诺卡氏菌腈水合酶基因在重组毕赤酵母中的表达

为从基因水平上改造腈水合酶,进行了诺卡氏菌腈水合酶基因的外源表达研究。在重组大肠杆菌表达系统内,腈水合酶的α亚基几乎不能正常表达,在重组E. coli BL21(DE3) (pET32aNHBAX)中,腈水合酶活性仅为0.04U/mg。构建重组毕赤酵母表达质粒pPIC3.5kNHBAX,采用电穿孔转化法将其转入宿主菌P. pastoris GS115中,经过菌株培养和腈水合酶的诱导表达,筛选获得了优选菌株P. pastoris NH4。对P. pastoris NH4的细胞培养和腈水合酶的诱导表达条件进行优化,结果表明,重组腈水合酶在毕赤酵母中的表达水平可以达到0.52U/mg,但不能稳定积累。     

S100A4原核表达载体的构建以及蛋白的表达和纯化

S100A4是S100蛋白家族的成员,在细胞的增殖、分化、损伤修复以及肿瘤细胞转移等方面发挥重要的调控作用.本研究将S100A4全长基因构建到pET28a原核表达载体上,利用大肠杆菌表达系统表达和纯化出高纯度的重组人S100A4.通过试验证明,重组人S100A4蛋白在体外可以有效地增强黑色素瘤细胞A375-S2的增殖.重组人S100A4原核表达与纯化方法的建立将促进其结构和生物学功能研究,并且对于S100蛋白家族其它蛋白的表达与纯化具有重要的参考意义.     

层理鞭枝藻藻蓝蛋白和藻红蓝蛋白β亚基Cys-155的藻胆色素共价偶联

层理鞭枝藻(Mastigocladus laminosus PCC7603)藻蓝蛋白β-CPC和藻红蓝蛋白β-PEC中均存在2个藻胆色素结合位点(Cys-84和Cys-155),可与藻蓝胆素(简称PCB)发生共价偶联反应,已有研究证实编码基因为alr0617的裂合酶CpcS1是催化Cys-84与PCB共价偶联的裂合酶。在研究Cys-155与PCB共价偶联的过程中,通过BLAST软件同源性对比分析后,筛选出4个基因:cpcT1、cpcT2、cpcS1、cpcS2,其中基因cpcT1和cpcS2,利用分子克隆的技术,根据实验需要转到载体pCDFDuet上,通过DNA电泳和蛋白质电泳挑选出正确的克隆。此4个基因对应的质粒与在大肠杆菌内生成PCB必需的质粒pACYCDuet-ho1-pcyA,以及质粒pET-cpcB(C84S)或pET-pecB(C84A),共同转入大肠杆菌BL21(DE3)内,进行体内重组,得到各重组蛋白,经过亲和层析柱提纯并透析,过滤掉金属离子,纯化透析后的蛋白经过活性比较、蛋白质电泳以及锌染色、蛋白质变性等试验以及荧光和紫外吸收光谱等鉴定,通过与相应文献中PCB光谱的比对,确定编码基因为all5339的裂合酶CpcT1能高效地催化Cys-155与PCB共价偶联,而其余3个基因不能起到催化作用。由此,能催化脱辅基蛋白β-CPC和β-PEC的两个位点共价偶联PCB的裂合酶均被发现。实验对于研究藻胆蛋白的生物合成、光合作用捕光机理以及藻胆体的组装等有重要的意义。       

鱼腥藻PCC7120基因all5292和alr0647的初步研究

通过BLAST软件分别对藻胆蛋白裂合酶(biliprotein lyase)编码基因cpcS和cpcT进行同源搜索分析,在鱼腥藻(Anabaena)PCC7120中获取了同源基因all5292和alt0647.同源分析发现,这两个基因所编码氨基酸序列与其相对应的裂合酶氨基酸序列相似程度分别达到53.4%和61.4%.随后,对这两个基因进行了初步研究.结果显示:All5292和Air0647无论单独还是共同表达均没有裂合酶催化藻蓝胆素PCB结合到藻蓝蛋白(phycocyanin)或藻红蓝蛋白(phycoerythrocyanin)B亚基上的功能.通过在不同生理条件下对鱼腥藻PCC7120的培养,还对这两个基因的调控表达进行了初步的探索.结果表明:all5292和alt0647的表达与氮源的缺乏与否有联系,在氮胁迫条件下两个基因均进行了转录而在氮源充足的情况下则没有表达.     

EPA不同意在转基因棉上使用溴苯腈

EPA决定不批准在棉花上连续使用溴苯腈(残留量在允许范围内)的申请.政府机构特别强调不允许在棉产品上使用溴苯腈及其代谢物3,5-二溴-4-羟基苄腈(DBHA).以前对在棉花上使用溴苯腈的限时注册许可截止到1998年1月1日.在食品质量保护法(the Food Quality Protection Act)下评价耐受性,EPA要保证该除草剂的所有注册用途都必须不造成饮食性的有害风险.在对实验数据进行重新审核后,EPA认定由于溴苯腈对幼儿和儿童发育有危险,故不同意扩大使用.其他考虑还包括实验室研究表明溴苯腈可以导致实验动物癌症.     

农业其他

将一种编码溴草睛特异性腈水解酶和具有除草剂澳草腈抗性的基因融合到烟草二磷酸核酮糖梭化酶小亚单位基因,然后,克隆到一根癌杆菌(A grobacteriu用)载体里.采用此载体转染棉花     

藻蓝蛋白裂合酶CpeS色氨酸定点诱变及体内重组功能研究

为了研究藻蓝蛋白β亚基Cys-84裂合酶CpeS结构与功能的关系以及色氨酸残基对于该酶功能的影响,构建了藻蓝蛋白β亚基Cys-84裂合酶CpeS的两个色氨酸突变体,分别为CpeS（W14I）和CpeS（W75S）。通过体内重组检测酶活性的变化,研究色氨酸残基的突变对裂合酶催化活性的影响。重组结果显示：突变体CpeS（W14I）的催化活性几乎完全丧失,为野生型的8％;突变体CpeS（W75S）的催化活性为野生型的76％。由此推测,第14位色氨酸可能是CpeS酶活性的必需氨基酸,其所处的位置可能是裂合酶CpeS的活性位点。     

新生隐球菌通过S100A10活化尿激酶-纤溶酶系统侵袭血脑屏障的机制研究

目的验证隐球菌可以上调脑微血管内皮细胞S100A10基因来活化尿激酶-纤溶酶系统,从而更易穿过血脑屏障。方法 1将小鼠脑微血管内皮细胞bEnd.3和新生隐球菌B3501共孵育,检测加菌的实验组和不加菌对照组S100A10、UPA基因和蛋白的表达量。2用慢病毒感染血管内皮细胞,比较S100A10基因正常组和沉默组的S100A10和UPA基因和蛋白的表达量。3构建Transwell血脑屏障模型,比较S100A10基因正常组和沉默组隐球菌通过的差异性,用底物显色法检测尿激酶-纤溶酶系统的相关活化情况。结果 1新生隐球菌B3501和bEnd.3共孵育,Real-time PCR显示S100A10和UPA的mRNA高表达;Western-blot显示S100A10目的蛋白和UPA蛋白高表达。2沉默S100A10基因后,S100A10和UPA基因及蛋白表达分别受到抑制。3隐球菌添加到Transwell体外血脑屏障模型中,S100A10基因未沉默组通过血脑屏障的隐球菌数量比S100A10基因沉默组多,尤其是8h、16h、24h,两组差异有统计学意义,P0.05;未沉默S100A10基因的对照组的纤溶酶原和尿激酶的活化程度高于沉默S100A10基因的实验组,其中纤溶酶原在8h、16h、24h,尿激酶在16h、24h,两组差异有统计学意义,P0.05。结论隐球菌能同时使内皮细胞S100A10基因、UPA基因的高表达,活化尿激酶-纤溶酶系统,提高其通过血脑屏障的能力。     

中国木薯醇腈酶在汉逊酵母中的表达

α-醇腈酶(α-hydroxynitrilelyase, HNL)是手性醇腈化合物生物合成十分有用的工具, 能够催化羰基化合物和HCN立体选择性的加工形成手性醇腈化合物。应用PCR扩增得到HNL基因, 连接到pMD18-T 中进行测序, 然后通过EcoRⅠ和NotⅠ将其连接到汉逊酵母表达载体pHMOXGαA中。通过在含有4 mg/mL的G418的YPD培养基上进行筛选获得阳性重组子, 用0.5%的甲醇诱导96 h。酶活测定和SDS-PAGE分析显示HNL在汉逊酵母NCYC495(leu1.1)中得到正确表达, 每毫升发酵液中获得2.015 U的醇腈酶。     

LRRC4基因转染U251细胞的比较蛋白质组学分析

LRRC4是我室自主克隆的一个脑组织优势表达基因.前期研究结果表明,外源性LRRC4基因转染至U251细胞,可明显地抑制U251细胞的增殖、黏附、趋化和侵袭等生物学行为. 因此,LRRC4亦是一个脑胶质瘤抑制性基因.为了进一步了解LRRC4在胶质瘤发生发展中的调控作用,本研究采用荧光差异凝胶电泳（2D-DIGE）和质谱分析技术获得了LRRC4转染U251细胞的11个差异表达蛋白质,并用Western 印迹证实了U251细胞在转染LRRC4基因前后热休克蛋白27、stathmin 1和S100钙结合蛋白A11的差异表达变化. 这些差异蛋白质涉及细胞代谢、增殖、转录、信号转导等众多事件,表明LRRC4基因转染U251细胞后可能通过调控这些蛋白质的表达而参与细胞的增殖、黏附、趋化和侵袭等生物学过程.     

Sortase A介导的(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体高效立体选择性转化(S)-苯基乙二醇

【目的】以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的sortase A为"分子订书机",用于(S)-羰基还原酶Ⅱ分子之间的连接,获得催化功能与稳定性增强的氧化还原酶寡聚体,高效催化2-羟基苯乙酮,合成(S)-苯基乙二醇。【方法】从S.aureus基因组中克隆sortase A基因,在大肠杆菌中表达,通过镍柱和凝胶层析纯化重组酶,获得纯酶sortase A。通过基因工程手段在(S)-羰基还原酶Ⅱ的C末端添加GGGGSLPETGG序列,蛋白纯化获得(S)-羰基还原酶Ⅱ-GGGGSLPETGG,摸索了sortase A催化(S)-羰基还原酶Ⅱ-GGGGSLPETGG的分子连接,形成(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体的最佳条件,并研究了寡聚体酶学性质及生物转化(S)-苯基乙二醇的效率。【结果】(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体比酶活力为38.5 U/mg,比原始型(S)-羰基还原酶Ⅱ提高了6倍,最适反应温度为50°C,最适pH为6.0,在50°C放置1 h后酶活仍旧保持90%以上;蛋白质变性实验结果显示,(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体的变性温度为60.1°C,比原始酶提高了10°C;生物转化结果显示(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体在3 h内完全转化5 g/L 2-羟基苯乙酮,产生光学纯度为100%的(S)-苯基乙二醇,相比于重组大肠杆菌(S)-羰基还原酶Ⅱ全细胞催化时间缩短了16倍。【结论】本研究首次将sortase A应用于氧化还原酶的分子连接,显著提高了酶的催化效率和热稳定性,表明sortase在手性催化中有很大的潜在应用价值。     

(S)-羰基还原酶Ⅱ与葡萄糖脱氢酶共催化高效合成(S)-苯乙二醇北大核心CSCD

【目的】通过优化获得最佳酶活配比,设计近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)CCTCC M203011的(S)-羰基还原酶Ⅱ与枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.)YX-1葡萄糖脱氢酶在大肠杆菌中的共表达体系,实现重组菌高效催化2-羟基苯乙酮,合成(S)-苯乙二醇。【方法】分别从重组大肠杆菌中纯化了(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶,研究了2种酶共催化2-羟基苯乙酮的最佳酶活比例,最适催化温度和pH,由此构建(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶的共表达体系。【结果】(S)-羰基还原酶Ⅱ的比酶活力为1.3 U/mg,葡萄糖脱氢酶的比酶活力为13.5 U/mg。在总酶活力为1 U时,(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶共催化体系中,确定了2种酶的最佳比例在1∶1到5∶1(U/U)之间,最适反应温度为30℃,pH为7.0。在此基础上构建了(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶基因比为1∶1的共表达体系,共表达重组菌破碎上清液中(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶酶活分别为0.76 U/mg和0.73 U/mg,两者的酶活比例为1∶1。在上述确定的最适催化条件下,其催化10 g/L 2-羟基苯乙酮,产物(S)-苯乙二醇的光学纯度和得率均高达99%以上。与仅含有(S)-羰基还原酶Ⅱ的重组大肠杆菌相比,共表达体系转化产物(S)-苯乙二醇的得率明显提高,且转化时间由原来的24 h缩短为13 h。【结论】通过确定(S)-羰基还原酶Ⅱ和葡萄糖脱氢酶最佳酶活配比,为构建手性催化的靶酶和辅酶再生酶共表达体系,为实现手性化合物的高效制备提供了研究基础。     

新书介绍：植物系统学(第三版, 中文版)

《植物系统学》,美国WalterS.Judd等编著,中国科学院昆明植物研究所李德铢等译,2012年7月,高等教育出版社出版,定价人民币128元。全书120万字613页,彩色图版30幅。该书是2008年Sinauer Associates,Inc.出版的PLANT SYSTEMATICS:A PHYLOGENETIC APPROACH(第三版)中译本。原书由美国佛罗里达大学Walter S.Judd、缅因大学Christopher S.Campbell、圣路易斯密苏里大学Elizabeth A.Kellogg、圣路易斯密苏里大学和密苏里植物园Peter F.Steven和耶鲁大     

鱼腥藻PCC7120基因a115292和alr0647的初步研究

通过BLAST软件分别对藻胆蛋白裂合酶（biliprotein lyase）编码基因cpcS和cpcT进行同源搜索分析,在鱼腥藻（Anabaena）PCC7120中获取了同源基因all5292和alt0647。同源分析发现,这两个基因所编码氨基酸序列与其相对应的裂合酶氨基酸序列相似程度分别达到53．4％和61．4％。随后,对这两个基因进行了初步研究。结果显示：All5292和Alr0647无论单独还是共同表达均没有裂合酶催化藻蓝胆素PCB结合到藻蓝蛋白（phycocyanin）或藻红蓝蛋白（phycoerythrocyanin）β亚基上的功能。通过在不同生理条件下对鱼腥藻PCC7120的培养,还对这两个基因的调控表达进行了初步的探索。结果表明：all5292和alr0647的表达与氮源的缺乏与否有联系,在氮胁迫条件下两个基因均进行了转录而在氮源充足的情况下则没有表达。     

核果类果树自交不亲和性研究进展

综述了核果类果树甜樱桃(Prunus avium L.)、杏(P. armeniaca L.)、扁桃(P. dulcis (Mill.) D. A.Webb)和梅(P. mume Sieb)等自交不亲和性的研究进展。着重讨论了S-RNase基因(S基因)和SLF基因(S-locus　F-box基因,或称SFB基因),S基因在杂交后代群体中的遗传规律,利用S基因的遗传特性选育自交亲和品种和确定S基因型的主要方法及其特点以及自交亲和机制的几种可能的类型。     

地中海拟无枝菌酸菌U32中生物素羧基载体蛋白结构基因的克隆、表达及转录

乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl CoA Carboxylase EC 6.4.1.2, ACC)催化依赖于ATP的乙酰辅酶A羧化形成丙二酸单酰辅酶A,该反应是脂肪酸生物合成途径中的第一步,也是受到调控的关键一步。根据结核分枝杆菌(M. tuberculosis)和天蓝色链霉菌(S. coelicolor)中ACC-α亚基的氨基酸保守序列和地中海拟无枝菌酸菌U32对氨基酸密码子的使用偏好,设计简并引物以U32基因组DNA为模板扩增出一条约250bp的片段,并以此片段作探针成功地从U32基因组cosmid文库中克隆到相应的ACC-α亚基的编码基因accA。该基因对应的ORF长1797bp,编码一个598个氨基酸的蛋白,推算出的分子量是63,714Da;基因G+C mol%含量为70.1%,符合U32基因结构特征,距起始密码子GTG上游6个碱基处有链霉菌典型的RBS序列AGGAGG,并有生物素羧化酶特征的ATP结合区。利用pET28(b)系统构建表达载体,在E. coli BL21(DE3)中实现了accA的诱导表达,产物大部分以可溶形式存在,并通过Western Blot证明该蛋白上确有共价结合的生物素。Northern Blot分析了各种氮源对accA基因转录水平的不同影响。     

鼻咽癌细胞中S100A8与S100A9基因的克隆及其质粒构建和表达

我们发现S100A8和S100A9蛋白质不仅在鼻咽癌患者血浆中水平高于健康人,而且在鼻咽癌组织及培养细胞中也存在高表达。本研究的目的是在鼻咽癌细胞中克隆S100A8和S100A9基因并构建表达质粒和在鼻咽癌细胞中表达,为内源性S100A8和S100A9蛋白质与鼻咽癌发生发展的关系研究奠定基础。PCR扩增目的基因S100A8和S100A9片段,将其插入载体p Bud CE4.1构建S100A8-S100A9-p Bud CE4.1表达质粒,经双酶切、PCR及测序鉴定后转染至人鼻咽癌细胞系(CNE1)进行表达并用Real time-PCR及Western Blot进行检测。PCR、双酶切和测序结果显示,S100A8和S100A9氨基酸序列无变异(S100A8有1个碱基突变),表达质粒S100A8-S100A9-p Bud CE4.1构建正确。Real Time-PCR和Western Blot结果显示,S100A8和S100A9基因在CNE1中正确转录与表达。成功克隆S100A8和S100A9基因并构建S100A8-S100A9-p Bud CE4.1表达质粒且可在鼻咽癌细胞中稳定表达。     

酿酒酵母S期检查点通路上web2基因与rad53基因的位置关系

为探讨酿酒酵母(S.cerevisiae)S期检查点通路上,web2(wants E1A badly2,web2)基因与rad53基因的上下游位置及相互作用关系,利用羟基脲(hydroxyurea,HU)分别阻断web2突变株和野生株细胞的DNA合成.采用pHA- rad53质粒救助实验测定质粒源性Rad53蛋白是否能救助web2突变株对羟基脲的敏感性;Western印迹及免疫共沉淀反应检测Rad53蛋白表达及磷酸化.结果显示,pHA-rad53质粒可以救助web2突变株的存活;Western印迹检测到web2突变株内质粒源性Rad53蛋白表达增强而且至少Rad53部分蛋白为磷酸化蛋白.说明在HU作用下,过表达并磷酸化的质粒源性Rad53蛋白可以救助web2突变株的S期检查点功能缺陷,在酿酒酵母S期检查点通路上web2基因位于rad53基因上游,可能直接参与将检查点信号传递至Rad53蛋白.     

CRISPR/Cas9技术制备S100A9基因编辑小鼠及表型研究

S100钙结合蛋白A9(S100 calcium binding protein A9,S100A9)参与多种炎症反应及肿瘤细胞的迁移和侵袭调控等生物学过程.本研究目的是利用CRISPR/Cas9技术构建S100A9基因编辑小鼠,为探讨该基因生物学功能提供动物模型.根据SS100A9基因序列构建针对外显子2和3的单链小...     

高分子量腈水合酶在大肠杆菌中的表达策略及重组菌的细胞催化

【目的】实现红球菌Rhodococcus rhodochrous J1来源的高分子量腈水合酶H-NHase在Escherichia coli BL21(DE3)中过量表达,以提高菌体总酶活,缩短菌体发酵周期,提高生产效率。【方法】将H-NHase中编码α亚基的基因nhh A和调控基因nhh G上游的核糖体结合位点(Shine-Dalgarno sequence,SD)替换成翻译起始强度更高的异源SD,同时优化各亚基之间间隔序列的长度,并根据大肠杆菌密码子偏好性对目的基因进行优化。通过E.coli重组表达系统过表达优化后的腈水合酶基因。采用离子交换层析对H-NHase进行纯化,并通过凝胶过滤层析确定重组酶的相对分子量。优化了全细胞催化条件,并建立底物恒速流加的细胞催化工艺,模拟了烟酰胺的生产工艺。【结果】H-NHase在E.coli中实现了过量表达。重组蛋白粗酶液的活性为85.5±4.3 U/mg,纯酶比活为234.0±11.7 U/mg,H-NHase相对分子质量为504.5±9.8 k D。细胞催化最适p H为7.5,最适温度为25°C,底物浓度为400 mmol/L。在此条件下,重组菌细胞酶活为256.0±10.4 U/m L,流加工艺最终的产物转化率可达99.9%。【结论】重组H-NHase大肠杆菌细胞生长迅速,发酵周期短,应用此重组菌进行细胞催化可以提高酰胺类物质的生产效率,具有潜在的工业价值。