研究代谢反应的计算机方法

生物必须能在恶劣的环境中生存，为了达到这个目的，它们必须通过化学反应来产生能量以保持理想的温度，并且要代谢养料将其转化成代谢产物．最终转换成生物大分子。     

菌物代谢组学应用及存在的问题

代谢组学是一个可灵敏捕捉各种生物或非生物因素导致的供试样本中小分子代谢成分变化及其规律的实验方法,被广泛应用于生理生化、病理药理、生物工程、化学生态等很多方面.由于菌物种群数量庞大、未知结构次生代谢产物众多,严重影响到生物标记物的鉴定和进一步深入分析.为此,在总结目前菌物代谢组研究成果的基础上,结合十年的菌物代谢组学研...     

植物苯丙烷代谢途径

众所周知,固着生长的植物经常受到环境中各种生物和非生物胁迫的威胁。所以在漫长的进化过程中,植物必须将多样的环境信号整合到其发育过程中,以实现适应性形态的发生和代谢途径的精确调控,最终使植物完成整个生长周期。研究显示,苯丙烷代谢作为植物重要的次级代谢途径之一,其代谢产物,例如木质素、孢粉素、花青素和有机酸等,在调控植物适应性生长的过程中发挥着重要功能。特别是在药用植物中,苯丙烷代谢还与众多药用活性成分的合成息息相关,几乎所有包含苯丙烷骨架的天然药效成分均由苯丙烷代谢途径直接或间接合成,例如黄酮类、萜类和酚类等。此外,经苯丙烷代谢途径产生的一些次级代谢产物还能由植物根系外泌到周际土壤中,通过改变根系微生物的菌群生态,而影响植物生长和抵抗生物或非生物胁迫的能力。同时,苯丙烷代谢介导的这种植物-微生物互作也与药用植物的道地品质密不可分。本文综述了近年来植物苯丙烷代谢途径的最新研究进展,重点对该代谢途径中代谢产物的生理功能及表达调控机制进行了介绍,以期更深入地理解药用植物苯丙烷代谢与药材性状之间的潜在关系,旨在指导优良中草药的遗传育种,以进一步促进我国中医药事业的蓬勃发展。     

基元模式分析在生物网络和途径分析中的应用

基元模式分析是应用最广泛的代谢途径分析方法。基元模式分析的研究对象从代谢网络发展到信号传导网络;研究尺度从细胞到生物反应器,甚至生态系统;数学描述从稳态分解到动态解析;研究领域从微生物代谢到人类疾病。以下综述了基元模式分析的算法和软件开发现状,以及其在代谢途径与鲁棒性、代谢通量分解、稳态代谢通量分析、动态模型与生物过程模拟、网络结构与调控、菌株设计和信号传导网络等方面的应用。开发新的算法解决组合爆炸问题,探索基元模式与代谢调控的关系以及提高菌株设计算法效率是今后基元模式的重要发展方向。     

病毒感染影响宿主细胞代谢研究进展

作为专性的细胞内寄生物,病毒没有独立代谢的能力,因此完全依赖于宿主细胞的代谢机制。病毒利用宿主细胞代谢网络提供的能量和生物合成前体物质来驱动其复制、装配和释放。因此,病毒挟持宿主细胞代谢以实现自身的复制和增殖。此外,病毒还可以通过编码辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)调控宿主的细胞代谢,影响碳、氮、磷、硫循环,参与微生物驱动的生物地球化学循环。本文主要从细胞葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢、脂肪酸代谢、病毒AMGs调控宿主代谢影响生物地球化学循环4个方面总结病毒感染对宿主核心代谢途径影响的研究,以期为深入理解病毒-宿主相互作用提供参考,也将为通过代谢干预治疗病毒性疾病提供一定的理论依据。     

植物次生物的代谢途径

系统地介绍了关于植物次生物代谢途径方面的研究成果,归纳了植物次生物的3个主要代射途径:酚类代谢途径、萜类代谢途径、生物碱代谢途径,并对其代谢机理进行了探讨。     

代谢速率调控物种丰富度格局的研究进展

提出生物多样性分布格局的普适性理论和探索其内在形成机制一直是生态学家们研究的焦点之一.到目前为止,已有很多假说被用来解释生物多样性分布规律,但是这些假说的普适性均受到学者们的质疑.最新理论--代谢速率假说以能量相当法则和代谢分形分配网络模型为基础,定量预测了个体及种群生态进化动态过程与群落生物多样性分布格局之间的关系,以及物种丰富度和环境因子之间的关系.代谢速率假说解释了生物多样性的起源问题,也回答了生物多样性如何维持的问题.该文重点综述了代谢生物多样性理论的发展及其相关研究进展.通过和其他假说比较、分析,我们认为随着代谢理论假说的不断发展和完善,代谢生物多样性理论将更具有普适性.同时我们也提出了进一步完善该假说需要解决的一些科学问题.     

生物钟基因与脂质代谢紊乱

生物钟是生物适应环境节律变化形成的特殊生理机制,具有一定的节律性。生物钟基因被证实参与调节多种生物生理活动,如生物的各种代谢活动、细胞的凋亡与坏死、肿瘤的发生与发展和炎症反应等。其中,脂质代谢作为一项重要的代谢活动,其紊乱可能诱发高血脂症、动脉粥样硬化等疾病。脂质代谢的调节受生物钟相关基因的调节。本文就有关生物钟的生理机制及生物钟基因参与脂质代谢调节的研究进行综述。     

自噬与代谢及代谢性疾病

细胞自噬是真核生物中一种高度保守的代谢过程,可以清除受损的细胞器,降解糖原、脂类、蛋白质等生物大分子物质供细胞重新利用,对维持细胞内代谢平衡有重要意义。自噬障碍常被发现与代谢性疾病相关,如酸性麦芽糖酶缺乏症、肥胖和神经退行性疾病等。该文就近年来关于自噬与代谢及代谢性疾病的研究作一综述。     

肿瘤糖代谢及靶向治疗策略研究进展

代谢异常是肿瘤的重要特征之一。肿瘤细胞通过代谢重编程来满足恶性增殖所需的能量和生物大分子,并维持氧化还原稳态,促进癌细胞的存活和转移。肿瘤细胞内的代谢酶重塑和肿瘤微环境共同驱动肿瘤细胞代谢重编程,进而促进肿瘤的发生发展。该文综述了肿瘤糖代谢重编程的过程和作用,并结合该实验室的研究工作提出靶向肿瘤代谢的治疗策略。     

氨基酸代谢重编程在肿瘤发生发展中的作用

肿瘤的发生发展不仅取决于基因的突变或缺失，还随着肿瘤细胞的代谢重塑或异常改变而发生改变。在营养缺乏的条件下，肿瘤细胞的代谢重编程赋予癌细胞快速增殖的能力。其中，氨基酸代谢重编程是肿瘤代谢异常改变的重要特征之一。研究发现，氨基酸不仅能够作为氮供体为肿瘤细胞的增殖、侵袭和免疫逃逸过程提供核苷酸等生物大分子的合成原料，而且还是肿瘤微环境中免疫细胞活化和发挥抗肿瘤作用的重要代谢物质。氨基酸代谢的异常改变与肿瘤的发生发展和肿瘤免疫密切相关，其代谢途径中的部分关键蛋白质或关键酶可作为肿瘤诊断和治疗的生物标志物。因此，本文围绕氨基酸转运体对癌细胞增殖的影响和肿瘤代谢循环过程中的谷氨酰胺、天冬酰胺、丝氨酸和甘氨酸等氨基酸代谢的异常改变进行总结，介绍了氨基酸代谢与肿瘤细胞mTOR信号通路、肿瘤微环境和免疫细胞功能的相关性，对靶向氨基酸代谢的肿瘤治疗药物进行了分析和展望。期望该工作为深入了解氨基酸代谢对肿瘤发生发展的调控及其可能存在的肿瘤治疗靶点提供有用的参考。     

2021年“代谢生物学”专题征稿

代谢是生物体内所发生的用于维持生命活动的一系列有序化学反应的总称,是一切生命活动的核心和基础。从生物体利用的营养物质的不同可将代谢分为糖、脂以及氨基酸的代谢。从代谢通路的特点可分为合成简单小分子或将小分子继续合成生物大分子的合成代谢、将各类生物分子降解以产生能量的分解代谢以及清除生物体产生的有毒废物的清除代谢。不同营养物质以及代谢通路互相关联,构成了复杂的代谢网络。为报道代谢生物学领域取得的最新研究成果及发展动态,《生物技术通报》编辑部将组织出版“代谢生物学”专题,欢迎相关领域的专家学者为本刊撰稿,展示代谢生物学研究的最新发展趋势。     

环境胁迫下内生菌与宿主代谢相互作用研究进展

植物体内成分是实时反映其生理状态的最直接指标,是其遭受生物或非生物胁迫应激状态的体现,微生物与植物的共生抗逆亦由代谢的重置与调控得以实现.内生菌可以自身细胞功能或代谢产物调控宿主代谢,其自身可产生独特的、显著区别于宿主的代谢成分参与抗逆;而宿主内环境的长期“驯化”亦可改变内生菌的表型和代谢.较全面地分析了植物与微生物共...     

谷氨酰胺代谢与肿瘤

“谷氨酰胺代谢”是肿瘤细胞除Warburg效应外又一重要的能量代谢方式。迅速增殖的肿瘤细胞消耗谷氨酰胺（glutamine,Gin）来提供生长和增殖所需的能量和生物大分子原料,维持细胞内氧化还原稳态和参与细胞内信号通路的转导。肿瘤中原癌基因与抑癌基因的突变会影响Gin代谢。结合先进的诊断技术和研究手段将有利于了解肿瘤中Gln的生化代谢,揭示Gin代谢的关键环节,为依赖Gin的肿瘤提供治疗新策略。     

病毒辅助代谢基因的研究进展

病毒通过影响微生物的营养循环、生物多样性和遗传信息传递等,在全球海洋的生物地球化学循环中发挥关键作用。病毒还可以控制微生物的群落组成、关键代谢过程等,这些依赖于病毒基因组上的辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)。AMGs在病毒感染宿主的过程中表达并参与调控宿主的代谢过程。病毒基因组中的AMGs包括中央碳代谢、氮代谢、磷和硫循环、核苷酸代谢以及与氧化应激反应相关的基因。AMGs有利于子代病毒更高效地组装和释放,对于病毒种群的繁衍具有重要意义,同时对病毒-宿主相互作用机制的研究产生重要影响。本文针对病毒辅助代谢基因的起源、类别及其重要的生态作用进行简要综述,以期为进一步阐明病毒在不同生态系统中的功能提供依据。     

燃料乙醇的代谢工程研究进展

乙醇是来自可再生资源的最有发展前景的液态燃料,目前采用生物发酵法生产乙醇仍然是最重要的途径。利用代谢工程技术改造乙醇代谢网络、提高乙醇产量是生物工程科学家的研究重点。从扩展代谢途径和构建新的代谢途径等方面全面阐述了代谢工程技术在燃料乙醇生产中的应用。     

植物硒生理及与重金属交互的研究进展

硒是一种重要的微量元素,在低浓度时对生物有益,但高浓度时呈现与重金属类似的毒性。植物作为人体硒摄入的主要来源,其硒代谢对于植物硒积累乃至人体硒营养水平十分重要。研究植物硒吸收、代谢和积累机理能指导富硒粮食的生产,是解决人体硒摄入不足/超量问题的有效途径。本文在阐述土壤硒含量、形态、生物有效性及分布的基础上,综述了植物对硒的吸收、代谢机理的研究进展,并讨论了农业生物强化以及遗传育种生物强化等两种硒生物强化的实践方法,以及利用硒生物强化缓解重金属毒性减少积累;最后,提出了植物硒代谢及硒生物强化研究的前沿问题,以期为改善人体硒营养水平提高人体健康状况提供理论和实践依据。     

固碳产油微藻的基因工程改造

藻种的选育和基因工程改造是微藻生物柴油研究的核心。为此,简要综述了微藻从光合作用到甘油三酯(TAG)合成过程中的关键基因及其代谢调控等方面的研究进展。从光合作用固碳、中心碳代谢、脂肪酸合成、TAG的组装、抑制TAG合成的竞争途径及脂类的分解途径等几个方面入手,浅析各个代谢途径中关键基因的作用及其表达调控。在此基础上,探讨微藻基因工程改造的可行性并指出微藻生物柴油在生物质能源领域中的前景及其综合利用的发展优势。     

生物诱导子调节植物组织次生代谢的研究

论述了生物诱导子对植物组织次生代谢的调节作用,包括生物诱导子的作用机制、生物诱导子的来源和种类以及生物诱导子的应用     

生物诱导子调节植物组织次生代谢

论述了生物诱导子对植物组织次生代谢的调节作用,包括生物诱导子的作用机制、生物诱导子的来源和种类以及生物诱导子的应用。