新型争论贪噬菌Variovorax paradoxus S110的细胞色素P450酶的异源表达及催化特性分析

细胞色素P450单加氧酶(Cytochrome P450 monooxygenases)是一种广谱催化剂,可以催化多种类型反应而参与生物体外源物质代谢与天然产物的合成。为丰富P450作为合成生物学的酶元件库,并探索新型催化反应,利用生物信息学手段从争论贪噬菌Variovorax paradoxus S110中挖掘出一种新型电子自供体细胞色素P45(VpMO)单加氧酶,属于CYP116B家族,它可以在大肠杆菌Escherichia coli异源可溶表达。酶学性质研究表明P450_(VpMO)最适pH和最适温度分别为8.0和45℃,并且在温度低于35℃时具有良好的稳定性,K_m值为0.458 mmol/L,k_(cat)为2.438 min~(-1);重要的是重组P450_(VpMO)可以催化一系列包含污染物的含甲氧基底物进行脱甲基反应,其中对4-甲氧基苯乙酮的脱甲基反应转化率高达91%。相比于其他CYP116B家族的P450酶,P450_(VpMO)表现出较强的酶活性,这为后期进一步研究P450_(VpMO)提供了基础。     

中国红豆杉细胞色素P450还原酶的基因克隆、表达与活性分析

细胞色素P450还原酶(Cytochrome P450 reductase,CPR)是细胞色素P450羟基化酶电子传递链的组成部分,在生物体内起着重要的电子传递作用。文章从中国红豆杉(Taxuswallichiana var. Chinensis)愈伤组织细胞中克隆CPR基因(TchCPR),TchCPR含有一个2154bp碱基的阅读框,编码717个氨基酸残基;在氨基酸水平上它与裸子植物细胞色素P450还原酶的同源性(82%)高于其他被子植物的细胞色素P450还原酶(74%)。在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达了全长和从N-端截短不同数目氨基酸残基的6个融合肽段,经亲和层析纯化,分析了表达的不同长度融合蛋白的电子传递效率。结果表明截短长度大于61个氨基酸残基肽段的胞色素P450还原酶都能够诱导表达,在表达水平上无显著差异,而截短61个氨基酸的CPR融合蛋白电子传递的催化活性(1.6057nmol Cyt Cred/min/μg TchCPR融合蛋白)高于其他4个融合蛋白。     

蜜蜂NADPH-细胞色素P450还原酶基因在大肠杆菌中的表达及酶学特性分析

10-羟基-2-癸烯酸（10-HDA）是蜂王浆中的主要脂肪酸成分,具有抗菌、抗癌、延缓衰老等多种生理活性,但目前关于10-HDA生物合成的分子机制还不清楚。通过克隆蜜蜂NADPH-细胞色素P450还原酶（EC 1.6.2.4,NADPH-cytochrome P450 reductase,CPR）,在大肠杆菌中异源表达,并对其酶学特性进行分析。结果表明重组菌经IPTG诱导后表达蛋白的分子量与预期一致,为86.29 kDa,Ni-NTA亲和纯化后测得其比活性为77.33（EU of CPR）/μg。酶学性质分析结果表明蜜蜂CPR酶最适温度与pH分别为40℃和8.0,并对一些金属离子及有机溶剂具有不同程度的耐受性。其对底物细胞色素C的动力学参数K_m和k_cat分别为76 μM和268/min。以上研究为探究CPR在10-HDA生物合成途径中的功能奠定理论基础。     

CPR和P450基因在昆虫抗药性中的作用研究进展

P450酶系在昆虫代谢农药中有重要作用,NADPH-细胞色素P450还原酶（NADPH-cytochrome P450 reductase,CPR）和细胞色素P450（P450）在该酶系起核心作用。昆虫具有P450超基因家族,但只有一个单一的CPR基因,CPR是昆虫所有参与农药代谢的P450酶的唯一电子供体,其影响P450活性。P450基因的高水平表达在害虫抗药性中具有重要作用,P450基因介导的昆虫抗药性是最重要的代谢抗性类型。不同P450基因的高表达的调控机制不同,引起P450基因过量表达的原因可能有P450基因的编码区突变、顺式作用元件和反式作用因子变化、基因扩增等。细胞色素P450介导的抗药性存在一定程度的进化可塑性,即同种昆虫不同种群对相同的农药产生抗药性时,导致抗性产生的P450基因不同;同一昆虫品系在某种农药的抗性选择压力下,影响抗性的P450基因的种类和表达特性会随着持续的农药选择而发生变化。最近的研究显示,CPR的变异和昆虫抗药性相关,但是昆虫CPR基因介导抗药性的机制还缺乏深入研究。全面阐释P450酶系介导昆虫抗药性的机制、建立基于P450基因表达量变化与CPR突变的抗性分子标记,对于害虫抗药性治理具有重要意义。     

联苯利用节杆菌YC-RL1中2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶BphC功能验证

【目的】通过节杆菌(Arthrobacter sp.)YC-RL1对多氯联苯降解过程中关键基因bph C的克隆与原核表达,鉴定其编码的2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶Bph C的酶活特性与功能。【方法】以菌株YC-RL1全基因组为模板进行PCR扩增获得bph C基因,将该基因转入Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞后进行原核表达;利用镍柱亲和层析法对Bph C酶进行纯化并分别测定该酶在不同条件下对底物2,3-DHBP的催化特性,确定其最适反应pH、温度及不同金属离子对酶活特性的影响;进一步根据米氏方程对该酶的动力学参数进行测定与分析。【结果】通过PCR扩增获得了bphC基因,其大小为930 bp;对该基因进行原核表达,所得重组蛋白BphC携带有6个组氨酸标签,经纯化后体外仍具有活性,该酶作用于2,3-DHBP时的最适pH与温度分别为pH 7.4和30°C,且在最适条件下,Fe~(2+)、Cu~(2+)及Cd~(2+)等金属离子可明显促进其酶活作用,但多数金属离子对该酶有不同程度的抑制作用;该酶在与底物2,3-DHBP作用过程中,酶促动力学常数分别为K_m:8.67 mmol/L,V_(max):27.32μmol/s,k_(cat):15.55 s~(–1),k_(cat)/K_m:1.79 L/(mmol·s),其催化效率同有关报道中同类酶的动力学特性比较均有所提高。【结论】菌株YC-RL中的bphC基因对于多氯联苯的生物降解具有至关重要的作用,其编码的BphC是重要的芳香环裂解酶,该酶对其底物具有较高的亲和性,可在体外环境中发挥高效的酶促作用,具有良好的应用价值。     

副干酪乳杆菌β-葡糖苷酶的表达、纯化及酶学性质研究

为了实现糖苷类物质的高效转化,将来源于副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei) TK1501β-葡糖苷酶基因连接于表达载体pET28a(+)上,在E. coli BL21中表达,重组酶经镍离子亲和层析分离得到纯酶,其分子质量和比酶活分别为86. 63kDa和675. 56U/mg。最适作用温度和pH分别为30℃和6. 5。Mg~(2+)和Ca~(2+)对β-葡糖苷酶酶活抑制作用最小,Cu~(2+)几乎使其丧失催化活性。其底物特异性较宽泛,对大豆异黄酮、栀子苷、水杨苷、七叶苷、虎杖苷、熊果苷均有降解作用。以β-pNPG为底物时,该酶的K_m和V_(max)分别为1. 44mmol/L和58. 32mmol/(L·s),催化系数k_(cat)为3 982/s。结果与分析表明,来源于副干酪乳杆菌TK1501β-葡糖苷酶对水解大豆异黄酮和合成糖苷将会发挥重要作用。     

粪便微生物宏基因组来源的热稳定性邻苯二酚1,2-双加氧酶异源表达及酶学性质

【目的】克隆倭蜂猴粪便微生物宏基因组的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对该酶进行异源表达及酶学特性研究。【方法】利用宏基因组高通量测序技术获得cat PLCgl,并对其氨基酸序列进行分析。将cat PLCgl重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,研究其酶学性质。【结果】cat PLCgl全长852 bp,G+C含量48%,编码283个氨基酸,理论分子量为33.56 k D。重组Cat PLCgl酶学性质分析显示最适作用p H为7.0,其中在p H 7.0–10.0范围内处理1 h后,酶活剩余90%以上;最适作用温度为40°C,在25°C和40°C条件下稳定性较好,耐受210 h酶活性几乎不变。重组酶在最适条件下的动力学参数K_m、V_(max)和k_(cat)分别为24.9μmol/L、8.3 mmol/(min·g)和13.7 s~(-1);Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Triton X-100、SDS、Ag+强烈抑制该酶活性,而其它金属离子及有机试剂影响较小。【结论】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组中克隆得到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对重组Cat PLCgl酶学性质进行研究,该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,在降解环境中的邻苯二酚和生产顺,顺-己二烯二酸方面具有应用潜力。     

亚致死剂量毒死蜱对飞蝗细胞色素P450酶活性及基因表达的影响

【目的】研究有机磷杀虫剂毒死蜱对飞蝗体内细胞色素P450的影响。【方法】采用酶活力测定法和实时定量PCR技术分别研究了毒死蜱3种亚致死剂量(LD_(10)、LD_(30)和LD_(50))处理飞蝗3龄幼虫24 h后,体内细胞色素P450酶活性及CYP409A1和CYP408B1基因表达量的变化。【结果】不同亚致死剂量毒死蜱处理引起细胞色素P450活性显著性降低,分别为对照组的0.68、0.50和0.62倍。同时通过mRNA水平表达的差异比较显示,飞蝗的两个P450基因CYP409A1和CYP408B1的表达受到抑制,均出现表达量减少的现象。【结论】某些细胞色素P450基因表达受不同亚致死剂量毒死蜱的抑制而使酶的量被降低,从而造成飞蝗整体细胞色素P450酶活性的下降。     

P450酶在植物三萜化合物生物合成中的催化与调控

植物三萜化合物是一类具有6个C₅异戊二烯单元的高附加值天然化合物,具有抗炎、护肝、抗肿瘤、抗氧化和降血压等重要药理活性。在三萜化合物生物合成过程中,细胞色素P450酶通过引入羟基、羧基、羰基以及环氧基等官能团,为丰富三萜结构的多样性起到了重要的作用。然而,目前P450酶底物催化特异性机制仍不清晰,异源底盘细胞中表达率低、与细胞色素氧化还原酶(CPR)的适配性差限制了其在植物三萜化合物微生物异源合成中的应用。本文系统地介绍了植物三萜化合物的合成途径、P450酶的催化系统组成和催化机制。通过P450酶的理性与非理性的分子改造,P450酶及其CPR的适应性匹配以及关键代谢途径的区室化研究,以期为P450酶在高效合成三萜化合物的应用提供研究思路。     

家蚕细胞色素P450基因CYP6AE21的克隆、表达分析及亚细胞定位

信号失活是嗅觉动态过程的一个重要步骤, 这一过程涉及多样的气味降解酶类。本研究利用RT-PCR方法从家蚕Bombyx mori雄蛾的触角中克隆了一个细胞色素P450基因CYP6AE21。该基因含有一个1 572 bp的开放阅读框（open reading frame, ORF）, 编码523个氨基酸, 预测分子量为60.5 kD, 等电点为8.4, 含有细胞色素P450的特征序列血红素结合位点区域。CYP6AE21和CYP6AE2基因一样在相同位置含有1个内含子序列, 且相应的2个外显子大小相同。两者的核苷酸序列相似性达到94.5%, 且在基因组上以头尾相连的方式成簇排列, 中间由约7.6 kb核苷酸序列隔开。CYP6AE21在幼虫的头部和脂肪体, 以及雄蛾和雌蛾的触角中表达量较高; 在幼虫的其他组织和蛾的多个组织中也有一定的表达。P450酶系的重要组分之一--NADPH细胞色素P450还原酶（cytochrome P450 reductase, CPR）基因也在雌蛾和雄蛾触角中高水平表达, 而在其他组织中表达量相对较低。亚细胞定位分析表明CYP6AE21表达产物定位于细胞质中。推测CYP6AE21和CYP6AE2是由其中一个基因加倍复制形成的; 此P450的功能之一可能是参与内化进细胞的气味分子的降解清除。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.