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.     

草地贪夜蛾海藻糖合成酶基因的克隆、时空表达谱及对温度胁迫的响应

【目的】本研究旨在通过克隆草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase)基因SfTPS,分析其在草地贪夜蛾不同发育阶段、不同组织中的表达水平及不同温度胁迫时5龄幼虫中的相对表达量,为进一步探究TPS在草地贪夜蛾生长发育及抗逆应激反应中的功能奠定基础。【方法】运用RT-PCR技术克隆草地贪夜蛾SfTPS的全长编码区,并进行生物信息学分析。运用RT-qPCR技术检测SfTPS在草地贪夜蛾不同发育阶段(卵、1-6龄幼虫、蛹和成虫)、5龄幼虫不同组织(体壁、中肠和脂肪体)中和经短期(2, 4和8 h)高(35℃)低温(10℃)胁迫后5龄幼虫中的表达变化。【结果】克隆获得2 571 bp的草地贪夜蛾TPS cDNA序列,命名为SfTPS(GenBank登录号： MT920672),全长开放阅读框(ORF)长2 481 bp,编码的826个氨基酸具有TPS和TPP两个保守结构域。同源比对和系统进化分析表明,昆虫TPS蛋白具有较高的保守性,SfTPS与斜纹夜蛾S. litura的TPS亲缘关系最近,序列一致性达到99.15%。SfTPS中α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲占比分别为38.14%, 12.23%和48.55%;SfTPS的三级结构为同源二聚体。RT-qPCR结果表明,SfTPS在草地贪夜蛾卵期和1-5龄幼虫期低表达,在6龄幼虫期、蛹期和成虫期高表达,且草地贪夜蛾变态前后SfTPS的表达量变化较大。组织分布结果显示,SfTPS在5龄幼虫脂肪体中表达量最高。草地贪夜蛾5龄幼虫经2~8 h低温(10℃)和高温(35℃)胁迫后,SfTPS的相对表达量显著高于对照(25℃),分别为对照的4.43~9.34和2.50~6.03倍。【结论】SfTPS基因在草地贪夜蛾生长发育过程及抵御高低温度胁迫中可能具有重要作用。     

定向进化提高来源于Arthrobacter ramosus的MTHase的热稳定性

麦芽寡糖基海藻糖水解酶(maltosyltrehalose hydrolase,MTHase)是以淀粉或麦芽糊精为底物制备海藻糖的关键酶之一。来源于Arthrobacter ramosus的MTHase,表达量好,比活高,但热稳定性差,限制了其工业化应用。采用定向进化技术,筛选得到L137M和A216T两个突变体,在60℃下,野生型和两个突变体的半衰期(t1/2)分别为15.5、20.5和23.3 min,L137M和A216T的t1/2分别比野生型提高1.3和1.5倍。进一步考察了L137M、A216T和野生型酶在60℃分别和同样来源于Arthrobacter ramosus的麦芽寡糖基海藻糖合成酶(maltosyltrehalose synthase,MTSase)复配制备海藻糖,在相同的加酶量下,野生型、L137M和A216T的海藻糖转化率分别为51.3%,52.6%和55.7%,两个突变体的转化率都比野生型提高,说明突变体提高的热稳定性有利于海藻糖的转化率。     

红色亚栖热菌TPS/TPP海藻糖合成途径中相关基因的克隆、表达及功能鉴定

通过构建红色亚栖热菌(Meiothermus ruberCBS-01)的基因组DNA文库,克隆得到该嗜热菌海藻糖合成途径中的磷酸海藻糖合成酶(TPS)和磷酸海藻糖磷酸酯酶(TPP)基因。以pET21a为表达载体,将磷酸海藻糖合成酶和磷酸海藻糖磷酸酯酶在大肠杆菌中进行表达并纯化,利用薄层层析的方法验证了这两个酶的活性。同时,本研究检测了红色亚栖热菌在各种环境压力下细胞内含物成分的变化情况,发现在高渗环境压力的诱导下,该菌会在胞内积累大量的6-磷酸海藻糖,而并非海藻糖,这为进一步研究TPS/TPP和TreS途径在细胞体内的作用奠定了基础。     

海藻糖合成酶活性受固定化处理过程影响的研究*

在麦芽糖苷基海藻糖合成酶(MTSase)和麦芽糖苷基海藻糖水解酶(MTHase)双酶的作用下,淀粉可转化为海藻糖,但是其转化率较低。中采用多种固定化载体进行酶固定化研究,发现通过经戊二醛与壳聚糖交联后的载体与酶液作用,可吸附与海藻糖合成无关的杂酶和杂质,从而提高海藻糖合成酶的活性。通过比较固定化过程中与反应条件中多个因素的影响,得到了如下最佳作用条件：将酶液与经3％戊二醛交联18h后的滤纸作用18h,再与10％的淀粉溶液反应9h,与未经固定化作用比较,海藻糖的产率提高10倍,达到27．22g／L转化率从5．33％提升到54．43％。     

一株转化淀粉或麦芽寡糖生成海藻糖的菌株D-97鉴定

由东北大田采集的土样中筛选到菌株D 97,该菌株胞内酶可以利用淀粉或麦芽寡糖合成海藻糖。通过生理、形态、结构特征分析及 1 6SrDNA基因全序列与参比菌株的序列比较 ,菌株D 97与食尼古丁节杆菌的 1 6SrDNA序列同源性高达 97 98% ,故将该菌株命名为食尼古丁节杆菌D 97(ArthrobacternicotinovorusD 97)。我们还将D 97菌株与日本林原公司的海藻糖生产菌———节杆菌Q36的有关生理生化特征进行了比较。     

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%。     

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。     

稀释液中添加海藻糖对山羊精子功能和膜完整性的影响

选用5只年龄为3～4岁的波尔山羊公羊研究在稀释液中添加海藻糖对山羊精子功能和膜完整性的影响。山羊精子分别用含6.6 mmol/L、13.2 mmol/L、19.8 mmol/L、26.4 mmol/L、39.6 mmol/L、52.9 mmol/L、66.1mmol/L、79.3 mmol/L的不同海藻糖的Tris-柠檬酸-葡糖糖(TCG)稀释液(卵黄:18%;甘油:6%)稀释和冷冻。结果表明:39.6 mmol/L、52.9 mmol/L、66.1 mmol/L、79.3 mmol/L组降温后的精子活率显著(P<0.05)降低;52.9 mmol/L、66.1 mmol/L、79.3 mmol/L组降温后的精子畸形率和39.6 mmol/L组降温后的膨胀精子率显著(P<0.05)提高。26.4 mmol/L组和39.6 mmol/L组冻融后的精子活率显著(P<0.05)高于对照组;66.1mmol/L和79.3 mmol/L组冻融后的精子活率、畸形率分别显著(P<0.05)低于和高于对照组。19.8 mmol/L、26.4 mmol/L、39.6 mmol/L组冻融后精子获能率显著(P<0.05)低于对照组。39.6 mmol/L组冻融后顶体完整率和膨胀精子率显著(P<0.05)高于对照组,而66.1 mmol/L组和79.3 mmol/L组显著(P<0.05)低于对照组。39.6 mmol/L组的受胎率显著(P<0.05)高于对照组,而66.1mmol/L组和79.3 mmol/L组的受胎率显著(P<0.05)低于对照组。结果表明,在含18%的卵黄(v/v)、6%甘油(v/v)的TCG稀释液中,添加适宜浓度(26.4mmol/L和39.6 mmol/L)海藻糖,可显著提高山羊精子功能和膜的完整性。