Ⅱ型葡萄糖异构酶N端随机卷曲序列的嫁接效应

木糖/葡萄糖异构酶（xylose/glucose isomerase, XIase/GIase）是果葡糖浆生产的关键用酶,也是重要的模式酶,其组成域的结构和功能一直是研究的热点。本研究采用重叠PCR技术将源自超嗜热菌Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus的Ⅱ型葡萄糖异构酶（TTGIase）N端31个氨基酸序列融合到嗜热菌Thermobifida fusca的I型葡萄糖异构酶（TFGIase）的N端,构建了融合蛋白N-TFGIase。发酵实验结果显示,在相同培养和诱导条件下,N-TFGIase菌体单位浓度产酶量比TFGIase高出约40%;酶学检测结果显示,N-TFGIase比酶活较TFGIase高出26%,最适温度较TFGIase高出5℃,75℃下的半衰期较TFGIase延长30%,最适pH较TFGIase降低1.0。序列分析表明,TTGIase N端序列的mRNA二级结构不形成有阻碍的颈环结构,提高了融合蛋白的表达效率;其含有的31个氨基酸残基的疏水性指数均小于0,利于融合蛋白的初始折叠和包装;其含有的酸性氨基酸残基比例约为碱性氨基酸残基比例的两倍,减小了酸性介质环境对融合蛋白分子表面的影响。实验结果提示,将来自超嗜热菌的Ⅱ型XIase/GIase的N端随机卷曲序列融合到I型XIase/GIase N端,能够提高后者的热稳定性、酸稳定性和表达效率等酶学性质,与我们的预测结果相一致,这为酶的分子改造和生产应用提供了参考。     

亚洲玉米螟幼虫酚氧化酶原基因序列的生物信息学分析

酚氧化酶原PPO是昆虫免疫的关键酶, 本文从生物信息学角度对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis Guenée幼虫PPO进行分析, 为进一步研究其高级结构与功能的关系提供理论依据。利用我们已提交到GenBank的数据, 采用在线分析及MEGA4和RasMol软件对亚洲玉米螟酚氧化酶原（Of-PPO）的核苷酸和氨基酸序列、系统发生关系和蛋白质三级结构进行分析。结果表明: Of-PPO全长cDNA序列有2 686 bp, 包含一个2 079 bp的开放阅读框, 其推导的693个氨基酸序列中包含6个组氨酸残基构成的2个铜离子结合位点, 以及保守的硫羟酸酯区域。Of-PPO属于PPO2类群, 其N端不含信号肽, 无跨膜结构域区域, 无糖基化位点, 44个磷酸化位点均匀分布于整个多肽链中, 有2段序列可能形成卷曲螺旋, 有5个区域的氨基酸具较强疏水性, 其二级结构中α-螺旋占22.54%, 随机卷曲占56.79%。同源建模显示其三级结构为“α/β型”中的“滚筒结构”, 存在一个明显的空位, 可能与该酶催化活性有关。本文可为Of-PPO的实验研究和应用开发提供有价值的信息。     

CVNH 结构域进化分析及选择压力检测

蓝藻抗病毒蛋白-N(Cyanovirin-N,CV-N)具有广谱抗病毒活性;其同源物构成 CVNH 蛋白家族,并且家族成员的抗人类免疫缺陷病毒结构域在进化上非常保守。本研究通过重建基因树对 CVNH 结构域的“零散分布”特点作了更为细致的了解,发现在黑曲霉、费氏曲菌、产黄青霉、粗糙脉孢霉、蓝杆藻和水蕨等物种中该结构域存在多份拷贝。在此基础上,分别采用机理式模型和 MEC 模型对 CVNH 结构域序列位点进行适应性进化分析,结果显示：（1）两类模型均未检测到统计上显著的正选择位点;（2）净化选择对 CVNH 起主导作用;（3）MEC 模型更适合所研究数据。进一步使用“支-特异”模型和“支-位点”模型对蓝杆菌菌株7822和7424的祖先分支进行检测,发现该分支经历过适应性进化,并且鉴定出6 个正选择位点(34L、63L、13H、76C、78K 和 80I)。这些结果对后续的 CVNH 功能验证和借助基因工程手段改良蛋白的抗病毒活性具重要意义。     

蜜蜂表皮蛋白apidermin (apd)基因家族3个新成员的特性鉴定及昆虫APD家族序列特征的分析

Apidermin (APD)蛋白家族是一个新的昆虫结构性表皮蛋白家族。本研究结合生物信息学和RT-PCR扩增, 对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica（简称“意蜂”）的apd-1-like, apd-3-like和中华蜜蜂Apis cerena cerena（简称“中蜂”）的apd-2 等3个新的apd基因的结构特征和表达进行了分析, 并分析了昆虫APD蛋白家族的序列特征。结果显示, 在西方蜜蜂Apis mellifera（简称“西蜂”）中, apd基因家族的6个成员串联排列在基因组序列第4号连锁群上, 它们在A. m. ligustica雄蜂头部中的转录水平差异明显, 且其启动子序列所含顺式元件也不同。中蜂apd-2和意蜂apd-1-like都含有3个外显子和2个内含子, 而意蜂apd-3-like则由4个外显子和3个内含子组成。蛋白序列分析结果显示, 目前已知的10条APD蛋白序列N末端均具有相似的信号肽序列, 其成熟蛋白分子量为6.0~37.0 kD, pI为6.2~10.8。其中西蜂的APD1-3、APD-like和东方蜜蜂Apis cerena的APD-2等5条较短的多肽中疏水氨基酸残基达52%~67%, 且Ala含量最为丰富（占25%~34%）; 而丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis的APD 1-3和西蜂APD-1-like, APD-3-like等另外5条APD多肽富含Gly（21%~30%）, 其序列中疏水氨基酸残基含量为35%~41%。多肽序列多重比对和系统进化分析结果显示, APD家族可划分为2个亚家族。亚家族Ⅰ含有西蜂APD 1-3和东方蜜蜂APD-2等4条较短的多肽序列, 其N末端为一个长33 aa的保守基序; 亚家族Ⅱ由另外6条相对较长的多肽序列组成, 其N末端保守基序长50 aa, C末端保守基序长16 aa。本文所描述的APD蛋白家族序列特征有助于以后从其他昆虫中鉴定新的apd基因。     

蛋白质序列和结构的保守性与其功能的关系

以蛋白质酪氨酸磷酸酶为模型,通过序列和结构的比较,对蛋白质序列、结构的保守性与其和进化的关系问题进行了研究。结果显示,虽然在酪氨酸磷酸酶超家族分子的序列中,仅有３个与其催化功能密切相关的残基是高度保守的,但它们功能结构域的核心拓扑结构却明显类似,其中存在着βａβ和βａβａ。２个保守的结构单元;此外,它们活性位点的拓扑结构也极其相似,因此,在保持蛋白南功能方面具有重要作用的残基是高度保守的,而具维持     

真核DNA拓扑异构酶Ⅰ蛋白超家族的进化踪迹分析与全新抗肿瘤药物结合位点的识别

拓扑异构酶Ⅰ(Topoisomerase Ⅰ, Topo Ⅰ) 抑制剂已成为新型抗肿瘤药物研究的热点. 识别靶酶上全新的药物结合位点对于设计、优化Topo Ⅰ抑制剂具有重要意义, 据此设计的化合物不仅可以创新结构类型, 克服现有的喜树碱类药物的毒性, 而且有望很好地解决与现有的喜树碱类药物的交叉耐药性问题. 通过对真核DNA拓扑异构酶Ⅰ蛋白超家族多元序列联配研究, 构建了蛋白质系统进化树, 并在此基础上采用进化踪迹分析识别得到了人拓扑异构酶Ⅰ上重要功能残基. 研究发现, 喜树碱分子7, 9位周围存在亚家族特异性的疏水性残基Ala351, Met428, Pro431, 表明在喜树碱分子对应区域引入疏水性基团取代, 会提高抗肿瘤活性. 尤其值得注意的是, 超家族保守的蛋白残基Lys436, 有望成为新型喜树碱类药物改造的重要靶点, 据此设计的新型化合物将有望解决喜树碱类药物水溶性差的问题. 此外, 突变将导致喜树碱耐药性的蛋白残基Asn352, Arg364为真核Topo Ⅰ蛋白超家族保守残基, 由于对接研究已表明它们均不与喜树碱直接相互作用, 因此它们将是发现新型非喜树碱类Topo Ⅰ抑制剂的重要药物结合位点.     

分化抑制蛋白N端保守域结构预测及其基因突变体的构建

目的：对分化抑制蛋白（Id）家族的N端序列进行保守性结构分析,并构建其基因突变体。方法：用ClustalX（1.81）软件对Id蛋白家族中的3个成员（Id1～Id3）的N端序列进行同源性分析,用Swiss-PdbViewer3.7（SP5）软件模拟高同源区域中关键性氨基酸突变前后的三维结构模型;用PCR方法将突变点引入Id序列,再通过重叠PCR方法扩增出全长编码序列,酶切与测序确证突变序列的准确性。结果：Id1～Id3蛋白的N端存在一个由11个氨基酸残基形成的高度保守的环-螺旋（Loop-Helix）结构,将其中最保守的丝氨酸与亮氨酸分别突变为甘氨酸与缬氨酸,将突变后的Id基因序列重组到pGEX原核表达载体中。结论：在Id1～Id3蛋白N端识别了一个保守的Loop-Helix结构,为深入研究其协同的功能特征提供了结构依据;突变其中的丝氨酸为研究Id蛋白潜在的磷酸化修饰及相应功能特征的改变奠定了基础。     

氨基酸残基可及性与蛋白质家族成员结构的保守性

本文在细胞色素ｃ族蛋白和免疫球蛋白家族中一些蛋白质片段的序列比较和分析的基础上,通过计算其氨基酸残基的可及性,对残基可及性与蛋白质序列及其三维结构的保守性之间的关系进行了分析和探讨。结果表明,序列中凡是保守的残基,其可及性都较低,而且这些低可及性的保守性残基与维持蛋白质特有的三维结构相关。作者认为,同一家族的蛋白质中,在进化上相距较远的各成员之间,结构的保守性主要是体现在其三维结构上;序列中的保守     

二化螟piggyBac类转座子的克隆与分析

piggyBac转座子是DNA型转座子, 广泛分布于生物体内。基于piggyBac转座子超家族成员IFP2开发的转基因工具载体是目前转基因研究中使用最广泛的载体之一, 因此piggyBac转座子的研究受到广泛的关注和重视。本文是对二化螟Chilo suppressalis内源性piggyBac类转座子（piggyBac-like element, CsuPLE）的首次报道。克隆的CsuPLE（GenBank登录号： JX392388）全长2 537 bp, 包含一个长1 914 bp的完整开放阅读框（open reading frame, ORF）, 编码含637个氨基酸残基的转座酶, 转座酶中含有piggyBac家族保守的“DDD-domain”。CsuPLE全长序列具有完全对称的13 bp反向末端重复序列（inverted terminal repeats, ITRs）以及非完全对称的21 bp内部重复序列（internal repeats, IRs）, 在二化螟基因组上插入在特征性的“TTAA”靶位点重复（target site duplication, TSD）处。在我国地理跨度很大的不同二化螟种群中均存在结构完整的CsuPLE序列。本研究结果为深入研究piggyBac转座子的结构与功能的关系提供了新的素材, 也为评价利用转座子载体系统在二化螟体内进行转基因操作的可行性和安全性提供了重要的理论基础。     

膜联蛋白A1生理功能的研究进展

膜联蛋白（Annexins）是一类结构相关钙依赖的磷脂结合蛋白超家族,在结构上均具有保守中心结构域和承担独特功能的N端结构域,中心结构域延伸为C-末端结构,由4组（在Annexin A6为8组）、每组70个氨基酸残基组成的重复序列,每个重复序列均含有钙离子和磷脂结合位点[1]。Annexins按在生物界的分布分为5组,脊椎动物为A组,     

Heterologous expression and biochemical characterization of glucose isomerase from Thermobifida fusca

Glucose isomerase (GIase) catalyzes the isomerization of d-glucose to d-fructose. The GIase from Thermobifida fusca WSH03-11 was expressed in Escherichia coli BL21(DE3), and the purified enzyme took the form of a tetramer in solution and displayed a pI value of 5.05. The temperature optimum of GIase was 80 °C and its half life was about 2 h at 80 °C or 15 h at 70 °C. The pH optimum of GIase was 10 and the enzyme retained 95 % activity over the pH range of 5–10 after incubating at 4 °C for 24 h. Kinetic studies showed that the K _m and K _cat values of the enzyme are 197 mM and 1,688 min^?1, respectively. The maximum conversion yield of glucose (45 %, w/v) to fructose of the enzyme was 53 % at pH 7.5 and 70 °C. The present study provides the basis for the industrial application of recombinant T. fusca GIase in the production of high fructose syrup.     

不同低温需求量砂梨休眠相关基因PpMADS13的特征及表达模式

为探究福建主栽的不同低温需求量砂梨Pyrus pyrifolia品种中休眠相关基因PpMADS13-1和PpMADS13-3序列及表达特征,以‘黄花’、‘蜜雪’两品种休眠时期的花芽为材料,克隆PpMADS13-1和PpMADS13-3基因,利用荧光定量PCR技术分析基因在休眠时期的表达变化情况。结果显示,PpMADS13-1序列在砂梨两品种间较保守,而PpMADS13-3序列在两品种间保守性较差;‘黄花’梨PpMADS13-1hh和PpMADS13-3hh在休眠期间随着休眠的解除下调表达,‘蜜雪’梨PpMADS13-1mx和PpMADS13-3mx在休眠期间呈现“M”型表达趋势。PpMADS13-1和PpMADS13-3均对砂梨的花芽休眠解除起到调控作用,在不同低温需求量品种间PpMADS13-1和PpMADS13-3的休眠调控模式有所不同。     

八个贵州地方桃品种果实甜酸风味品质分析

为了评价贵州地方桃品种果实的甜酸风味品质,以主栽桃品种‘燕红’作对照,采用高效液相色谱法测定了贵州8个地方桃品种的果肉糖酸组分及含量。结果表明:(1)8个地方桃品种果肉中糖主要由蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇组成,其中蔗糖的平均含量最高(55.62 mg/g),约占总糖的71.30%,但变异系数仅为17.92%;8个地方桃品种中,‘米桃’的葡萄糖与果糖含量差异较大,其果糖/葡萄糖的比值为1.21,而其它7个品种的葡萄糖与果糖含量相近。(2)8个地方桃品种果肉中有机酸主要由苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸组成,其中苹果酸含量最高,约占总酸的60.61%,但在‘白花桃’果实中有机酸含量以奎宁酸为主。(3)对8个地方桃品种果实的糖酸组分进行主成分分析发现,苹果酸含量和山梨醇含量的载荷系数分别为0.910和0.897,说明它们是影响果实甜酸风味的主导因素,且对改善果实的甜酸风味品质具有重要作用。8个贵州地方桃果实的甜酸风味分别为:‘黄腊桃’为甜,‘血桃’、‘青桃’、‘镇远桃’、‘红枫桃’为酸甜,‘白花桃’、‘西桃’和‘米桃’为酸。     

苦荞全基因组11S种子储藏蛋白基因的鉴定及表达分析

以苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn）全基因组数据为平台,采用生物信息学方法,挖掘出9个11S种子储藏蛋白基因,并对其定位、蛋白结构、系统发育及表达模式进行了分析。结果表明,苦荞9个11S种子储藏蛋白基因编码的蛋白长度为189~914 aa,等电点位于5.18~9.82之间,分子量为21.27~103.33 kD;定位分析结果显示,这些成员位于苦荞基因组的6条连锁群上（Megascaffold2/5以及scaffold77/344/395/861）;序列比对分析发现,除了1个11S种子储藏蛋白sample1_00009513-RA具有1个cupin保守结构域外,其余8个都含有2个cupin结构域,并且在cupin保守结构域中,苦荞和拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）共有14个保守的氨基酸残基;蛋白结构预测表明,苦荞11S种子储藏蛋白的结构具有2种类型;苦荞与其它6个物种[拟南芥、花生（Arachis hypogaea Linn.）、大豆（Glycine max（Linn.）Merr.）、杏仁（Armeniaca vulgaris Lam.）、胡桃（Juglans regia L.）和芝麻（Sesamum indicum Linn.）]11S种子储藏蛋白以及苦荞过敏蛋白（TBb和TBt）系统发育分析结果表明,这些蛋白可以分为3类,共具有4对旁系同源蛋白和3对直系同源蛋白;与已报道的苦荞过敏性储藏蛋白以及其它5个物种（花生、大豆、杏仁、胡桃和芝麻）的11S过敏蛋白比较发现,5个11S种子储藏蛋白（sample1_00013128-RA、sample1_00013130-RA、sample1_00021677-RA、sample1_00021668-RA和sample1_00021674-RA）与苦荞2个过敏蛋白的同源性较高,同时它们与胡桃11S过敏蛋白的同源性最高,但尚需进一步实验来确定这5个成员是否为食物过敏原;RNA-Seq转录组数据显示,4个基因（sample1_00018411-RA、sample1_00026786-RA、sample1_00021674-RA、sample1_00022718-RA）在2种荞麦属植物的灌浆期种子中表达水平较高,且在‘大苦1号’中的表达水平要高于‘大甜1号’。     

Theoretical analysis of the amino acid sequence of receptors for growth hormones and prolactins. Prediction of ligand-binding segments]

At present the growth hormone and prolactin receptors were cloned along with their variant forms from human, rat, mouse, rabbit, bovine and sheep tissues. The functional topography of receptors is practically unknown. Because of the high price and difficulty of protein's total mutagenesis, it is reasonable to carry on a theoretical analysis of structures of receptors to predict the most probable ligand-binding sites. We studied the primary structures of known prolactin and growth hormone receptors using theoretical methods proved to be powerful in earlier structure--activity relationship investigations. We analyzed the secondary structure, conservative positions, hydrophilicity profiles of the growth hormone and prolactin receptors, and used the original method based on information theory to predict the sites which are promising for mutagenesis or peptide synthesis as probable ligand-binding sites. Three segments corresponding to the main conservative, hydrophilic and rare sites were predicted to form the ligand-binding determinant.     

Variation for Resistance to <i>Alternaria tenuissima</i> and Potential Structural Mechanism among Different Cultivars of <i>Chrysanthemum morifolium</i>

Black spot disease, caused by the necrotrophic fungus Alternaria tenuissima (Fr.) Wiltsh (A. tenuissima), is considered a highly destructive disease of Chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium Ramat.). A set of 17 accessions of commercial chrysanthemum cultivars were evaluated for resistance to A. tenuissima by seedling artificial inoculation. It was found that the reaction of the accessions to artificial inoculation ranged from resistant to highly susceptible. Five varieties of chrysanthemum (‘Zhongshan Taogui’, ‘Jinba’, ‘Zhongshan Jinguan’, ‘Jinling Wanhuang’ and ‘Jinling Yangguang’) were resistant; two varieties of chrysanthemum (‘Zhongshan Xinggui’ and ‘Zhongshan Jinkui’) were moderately resistant; and others were susceptible to various degrees, four varieties of chrysanthemum (‘Zhongshan Zihe’, ‘Zhongshan Jiuhong’, ‘Zaoyihong’ and ‘Jinling Jiaohuang’) were highly susceptible, especially. Some leaf morphological features of two resistant and two highly susceptible cultivars were further researched. Trichome density, length, height, gland size and stomata density were found to be associated with plant passive resistance. Resistant varieties that were identified in present study will be promising germplasm for exploitation of breeding programmes aimed at developing A. tenuissima-resistant cultivars and increasing genetic diversity.     

遮荫对彩叶植物矾根夏季适应性表型的影响

以彩叶植物矾根(Heuchera micrantha)‘蜜桃’(‘Georgia Peach’)、‘小珍珠’(‘Petite pearl fairy’)、‘花毯’ (‘Tapestry’)为材料,研究不同遮荫处理对矾根观赏特征、高温半致死温度以及成活率的影响。结果表明,在遮荫条件下,三个矾根品种株高增加、叶面积变大、花序变长、开花推迟,‘蜜桃’和‘小珍珠’花期延长,‘花毯’花期缩短。遮荫引起‘蜜桃’和‘小珍珠’叶绿素含量、类胡萝卜素含量显著上升,花色素苷含量明显下降,叶色由红、紫色向灰绿色转变,叶片彩化度下降;‘花毯’的叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量均随遮荫度增加显著上升,其叶色由浅绿转为深绿,叶脉紫红色加重,彩化度提高,观赏性增强。随着遮荫度提高,三个矾根品种的高温半致死温度明显升高,成活率显著上升。相关性分析表明,三个矾根品种的成活率与最高气温、最大光强、气温、光强分别存在极显著负相关关系,与相对湿度以及该品种的高温半致死温度分别存在极显著正相关关系。多元逐步回归分析表明,高光强是引起‘蜜桃’成活率下降的关键因素,‘小珍珠’的成活率主要取决于高温半致死温度,‘花毯’的成活率主要受极端高温的影响。     

Importance sampling for Lambda-coalescents in the infinitely many sites model

We present and discuss new importance sampling schemes for the approximate computation of the sample probability of observed genetic types in the infinitely many sites model from population genetics. More specifically, we extend the ‘classical framework’, where genealogies are assumed to be governed by Kingman’s coalescent, to the more general class of Lambda-coalescents and develop further Hobolth et al.’s (2008) idea of deriving importance sampling schemes based on ‘compressed genetrees’. The resulting schemes extend earlier work by Griffiths and Tavaré (1994), Stephens and Donnelly (2000), Birkner and Blath (2008) and Hobolth et al. (2008). We conclude with a performance comparison of classical and new schemes for Beta- and Kingman coalescents.     

贵阳市10种观赏草基于AHP方法的观赏适应性综合评价

从观赏草观赏性出发,结合与适应性和生长繁殖相关的11个指标,通过层次分析法(AHP)对贵阳市引进的10个观赏草品种进行观赏适应性综合评价。结果表明,11个评价指标中,观赏草的株型、叶色、耐旱性所占权重均较大(＞0.1),是影响其观赏适应性的重要指标;通过建立评分标准后,得出10个品种的观赏性排名为火焰狼尾草、花叶蒲苇、紫叶狼尾草、矮蒲苇、新西兰亚麻、金叶苔草、粉黛乱子草、蓝羊茅、红巨人朱蕉、黄金苔草;生长适应性排名为矮蒲苇、花叶蒲苇、火焰狼尾草、紫叶狼尾草、新西兰亚麻、黄金苔草、粉黛乱子草、金叶苔草、红巨人朱蕉、蓝羊茅;最终综合评分观赏适应价值极好的(Ⅰ级＞4.30分)有花叶蒲苇、火焰狼尾草;观赏适应价值较好的(Ⅱ级3.56～4.30分)有矮蒲苇、紫叶狼尾草、新西兰亚麻、粉黛乱子草、金叶苔草;观赏适应价值一般的(Ⅲ级＜3.56分)有蓝羊茅、红巨人朱蕉、黄金苔草。     

两个菜用枸杞品种的生长特性及品质分析

对两个菜用枸杞品种的主要生长特性、营养成分及食用性研究表明,大叶品种嫩芽平均产量显著高于小叶品种;大叶品种较耐高温,小叶品种较耐低温;生产上可进行大、小叶品种搭配种植,能有效提早和延长采收期,从而提高单位面积产量和经济效益。此外,小叶品种嫩芽的蛋白质、VitC含量高于大叶品种。两个品种风味各具特色,其适宜的消费群体亦有所差异。