解淀粉芽孢杆菌Q-426酚酸脱羧酶的克隆表达及酶学性质鉴定*

目的:生物法脱羧制备4-乙烯基衍生物具有诸多优势和良好的发展前景,研究解淀粉芽孢杆菌Q-426酚酸脱羧酶(BaPAD-Q-426)的酶学性质,为其进一步应用提供理论基础。方法:从解淀粉芽孢杆菌中克隆酚酸脱羧酶基因;以pET-28a(+)为载体,将重组质粒转化至E. coli BL21(DE3)中,实现酚酸脱羧酶BaPAD-Q-426的高效表达,利用Ni-NTA亲和层析进行纯化,并进行酶学性质鉴定。结果:酚酸脱羧酶BaPAD-Q-426在pH 7.0~9.0范围内保持良好的pH稳定性,最适pH为8.0;在25~40℃范围内保持着较高的酶活性,最适温度为35℃,在4℃时保持30 min后该酶依然保持95%以上的酶活性;K⁺对BaPAD-Q-426的酶活具有明显促进作用,酶活力提高60%;该酶在石油醚中具有良好的耐受能力,在40%石油醚存在下,仍保留50%以上的酶活力;BaPAD-Q-426的最适底物为阿魏酸,酶活力达到19.5 IU/mL。结论:与其他来源的酚酸脱羧酶相比,BaPAD-Q-426在低温时具有更好的稳定性,在弱碱性环境下对阿魏酸的催化脱羧能力最强。     

芽胞杆菌产生的环脂肽类物质的研究进展

环脂肽类物质具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物活性,其潜在的应用价值已逐渐引起了人们的注意。主要针对芽胞杆菌产生的环脂肽,综述了环脂肽类物质的结构及分类、生理活性、生物合成机制。由于环脂肽结构的不同,分离纯化及鉴定方法也会有所差异,因此对环脂肽的分离纯化及鉴定方法方面也做了简单的综述。最后展望了我国对于环脂肽研究的不足及未来的发展前景。     

一种快速提取细菌总DNA的方法研究

随着分子生物学技术应用于环境微生物研究的深入开展,占自然界微生物物种总数的90%以上的不能人工培养或培养困难的微生物已经可以借助分子生物学技术进行功能基因的开发和利用。而快速得到纯度较高,结构完整的细菌染色体DNA成为这一技术得以实现的前提。本文报道了利用高温处理和SDS的裂解作用相结合而建立的一种快速、简便的提取细菌染色体DNA的方法。经过脉冲电泳实验证明,利用本方法提取得到的几种革兰氏阳性和革兰氏阴性菌株的基因组DNA结构完整,并且无明显降解,无须经过纯化,可以直接进行PCR扩增和酶切等分子生物学操作,将此方法进一步应用于土壤环境DNA的提取方面,同样达到了快速得到大片段、高质量的环境微生物基因组的目的,为研究未培养的环境微生物多样性打下了坚实的基础,同时为环境基因组的提取提供了一个新的途径。     

金黄色葡萄球菌agr系统受体蛋白AgrC的跨膜结构分析析

金黄色葡萄球菌agr 系统中,受体组氨酸蛋白激酶AgrC 能够被同源或非同源自诱导信号分子(autoinducing peptides,AIPs) 激活或抑制。通过TMHMM软件对四种agr 型AgrC蛋白的氨基酸序列进行分析及跨膜结构预测,发现agr玉型和agr郁型AgrC蛋白可能在胞外的第二个Loop 环与其AIP相互作用,agr域型可能与AIP域在胞外的第一个或第二个Loop 环相互作用。     

喀斯特森林不同演替阶段植物群落物种多样性、功能性状、化学计量及其关联

探讨森林植物群落物种多样性、功能性状与化学计量特征及其内在关联,有助于构建结构-性状-功能的研究脉络,深入理解生态系统的过程与功能,为群落结构优化配置和调控提供科学依据。以贵州喀斯特高原峡谷区森林草灌、灌木、灌乔和乔木4个演替阶段的植物群落为对象,通过群落学调查和植物功能性状、生态化学计量测度,研究其物种多样性、功能性状和化学计量特征及其互作关系。结果表明:(1)乔木阶段的Shannon-Wiener指数与Pielou均匀度指数均为最高,依次达8.62、2.41,表明伴随着群落演替,物种分布的均匀程度增加。(2)植物群落物种多样性指数之间仅Margalef丰富度指数与Simpson优势度指数未呈显著相关(-0.644),其余均为显著或极显著相关关系,表明物种多样性指数之间存在较强的促进或抑制作用。(3)叶片厚度与其余指标,以及群落物种多样性指数与功能性状、化学计量之间均未呈显著相关,比叶面积(SLA)仅与土壤N∶P呈显著正相关(0.742),表明群落物种多样性、功能性状和生态化学计量特征之间的相关性较弱。(4)SLA为灌木阶段的272.13 cm2/g为最大,δ13C值在演替后期略高,草灌、灌木阶段倾向于受N、P共同限制,说明随演替进展,植物的适应策略和资源利用对策等均发生了一定的调整,表明植物和环境之间存在较强的协变关系。(5)该区森林培育时,应构建完整的乔木、灌木和草本层片,提高生态系统对养分矿化、转化和循环等的自调控能力。     

基于PKS和NRPS基因的海洋来源抗病原菌活性菌株筛选及其代谢产物活性分析

基于聚酮合成酶基因(polyketide synthases gene,PKS)和非核糖体多肽合成酶基因(non ribosomal polypeptide synthase gene,NRPS),本研究从77株分离于北冰洋海泥的菌株中筛选出1株具有较高抗病原菌活性的菌株并对其进行了菌种鉴定。通过优化培养基组成和发酵条件提高了该菌株活性代谢产物的产量,并利用高分辨率质谱(high resolution mass spectrometry,HRMS)、核磁氢谱(¹H nuclear magnetic hydrogen,¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)对其主要代谢产物进行了结构鉴定。测定了该菌株主要代谢产物的抗菌谱及代谢产物对黄瓜枯萎病的影响。研究结果表明,该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其对植物具有一定的促生作用。当发酵条件为麦芽糖5g/L、胰蛋白胨10g/L、氯化钠10g/L、温度30℃、转速150r/min、发酵时间60h时,该菌株代谢产物的抑菌圈直径由(16.23±0.42)mm提高至(24.42±0.57)mm。菌株代谢产物含有大环内酯类化合物macrolactin A,其对多种病原细菌和真菌具有明显拮抗作用。黄瓜幼苗实验表明,该菌株代谢产物对黄瓜枯萎病具有防护作用,其作为生防菌剂具有一定的开发应用潜力。     

具核梭杆菌CarRS双组分系统组氨酸激酶CarS的表达、纯化及生化活性测定

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)是一种条件致病菌,能够在结直肠癌组织中富集,影响结直肠癌发生发展的多个阶段。双组分系统在病原菌耐药性、致病性相关基因的调控和表达中起重要作用。本文以具核梭杆菌CarRS双组分系统为研究对象,重点对其组氨酸激酶蛋白CarS进行重组表达和性质研究。利用在线软件SMART、CCTOP和AlphaFold2对CarS二级结构和三级结构进行预测,其结果表明CarS蛋白具有2个跨膜螺旋区,包含9个α螺旋和12个β折叠结构;由两个结构域构成,一是位于N末端的跨膜域(氨基酸1–170),另一个是位于C末端的胞内域,胞内域由信号接收域(histidine kinases,adenylyl cyclases,methyl-accepting proteins,prokaryotic signaling proteins,HAMP)、磷酸受体结构域(histidine kinase domain,HisKA)和组氨酸激酶催化结构域(histidine kinase-like ATPase catalytic domain,HATPase_c)组成。由于全长的CarS蛋白未能在宿主细胞中表达,因此根据其二级、三级结构特点,构建了CarS胞内蛋白的融合表达载体pET-28a(+)-MBP-TEV-CarScyto,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21-CodonPlus(DE3)-RIL中进行过表达。经亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析,最终获得纯度较高的CarScyto-MBP蛋白,终浓度达20 mg/mL。活性实验结果表明,CarScyto-MBP具有蛋白激酶和磷酸转移酶双活性,麦芽糖结合蛋白(maltose binding protein,MBP)标签对CarScyto蛋白的生物活性无影响。上述结果为深入解析CarRS双组分系统在具核梭杆菌中的生物学功能提供了一定的理论基础。     

红边龙血树叶绿体基因组特征及其系统发育分析

红边龙血树(Dracaena marginata)是一种在全球广泛种植的龙血树属园艺植物,具有较高的观赏价值和药用价值。本研究首次利用高通量测序技术对红边龙血树叶片进行全基因组测序,组装得到完整的叶绿体基因组序列,并进行注释、序列特征比较和系统发育分析。结果表明,红边龙血树叶绿体基因组包含一个典型的四分体结构,长度为154926 bp,是目前已报道的龙血树属中叶绿体基因组最小的物种;共拥有132个基因,包含86个编码蛋白基因、38个转运RNA基因和8个核糖体RNA基因;密码子偏好性分析发现存在偏好使用A/U碱基结尾的现象,整体上密码子偏好性较低;共鉴定出46个简单重复序列位点和54个长重复序列,分别在大单拷贝区与反向重复区有最大检出率;种间边界分析发现边界区域基因存在相对位置差异,扩张收缩情况总体较为相似;与近缘种进行系统发育分析,红边龙血树与细枝龙血树聚为一类,关系最近,符合形态学分类特征。对红边龙血树叶绿体基因组的解析为龙血树属植物的物种鉴定、遗传多样性和叶绿体转基因工程等提供了重要数据基础。     

金黄色葡萄球菌agrC的克隆及序列分析

金黄色葡萄球菌agr系统能够调控多种毒力因子的表达,在该系统中,受体组氨酸蛋白激酶AgrC感受外部信号并传递给细胞内,在整个agr系统中起着重要的作用,成为药物发现的新靶点,该蛋白由agrC基因编码。通过分析发现,agrC基因的保守性非常差,这可能是由于它作为受体需要与信号分子结合的特异性所决定的。通过对已经公开的agrC基因序列进行比对分析,设计了多条引物,以金黄色葡萄球菌ATCC 6538的基因组DNA为模板,进行了PCR扩增并转化大肠埃希菌克隆该基因,获得了金黄色葡萄球菌ATCC 6538附属基因调节系统agrC基因的全序列。同时,通过对现有的提取金黄色葡萄球菌基因组的方法做了改进,得到了一种大量提取了金黄色葡萄球菌DNA的方法,获得的DNA纯度较高。     

金黄色葡萄球菌附属基因调节系统研究进展

金黄色葡萄球菌的微生物病原特性非常复杂并且不断地产生抗生素抗性,目前迫切需要增加对金黄色葡萄球菌的了解。它所引起的疾病与大量毒力因子相关,这些毒力因子的表达是受多个基因调控,其中agr（accessory gene regulator,附属基因调节）是最主要的一个。由于agr系统与人类的多种疾病有关,研究的较为深入,现已成为一个理解群体感应激活和抑制机制的模型系统。agr系统以及其它菌的群体感应系统已经引起了越来越多研究者的注意,本文对agr系统的研究现状、研究过程中发现的问题及其潜在应用价值作了深入地探讨。