Cry毒素自然进化与作用机制研究进展

苏云金芽胞杆菌(简称Bt)产生的杀虫Cry毒素被广泛的运用于转基因作物害虫的有效防治。在Cry毒素家族中,Cry毒素的三维结构域引导它们自然进化,并产生大量结构和行为方式相似但在不同的昆虫中表现出不同特异性的Cry蛋白,同时Cry毒素家族也是对昆虫特异性分子研究的基础。简述了Bt本身及其发展历程,还详细阐述了Cry毒素在自然中完成昆虫特异性的进化及其作用机制。最后,对于Cry毒素杀虫活性的进化提出了一般性的策略。     

大肠埃希菌α溶血素的研究进展

大肠埃希菌α溶血素是RTX毒素家族的典型代表,也是大肠埃希菌肠外感染的重要毒力因子之一。详细介绍了大肠埃希菌α溶血素的成熟、分泌、溶血机理及其生物学效应,这将对大肠埃希菌肠外感染的研究具有重要意义,同时对原核细胞与真核细胞之间的相互作用以及其他细菌溶血素致病机制研究有借鉴作用。     

丝膜菌属有毒蘑菇及其毒素研究进展

丝膜菌属Cortinarius是蘑菇目Agaricales中最大的属,目前已描述的物种超过2 000种,该属中一些种类含有剧毒的奥来毒素,可引起急性肾衰并导致死亡。本文对丝膜菌属有毒蘑菇中毒及种类、中毒临床症状、奥来毒素的检测方法、毒性毒理和中毒治疗以及奥来毒素在肾癌治疗中的应用等方面进行了梳理和综述,并对一些热点研究领域进行了展望。     

微囊藻毒素的毒性效应与蛋白磷酸酶2A

蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)是蛋白磷酸酶家族的主要成员,在蛋白质可逆磷酸化过程中与蛋白激酶一样起着举足轻重的作用。自然界存在很多天然毒素可特异性地作用于PP2A从而影响体内蛋白质的可逆磷酸化,其中微囊藻毒素由于急性肝毒性和强促癌活性日益引起关注。尽管确切的机制仍未探明,但从目前的研究来看,微囊藻毒素产生毒性的机制可能与其引起细胞氧化应激、DNA损伤、细胞骨架的破坏以及诱导细胞凋亡相关。而PP2A在氧化应激、DNA损伤修复及维持细胞骨架稳态中起着重要作用,并能调控凋亡相关激酶CaMKII和Bcl-2家族蛋白,这对更好地理解微囊藻毒素LR如何通过影响PP2A而产生毒作用提供了新思路。     

水通道蛋白的基本结构与特异性通透机理

水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族。从1988年Agre等发现水通道蛋白起,目前在不同物种中已经发现了200余种水通道蛋白,其中存在哺乳动物体内的有13种。概述了水通道蛋白的结构、组织特异性分布及特异性通透机理。     

PCR检测霍乱弧菌RTX吸毒素基因

建立了一种扩增最近发现的霍乱弧菌RTX毒素基因的PCR方法。在世界各地引起流行和散发霍乱病例的166株临床和环境霍乱弧菌分离物中,用PCR和Hep—2细胞细胞毒性试验发现它们都是产毒的。而在相关基因簇中有缺失的古典生物型标准株用这两种方法结果都是阴性。这是第一个用于鉴别O1群霍乱弧菌古典生物型菌株和E1　Tor生物型菌株以及包括O139血清型的其它非O1群菌株的快速基因分型方法。建立的PCR方法也可特异性地检测霍乱弧菌中的RTX毒素基因,因为用此RTX毒素特异性PCR以及Hep—2细胞毒性试验时副溶血弧菌、致腹泻性大肠杆菌、气单胞菌和邻单胞菌的临床分离株都是阴性。这些结果使霍乱弧菌中RTx毒素的特性明显了。其在细菌致病中的作用需要进一步研究。     

基于结构的单绕蛋白聚类图构建与分析

蛋白质分子进化规律研究是分子进化研究的重点,对揭示生命起源与进化机制有重要意义。本文对已知空间结构及物种信息的单绕蛋白,利用结构比对信息,构建了不同层次单绕样本系统聚类图。分析发现:功能相似蛋白存在明显聚集现象,同一超家族样本基本聚在一个大支中,同一家族样本集中在所属超家族下的小支中,功能约束下单绕样本聚类图与物种进化图有较好对应关系。结果表明:单绕蛋白的结构演化反映了蛋白质功能的约束,特定功能单绕样本的结构差异具有种属特异性,结构演化包含了物种进化信息。     

致病杆菌属和光杆状菌属细菌杀虫毒素蛋白

致病杆菌属和光杆状菌属细菌是一类分别与斯氏线虫属和异小杆属线虫共生的昆虫病原细菌 ,属肠杆菌科 ,此类细菌产生的杀虫毒素蛋白是近年来发现的一类高效、杀虫谱广的新型杀虫蛋白。此类毒素蛋白对多种昆虫具有注射和口服毒性 ,在同一菌株中有多个杀虫基因 ,各杀虫蛋白基因之间具有协同毒力效应 ,杀虫蛋白基因在大肠杆菌和植物中表达的毒素蛋白对多种害虫具有口服毒性。     

碱性抗菌蛋白的研究进展

抗菌蛋白和抗菌肽在非特划性免疫中起到越来越重要的作用,是解决多药性抗药菌和细菌毒素引起的难治性感染症的有希望的方法,本文就hCAP18抗菌蛋白的结构、功能、作用机制及应用作一综述。     

菜粉蝶osiris基因家族鉴定与发育动态

osiris基因家族是昆虫特异性基因,迄今尚未在昆虫纲以外的物种中发现同源基因。本研究利用菜粉蝶转录组数据,鉴定了菜粉蝶16个osiris基因家族成员,分属11个亚家族。通过与菜粉蝶基因组比对,发现菜粉蝶osiris基因均为断裂基因,外显子数量为3-15个;通过结构域分析,发现菜粉蝶Osiris完整编码蛋白含有信号肽和一个未知功能结构域DUF1676,且多数Osiris蛋白含跨膜结构域。系统发育分析表明,osiris基因家族成员与其他昆虫种类相应成员更似直系同源,而非种内基因扩张,再次验证了osiris基因是在昆虫物种分化之前就已形成的多基因家族。发育转录组基因表达分析表明,osiris家族不同成员表达量在不同发育阶段趋势几乎完全一致,多在菜粉蝶1龄幼虫和5龄幼虫高表达,卵期、蛹期与成虫期低表达,预示着osiris基因家族不同成员转录调控机制的相似性与发育的相关性。     

细菌中I型毒素蛋白与细胞膜相互作用机制的研究进展

I型毒素-抗毒素（TA）系统在细菌基因组中广泛存在,在细菌的生长、生存中发挥多种生物学功能,包括抗菌、红细胞毒性、促进持留菌形成、抑制细菌生长或导致细菌休眠等。绝大部分I型毒素蛋白以细胞膜作为靶标,目前已知的一种作用机制是在细胞膜上形成孔洞结构,造成膜电位的下降或细胞膜的破坏,从而抑制ATP的合成或导致细菌死亡;另一种可能的作用机制是毒素蛋白作用在细胞膜上,改变细胞的形状,导致细胞进入休眠状态。I型毒素蛋白-细胞膜作用机制的复杂性和生物功能的多样性远超预期。因此,解析I型毒素蛋白在不同细胞膜中的组装机制及其所形成结构特征就变得非常重要,这也是揭示其结构-功能关系的关键。本文通过综述已报道的I型TA系统的结构特征与生物学功能,结合对其跨膜结构域的预测,探讨了其可能在细胞膜中形成的不同结构及其对功能的影响,分析了影响作用机制的关键因素。这些研究既给耐药细菌的治疗带来机遇,又为新型抗菌药物的研发带来思路。     

胸膜肺炎放线杆菌RTX毒素与宿主的相互作用

摘要：胸膜肺炎放线杆菌引起猪传染性胸膜肺炎,给养猪业造成严重的经济损失。RTX毒素是胸膜肺炎放线杆菌主要的毒力因子,在该病原的感染与免疫中发挥“双刃剑”的作用。本文综述了近十多年来国内外在胸膜肺炎放线杆菌RTX毒素的研究进展,提出了毒素与宿主互作研究的必要性和技术可行性,认为毒素与宿主相互作用研究将诠释此病原的分子致病机理。     

专性海洋放线菌盐孢菌的研究进展

盐孢菌属(Salinispora)作为首个被报道的专性海洋放线菌,主要分布于热带和亚热带海洋沉积环境中,在海绵、海鞘中也有发现。与其他大多数放线菌一样,盐孢菌属的菌株可以产生大量具有抗细菌、抗病毒、抗肿瘤细胞活性、结构新颖的次级代谢产物且表现出物种特异性。全基因组序列分析显示,盐孢菌属菌株基因组中超过10%的基因序列与次级代谢产物合成相关,但绝大多数生物合成基因簇编码的产物未被发现,表明盐孢菌属还存在巨大的生物合成潜能,有待深入发掘。目前新的培养方法、测序技术及生物信息学、基因组发掘技术、合成生物学技术的发展对提升盐孢菌属菌株新型药物的生产潜力发挥重要作用。本文对盐孢菌属的物种多样性、系统分类与化合物发现等方面的研究进行了系统综述。     

鹅膏环肽毒素生源合成的研究进展

在蘑菇目Agaricales中,已知鹅膏属Amanita、环柄菇属Lepiota和盔孢伞属Galerina 3个属的部分物种能产生剧毒的鹅膏环肽毒素。全球90%以上的致死性蘑菇中毒事件是由含鹅膏环肽蘑菇导致。上述3个属的剧毒蘑菇虽然亲缘关系较远,但却可以合成同一种鹅膏环肽毒素,且使用了大致相同的生源合成代谢途径,涉及多个毒素合成基因,采用了特殊的组合式合成机制。本文总结了鹅膏环肽毒素合成途径研究的最新进展,指出了当前工作中遇到的一些难题,对未来研究的趋势进行了展望。     

蕈菌核糖核酸酶蛋白和肽的研究进展

蕈菌核糖核酸酶蛋白和肽是蕈菌中一类重要的功能性成分,其研究结果有助于人们进一步了解蕈菌的生物学功能。文中综述了不同种蕈菌核糖核酸酶蛋白和肽的分离、纯化学方面研究进展,并讨论了它们的生理生化性质、活性、对底物的特异性、作用机制及应用前景等。     

原核生物信号识别颗粒（SRP）介导蛋白识别转运途径的研究进展

SRP介导的蛋白识别转运过程首先在真核细胞中发现,作用机制已经研究清楚;而SRP在原核细胞中的发现较晚,虽然该途径主要功能蛋白的序列同真核细胞相似,进化上比较保守,但作用机制还未完全揭示,而且SRP体系在原核生物物种间有一定差别,预示着其机制既有统一性,又具有物种特异性。目前原核生物SRP途径的研究主要集中在Ffh、FtsY和4.5SRNA结构与功能,以及这一过程中能量物质GTP的代谢和作用;文章以此为着眼点,概括总结了原核生物中SRP介导蛋白识别转运的研究进展,同时简单介绍了链霉菌中SRP介导蛋白识别转运的研究近况。希望通过链霉菌的相关研究,从进化角度完善和统一原核生物SRP途径的作用机制。     

动物DVL蛋白家族的系统演化动态研究

Wnt信号通路高度保守,对细胞命运决定、迁移、极性建立、原始体轴形成和器官的发生以及干细胞的自我更新等起着关键的作用。Dishevelled (DVL)作为第一个被发现的胞浆蛋白,是Wnt信号通路的核心组分,在Wnt信号传导通路中都起着重要作用。通过对不同物种(从单细胞动物到哺乳动物)基因组中DVL家族基因进行检索发现:DVL蛋白家族起源于早期的多细胞动物,与大堡礁海绵有共同的祖先,其成员可分为四个亚家族,分别是DVL1亚家族、DVL2亚家族、DVL3亚家族和无脊椎动物DVL亚家族,并发现DVL蛋白家族演化过程中存在基因复制现象;在演化历程中,DVL蛋白家族Motif的组成存在着规律性的变化,随着物种的演化Motif的数量有所增加;DVL家族基因存在着内含子的插入和缺失现象,其相位在高等动物中较为保守。本研究为进一步理解DVL蛋白家族的起源与演化动态提供一定的参考。     

雅鲁藏布江中游地区土壤淡色丝孢菌群落多样性及物种生态位研究

从雅鲁藏布江中游地区采集土壤样品35份,主要涵盖农田、城市花园、高山草甸、湿地和防护林带五种生态类型,从中分离获得土壤淡色丝孢菌12属。利用种群优势度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度、生态位宽度、群落相似性等指标对该地区不同生境的土壤淡色丝孢菌物种(属级)的生态多样性及物种生态位进行了分析。结果表明,土壤淡色丝孢菌的数量和类群分布在该地区不同生态类型土壤中差异明显。农田生境中土壤淡色丝孢菌物种多样性指数最高,均匀度较高;防护林带生境中土壤淡色丝孢菌物种多样性指数最低,均匀度也最低。对不同生态类型土壤中淡色丝孢菌的相似性分析发现,农田和防护林带生境的相似性系数最大,说明这两种生境具有较多的共同物种;湿地和城市花园生境的相似性系数最小。物种生态位结果分析表明,在上述五种生境中,拟青霉属Paecilomyces、刺座霉属Volutella、曲霉属Aspergillus和青霉属Penicillium具有较宽的生态位宽度,属于广适性物种;而白僵菌属Beauveria和绿僵菌属Metarhizium生态位很窄,只存在于某个生境中,属于狭适性物种。     

沙棘属植物弗兰克氏菌研究进展

弗兰克氏菌(Frankia spp.)能够与沙棘等非豆科植物形成根瘤进行共生固氮,其固氮效率远远高于豆科植物根瘤菌,与沙棘共生的弗兰克氏菌还能够促进沙棘对旱寒等各种不同生境的适应性,是自然界一类具有开发潜力的放线菌资源。为了更好地开发利用弗兰克氏菌资源,推进弗兰克氏菌分类鉴定工作,加强弗兰克氏菌与寄主植物共生结瘤固氮的机制研究,促使弗兰克氏菌在农业生产中得到尽快应用,本文简要介绍沙棘属(Hippophae L.)物种多样性、结瘤状况与分布特点、沙棘根瘤形态结构与功能、弗兰克氏菌物种多样性与分布特征,讨论弗兰克氏菌的结瘤机制、生理生态效应与作用机制以及影响沙棘属植物与弗兰克氏菌共生的主要因子,以期为进一步开展沙棘属植物弗兰克氏菌的系统研究提供有价值的参考。     

AGO在非编码RNA功能中的作用

AGO(argonaute)蛋白家族存在于几乎所有的物种中,是一种高度保守的碱性蛋白。AGO蛋白在细胞整个生命进程中发挥重要角色,参与m RNA降解、基因沉默、蛋白翻译等多种细胞进程。AGO蛋白也可与不同的非编码RNA结合发挥重要的作用。研究非编码RNA基因的作用机制,有助于发现新的与器官形成、胚胎发育和生长相关的调控因子,进一步探究人类疾病发病机制,为开发新的治疗各种疾病的手段提供理论基础。该文主要对AGO在非编码RNA中的生物学作用加以综述。