丝裂原活化蛋白激酶介导脱乙酰几丁质诱导的人参细胞氧迸发与皂苷合成

脱乙酰几丁质(chitosan, CHN)可以特异性诱导人参细胞42与39 kD蛋白激酶活性, 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)途径的抑制剂PD98059可以抑制CHN的这种诱导. 利用MAPK抗体进行免疫沉淀试验与体外激酶分析也表明CHN诱导的42 kD与39 kD蛋白为一类MAPK. PD98059还可以抑制CHN诱导的鲨烯合成酶与鲨烯环氧酶基因(gss与gse)的转录、β-香树素合成酶(β-amyrin synthase, β-AS)的累积与人参皂苷的合成. 这些结果表明, CHN诱导的MAPK对于促进人参皂苷的合成是必需的. EGTA与LaCl3可以抑制CHN诱导的42与39 kD MAPK活性, 钌红(ruthenium red, RR)可以抑制CHN诱导的39 kD MAPK活性, 而且它们又都能抑制人参皂苷的合成, 说明胞内钙离子浓度的升高对于诱导MAPK活性与人参皂苷的合成是必需的. PD98059可以抑制CHN诱导的氧迸发(包括质膜NADPH氧化酶活性与H₂O₂的产生), 但是二碘基苯(diphenylene iodonium, DPI)、二甲基硫脲(dimethylthiourea, DMTU)与2, 5-二羟基肉桂酸甲酯(2, 5-dihydroxycinnamic acid methyl ester, DHC)却不能抑制CHN诱导的MAPK活 性, 表明CHN诱导的MAPK活性可能作用于人参细胞氧迸发的上游.     

枯草芽孢杆菌甲壳素脱乙酰酶的酶学性质

研究了甲壳素脱乙酰酶的热稳定性及酶的反应体系作用条件:酶(干重)添加量为40 mg.L-1,甲壳素底物(干重)质量浓度为75 mg.L-1,反应时间为90 m in,金属离子Mg2+对酶活有激活作用,在最适宜反应条件下的酶活为2250 U.L-1。甲壳素脱乙酰酶的酶解方式为外切酶型,酶降解终产物对酶活力有抑制作用,酶对甲壳素有一定的降解作用。     

甲壳素脱乙酰酶的研究概况及展望

甲壳素脱乙酰酶(chitin deacetylase,CDA,E.C.3.5.1.41)是一种能催化脱去甲壳素分子中N-乙酰葡糖胺链上的乙酰基,使之变成壳聚糖的酶。而壳聚糖因其独特的性质被广泛应用于医药、食品、化工、化妆品等行业。对CDA的来源、分离纯化和酶学性质、结构和催化机制、基因的克隆表达及应用前景等方面的研究进行了综述,并分析出今后的主要研究方向应在CDA基因的克隆表达、CDA底物的改造及CDA的结构和催化机制等方面。     

枯草芽胞杆菌甲壳素脱乙酰酶的筛选及酶学性质*

从海洋泥土中分离出产甲壳素脱乙酰酶菌株,确定该菌株为产碱属芽孢杆菌,其产酶适宜培养条件为：pH4．0,添加金属离子Ca^2 ,培养时间为80h,温度为350℃。所得甲壳素脱乙酰酶作用的最适温度为40℃～50℃,最适pH为4．5-5．0之间。     

甲壳素脱乙酰酶产生菌产酶条件的优化

采用斜面培养和液体发酵培养产甲壳素脱乙酰酶的真菌构巢曲霉,并且研究了产酶条件。结果表明,构巢曲霉的最适产酶条件为：发酵培养基初始pH值为6.5、发酵时间为96h、培养温度为31℃、碳源浓度为2%、氮源浓度为2%、金属离子浓度为0.01mol/L、接种量为6%。     

采用pHsh载体克隆与表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶基因

利用质粒pHsh为表达载体,构建高效表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶的基因工程菌E.coli DH10B/argE-pHsh.为提高酶活并降低生产成本,优化了诱导条件.结果表明:NAOase可在pHsh系统中高活性表达,诱导起始OD600为0.6,在空气摇床中42℃热激诱导5h重组菌比酶活达到152U/mL.     

三七鲨烯合酶基因在三七根、茎、芦头中的转录表达与三萜皂苷合成

三萜皂苷是三七、人参等重要药用植物的主要有效成分．采用改进的异硫氰酸胍法提取到三七RNA,经RT-PCR克隆技术获得三七三萜合成通路关键酶之一鲨烯合酶(squalene synthase, SS) cDNA,长1 270 bp,读码框架编码415个氨基酸．比对分析表明,推衍的三七SS氨基酸序列与人参、积雪草、青蒿、拟南芥和水稻SS的一致性分别为98%、89%、81%、78%和71%．利用实时荧光定量RT-PCR技术对三七根、茎、芦头的SS转录表达研究发现,一年生三七根SS基因转录表达量最高,高于茎和芦头的表达;但总皂苷含量是:芦头>叶>根>茎．可能与SS之后其它三萜合成关键酶的活性差异或/和三萜合成后的定向输送及累积有关．     

头孢菌素脱乙酰酶的重组表达及固定化

本文构建了利用trp启动子表达头孢菌素脱乙酰酶(CAH)的重组大肠杆菌DH5α-pCAH。重组菌在7L发酵罐(装液量2L)中发酵28 h,发酵液OD_(600)达到27,产酶313 kU/L发酵液,粗略估算重组蛋白占细胞总蛋白的70%。发酵生产的重组CAH粗酶液经过硫酸铵分级沉淀分离纯化和超滤除盐浓缩两步操作,纯化倍数为1.44,总酶活回收率56%,聚丙烯酰胺凝胶电泳检测纯化后蛋白没有明显杂蛋白条带出现。纯化后的CAH共价结合固定在环氧基载体LX-1000EP(c)上,通过对固定化条件的优化最终得到固定化酶比活443 U/g。该固定化酶重复催化50 mL 5%7-ACA底物100次后,酶活没有降低。     

小型生物反应器内人参不定根的人参皂苷累积

对小型生物反应器(3~10 L)培养人参不定根的生长和人参皂苷(Rg1、Re、Rb1)的累积规律,以及蔗糖浓度、初始接种量对其生长和人参皂苷累积的影响进行研究。结果表明:小型生物反应器内人参不定根的最佳收获周期为7周。初始接种量和蔗糖浓度影响生物反应器内人参不定根的生长和人参皂苷的累积,20或40 g/L蔗糖对人参不定根的生长和人参皂苷的累积优于60 g/L蔗糖;5和10 L生物反应器内最佳初始接种量分别为15和30g,其不定根的生长量分别为9.29和19.17 g,人参皂苷含量分别为5.16和4.58 mg/g。生物反应器内培养7周的人参与栽培4年的人参相比,人参皂苷Rg1和Re含量相差不大,但栽培人参中Rb1的含量远高于生物反应器中所培养的人参不定根。     

人参培养细胞中活性六糖的分离及结构鉴定

将用酸水解人参细胞方法得到的寡糖素,是一组聚合度由３－１２单糖组成的水溶性混合物,经活性碳柱,ｏｗｅｘ５０（Ｈ＾＋）柱,Ｂｉｏ－Ｇｅｌ Ｐ－２凝胶柱后由半制备型ＯＤＳ柱在ＨＰＬＣ分离到一个六糖,通过ＧＣ,ＧＣ－ＭＳ,ＦＡＢ－ＭＳ和＾１３４Ｃ－ＮＭＲ测定,推测出了这个     

Accumulation and Dynamic Trends of Triterpenoid Saponin in Vegetative Organs of Achyranthus bidentata

The relationship between structural features of various vegetative organs and triterpenoid saponin accumulation in Achyranthus bidentata Blume was investigated using anatomy, histochemistry and phytochemistry. The results showed that the primary and secondary structures of roots, and the structures of stems and leaves of A. bidentata, were similar to those of ordinary dicotyledonous plants. The enlargement of its roots, however, was primarily associated with growth and differentiation of tertiary structures. There were collateral medullary vascular bundles in addition to the normal vascular bundles in the stem. The tertiary structure was not only main parts in the roots of A. bidentata, but also important storage region of triterpenoid saponin in its growth and development. The stem may be the essential transport organ of triterpenoid saponin, while palisade parenchyma may be the primary synthesis location. In November, the total quantity of triterpenoid saponin and overall biomass in the roots reach a maximum level. This was the best time, therefore, to harvest the roots and corresponded to the traditional harvest period. Despite the withered appearance of leaves, stems also contained substantial amounts of triterpenoid saponin, and it was recommended that the stems of A. bidentata should be used.     

Catalases CAT1 and CAT3 Are not Key Enzymes in Alleviating Gamma Irradiation-Induced DNA Damage,H2O2 Accumulation,or Lipid Peroxidation in Arabidopsis thaliana

Gamma irradiation increased catalase activities at 0.1 kGy and decreased them at 10 kGy in Arabidopsis wild type and catalase-deficient mutants, cat3-1 and cat1 cat3. Irradiation induced DNA damage, H₂O₂ accumulation, and lipid peroxidation in both mutants as well as the wild type. Thus catalases might not be key enzymes protecting gamma irradiation-induced damage.     

质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生介导内源激发子诱导人参悬浮细胞中PAL活性的提高与人参皂甙的积累

利用纤维素酶降解人参(Panax ginseng C．A．Meyer)悬浮细胞的细胞壁制备了内源激发子(CDW)。CDW体外诱导了游离人参细胞质膜NADPH氧化酶的活性,激发了活体人参悬浮细胞产生H2O2。CDW还可以诱导提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,促进人参鲨烯环氧酶基因(sqe)的转录与人参皂甙的积累。NADPH氧化酶的抑制剂不仅可以抑制CDW体外诱导的质膜NADPH活性而且还可以抑制CDW诱导人参细胞产生H2O2。进而,这些抑制剂还可以抑制CDW诱导PAL活性的提高,以及sqe的转录与人参皂甙的合成。过氧化氢酶与H2O2的粹灭剂也可以抑制CDW激发产生的这些诱导效应。上述结果表明CDW激发质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生在介导CDW诱导人参细胞抗性反应中,包括PAL活性的提高与人参皂甙的积累,起了重要的信号转导作用。     

质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生介导内源激发子诱导人参悬浮细胞中PAL活性的提高与人参皂甙的积累

利用纤维素酶降解人参(Panax ginseng C.A.Meyer)悬浮细胞的细胞壁制备了内源激发子(CDW).CDW体外诱导了游离人参细胞质膜NADPH氧化酶的活性,激发了活体人参悬浮细胞产生H2O2.CDW还可以诱导提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,促进人参鲨烯环氧酶基因(sqe)的转录与人参皂甙的积累.NADPH氧化酶的抑制剂不仅可以抑制CDW体外诱导的质膜NADPH活性而且还可以抑制CDW诱导人参细胞产生H2O2.进而,这些抑制剂还可以抑制CDW诱导PAL活性的提高,以及sqe的转录与人参皂甙的合成.过氧化氢酶与H2O2的粹灭剂也可以抑制CDW激发产生的这些诱导效应.上述结果表明CDW激发质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生在介导CDW诱导人参细胞抗性反应中,包括PAL活性的提高与人参皂甙的积累,起了重要的信号转导作用.     

人参植物皂苷生物合成相关新基因的筛选与鉴定

人参植物根进行的特定发育过程在药用次生物———人参皂苷生物合成和累积中发挥重要作用。为从人参根中分离出人参皂苷生物合成相关基因 ,采用抑制差减杂交技术 ,构建四年和一年生人参根组织mRNA群体间正向差减cDNA文库。对从差减文库中筛选的 4 0个阳性cDNA克隆进行酶切、PCR与逆向Northern斑点杂交鉴定、DNA测序以及核苷酸序列同源性比较。结果表明 ,获得的 6个差减克隆在GenBank/DDBJ/BMBL无对应的同源基因 ,代表新基因序列。与此同时 ,使用Northern印迹杂交验证及半定量RT PCR进一步确认 ,6个转录本为根发育阶段差异性表达基因。因而提示 ,它们可能在人参皂苷生物合成中发挥了重要作用。此外 ,在人参茎、叶与种子中亦能检测到上述基因转录本的表达。目前 ,6个新基因已被命名 ,在GenBank注册并获登录号 ,为克隆上述新基因cDNA全长序列及深入鉴定其在人参皂苷生物合成中的功能提供了重要实验依据。