生物能量分析仪在肿瘤细胞生物能量代谢中的应用研究

靶向肿瘤细胞代谢过程中关键调控分子抑制肿瘤细胞生长的研究日益成为热点。目前,研究肿瘤细胞氧化磷酸化和有氧糖酵解主要是应用Clark氧电极法测定细胞氧耗率以及对相关中间代谢物的测定,如乳酸和葡萄糖。但是,这些方法测定的指标相对单一,而且过程繁琐。该文详细介绍了生物能量分析仪在研究肿瘤细胞糖酵解和线粒体氧耗率中的应用,并通过研究肿瘤细胞应用阿霉素及相关药物处理后生物能量代谢的变化,深入探讨了这一方法在研究肿瘤细胞生物能量代谢方面中的优越性。研究结果表明,羰基氰–对–三氟甲氧基本腙(carbonylcyanide p-trifluoro methoxyphenylhydrazone,FCCP)的浓度以及细胞数量对于研究肿瘤细胞的氧耗率十分关键,应用阿霉素能够显著抑制肿瘤细胞的有氧糖酵解和线粒体氧耗率。通过该文的介绍,期望能为肿瘤细胞生物能量代谢研究提供进一步的参考。     

稀有糖的生物转化生产策略：Izumoring方法

稀有糖是在自然界中存在但含量极少的一类单糖及衍生物,其在膳食、保健、医药等领域中发挥着重要的功能。本文综述了一种稀有糖的生物转化生产策略----Izumoring方法,即利用D-塔格糖3-差向异构酶、醛糖异构酶和多元醇脱氢酶等进行所有单糖及糖醇之间的相互转化;利用该原则,分别构建了己糖类、戊糖类和丁糖类的Izumoring转化策略,并可获得所有稀有糖的酶反应和生物转化生产途径。同时,展望了稀有糖生物转化生产的研究趋势。     

粘虫营养的研究——成虫对于糖类的取食和利用

本工作中用一系列同浓度的不同糖液及不同浓度的同种糖液喂养羽化后一天的粘虫蛾,见到它们对于糖的种类和浓度均有明显的辨识能力。对于糖液的取食量均比对清水的大,表明糖类对成虫均有诱食的味觉刺激:而其效应的大小,在单糖中的顺序为:果糖>(或≥)葡萄糖>半乳糖≥木糖>(或≥)甘露糖≥山梨糖>鼠李糖;在二糖中为:麦芽糖>蔗糖≥海藻糖>纤维二糖>乳糖;在三糖中为:棉籽糖>松三糖。对蔗糖溶液的味觉阈值为2×10^-4M左右,对葡萄糖的可能为2×10^-2M左右。根据成虫取食糖液后以肠道内含物进行纸上层析的结果,见到消化糖类的酶类有α葡糖苷酶、β葡糖苷酶、β果糖苷酶、α半乳糖苷酶,而无β半乳糖苷酶和淀粉酶。消化道对糖液的消化和吸收以及糖液通过消化道均相当迅速。嗉囊是糖类贮存和水解的主要场所,其中的消化酶可能是由涎腺分泌或从中肠分泌后通过前胃而分批向前流入的。中肠是吸收消化产物的主要部分,所吸收的糖类在体内大部分转变成脂肪贮存。成虫羽化后以清水饲养到第3天时脂肪含量占干重13%左右,而以20%蔗糖溶液饲养的却高达64%左右。用0.2M和0.4M的糖液分别连续饲养配对的雌雄成虫直到雌蛾死亡,见到每对蛾对果糖、葡萄糖、麦芽糖和蔗糖的取食量较大,半乳糖次之,甘露糖与乳糖较小;取食糖液的体积不随糖液浓度的增加而增加;产卵量以取食麦芽糖的最大,乳糖的最小。从产卵量来看,半乳糖和甘露糖一经吸收后其营养效应与葡萄糖大致相同。糖液中的水分对于成虫也显示有一定的营养效应。     

木薯己糖载体基因MeSTP7的克隆与功能验证

己糖载体属于单糖转运蛋白家族,具有转运单糖类物质的作用,广泛存在于植物体各组织中并参与植物体的生长与发育。为了研究木薯己糖载体转运单糖的能力与对木薯生长发育的影响,本试验利用木薯全基因组数据库,通过RT-PCR方法从木薯KU50中克隆得到了木薯己糖载体基因MeSTP7,酵母异源表达与亚细胞定位实验结果表明MeSTP7具有转运葡萄糖、果糖、甘露糖和半乳糖的能力,定位在细胞膜上;qRT-PCR结果表明MeSTP7在高淀粉木薯品种KU50和低淀粉木薯品种CAS36根发育过程中的表达量均呈现逐渐降低的趋势,MeSTP7在KU50和CAS36的叶片中的表达量均为最高。本研究克隆得到了木薯己糖载体基因MeSTP7,并验证了MeSTP7的功能,为木薯己糖载体的研究提供了理论参考。     

重组荞麦胰蛋白酶抑制剂通过下调己糖激酶Ⅱ抑制HepG2细胞生长

糖酵解过度活跃是肿瘤细胞能量代谢的显著特征。抑制过度糖酵解已经成为一种新的癌症疗法。重组荞麦胰蛋白酶抑制剂 (recombinant buckwheat trypsin inhibitor, rBTI)可以通过上调磷酸酶及张力蛋白同源基因 (PTEN) 进而抑制HepG2细胞增殖。有关rBTI对肿瘤细胞能量代谢的影响仍未见报道。本研究中的MTT和ATP检测分析表明,rBTI以剂量依赖性方式抑制细胞活力及胞内ATP含量。qRT-PCR和Western印迹分析表明,rBTI处理HepG2细胞后,己糖激酶Ⅱ转录显著下调,但是糖酵解过程中的其他酶及葡萄糖转运蛋白基因在转录水平未发生显著变化,同时己糖激酶Ⅱ蛋白水平的表达也显著下调。酶活性分析也表明,rBTI能显著降低己糖激酶的活性。进一步分析表明, rBTI使细胞内PTEN转录及表达水平明显上调,己糖激酶Ⅱ转录和p-AKT,p-mTOR、己糖激酶Ⅱ的表达下调。当PTEN抑制剂phen存在时,可阻断rBTI诱导的己糖激酶 Ⅱ表达下降,表明rBTI能通过上调PTEN进而影响己糖激酶Ⅱ的表达。免疫荧光及Western印迹分析显示,rBTI作用后减弱了己糖激酶 Ⅱ在线粒体的定位,导致己糖激酶Ⅱ与线粒体电压依赖性阴离子通道蛋白 (voltage-dependent anion channel, VDAC) 分离,促使己糖激酶Ⅱ从线粒体转位到细胞质,降低糖酵解的效率。上述结果证明,rBTI对肿瘤细胞能量代谢的调控作用主要通过抑制PI3K/AKT信号通路,下调己糖激酶Ⅱ的表达并影响空间定位,进而抑制肿瘤细胞糖酵解过程,导致癌细胞生长受到抑制。     

Kluyveromyces marxianus发酵己糖和戊糖生产乙醇

对利用底物广泛的乙醇发酵菌株马克斯克鲁维(Kluyveromyces marxianus)DL1菌株与工业用乙醇发酵菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)6525利用己糖(葡萄糖、甘露糖、半乳糖)和戊糖(木糖、阿拉伯糖)的情况进行对比研究。结果发现:以己糖为底物时,K.marxianus DL1均表现出细胞生长快、乙醇得率高的特点;在不通气、糖20 g/L条件下,K.marxianus DL1的最大乙醇质量浓度均比S.cerevisiae 6525高出10%左右,细胞量及乙醇生产强度分别是S.cerevisiae 6525的近2和1.7倍。当以戊糖为底物时,K.marxianus DL1可以利用木糖和阿拉伯糖;在不通气、糖20g/L条件下,K.marxianus DL1利用木糖产木糖醇和乙醇,乙醇终质量浓度可达7.68 g/L,木糖醇质量浓度为9.12 g/L;以阿拉伯糖为发酵底物时,阿拉伯糖醇的产量可达6 g/L左右;而S.cerevisiae 6525不能利用戊糖。马克斯克鲁维酵母比酿酒酵母更适合纤维乙醇生产。     

不同糖源及糖水平对大菱鲆糖代谢酶活性的影响

采用34双因素实验设计, 以初始质量为(8.060.08) g的大菱鲆幼鱼(Scophthalmus maximus L.)为对象, 研究在饲料中添加3种糖源(葡萄糖、蔗糖和糊精)及4个水平(0、5%、15%、28%)对大菱鲆肝脏糖酵解关键酶己糖激酶(HK)、葡萄糖激酶(GK)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸激酶(PK)和糖异生关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)、1, 6-二磷酸果糖酶(FBPase)活性的影响。结果表明: 饲料糖添加量从0升高到15%时, 大菱鲆的糖酵解酶GK和PK活性随饲料葡萄糖或糊精含量的增加而增加; 当饲料中葡萄糖或糊精含量为28%时, GK和PK活性有下降的趋势。3种糖源的4个添加水平对HK和PFK活性均无显著影响(P 0.05)。添加不同水平的葡萄糖对大菱鲆糖异生途径的PEPCK活性无显著影响(P 0.05), 但在饲料中葡萄糖添加量为5%时显著促进了FBPase活性(P 0.05), 当葡萄糖添加量升高为15%或28%时, FBPase活性与对照组无显著差异(P 0.05)。糊精作为饲料糖源时抑制了大菱鲆肝脏FBPase和PEPCK的活性, 而添加不同水平的蔗糖对FBPase和PEPCK活性的影响均不显著(P 0.05)。总的来说, 从大菱鲆幼鱼肝脏糖代谢角度而言, 在饲料中添加15%的葡萄糖或糊精时, 可以有效促进大菱鲆肝脏糖酵解能力; 较添加葡萄糖, 糊精在促进大菱鲆肝脏糖酵解的同时对糖异生存在一定程度的抑制。蔗糖作为饲料糖源时, 仅在添加量为28%时显著促进糖酵解酶GK活性, 糖酵解其他酶活性以及糖异生酶活性均不受蔗糖水平的显著影响。       

顶头孢霉中己糖激酶编码基因Achka的功能研究

己糖激酶在真菌中广泛存在,参与葡萄糖磷酸化等生理过程。本文从头孢菌素产生菌顶头孢霉中克隆并鉴定了一个己糖激酶编码基因,命名为Achka。通过RT‐PCR证明Achka含有4个内含子,其推测的编码蛋白含有484个氨基酸,分子量为53.7k Da。在顶头孢霉中敲除Achka后发现,突变株在以果糖、蔗糖或甘露糖为唯一碳源的培养基上生长受到严重限制。我们在大肠杆菌中异源表达了Achka,并对表达的重组蛋白AcHKA进行了分离纯化。酶学动力学分析表明,AcHKA对果糖的最大反应速率要大于葡萄糖,但是却对葡萄糖有更高的亲和力。上述结果进一步证明AcHKA为己糖激酶,在顶头孢霉体内主要负责果糖、蔗糖和甘露糖等的代谢。     

草鱼、白鲢和花鲢的耗氧率

1.草鱼、白鲢、花鲢的鱼苗和第2年鱼,以及草鱼的第3年鱼在夏季水温下的耗氧率,均经连续至少7小时以上的测定。 体重0.4-1.7克的鱼苗,在28.5-31.7℃的水温中,平均耗氧率篇0.325-0.632毫克/克/小时;体重38.9-172.3克的第2年鱼,在26.3-30.6℃的水温中,平均耗氧率为0.161-0.264毫克/克/小时;体重1103-1355克的第3年鱼(草鱼)在水温21-23.5℃时,平均耗氧率为0.139-0.151毫克/克/小时。 2.耗氧率随体重的增加而减低;同种之内,小鱼的耗氧率较大鱼为高。 3.耗氧率随水温的上升而增加;花鲢在冬季的耗氧率不及夏季的1/6。 4.在体重和水温相仿的情形下,白鲢的耗氧率较花鲢为高,花鲢的耗氧率又较草鱼为高。     

葡萄糖介导SCAP的N-糖基化为SREBP-1激活和肿瘤生长所必需

正细胞代谢的改变是许多肿瘤的一个重要特征。在肿瘤细胞中,有氧糖酵解和脂质生成的增加能提供肿瘤细胞生长所需的能量和脂质。然而葡萄糖代谢和脂质生成通路之间的相互联系依然不清楚。本文的研究人员立足于此,探讨了葡萄糖代谢和脂质生成通路之间的联系,发现葡萄糖能通过胰岛素非依赖的通路来控制SCAP并促进脂质生成。研究表明,EGFR信号能增加肿瘤细胞对葡萄糖的摄取。细胞内的葡萄糖主要进入了糖酵解通路的分支己糖胺生物合成     

不同品种葡萄干中糖类成分分析

采用衍生化后GC-MS和HPLC-ELSD对新疆产8个品种葡萄干中糖类成分进行定性和定量分析。通过单因素实验考察提取温度、料液比、提取溶剂对糖类成分提取的影响。结果显示:经比对标准品在相同衍生化和GC-MS条件下的保留时间,8种葡萄干中共检出8种糖(果糖、葡萄糖、甘露糖、蔗糖、肌糖、麦芽糖、半乳糖、D-山梨糖醇)。在乙醇浓度50%,料液质量比1∶8,温度80℃的提取条件下葡萄干中糖的提取率最高。建立了对葡萄干中含量较高的果糖、葡萄糖、蔗糖进行定量检测的HPLC-ELSD方法,方法线性良好(R20.9992),精密度(RSD)2.0%,回收率92%~109%。8种葡萄干中除索索外,总含糖量均大于690 mg/g,果糖和葡萄糖在各品种葡萄干的糖含量中均占主导地位。     

两个赤芝子实体多糖的理化特性分析及结构鉴定

赤芝子实体多糖P32A分子量为506,322,P32B分子量为287,389,两种多糖均以己糖为主构成。P32A由鼠李糖、木糖、甘露糖和葡萄糖组成,四种单糖的摩尔比为：4．3：2．6：6．3：11．4;P32B亦由鼠李糖、木糖、甘露糖和葡萄糖组成,摩尔比为：1．2：1．0：2．1：9．2。该结果显示,P32A与P32B具有较类似的糖组成,且都以葡萄糖和甘露糖为主要单糖组分。根据^13C NMR和甲基化的结果分析知P32A可能含有l→4连接的葡萄糖构成的主链,非还原末端均由葡萄糖构成,此外P32A中还有l,4-连接的甘露糖和l,3—连接的鼠李糖。P32B可能以l→3连接形成主链,部分l,3-连接葡萄糖的6位有分支,该多糖也含有由葡萄糖构成的非还原末端,与P32A类似,P32B中还含有l,4-连接的甘露糖,不同的是不含l,3—连接的鼠李糖。     

全基因组水平扫描鉴定粗糙脉孢菌糖转运蛋白及其在酿酒酵母己糖发酵中的评价

木质纤维素降解真菌粗糙脉孢菌天然具有吸收利用多种单糖和寡糖的能力,但是目前基因组中注释的预测糖转运蛋白仍然有过半功能未知。本研究从全基因组水平系统分析了粗糙脉孢菌预测糖转运蛋白的转运底物。研究发现两个转运蛋白(NCU01868和NCU08152)具有转运多种己糖底物的功能,因此分别命名为NcHXT-1和NcHXT-2。利用荧光共振能量转移技术(FRET)确认了NcHXT-1/-2具有葡萄糖转运功能。在己糖转运蛋白全缺酿酒酵母EBY.VW4000中分别过表达NcHXT-1/-2,能恢复其在葡萄糖、半乳糖或甘露糖的液体培养基中生长并生成乙醇的能力。NcHXT-1/-2在很多纤维素降解真菌中均具有保守的同源蛋白。本研究通过全基因组扫描鉴定,发现了两个保守的丝状真菌己糖转运蛋白,为真菌降解利用木质纤维素及酵母利用单糖发酵提供了新的改造靶点。     

GPC3对肝癌细胞糖酵解的调控作用研究

目的:探讨GPC3(glypican 3)在肝癌细胞糖酵解中的调控作用。方法:采用si RNA(small interfering RNA)干扰肝癌细胞中GPC3的表达后,采用q PCR(quantitative PCR)与Western blot实验检测肿瘤糖酵解关键调控分子Glut1(glucose transporter-1)、HK2(hexokinase 2)与LDH-A(Lactate Dehydrogenase A)的表达,通过检测培养液中葡萄糖的减少量分析GPC3对细胞葡萄糖摄取情况,通过检测培养液中乳酸含量与PH值分析GPC3对细胞乳酸产生的影响,通过检测细胞的氧耗速率,分析GPC3对线粒体氧化磷酸化功能的影响。结果:干扰肝癌细胞中GPC3的表达可抑制糖酵解关键调控分子Glut1、HK2与LDH-A表达,降低肝癌细胞葡萄糖摄取速率和细胞氧耗速率,且细胞培养液PH升高,乳酸产生减少。结论:肝癌细胞中GPC3高表达通过上调糖酵解关键调控分子Glut1、HK2与LDH-A表达而促进肝癌细胞糖酵解效应,同时抑制线粒体氧化磷酸化活性。这些结果进一步提示糖代谢重编程可能是GPC3促进肝癌增殖与转移的重要机制。     

用甘露糖异构酶从D-果糖生产D-甘露糖

D-甘露糖是合成甘露醇、药物和糖蛋白中糖链的原料。最近又发现D-甘露糖能抑制沙门氏菌的生长,可用做家禽饲料添加剂,预防细菌污染。D-甘露糖是用植物甘露聚糖,酸解制备的,或由葡萄糖经钼催化的差向异构作用制备,因此价格十分昂贵。 甘露糖异构酶可将D-果糖可逆性转化成D-甘露糖。新近从土壤中分离到的假单胞菌MI可以产生耐热甘露糖异构酶。 假单胞菌甘露糖异构酶的最适活性温度约为60℃(在0.1MD-甘露糖,pH7.0条件下反应30分钟)。温度高于50℃酶不稳定。在测试过的糖类中只     

以α-葡萄糖苷酶活性抑制率为指标优化山茱萸果肉的提取条件

山茱萸(Cornus officinalis Sieb.et Zucc.)的干燥成熟果肉是三大名贵木本药材之一[1].新鲜山茱萸果肉中含有单糖、多糖、有机酸、苷类、环烯醚萜类、黄酮、蒽醌、甾体和内酯等成分[2],临床上多用山萸肉和酒山萸肉;山茱萸是常用的降血糖药物[3],常出现在中医降血糖的组方中.现代药理研究结果表明:山茱萸所含的糖蛋白、熊果酸、齐墩果酸、多糖、苷类、鞣质和环烯醚萜类等成分都具有降血糖效果[4-11].α-葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制小肠黏膜刷状缘α-葡萄糖苷酶对食物中淀粉和糖类的降解,延迟并减少葡萄糖的吸收,从而降低餐后血糖;目前常用的此类降糖药物有阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇,但价格高、副反应和毒副作用较大,因此从天然动植物和矿物中寻找低毒、高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂具有广阔的应用前景.     

肿瘤有氧糖酵解的研究进展CSCD

代谢重编程是肿瘤细胞重要的标志特征。本文通过介绍恶性肿瘤细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、葡萄糖转运蛋白(GLUT)等糖酵解过程中关键酶;PI3K/PKB、m TOR和AMPK等细胞信号转导途径;p53、c-myc和HIF-1等转录因子在肿瘤细胞有氧糖酵解中的研究进展,进而深入了解其在肿瘤诊断和治疗中具有的潜在价值。     

肿瘤有氧糖酵解的研究进展

代谢重编程是肿瘤细胞重要的标志特征。本文通过介绍恶性肿瘤细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、葡萄糖转运蛋白(GLUT)等糖酵解过程中关键酶;PI3K/PKB、m TOR和AMPK等细胞信号转导途径;p53、c-myc和HIF-1等转录因子在肿瘤细胞有氧糖酵解中的研究进展,进而深入了解其在肿瘤诊断和治疗中具有的潜在价值。     

半夏蛋白的若干生物学性质

从半夏块茎鲜汁分离的半夏蛋白具有凝集细胞和促使细胞分裂的作用。在已测试的红细胞中凝集羊、狗、猫、兔、豚鼠、大鼠、小鼠和鸽的红细胞,但不凝集人、猴、猪和鸡、鸭、鹅、龟、蟾蜍、鳝的红细胞。半夏蛋白的血凝作用和已知的多种凝集素一样存在供血动物种属专一性。半抗原抑制试验结果,所测各种单糖、双糖、聚糖和糖蛋白中,只有甘露聚糖和含有寡聚甘露糖苷核心的甲状腺球蛋白有抑制作用,表明半夏蛋白只与甘露聚糖结合,且其分子上与糖互补的位置远远大于一个单糖分子的范围。是目前已知的唯一只与甘露糖而不与葡萄糖结合的一种具有凝集素作用的蛋白质。除红细胞外半夏蛋白亦凝集其它细胞,已测细胞中小鼠脾细胞、人肝癌细胞(QGY 7703-3和7402)、艾氏腹水癌和腹水型肝癌细胞均被半夏蛋白凝集,但它不凝集大鼠附睾和猪大网膜脂肪细胞,虽然能和这两种细胞结合。提示半夏蛋白的细胞凝集作用不仅具有动物种属专一性并存在细胞类别专一性。半夏蛋白的促细胞分裂作用亦有动物种属专一性,它促使兔外周血淋巴细胞转化,但不促使人外周血淋巴细胞分裂。     

半夏蛋白的若干生物学性质

从半夏块茎鲜汁分离的半夏蛋白具有凝集细胞和促使细胞分裂的作用。在已测试的红细胞中凝集羊、狗、猫、兔、豚鼠、大鼠、小鼠和鸽的红细胞,但不凝集人、猴、猪和鸡、鸭、鹅、龟、蟾蜍、鳝的红细胞。半夏蛋白的血凝作用和已知的多种凝集素一样存在供血动物种属专一性。半抗原抑制试验结果,所测各种单糖、双糖、聚糖和糖蛋白中,只有甘露聚糖和含有寡聚甘露糖苷核心的甲状腺球蛋白有抑制作用,表明半夏蛋白只与甘露聚糖结合,且其分子上与糖互补的位置远远大于一个单糖分子的范围。是目前已知的唯一只与甘露糖而不与葡萄糖结合的一种具有凝集素作用的蛋白质。除红细胞外半夏蛋白亦凝集其它细胞,已测细胞中小鼠脾细胞、人肝癌细胞(QGY7703-3和7402)、艾氏腹水癌和腹水型肝癌细胞均被半夏蛋白凝集,但它不凝集大鼠附睾和猪大网膜脂肪细胞,虽然能和这两种细胞结合。提示半夏蛋白的细胞凝集作用不仅具有动物种属专一性并存在细胞类别专一性。半夏蛋白的促细胞分裂作用亦有动物种属专一性,它促使兔外周血淋巴细胞转化,但不促使人外周血淋巴细胞分裂。