,在普通酵母培养基上生长缓慢。通过对其进行形态特征观察和生理生化的测定,初步鉴定这3株酵母菌为埃切毕赤酵母（Pichia etchellsii）。     

渗透压对硝化作用的影响

在气升式内循环硝化反应器中研究了渗透压对硝化作用的影响。保持进水氨氮浓度420mg·L-1,将进水渗透压逐渐从4.3×105Pa提高到18.8×105Pa,硝化反应器的氨氮转化率稳定在93%～100%。将进水渗透压进一步提高到19.2×105Pa,氨氮转化率降至69.2%。渗透压对硝化作用的影响具有突发性,临界值在18.8×105～19.2×105Pa之间。受高渗透压胁迫时,活性污泥中硝化细菌的形态趋向单一,个体变小,内膜数量减少,并产生许多不明成分的颗粒状内含物。解除渗透压胁迫后,细胞结构恢复。添加钾离子能够缓解高渗压对硝化作用的影响。高渗透压胁迫以及解除渗透压胁迫可增强污泥硝化活性,比污泥氨氮转化率(污泥以SS计)分别从0.083kg·kg-1·d-1升至0.509kg·kg-1·d-1和2.569kg·kg-1·d-1,同比提高5.1倍和30.0倍。     

枯草芽孢杆菌耐盐突变株proA基因克隆proBA基因渗透压调节功能研究

利用TaKaRa LA PCRTM试剂盒扩增枯草芽孢杆菌93151耐盐突变株proA基因的未知下游序列。根据测序结果,设计引物,克隆出发菌株和突变株全长proBA基因。将出发菌株和突变株的proBA基因分别转化大肠杆菌JM83（proBA\+-）,均能够与其功能互补。SDSPAGE分析其表达产物,有两条分子量分别约为40kD和45kD的新蛋白带出现。测定4种转化子（分别含有出发菌株和突变株proB基因的大肠杆菌1.1252转化子及proBA基因的大肠杆菌JM83转化子）的耐盐能力。发现含有突变株proB或proBA基因转化子的耐盐能力,均比相应的含有出发菌株proB或proBA基因的转化子高。另外含有出发菌株和突变株的proBA基因转化子的耐盐能力, 也均比相应的仅含proB基因的转化子高, 表明枯草芽孢杆菌的ProA比大肠杆菌的ProA更为有效。测定所有JM83转化子胞内自由脯氨酸,发现其含量随盐浓度的上升而提高,其中含突变菌株proBA基因的转化子提高更为显著。     

生物学知识及相关实验方法理解之“微”视角CSCD

教材中生物学知识及相关实验方法往往从宏观角度进行介绍和解释,其中一些让学生难以理解。应用微分思想可以帮助解决这些问题。本文介绍了几个例子,希望能给大家提供参考。     

产甘油假丝酵母与酿酒酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因的功能比较

胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酿酒酵母细胞甘油合成过程中的关键限速酶．尽管高产甘油菌株产甘油假丝酵母基因组中编码该酶的基因CgGPD已经被克隆出来,但是具体的功能,特别是与酿酒酵母GPD1和GPD2基因的功能比较值得进一步研究．以酿酒酵母渗透压敏感型的gpd1/gpd2和gpd1突变株为宿主,分别导入CgGPD、GPD1和GPD2基因,比较分析了CgGPD、GPD1和GPD2基因在高渗透压胁迫条件下和厌氧环境中的表达调控,及其对细胞甘油合成能力的影响．研究发现,GPD1基因受到渗透压诱导表达,GPD2基因在细胞厌氧条件下起着氧化还原平衡调节作用,而CgGPD基因不仅能够在渗透压胁迫条件下通过过量快速合成甘油调节渗透压平衡,而且能够在厌氧培养环境中互补GPD2基因的缺失,使gpd1/gpd2缺失突变株能够正常生长,同时提高了突变株的甘油合成能力．结果表明,CgGPD基因在gpd1/gpd2缺失突变株中既具有GPD1基因的功能,又能发挥GPD2基因的功能．     

枯草芽孢杆菌L-脯氨酸合成途径中glnA、proB、proA基因功能探究

【目的】从基因水平探究枯草芽孢杆菌渗透压调节因子L-脯氨酸合成途径中glnA、proB、proA基因的功能,通过分子改造实现对代谢途径的人工扰动。【方法】从枯草芽孢杆菌WB600出发,通过向胞内引入一系列基因敲除或过表达,分别构建了proB和proA基因过表达的重组菌WB601和WB602、glnA基因缺失的重组菌WB603以及在此基础之上过表达proB基因的重组菌WB604。借助菌株胞外和胞内游离脯氨酸积累的表型分析影响途径的关键节点。【结果】在非胁迫条件下,重组菌WB601和WB602胞外脯氨酸含量分别是原始菌的2.21倍和2.82倍,单位细胞胞外脯氨酸得率分别是原始菌的4.09倍和9.80倍,胞内游离脯氨酸含量分别是原始菌的1.91倍和3.34倍;重组菌WB603胞外脯氨酸含量上升至1221.43 mg/L,是原始菌的6.28倍,单位细胞胞外和胞内游离脯氨酸得率分别为原始菌的9.13倍和3.66倍;而重组菌WB604胞外脯氨酸含量最高达1391.65 mg/L,相比菌株WB603,其胞外脯氨酸含量及单位细胞得率分别提高了13.94%和14.10%,且胞内游离脯氨酸含量提高了32.60%。在5%Na Cl胁迫条件下,重组菌WB601和WB602的胞外脯氨酸含量分别是原始菌的1.94倍和1.54倍,单位细胞胞外脯氨酸得率分别是原始菌的2.15倍和2.19倍;重组菌WB603胞外脯氨酸含量及其单位细胞得率分别是原始菌的4.16倍和7.29倍;相同条件下,相比于重组菌WB603,重组菌WB604的胞外脯氨酸含量及其单位细胞得率分别提高了32.61%和5.54%。此外,实验组菌株的胞内游离脯氨酸含量均高于非胁迫时,并达到相对平衡状态。【结论】proB和proA基因的过表达均能显著提升细胞合成脯氨酸的能力,并且能增强细胞的耐盐性;glnA基因的缺失能增强脯氨酸合成途径,提高脯氨酸的积累;两种效应的正向叠加可进一步提升细胞脯氨酸合成能力。     

非线性渗透压条件下肾近曲小管内流体流动分析

肾是人体中最重要的物质输运器官，近曲小管是肾中主要的体液重吸收管道，本文研究体液在近曲小管内的流动，认为管壁的重吸收由反映一般滤过现象的Starling定律所控制，并提出渗透压是非线性的假定，不可压缩牛顿流体以小雷诺数在管道中流动的基本议程是Stokes议程，由量级估计得到初级近似和次级近似议程。解这两组议程组得到了压力、速度和流量的分析表达式。表征管壁重吸收特征的参数根据实验流量数据确定。本文结果与其他作者相比较更加符合实验结果。     

垂体在刺激脑内渗透压感受器引起的肾脏反应中的作用

实验在α氯醛糖和氨基甲酸乙酯混合麻醉的大鼠中进行。脑室内注射高张盐水(icv.HS)后,肾血浆流量、肾小球滤过率、尿量、尿钠排出量、尿钾排出量和渗透物质清除率均增加,游离水清除率下降。去除垂体后,icv.HS不再能引起上述肾脏反应。另外给大鼠静脉注射血管升压素(VP)拮抗剂(V_1和V_2受体拮抗剂),并不能削弱上述icv.HS引起的肾脏反应。脑室内注射高张盐水后,尿中多巴胺(DA)排出量无显著增多;给予多巴脱羧酶抑制剂苄丝肼也不能削弱icv.HS引起的肾脏反应。上述实验结果表明,在本实验条件下刺激脑内渗透压感受器引起的肾脏反应依赖于垂体的完整性,但看来并不依赖于外周的VP和DA,故垂体通过何种机制介导icv.HS引起上述肾脏反应,有待于进一步的研究。     

不同发育时期中华绒螯蟹血淋巴渗透压的分析

中华绒螯蟹血淋巴渗透压随不同的生长阶段而异;不论是在淡水中,还是在不同盐浓度的海水中,都具有保持血淋巴高渗调节控制的能力。青春期前,6—9月份,血淋巴渗透压自390mOsm/Kg H_2O升至560mOsm/Kg H_2O;青春期后,9—12月份,自555mOsm/Kg H_2O升至656mOsm/Kg H_2O,但12月到翌年3月份却明显下降。雌蟹从淡水移入海水后的血淋巴渗透压调升速度,青春期后是青春期前的三倍左右。