生物传感器检测纤维素酶活性及基因表达的研究进展

纤维素酶是一类具有多组分的复杂酶系。纤维素酶及其水解木质纤维原料的作用机制、木质纤维原料酶水解动力学等领域的研究仍需要更深层次的分析探讨,从而完善对纤维素酶的研究与认识。随着生物化学、分子生物学技术以及基因工程等多门交叉学科的快速发展,如何进一步阐明纤维素酶的结构与功能,明确纤维素酶的基因表达与调控的关系,并由此拓展更多更好的研究方法、手段, 在纤维素酶的研究方面将具有重要意义。通过协同催化作用方式和氨基酸序列的相似性介绍纤维素酶酶系的组成,概述纤维素酶各酶组分的传统检测方法,并侧重阐述各种传感器应用于检测纤维素酶活性及基因表达的进展。     

里氏木霉中纤维素酶的合成诱导及调控*

随着绿色化学的兴起,天然纤维素原料转化和利用的研究受到了高度重视和广泛应用。利用纤维素酶降解纤维素为燃料乙醇、生物柴油的生产铺设了道路。但纤维素酶的生产成本较高,限制了纤维素酶产业化应用。里氏木霉生产的纤维素酶组分丰富,是纤维素酶高产菌株,深入研究里氏木霉的纤维素酶诱导及表达调控机制,有助于提高其纤维素酶产率。近年来人们对里氏木霉的纤维素酶诱导过程和调控机制有了一定研究进展,综述了里氏木霉纤维素酶诱导和基因表达调控,首先介绍了纤维素、纤维二糖、槐糖、乳糖等几种诱导物及诱导物的转运蛋白,进一步综述了几种转录因子的调控作用,同时介绍了染色体调控、信号通路和光条件对纤维素酶诱导的影响。最后展望了未来里氏木霉纤维素酶诱导表达的研究方向,包括探明诱导物的本质及其具体过程、揭示转录因子之间的联系及转录调控网络、寻找信号转导关键功能蛋白及研究环境因素对纤维素酶的诱导作用等。     

里氏木霉及其纤维素酶高产菌株的研究进展

随着纤维素在能源、材料及化工等领域的广泛开发和应用,里氏木霉作为一种重要的产纤维素酶工业用菌种,越来越受到人们的广泛关注.为了提高其酶活,人们做了大量的工作,获得了一些相当好的突变株.对里氏木霉及其突变株的基因组进行研究,有助于人们理解其高效产酶的机制,同时也有利于构建其基因工程菌.介绍里氏木霉Trichoderma reesei 的背景及其部分高产纤维素酶突变株,并阐述近些年来对其突变株的基因组的研究进展.     

粗糙脉孢菌木质纤维素降解利用研究进展简

粗糙脉孢菌作为木质纤维素降解真菌,不仅具有完整的木质纤维素降解酶系,而且还拥有全基因组基因敲除突变体库,是研究丝状真菌纤维素酶表达分泌和木质纤维素降解机制的优秀体系。近年来,国内外利用粗糙脉孢菌系统,在木质纤维素降解机制方面取得了显著进展,包括纤维素酶信号传导、调控以及生物质降解后糖的转运利用等。笔者就相关方面的进展进行综述,并对利用粗糙脉孢菌研究木质纤维素降解利用进行展望,总结和分析木质纤维素降解机制研究的国际前沿动态,有助于加深本领域研究人员对真菌体系纤维素降解机制的理解。     

粗糙脉孢菌木质纤维素降解利用研究进展

粗糙脉孢菌作为木质纤维素降解真菌,不仅具有完整的木质纤维素降解酶系,而且还拥有全基因组基因敲除突变体库,是研究丝状真菌纤维素酶表达分泌和木质纤维素降解机制的优秀体系。近年来,国内外利用粗糙脉孢菌系统,在木质纤维素降解机制方面取得了显著进展,包括纤维素酶信号传导、调控以及生物质降解后糖的转运利用等。笔者就相关方面的进展进行综述,并对利用粗糙脉孢菌研究木质纤维素降解利用进行展望,总结和分析木质纤维素降解机制研究的国际前沿动态,有助于加深本领域研究人员对真菌体系纤维素降解机制的理解。     

丝状真菌红褐肉座菌(Hypocrea jecorina)纤维素酶基因的转录调控研究进展

红褐肉座菌(Hypocrea jecorina,即Trichoderma reesei的有性型)是工业上重要的纤维素酶生产菌株,也是用于研究纤维素酶和半纤维素酶基因转录调控机制的模式菌株。在诱导物存在的条件下,H.jecorina可以迅速启动这些糖苷水解酶基因的转录表达,但不同的诱导物对纤维素酶和半纤维素酶基因的诱导表达模式存在一定差异。目前对不溶性诱导物如结晶纤维素如何诱导这些基因的起始转录问题有3种假设;并且已发现某些参与调控纤维素酶基因转录的正调控因子(Xyr1、Ace2、Hap2/3/5)和负调控因子(Ace1、Cre1),这些调控因子可在纤维素酶基因启动子上结合且彼此间可能发生相互作用。本文系统综述了红褐肉座菌纤维素酶基因转录表达调控中的关键因素及其相互作用的相关研究进展。     

微生物纤维素酶的研究现状

主要探讨了近年来微生物纤维素酶的研究进展。重点概述了纤维素酶的分子结构、功能、作用机制以及产纤维素酶微生物种类的研究现状,并对该领域的研究问题和前景进行讨论。     

精氨酸对艾氏腹水癌细胞体外作用的机制探讨

本研究采用小鼠艾氏腹水癌细胞探讨了精氨酸对一些肿瘤细胞体外作用的可能机制。结果表明精氨酸对艾氏腹水癌细胞体外蛋白质合成有显著的抑制作用,其作用受培养介质中一些氨基酸的影响;细胞内游离氨基酸浓度分析结果提示精氨酸的作用可能并不是通过干扰细胞内游离氨基酸池所引起,其具体作用机制尚待进一步实验的揭示。     

匍枝根霉抑制性消减杂交差异文库的构建及分析

目的:研究匍枝根霉纤维素酶表达相关的调控基因。方法:使用抑制性消减杂交技术(SSH),成功构建了匍枝根霉纤维素酶系的表达差异cDNA文库。随机挑选200个阳性克隆子并进行测序,最终获得30个差异表达片段(ESTs)。结果:与GenBank比对后,获得了匍枝根霉纤维素酶表达过程中涉及的相关重要调控基因信息,包括纤维素酶系中的纤维二糖水解酶以及半纤维素酶系中的甘露糖苷酶等多种关键酶的信息。结论:为进一步研究与匍枝根霉纤维素酶表达相关的基因调控机制奠定了基础。     

大肠杆菌乙酸耐受性菌株的构建及其耐受机制研究进展

乙酸是微生物发酵生产常见的副产物,也可作为碳源存在于木质纤维素水解液等非粮原料发酵培养基中。培养基中含有高浓度的乙酸/乙酸盐时会抑制细胞生长、降低生物量,影响目标产品的产量和产率。研究乙酸耐受性机制,改进菌株的乙酸耐受性,构建具有高乙酸耐受性工程菌株,对于以乙酸为碳源或利用含乙酸的原料进行高附加值产品发酵生产具有重要意义。本文综述了通过代谢工程、实验室适应性进化、全局转录机器工程和基于CRISPR可追踪基因组工程等方法构建大肠杆菌乙酸耐受性菌株的研究进展,进一步从乙酸同化代谢、氨基酸依赖型代谢、离子转运系统调节和细胞膜成分修饰等4个方面阐述了大肠杆菌乙酸耐受性菌株的耐受性应答机制,总结了大肠杆菌乙酸耐受菌株的生产应用,展望了提高大肠杆菌乙酸耐受方法和大肠杆菌乙酸耐受机制的研究方向。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism