L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)是谷氨酸脱氨基的酮酸产物,作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量,首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件,包括发酵过程中的温度、诱导剂浓度、诱导剂添加时刻、诱导时间等;全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200g/L谷氨酸钠为底物时,产量最终提高了54. 9%,摩尔转化率为39. 6%。其次,通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选,最优突变体E. coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200g/L谷氨酸钠生成α-KG最高产量为100. 9g/L,摩尔转化率为64. 7%,较最初对照菌株提高了66. 3%。结果表明,条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。     

氢氧化细菌SDW-16的分离鉴定及促生特性

利用气体循环培养体系从沙打旺根际土壤分离得到1株氢氧化细菌SDW-16(GenBank登录号:KF835389),16S rDNA序列分析和生理生化特征鉴定其为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。菌株对植物促生机制的初步研究表明菌株SDW-16除具有铁载体分泌能力外,还具有产IAA和ACC脱氨酶活性,其中产IAA量为(21.62±0.30)μg/mL,ACC脱氨酶活力高达(8 372.17±805.43) nmol/(mg·h)。菌株SDW-16具有多项促生能力且均高于其他菌株,说明菌株SDW-16有较高的促生特性,同时也初步证明了氢氧化细菌的促生机制。     

鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶的基因克隆、表达及最适反应pH改造

【目的】表达鱼腥藻苯丙氨酸脱氨酶(AvPAL),并经分子改造降低其最适反应pH。【方法】PCR克隆AvPAL编码基因,并在大肠杆菌中表达,用Ni2+亲和层析柱和凝胶柱纯化重组蛋白。利用GETAREA软件筛选与催化残基距离较近的暴露于酶分子表面的氨基酸位点,将其突变为带电性质不同的氨基酸,并对突变体进行酶学性质研究。【结果】在大肠杆菌中成功表达了AvPAL,纯化后得到电泳纯的重组酶。突变体E75Q和E75R的最适反应pH从8.5分别偏移到7.5和7.0。E75Q在pH 7.5时的比酶活较原酶提高了25%,在pH 6.5–9.5之间酶的稳定性良好,其最适反应温度为50 °C,在此温度下保温1 h酶活无显著变化。在最适反应条件下,E75Q的kcat/Km值较原酶提高了26.6%。【结论】改变AvPAL酶分子中起路易斯碱作用的关键氨基酸残基(质子受体)附近与之有相互作用的氨基酸的带电性质,降低了AvPAL的最适反应pH,提升了其在医疗领域的应用前景。     

腺苷脱氨酶及同工酶对自身免疫病诊断和病情监测的作用

摘要 目的：检测腺苷脱氨酶(ADA)及其同工酶在自身免疫病患者血清中的变化,探讨其诊断和病情监测作用。方法：收集70例系统性红斑狼疮（SLE）、114例类风湿性关节炎(RA)、55例强直性脊柱炎(AS)、及其年龄性别对应的健康血清标本。测定血清总ADA（tADA）、ADA1及ADA2活性。ROC曲线分析其诊断价值。结果：与健康对照相比,ADA活性在SLE患者血清中显著升高[tADA：15（12,20）vs 8（7,10）U/L;ADA1：3.5（2,5）vs 3（2,3）U/L;ADA2：11（8,15）vs 6（5,7）U/L;P<0.01）]。与健康对照相比,RA患者血清中tADA和ADA1活性无显著变化(P>0.05),ADA2活性水平升高[8（5.25,10）vs 7（5,9）U/L,P<0.05）];与健康对照相比,AS患者血清中tADA和ADA1活性无显著变化(P>0.05),ADA2活性升高[7（5,9）vs 6（5,7）U/L,P<0.05）]。ROC分析显示tADA及ADA2对SLE具有较好诊断价值（tADA：88.6%特异性、77.1%敏感性;ADA2：92.9%特异性、68.6%敏感性）。ADA活性对RA及AS患者无诊断价值。spearman相关性分析显示,tADA活性与SLE患者疾病活动度有一定正相关性（r=0.303,P=0.011)。结论：血清tADA活性检测可作为SLE辅助诊断和病情监测指标。     

植物表观遗传与DNA甲基化

表观遗传在植物生长发育过程中起着极其重要的作用。甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式,是调节基因功能的重要手段。介绍了植物体中胞嘧啶甲基化现象,RNA指导的DNA甲基化的信号分子、作用机制,以及与RNA介导的基因沉默机制之间的区别和RNA对转座子的表观控制。     

Hi-Meth：特定位点DNA甲基化高通量检测平台

胞嘧啶甲基化是DNA表观遗传修饰的主要类型之一,在维持正常细胞功能和调控基因表达中具有重要作用。重亚硫酸盐测序法(bisulfite sequencing PCR,BSP)是特异性位点DNA甲基化检测的通用方法,能明确目的片段中每一个CpG位点的甲基化状态,但此方法需要大量的单克隆测序,操作过程较繁琐、成本昂贵。因此,开发准确、高效、便捷的DNA甲基化检测技术对提升表观遗传研究效率具有重要意义。基于本课题组开发的高通量突变类型检测平台Hi-TOM (high-throughput tracking of mutations),我们进一步建立了特定位点DNA甲基化高通量检测平台Hi-Meth (high-throughput detection of DNA methylation)。DNA样品通过重亚硫酸盐处理之后,仅需一轮PCR扩增即可通过Hi-Meth平台获得特定位点DNA甲基化分析结果。利用Hi-Meth平台,对水稻不同基因启动子区域进行了DNA甲基化检测分析,并与基于BSP方法获得的结果进行了比较。结果表明,Hi-Meth策略与BSP策略检测结果基本一致。而且通过Hi-Meth平台可以更准确、便捷地获得特异性位点DNA甲基化分析结果。综上所述,Hi-Meth为特定DNA区域提供了重要的甲基化检测平台,对表观遗传研究具有重要意义。     

血清腺苷脱氨酶、糖类抗原199、红细胞沉降率与活动性肺结核患者病情严重程度及预后的关系研究

摘要 目的：探讨血清腺苷脱氨酶（ADA）、糖类抗原199（CA199）、红细胞沉降率（ESR）与活动性肺结核（ATB）患者病情严重程度及预后的关系。方法：选取2021年1月～2022年10月湖南省胸科医院收治的75例ATB患者作为观察组，另外选取60例同期在我院体检健康的体检者作为对照组。比较两组血清ADA、CA199及ESR水平。根据病情严重程度将ATB患者分为轻度组、中度组和重度组。比较不同病情严重程度ATB患者的血清ADA、CA199及ESR水平。观察组接受抗结核治疗，根据疗效分为预后良好组和预后不良组，比较不同预后ATB患者的血清ADA、CA199及ESR水平。收集ATB患者的临床资料，多因素Logistic回归分析ATB患者预后的影响因素。受试者工作特征（ROC）曲线分析血清ADA、CA199、ESR对ATB患者预后的预测价值。结果：观察组血清ADA、CA199、ESR均高于对照组（P＜0.05）。将观察组患者分为轻度组26例、中度组34例和重度组15例。中度组和重度组血清ADA、CA199、ESR高于轻度组（P＜0.05），重度组血清ADA、CA199、ESR高于中度组（P＜0.05）。治疗后，根据疗效将观察组患者分为预后良好组50例和预后不良组25例，预后良好组和预后不良组在性别、年龄、BMI、吸烟史、饮酒史、糖尿病史、居住地、哮喘、支气管扩张、乙型肝炎、胸片改变等方面比较差异无统计学意义（P＞0.05），预后不良组患者血清PCT、白细胞计数、ADA、CA199、ESR高于预后良好组（P＜0.05）。经多因素Logistic回归分析结果显示，血清ADA、CA199、ESR升高是ATB患者预后不良的危险因素（P＜0.05）。绘制ROC曲线结果显示，血清ADA、CA199、ESR单独预测ATB患者预后不良的AUC分别为0.655、0.675、0.699，血清ADA、CA199、ESR联合预测ATB患者预后不良的AUC为0.828，大于各指标单独检测。结论：血清ADA、CA199、ESR升高可提示ATB患者的病情严重程度，血清ADA、CA199、ESR联合检测对预测ATB患者预后不良具有较高的价值。     

MBD结构域和SRA结构域识别甲基化DNA的结构机理

DNA胞嘧啶5-甲基化修饰是表观遗传重要的修饰之一,其对基因表达的调控依赖下游的识别蛋白识别和传递甲基化信号.本文围绕两种主要的甲基化DNA识别结构域——MBD结构域和SRA结构域,综述了它们识别不同修饰形式DNA的结构基础以及发挥功能的分子机理.     

一株人参内生1-氨基环丙烷-1-1羧酸(ACC)脱氨酶活性细菌的筛选、鉴定及其对宿主生长的影响

【目的】从人参内生细菌中获得具有1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC)脱氨酶活性的菌株,并进行促生效果的验证。【方法】结合初筛和复筛的方法筛选具有ACC脱氨酶活性的人参内生菌株;采用Ashby培养基和固氮酶基因验证其固氮潜能;菌碟法及钼锑抗比色法测定其解磷能力;CAS方法检测产生铁载体能力;通过室内及田间试验测定菌株对人参生长的促进作用。通过形态学、生理生化测定及16S rRNA序列分析明确菌株的分类地位。【结果】从120株人参内生菌中获得了一株具有较高ACC脱氨酶活性的菌株JJ8-3,其酶活性为α-酮丁酸6.7μmol/(mg·h);且具有解磷特性、固氮潜能和产生铁载体能力;能明显促进人参种子及根部的生长;经鉴定菌株JJ8-3为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。【结论】获得了一株具有ACC脱氨酶活性的人参内生细菌,将为其在促进植物生长中的应用和研究奠定基础。