流感病毒神经氨酸酶抑制剂的筛选

以神经氨酸酶为药物靶点筛选神经氨酸酶抑制剂, 是研究和开发抗流感病毒药物的重要途径. 应用虚拟药物筛选方法, 从化合物数据库中选出部分待测化合物, 然后应用已建立的 神经氨酸酶抑制剂的高通量筛选模型, 检测了这些化合物的抑制活性, 从中发现了3个活性较高、结构新颖的化合物, 其IC50在0.1~3 μmol/L之间, 这些活性化合物的结构特点, 对于新型神经氨酸酶抑制剂的设计与开发, 将提供重要的信息指导. 流感病毒神经氨酸酶抑制剂的筛选结果表明, 虚拟筛选技术与高通量筛选技术的合理结合, 将有利于促进药物筛选与药物发现.     

全细胞高通量筛选α-氨基酸酯水解酶突变体的方法

【目的】建立高效敏感的高通量筛选方法,用于筛选头孢克洛合成活性提高或热稳定性提高的α-氨基酸酯水解酶。【方法】根据头孢克洛在碱性条件下水解生成的衍生物在340 nm处有特征吸收峰的原理,制作出标准曲线。采用全细胞96孔板紫外分光光度法高通量测定α-氨基酸酯水解酶突变体的头孢克洛合成活性。【结果】头孢克洛含量与△A340?405在(0.1?0.6)×10?3 mol/L浓度范围内有良好的线性关系,服从朗伯-比尔定律,平均回收率为99.8%?101.3%。一轮定点饱和突变产生的2 300个克隆经该方法的筛选,获得3株kcat提高40%以上,4株半失活温度较野生型提高5°C以上的突变体酶。【结论】该方法准确可靠,每天筛选量可达到2 000个反应,达到高通量筛选的要求。     

嗜热毁丝霉高通量培养技术及其应用

【背景】丝状真菌是一类重要的工业发酵生产宿主菌,如何进行高通量纯菌培养和高效检测筛选性能优异的菌株是工业丝状真菌研究的重要方向。【目的】研究建立丝状真菌的高通量培养技术并测试应用效果。【方法】通过对丝状真菌培养过程中的制种、接种、培养和检测研究,建立基于孔板的高通量培养技术,并以嗜热毁丝霉为例对该技术进行验证。【结果】与传统的平板制种和摇瓶接种培养方式相比,高通量孔板的培养方式将制种通量提高24倍,单位面积产孢子能力提高350%,液体培养转接效率提高10-40倍,并建立96孔板测定乙醇含量的高通量检测技术。【结论】将丝状真菌的培养和检测通量提高1-2个数量级,为快速检测丝状真菌改造过程产生的大量性状不同菌株并获得目标菌株奠定基础,为丝状真菌高通量筛选研究提供应用指导价值。     

高通量二代测序 对感染性新生儿高胆红素血症病原菌的分析

摘要：目的 探讨高通量二代测序技术在筛选感染性新生儿高胆红素血症病原菌中的应用价值。方法 运用高通量二代测序技术筛选22例感染性新生儿高胆红素血症患者的病原菌,同时进行传统细菌培养鉴定,比较二者的区别。结果 高通量二代测序技术检测病原菌阳性率为100.00%,传统细菌培养检测阳性率为0.00%。高通量二代测序技术筛选出的感染性新生儿高胆红素血症主要病原菌为Anoxybacillus kestanbolensis、Geobacillus vulcani、Klebsiella oxytoca和Acinetobacter guillouiae。结论 高通量二代测序技术具有高通量、高特异性、高准确度和快速等特点,适合临床患者病原菌的检测。     

高效Rubisco羧化活性筛选体系的设计与构建

【背景】广泛存在于植物、藻类及其他自养微生物中的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)是卡尔文循环中固定CO2的关键酶及限速酶,在生物质合成和全球碳循环中扮演着重要角色。鉴于Rubisco的重要性以及极低的固碳羧化活性,对Rubisco的筛选进化研究具有重要意义。【目的】构建一种适用于筛选高效Rubisco羧化活性的筛选体系。【方法】分析现有筛选体系对Rubisco羧化活性筛选压力缺失的原因,设计构建适用于高效Rubisco羧化活性的筛选体系,以BWLac产乳酸菌株为宿主,在含有5%CO2的N2环境下厌氧培养,比较不同羧化活性Rubisco对细胞生长的影响,通过HPLC及LCMS检测总乳酸及固定CO2生成乳酸的产量评估筛选体系。【结果】通过终端代谢产物乳酸产生下拉力,以及甘油代谢产生的剩余还原力需要平衡消耗掉的设计靶点,增强Prk和Rubisco的固碳支路代谢通量,加强RuBP对细胞的毒性抑制作用,使细胞生长与Rubisco活性有效偶联,构建高通量筛选办法。在新构建的筛选体系中,Rubisco失活突变体BWLac/197不能生长,Rubisco和Prk双失活突变体BWLac/197-2021生长未受影响,菌落大小约1.58 cm。粗酶液羧化活性相差2倍以上的RBC1和7002,其细胞生长在筛选条件下受不同程度抑制,菌落大小分别有1.06 cm和0.65 cm。通过检测乳酸产量及甘油消耗量对筛选体系验证评估,RBC1消耗甘油1.39 g/L,产乳酸2.82 g/L,其中来自于NaH13CO3的标记乳酸含量为18.05μmol/L,比7002的相应检测结果高1.3-1.6倍,检测结果与筛选体系设计原理相符,即乳酸产量越高,甘油消耗越多,Rubisco羧化活性越高,细胞生长得越好。【结论】成功设计构建了高效Rubisco羧化活性筛选体系,为进化或探索更高羧化活性Rubisco提供有效的高通量筛选办法。     

全细胞高通量筛选a-氨基酸酯水解酶突变体的方法

【目的】建立高效敏感的高通量筛选方法,用于筛选头孢克洛合成活性提高或热稳定性提高的a-氨基酸酯水解酶。【方法】根据头孢克洛在碱性条件下水解生成的衍生物在340 nm处有特征吸收峰的原理,制作出标准曲线。采用全细胞96孔板紫外分光光度法高通量测定a-氨基酸酯水解酶突变体的头孢克洛合成活性。【结果】头孢克洛含量与△A340?405在0.1?0.6×10?3 mol/L浓度范围内有良好的线性关系, 服从朗伯-比尔定律, 平均回收率为99.8%?101.3％。一轮定点饱和突变产生的2 300个克隆经该方法的筛选, 获得3株kcat提高40%以上, 4株半失活温度较野生型提高5 °C以上的突变体酶。【结论】该方法准确可靠,每天筛选量可达到2 000个反应, 达到高通量筛选要求。     

创新药物体外ADMET 的高通量筛选技术研究进展

目前的新药研发策略已从传统的以活性为主导的筛选模式,转变为在测定药效的同时平行评价化合物的ADMET性质,并建立了系列体外ADMET高通量筛选技术。本文综述了近年来药物体外ADMET高通量筛选技术的研究进展。     

药物靶标配体高通量筛选的亲和质谱技术研究

疾病相关的药物靶标蛋白与小分子化合物的亲和作用研究是当今新药研发的热点领域,基于靶蛋白与配体亲和作用的筛选技术已成为与基于靶蛋白活性高通量筛选技术高度互补的药物先导化合物发现关键技术。本文综述了亲和质谱技术用于筛选和检测指定靶蛋白的小分子配体的基本原理和主要优势,详细介绍了该技术应用于大规模化合物库筛选、分子片段库筛选、天然产物粗提物筛选和蛋白质与胞内代谢物相互作用研究领域的主要进展。     

高通量技术在萜类合成酶筛选中的应用

萜类化合物种类繁多,生物活性多样,在食品、药品与化妆品等行业中具有广泛的应用。萜类化合物多来源于植物,然而随着合成生物学的快速发展,相较于传统的天然植物提取与化学合成方法,利用工程微生物进行萜类化合物异源合成的方法显得更为经济与环保。萜类合成酶的催化活性及合成产物的结构特性是萜类化合物异源合成的关键。通过蛋白定向进化与理性设计可以有针对性地优化萜类合成酶的催化性能及产物专一性,但该方案需要一个特异的筛选方法来实现蛋白突变体库的高通量筛选。近年来,一系列高通量筛选方法的建立使得萜类合成酶的筛选变得更加灵敏与高效。本文对近期建立的萜类合成酶高通量筛选方法进行了综述,简要概述了各种筛选方法的基本原理与优缺点,并对高通量筛选技术在萜类合成酶改造中的应用做出了展望。     

斑马鱼发育毒性与致畸性相关实验研究进展

自1994年Science、Nature等杂志发表专题评述,至2009年野生型AB品系斑马鱼全基因组测序完成,斑马鱼已经成为一种公认的新型模式生物。斑马鱼模式生物在发育毒性与致畸性研究中引人注目的优势是胚胎发育的透明性,基于高通量的检测体系,以及短时-高效-低费筛选,用于中药毒理和重大疾病中中药活性成分筛选,以及小分子化合物的大规模新药筛选研究。随着"3R原则"的推行与实施,斑马鱼可能发展成为发育毒性与致畸性试验哺乳动物替代模型。概括介绍了国内外斑马鱼发育毒性与致畸性研究最新进展。     

基于受体的药物高通量筛选研究进展

受体是药物筛选的重要靶标,基于受体的药物高通量筛选是药物筛选的主要类型之一。本文根据受体作用原理,按照检测对象的不同,从直接与间接检测的角度,将基于受体的药物高通量筛选进行了分类,总结了基于受体的几种不同的药物筛选模型,并简要介绍了高通量筛选技术在中药研究中的应用,对药物筛选的发展进行了展望。     

N-脱氧核糖转移酶II催化合成克拉屈滨及其定向进化

目的:使用表达N-脱氧核糖转移酶Ⅱ (Nucleoside deoxyribose transferase, NDT)的大肠杆菌重组工程菌E.coli BL21/pET-NDT,作为催化剂,合成克拉屈滨(Cladribine)。同时构建高通量的酶活筛选体系,利用其改造NDT,以期提高克拉屈滨的合成效率。方法:首先用野生型NDT催化克拉屈滨的合成。接着以黄嘌呤氧化酶和辣根过氧化物酶联合作用来检测NDT酶活。最后构建NDT随机突变体库,并筛选出突变体。结果:在10%DMSO的体系中,野生型NDT催化2-氯腺嘌呤合成克拉屈滨的转化率达到93%。同时使用构建的筛选体系在突变体库中筛选到了酶活发生改变的突变体。结论:本研究使用NDT作为催化剂,成功地一步合成了克拉屈滨。同时本研究构建的高通量筛选方法成功应用于改造NDT的酶学性质,为拓展NDT合成核苷类似物的能力提供了一种新的方法。     

一种利用基因表达变化检测、鉴别抗生素的新方法

本研究利用基因表达变化构建一个高通量检测筛选抗生素化合物的新方法。采用含luxCDABE报道子的质粒pCS26和pMS402为载体,构建大肠杆菌重组质粒、筛选铜绿假单胞菌以及沙门氏菌的随机启动子库,获得对抗生素有反应的启动子-报道子融合体,构成抗生素筛选体系。通过重复实验筛选出15个启动子-报道子融合体,它们对不同抗生素有不同的反应,通过这一系统可以检测样品中的抗生素,并初步判断与现有抗生素的异同。使用这种方法可以进行高通量筛选潜在的抗菌物质。     

谷氨酸依赖型氨基转移酶的高通量筛选方法及其应用

目的:建立谷氨酸依赖型氨基转移酶-谷氨酸脱氢酶偶联反应的96孔板高通量筛选方法,并用于大肠杆菌氨基转移酶Wec E突变库的筛选。方法:通过优化偶联指示酶-谷氨酸脱氢酶、信号分子NADH浓度及双酶偶联反应时间,建立了光学法测定氨基转移酶活性的氨基转移酶-谷氨酸脱氢酶偶联反应方法;通过定点饱和突变技术构建了大肠杆菌氨基转移酶WecE的突变库;采用96孔板高通量初筛、摇瓶复筛获得了高活性的转氨酶突变体,并对纯化的突变体进行催化活力分析。结果:建立了谷氨酸依赖型氨基转移酶目标反应与0.5 U/ml L-谷氨酸脱氢酶和0.4 mmol/L NADH信号指示反应相偶联的筛选方法;构建了氨基转移酶WecE Tyr 321饱和突变库,通过96孔板高通量筛选,获得了催化活性比野生型提高3.4倍的突变体Y321F。结论:所建立高通量筛选方法背景干扰小,准确性高,为谷氨酸依赖型氨基转移酶分子进化提供了可行性方案。     

Nisin高产菌株的高通量筛选

【目的】乳酸链球菌素(nisin)是一种天然生物活性抗菌肽,对包括食品腐败菌和致病菌在内的许多革兰氏阳性菌具有强烈的抑制作用,而用作食品的防腐剂。本研究通过建立高通量筛选方法,实现高效快速省力的高产菌株筛选,为工业上筛选高产菌株提供研究方案。【方法】通过对Lactococcus lactis ATCC11454菌株进行紫外诱变,获得2511株突变株。利用Biomek FXP自动工作站建立96微孔板的高通量筛选方法,突变株经高通量挑选、菌种培养及菌液稀释后,加入到生长至对数中期的藤黄微球菌中,采用改进后的比浊法快速检测nisin生物活性。用此方法对突变株进行初筛、复筛后可得到nisin高产菌株,并通过摇瓶发酵评估高通量筛选方法。【结果】确定比浊法检测的条件为:nisin活性稀释在10–25 IU/m L范围内,与藤黄微球菌反应2 h后检测藤黄微球菌的菌体量(OD600)。2511株突变株经过2轮高通量筛选,最终获得约50株产量提升的菌株,对其中8株进行摇瓶精确测量,显示产量均有提高,并且其中一株产量提升了30%,成功建立了高通量筛选nisin高产菌株的方法。【结论】利用比浊检测法,在其基础上成功建立高通量筛选高产nisin菌的方法,经过初筛复筛,整个周期由1人耗时5 d即可完成2511株突变株的筛选工作。相较于传统的选育方法,高通量筛选具有快速、稳定、高效的特点,提高了筛选效率,缩短了选育周期,是工业上筛选高产nisin菌的有效手段。     

异柠檬酸裂解酶肽类抑制剂筛选及活性检测

[目的]通过噬菌体的肽库筛选并合成具有抑制ICL活性的多肽。[方法]以ICL为基础,利用Discovery Studio 2.1中ligentfit模块,将筛选出多肽与优化后ICL进行分子对接。合成并进行生物活性检测。[结果]通过噬菌体肽库筛选得到6条的七肽成功和ICL对接。合成后的6条七肽质谱检测结果均正确。对6条七肽进行体外生物活性检测,对ICL酶的活性均明显具有抑制的作用。其中3条七肽抑制率超过了70%。[结论]利用虚拟筛选优化了ICL抑制剂的筛选过程,筛选并合成ICL抑制剂,抑制率为75%、64%、66%、77%、78%、67%,为抗结核多肽药物研发提供基础。     

L-天冬氨酸-α-脱羧酶的重组表达、定点突变及高通量检测方法的建立

将枯草芽孢杆菌L-天冬氨酸-α-脱羧酶基因进行了克隆和异源表达,并通过定点突变构建了2个突变体。针对该酶活力检测时存在的检测通量低、周期长和成本高等缺点,旨在建立一种简单高效的酶活力高通量检测方法。采用氯酚红(CPR)指示剂和4-吗啉乙磺酸(MES)缓冲液体系,并对检测条件进行优化,提高检测的准确性和灵敏性,建立了基于比色法的微孔板高通量检测方法,然后以L-天冬氨酸-α-脱羧酶及其突变体作为模型酶,对高通量检测方法进行了验证。优化后的酶活检测条件为MES缓冲液2 mmol/L,CPR指示剂75 μmol/L,L-天冬氨酸75 mmol/L,pH 6.5,温度37℃,反应时间10 min,检测波长为567 nm。采用3种模型酶对微孔板高通量检测方法进行了验证,结果显示该方法与HPLC法测得的结果一致。高通量检测方法具有操作简便易行、灵敏度高等优点,能够用于L-天冬氨酸-α-脱羧酶的快速检测。该方法的建立将为L-天冬氨酸-α-脱羧酶进行定向进化及突变体的高通量筛选奠定基础。     

常压室温等离子体诱变育种与微生物液滴培养筛选技术应用进展

安全和高效的微生物突变及高通量筛选技术是微生物功能发掘、功能创制和生物产业技术创新的重要方向及重要支撑.有效的生物育种技术及高通量筛选技术成为该领域研究人员的关注点.其中,常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)因具有活性粒子种类多、操作可控性强、基因...     

来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性

【背景】由于土壤放线菌中获得新化合物日益困难,抗生素滥用使致病菌耐药性不断增加,人们转向研究植物内生放线菌以期发现新化合物。【目的】探究西双版纳热带雨林有毒植物内生放线菌的多样性,为开发新药提供具有潜在生物活性的菌株。【方法】通过Illumina Hi Seq高通量测序和纯培养方法分析箭毒木、八角枫、马缨丹3种有毒植物的内生放线菌群落结构组成,利用纸片扩散法筛选抑菌活性,通过PCR扩增检测7类化合物合成基因。【结果】高通量测序的多样性分析和群落结构分析得出:3种有毒植物在门分类水平检测出古菌域的2个门、细菌域的18个门和暂定的Rsa HF231、WD272门;在属分类水平检测出30个属的放线菌,八角枫和马缨丹的微生物群落结构比箭毒木更丰富。纯培养分离获得11个属34株菌,分离自箭毒木的菌株比八角枫和马缨丹的菌株更多,而且大多数高通量检测出的菌种不能通过纯培养获得。抑菌活性检测结果显示:抗菌活性作用明显的菌株以链霉菌属为主。链霉菌属的NRPS和PKS基因的检出率明显高于其他化合物合成基因。【结论】有毒植物内生放线菌多样性非常丰富。有毒植物内生放线菌具有合成次生代谢产物的潜力,可以为生物农药及抗生素开发提供丰富的菌种资源。     

组胺H1受体拮抗剂高通量筛选模型的建立及应用

组胺H1受体拮抗剂被用于治疗某些过敏性疾病,如鼻炎、荨麻疹和过敏性皮炎。本文采用无标记细胞整合药理学技术建立了组胺H1受体拮抗剂高通量筛选模型。应用基于共振波导光栅的动态质量重置分析方法检测了已知的激动剂和拮抗剂作用于A431细胞上内源性H1受体后所产生的特征信号,获取特征信号谱,建立组胺H1受体拮抗剂筛选模型。进而应用此模型筛选了32个天然产物对组胺H1受体的拮抗活性。结果表明,无标记DMR分析适合于H1受体拮抗剂的高通量筛选;在筛选的32个化合物中,从亚贡中分离得到的内酯类化合物为活性较强的拮抗剂。上述结果表明,无标记DMR分析可能成为组胺H1受体拮抗剂发现的新方法。