3-羰基辛酰基高丝氨酸内酯诱导拟南芥根细胞Ca~（2＋）内流

N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是革兰氏阴性细菌群体感应系统（QS）中的胞间通讯信号分子。近年的研究表明AHLs可以调控植物生长发育及防卫反应,但其调控机制尚不清楚。本研究以拟南芥为材料,采用3-羰基辛酰基高丝氨酸内酯（3OC8-HSL）处理转水母发光蛋白基因的拟南芥幼根细胞,利用冷光仪检测3OC8-HSL对拟南芥根细胞中胞质游离Ca2＋浓度（[Ca2＋]cyt）变化的影响,同时采用Ca2＋专一性螯合剂EGTA和Ca2＋通道抑制剂预处理转基因拟南芥根细胞,用全细胞膜片钳技术分析3OC8-HSL诱导拟南芥根细胞中[Ca2＋]cyt升高的Ca2＋来源。结果表明,3OC8-HSL可诱导拟南芥根细胞中[Ca2＋]cyt瞬时升高。这种诱导效应可被EGTA、异搏定（verapamil）、LaCl3所抑制,但LiCl预处理对这种诱导效应无影响。膜片钳分析结果显示,3OC8-HSL可激活质膜Ca2＋通道,增加胞外Ca2＋内流。说明细菌AHLs可诱导植物Ca2＋信号产生,且这种Ca2＋信号主要源于胞外Ca2＋内流,暗示Ca2＋信使系统参与植物对细菌QS信号的响应。     

定点突变提高N-酰基高丝氨酸内酯酶酶活和温度稳定性

【目的】提高N-酰基高丝氨酸内酯酶(N-acylhomoserine lactonase,AiiA)酶活及温度稳定性。【方法】本研究基于AiiA同源蛋白的三维结构对AiiA进行定点突变,分析野生型AiiA及其突变蛋白酶活和温度稳定性。【结果】野生型AiiA较不稳定,在45℃下温浴30 min,或4℃储存5 d后均失去降解N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactone,AHL)的活性。但是突变AiiA蛋白(N65K,T195R和A206E)的酶活力较野生型AiiA均提高了20%以上,且4℃储存时间延长到7 d。此外,突变株N65K比野生型AiiA对高温具有更强的耐受性,在45℃温浴后剩余酶活力达到45%以上,55℃温浴30 min后仍保留5.0%的酶活力。【结论】通过定点突变改造AiiA蛋白结构,提升了AiiA蛋白的酶活和温度稳定性。     

N-酰基高丝氨酸内酯调控植物生长发育的研究进展

植物与细菌之间存在着复杂的相互作用关系。N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是革兰氏阴性细菌进行胞间通讯的信号分子,也是介导植物与细菌互作的重要信号分子,在调控植物生长发育方面起着重要作用。本文对近年来的相关研究进展作一综述,这将有助于全面了解植物与细菌间的信息交流机制,并对实际农业生产具有指导意义。     

细菌信号分子N-酰基高丝氨酸内酯调控植物抗性的研究进展

自然界中植物与细菌长期共存,共同进化,二者之间形成由不同信号分子介导的复杂的相互作用网络。N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是革兰氏阴性细菌胞间通讯的信号分子,可被植物感知,并能调控植物多种生理行为,包括植物的天然免疫、生长发育、耐逆性等。本文综述近年来的相关研究进展,有助于全面了解植物与细菌间的信息交流机制,并对农业生产提供理论指导。     

细菌群体感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯的检测

群体感应是细菌生长到一定密度时相互感应,并进行基因表达及调控产生的独特、多样的群体行为现象。N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)类化合物是革兰阴性菌群体感应中最重要的一类信号分子,调控许多生理特性基因的表达。快速、简便、有效地检测细菌能否产生AHL或产生何种信号分子,成为深入研究和了解细菌群体感应的重要手段。我们就细菌群体感应信号分子AHL检测的基本原理和方法及国内外研究进展进行了总结。     

一株降解N-酰基高丝氨酸内酯酵母菌菌株的分离鉴定及其降解特性

利用N酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactone,简称AHL)为唯一碳源和能源,筛选得到一株能够降解AHL的菌株R1。常规鉴定和18S rDNA序列分析表明,菌株R1属于红冬孢酵母菌(Rhodosporidium toruloides),定名为R.toruloidesR1。结果显示R.toruloidesR1能利用所测试的3种AHL作为唯一碳源和能源生长,具有降解AHL的能力,其对AHL依赖型胡萝卜欧文氏软腐病菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)的致病有一定的抑制作用。     

N-酰基高丝氨酸内酯酶的分子改造及酶学特性

革兰氏阴性细菌的群体感应系统利用N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl-homoserine lactone, AHL）作为主要信号分子诱导致病因子表达,造成细菌性病害. N-酰基高丝氨酸内酯酶（N-acyl-homoserine lactonase, AHLase）能水解AHL分子的内酯键,减弱致病菌的危害.本研究利用从苏云金芽孢杆菌克隆的N-酰基高丝氨酸内酯酶基因（auto inducer inactivation A, aiiA）,根据Swiss-model模拟aiiA所编码的AiiA蛋白三维结构,预测可能形成的分子内盐桥、活性中心位点等,利用环状诱变方法对AiiA进行定点突变,以期提高其酶活力和热稳定性等酶学性能.对AiiA及其突变蛋白酶学特性分析结果发现,突变体AiiA-N65K-A206E酶活力要比野生型AiiA-wild提高87.4%,并表现出良好的热稳定性和储存稳定性;37 ℃温浴30 min后酶活力剩余73;9%,比AiiA-wild有了大幅提高;4 ℃储存120 h后酶活力剩余12.9%,而AiiA-wild丧失酶活力.酶动力学分析表明,AiiA-N65K-A206E酶促反应的米氏常数Km为1.23 mmol/L,与野生型相当;最大反应速率Vmax为32.36 μmol/L/min,比野生型有较大提高.本研究表明,利用定点突变技术改造AiiA的分子结构,可有效提升AiiA酶活力、热稳定性和储存稳定性.本研究结果为进一步阐明AiiA结构与功能的关系,促进AiiA在植物病害生物防治上的应用,提供了有益的参考和新的思路.     

红球菌来源QsdA型N-酰基高丝氨酸内酯酶水产养殖饲用潜力分析

通过研究QsdA型N-酰基高丝氨酸内酯酶酶学性质来评估其饲用潜力。研究通过提取红球菌(Rhodococcus erythropolis)BLJF-1的基因组, 利用 PCR 技术克隆得到N-酰基高丝氨酸内酯酶基因qsdA-rh5。构建重组表达载体pET28a/qsdA-rh5转化大肠杆菌BL21(DE3), 筛选得到具有N-酰基高丝氨酸内酯酶活性的转化子即为重组菌株, 随后经Ni-NTA柱纯化得到的重组蛋白QsdA-RH5进行补充酶学性质的研究。结果表明, 克隆得到972 bp的目的基因。构建重组载体, 筛选得到重组菌株经诱导表达后得到具有N-酰基高丝氨酸内酯酶活性的目的蛋白即QsdA-RH5, 经分析表明, 该蛋白的理论分子量为36 kD, 属于金属依赖性水解酶PET超家族。酶学性质研究表明: 其最适作用 pH 为 8.0, 作用温度为 35℃, 在 pH 611内能够稳定的存在, 在1040℃, 酶活性能够维持在 80% 以上, 且该酶对多种金属离子、化合物具有很好的抗性。该融合蛋白具有较为专一的底物特异性, 只对没有取代基团的底物具有水解作用, 以C7-HSL 为底物时的Km值为0. 0125 mmol/L。实验经酶学性质研究表明, 该酶具有较为专一的底物特异性, 因此可具有针对性的控制外源性病原菌毒性效应对维护畜禽(水产)消化道健康方面具有一定的应用前景。       

细菌群体感应信号分子——酰基高丝氨酸内酯的检测

革兰氏阴性菌根据信号分子N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的浓度可以监测周围环境中自身或其他细菌的数量变化,当信号分子达到一定浓度阈值时,能启动相关基因的表达来适应环境的变化,这一调控系统被称为细菌的群体感应(quorumsensing,QS)系统。快速简便而有效地检测细菌是否以及产生何种信号分子成为深入研究和了解细菌群体感应的重要手段。现对信号分子AHLs敏感的用于检测不同的信号分子AHLs的微生物传感菌进行综述,并对其检测能力进行了讨论。     

枯草芽孢杆菌SS6N-酰基高丝氨酸内酯酶基因的克隆表达及其酶学特性

摘要:【目的】从一株具有细菌群体感应(Quorum Sensing,QS)信号分子淬灭活性的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) SS6中扩增N-酰基高丝氨酸内酯酶(N-acylhomoserine lactonase,AiiA)基因aiiASS6并异源表达,研究此信号降解酶的酶学特性。【方法】设计特异性引物,从B.subtilis SS6中克隆N-酰基高丝氨酸内酯酶基因aiiASS6,测序并进行生物信息学分析;将此基因克隆到表达载体pET28(a),构建重组菌株并提纯目的蛋白AiiASS6;然后用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)分析目的蛋白AiiASS6降解QS信号分子N-(3-Oxooctanoyl)-L-homoserine lactone (OOHL)的酶学特性。【结果】克隆得到基因片段,命名为 aiiASS6 (GenBank: KP125494),其编码一条含有297氨基酸残基的多肽,用pET28(a)成功构建重组质粒pET28-aiiASS6。生物信息学分析表明,AiiASS6的氨基酸序列含有N-酰基高丝氨酸内酯酶典型的“HXHXDH”基序和194 位的Tyr残基。在Escherichia coli BL21(DE3)中异源表达AiiASS6,用Ni柱纯化后,AiiASS6含量达2.76 mg/mL。HPLC检测结果表明AiiASS6对OOHL具有很强的催化活性及耐热性,Km和Vmax分别为0.998 mmol/L和22.3 U/mg,最适pH为7.6,最适温度范围为50－90℃;此酶在4℃保存3个月后其残余活性仍达到86%,表现出较强的稳定性。【结论】从B．subtilis SS6中获得的QS淬灭酶AiiASS6表现出降解QS信号分子的高活性,其酶学特性表明它具有作为微生物制剂防控植物或水产养殖中基于QS调控的病原菌毒力的应用潜力。     

赤霉素对拟南芥主根分生区和伸长区的调控

赤霉素是一类重要的植物激素,在植物整个生长发育的调控过程中起重要作用。近年来,人们发现赤霉素对拟南芥主根生长存在促进作用。本文从根系的解剖结构、赤霉素的源靶部位、促进作用的机理、赤霉素信号转导途径以及与其他激素的关系等方面,综述了赤霉素对拟南芥主根分生区和伸长区的影响。     

拟南芥漆酶基因AtLAC2调控植物生长发育的研究

拟南芥漆酶基因家族有17个成员,但其功能还不清楚。本文采用过量表达的方法初步分析了拟南芥漆酶基因AtLAC2的功能。GUS染色显示AtLAC2在拟南芥不同生长发育时期的多个组织和器官中都有较强的表达,且在叶片和茎尖中的表达最强。AtLAC2的过量表达植株开花时间推迟,花序轴分枝变多,叶片变小。以上结果表明AtLAC2基因在调控植物生长发育中具有重要作用。     

Regulation of root hair density by phosphorus availability in Arabidopsis thaliana

We characterized the response of root hair density to phosphorus (P) availability in Arabidopsis thaliana. Arabidopsis plants were grown aseptically in growth media with varied phosphorus concentrations, ranging from 1 mmol m⁻³ to 2000 mmol m⁻³ phosphorus. Root hair density (number of root hairs per mm of root length) was analysed starting at 7 d of growth. Root hair density was highly regulated by phosphorus availability, increasing significantly in roots exposed to low-phosphorus availability. The initial root hairs produced by the radicle were not sensitive to phosphorus availability, but began to respond after 9 d of growth. Root hair density was about five times greater in low phosphorus (1 mmol m⁻³) than in high phosphorus (1000 mmol m⁻³) media. Root hair density decreased logarithmically in response to increasing phosphorus concentrations within that range. Root hair density also increased in response to deficiencies of several other nutrients, but not as strongly as to low phosphorus. Indoleacetic acid (IAA), the auxin transport inhibitor 2-(p-chlorophenoxy)-2-methylpropionic acid (CMPA), the ethylene precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), and the ethylene synthesis inhibitor amino-oxyacetic acid (AOA) all increased root hair density under high phosphorus but had very little effect under low phosphorus. Low phosphorus significantly changed root anatomy, causing a 9% increase in root diameter, a 31% decrease in the cross-sectional area of individual trichoblasts, a 40% decrease in the cross-sectional area of individual atrichoblasts, and 45% more cortical cells in cross-section. The larger number of cortical cells and smaller epidermal cell size in low phosphorus roots increased the number of trichoblast files from eight to 12. Two-thirds of increased root hair density in low phosphorus roots was caused by increased likelihood of trichoblasts to form hairs, and 33% of the increase was accounted for by changes in low phosphorus root anatomy resulting in an increased number of trichoblast files. These results show that phosphorus availability can fundamentally alter root anatomy, leading to changes in root hair density, which are presumably important for phosphorus acquisition.     

蛋白质N-糖基化在拟南芥生长周期中的变化规律及去糖基化对根发育的影响

蛋白质N-糖基化修饰在植物生长发育中发挥重要作用。为探究蛋白质N-糖基化在拟南芥(Arabidopsis thaliana)整个生长周期中的变化规律以及去N-糖基化对拟南芥生根发育的影响,通过N-糖链酶解和HPLC与MALDI-TOF-MS分析解析了不同生长时期的拟南芥Col-0植株的N-糖链组成(结构和含量)变化。以...     

异三聚体G蛋白在NAA诱导的拟南芥根生长发育中的作用

以拟南芥的野生型(ws)、异三聚体G蛋白α亚基基因GPA1缺失突变体(gpa1-1,gpa1-2)和超表达突变体(wGα,cGα)为材料,通过施加不同浓度(0~0.2 mg/L)的NAA处理,对拟南芥根生长发育的一些形态指标进行了观测比较.结果表明:(1)随着培养基中NAA浓度的不断升高,5种基因型主根的伸长生长均受到抑制,且抑制作用随浓度升高而增强;4种突变体和野生型主根的生长在相同浓度NAA处理下,无明显差异;(2)NAA在一定浓度范围内,对拟南芥侧根的生长发育起促进作用;在NAA诱导的侧根生长中,G蛋白超表达突变体比野生型更敏感,缺失突变体则不敏感.初步证明G蛋白不参与主根生长发育的调节,而在侧根生长发育中可能起正调节作用.