毕赤酵母表达的嗜热蓝状菌β-葡萄糖苷酶N-糖基化修饰的作用与功能

【目的】研究N-糖基化对来源于嗜热蓝状菌β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,Bgl3A)的酶学性质影响。【方法】采用定点突变技术构建了3个去N-糖基化的突变体T44A、S228A、S299A,并分别在毕赤酵母GS115中表达纯化。【结果】与野生型Bgl3A相比,突变体S228A分泌蛋白产量极低,仅能微量检测到p NPG活性;突变体T44A和S299A的最适pH和最适温度没有改变,分别为4.0和75°C,但二者的T_m值和70°C下的热稳定性都明显优于野生型。以p NPG为底物时,突变体S299A和T44A的催化效率分别降低了14.5%和70.0%;以纤维二糖为底物时,T44A的催化效率基本不变,而S299A的催化效率提高了1.1倍。【结论】Bgl3A不同位点的N-糖基化修饰对酶的分泌和酶学性质的影响具有明显差异。其中,N226位的N-糖基化在维持酶的表达和功能方面至关重要,而去除N297位点的N-糖基化可以提高酶的热稳定性及对纤维二糖的催化效率。     

基于酶热稳定性系统计算的乳酸氧化酶热稳定性改造

乳酸氧化酶能够催化乳酸氧化为丙酮酸,具有重要的工业应用价值,但已有研究表明,不同来源的乳酸氧化酶均存在热稳定性不好的问题,影响了其在工业当中的应用。目前对于乳酸氧化酶的研究报道较少,对其热稳定性的改造更未见报道,因此提高乳酸氧化酶的热稳定性具有重要意义。克隆表达了一个高比活乳酸氧化酶(Eg LOD),通过生物信息学辅助分析及表面电荷分析软件(ETSS)对乳酸氧化酶的蛋白结构进行理性分析,基于蛋白表面电荷分布优化设计了9个突变体尝试对其进行热稳定性改良。通过对突变体的筛选获得了两个有效提升热稳定性的突变体D250N,D281N,在60℃下处理30 min仍然能够保持50%以上的酶活,而野生型Eg LOD酶活仅剩20%左右。     

鼠源Filia N端蛋白在GSH条件中的一种全新三维结构

母性效应因子复合体SCMC(subcorticalmaternalcomplex)中的Filia蛋白,其N端具有Ⅰ型KH结构域的特征,通过结合RNA参与卵子发生及胚胎发育过程中的RNA转录调控.此外,Filia蛋白对染色体整倍体化的维持起重要作用.缺乏Filia的雌鼠体内早期胚胎发育进程延迟,致使雌鼠生殖力降低,但不会不育.在卵母细胞成熟过程中,还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)浓度发生变化以维持胞内的氧化还原环境.本文成功解析了在含有GSH的条件中生长的Filia(N1-124)蛋白晶体结构.与在不含GSH的条件中生长的Filia(N1-124)蛋白晶体相比,在含有GSH的条件中,Filia(N1-124)蛋白晶体的一个不对称单位中含有5对二聚体,Filia(N1-124)单体分子在α3螺旋区与邻近分子发生了结构域交换.Filia(N1-124)晶体内凭借链间的离子键、氢键和疏水相互作用,形成了独特的十聚体组装方式.本文为进一步研究在不同生理条件下Filia的结构与功能的关系提供了结构依据.     

人源溶菌酶基因LYZL4在毕赤酵母中的重组表达及活性测定

LYZL4是本实验室克隆的一种c型人溶菌酶基因,根据毕赤酵母密码子偏爱性对LYZL4基因进行优化设计,优化后的基因克隆至具有乙醇氧化酶启动子(AOX1)的pPIC9K载体中。通过电转化方法整合到甲醇营养型毕赤酵母表达菌株GS115基因组上,再利用不同浓度梯度的G418抗性YPD固体培养基筛选高拷贝转化子,经摇瓶发酵后,其上清液在SDS-PAGE胶上14.4 kDa处出现明显的蛋白条带,该蛋白条带经质谱鉴定证实是人LYZL4蛋白。以人溶菌酶(164 071U/mg)作为标准品,使用艳红微球菌作为底物,通过比色法测定重组LYZL4溶菌酶蛋白的活性,结果显示重组人溶菌酶LYZL4蛋白具有明显的溶菌活性,其酶活力可达38893U/ml。     

电纺技术在生物医学中的应用进展

电纺技术已经成为结合多组分化合物与织造技术的关键工具,可改变电纺丝材料的化学、物理和生物特性,使其与不同的应用环境相适应。通过电纺技术制作的功能化纳米电纺丝材料,在组织工程、创伤敷料、酶的固定化和药物（基因）载体等生物医学方面得到了广泛的应用。新型的电纺技术可以进一步优化纳米电纺丝的特性,如同轴电纺、二相电纺技术;电纺丝膜的修饰也为调控电纺丝的各向异性和多孔性提供了有效的方法。该文将概述功能化电纺丝的纺织技术及修饰方法在生物医学领域的研究与应用进展。     

无机纳米粒子作为基因载体的研究进展

转染是将具生物功能的核酸转移、运送到细胞内,并使其在细胞内维持生物功能的过程。作为现代生物化学和分子生物学中的一种主要技术手段,转染对于基因治疗有重要的意义。无机纳米粒子作为基因载体受到人们日益广泛的关注,其具有易于制备,可进行多样化的表面修饰等多种优势。本文将概述无机纳米粒子作为基因载体的现状及其对基因表达的影响。     

猪圆环病毒2型感染对仔猪盲肠免疫功能与菌群的影响

【背景】肠炎是猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)感染猪的临床症状之一,其发生影响猪的生产性能。盲肠是单胃动物重要的消化器官,PCV2感染的影响值得探究。【目的】探究猪盲肠在PCV2感染后的免疫功能及菌群变化。【方法】将12头健康断奶仔猪随机分为对照组和感染组,每组6头,感染途径为口服和肌注,分别接种5mL,总接种量为10mL/头,对照组以同种方式接种PK15细胞培养物。分别检测在感染后56d(days post-infection,dpi)内血清中病毒载量、抗体动态及21dpi和56dpi盲肠的组织病理变化、病毒抗原含量、免疫功能及其内容物微生物菌群的变化。【结果】在21dpi,血清病毒核酸载量和抗体均达较高水平,PCV2抗原信号强,主要分布在盲肠黏膜上皮细胞和固有层中,盲肠分泌物SIgA含量显著降低,而T淋巴细胞增殖能力显著增高,感染猪盲肠上皮细胞严重脱落,肠腺萎缩,盲肠菌群多样性与丰度显著降低,有益菌属如弧菌属(Butyrivibrio)、瘤胃球菌属(Ruminococcaceae-NK4A214)显著降低,条件致病菌普雷沃氏菌属(Alloprevotella)显著增高;56dpi,病毒核酸载量降至7dpi水平,抗体持续较高水平,其他各项指标基本恢复到对照组水平。【结论】PCV2感染导致仔猪盲肠免疫功能紊乱,引起盲肠黏膜损伤,有益菌丰度降低、条件致病菌丰度增高,这些变化与病毒含量存在一定关系。     

拟南芥纤维素合酶基因时空表达模式与功能预测

纤维素是细胞壁的主要组成成分, 研究纤维素合成可以从源头上解决关于高效降解纤维素的问题。该研究通过综合拟南芥(Arabidopsis thaliana)纤维素合酶基因(AtCESA)家族的进化和芯片表达分析及根据拟南芥全生育期GUS染色结果分析纤维素合酶基因的时空表达模式, 发现拟南芥纤维素合酶基因AtCESA1, 3, 6以及AtCESA4, 7, 8分别参与细胞壁初生壁和次生壁的合成并存在明显的共表达现象。其中, AtCESA1, 3, 6在全生育期表达, AtCESA4, 7, 8主要在根、茎和叶脉等次生壁细胞中表达。AtCESA5和AtCESA6、AtCESA2和AtCESA9以及AtCESA1和AtCESA10等基因对均有基因重复作用。根据AtCESA家族基因表达模式和分子演化关系可以推测, AtCESA5对AtCESA6以及AtCESA9对AtCESA2可能分别存在功能冗余。此外, AtCESA9的表达具明显的组织特异性。上述研究结果为深入认识拟南芥纤维素合酶基因的功能奠定了基础。     

鲁南地区花生昆虫群落结构及多样性变化研究

采用马来氏网法在山东省临沂市开展了花生田昆虫系统调查(2014年6月-2015年6月),阐明当地花生田的昆虫群落结构及相关群体指数动态规律。结果表明:试验期内共获得昆虫样本65 005头,分属于14目、129科。从目级水平来看,主要花生昆虫以膜翅目、鞘翅目、半翅目、双翅目和弹尾目为主;从科级水平来看,主要花生害虫有叶蝉科、夜蛾科和潜蝇科,主要天敌有花蝇科、长足虻科、金小蜂科、长蝽科和姬蜂科。该地区群落多样性指数在0.4262～3.3212之间,峰值出现在花生生长期(3.3312);相对丰度峰值出现在花生繁育期(9 956);科级丰富度峰值出现也出现在花生繁育期(83);均匀度指数在0.1137～0.7613之间,峰值出现在2014年6月(0.7613);优势集中指数在0.0172～0.2134之间,峰值出现在2014年8月(0.2134)。