紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物。介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvesting I)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(light-harvesting II)和光化学反应中心(reaction center)的结构, 并探讨了其光合作用基因的转录调控机制, 重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控。     

植物细胞核与叶绿体光合基因及其调控

光合作用被称为地球上最重要的化学反应。它是由相互协调的基因、调控元件、信号因子和代谢过程组成的网络途径。文章首先介绍了光合基因的分类及其调控元件,重点讨论了叶绿体编码基因和核编码基因的调控及两者之间的协调表达。光合基因不是受某一单一水平上的调控,而是受各种信号分子的影响。未来将通过系统生物学研究方法如蛋白质组学、基因芯片和深度测序研究不同基因、不同细胞器和不同细胞类型之间的信号相互作用,最终将通过全基因组表达图谱和生物学信息学,揭示光合基因信号通路并调控作物光合产量,并为人工模拟光合系统奠定基础。     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物.介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvestingⅠ)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(1ight-harvesting Ⅱ)和光化学反应中心(reaction center)的结构,并探讨了其光合作用基因的转录调控机制,重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控.     

肠杆菌科细菌的Rcs信号转导系统——毒力、应激

Rcs是肠杆菌科细菌中的一种复杂的双组分信号转导系统,能调节细菌荚膜异多糖酸合成,以及细菌鞭毛基因、抗酸性基因等的表达。Rcs不同于典型的双组分系统,其由3个蛋白构成,磷酸转移过程分3步进行。不同细菌中的Rcs功能有所区别,主要为调控细菌的毒力和应激。本文在简单介绍细菌双组分信号转导系统的基础上,重点对肠杆菌科细菌Rcs的组成、功能及磷酸转移机制进行综述。     

丁香假单胞菌中的III型分泌系统及其调控机制研究进展

丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)是引起许多作物病害的一种革兰氏阴性病原细菌。该细菌入侵寄主植物细胞主要通过其III型分泌系统(type III secretion system,T3SS)将效应蛋白转入到寄主真核细胞内,抑制寄主免疫功能,以达到成功侵染和定殖的目的。III型分泌系统的主调控因子RhpR/S通过感受环境信号的变化直接调控hrpR/S及其他毒力相关通路。同时III型分泌系统基因的表达也受到其他调控因子的影响,包括σ因子HrpL、双组分系统GacA/S、Lon蛋白酶、第二信使分子和环境信号等。本文在简要介绍丁香假单胞菌III型分泌系统组成和功能的基础上,综述丁香假单胞菌III型分泌系统调控机制的最新研究进展,以期为深入探究病原菌的致病机制提供参考和思路。     

密度感应系统：对细菌致病力的自行调控

细菌通过密度感应系统感受环境中的信号分子,进而调控菌群一系列生物学性状。研究发现密度感应系统能够调控细菌生物被膜形成、毒力基因表达及噬菌体感染等功能,其中基于密度感应系统调控细菌抵御噬菌体感染更是新发现,预期也将是未来数年的研究热点,其调控机制的阐明将为有效应用噬菌体开展耐药菌的防控展现广阔前景。本文将重点综述细菌密度感应系统对细菌致病相关功能的调控机制,旨在为病原菌的防控提供新思路。     

不产氧光合细菌光合色素的光氧调控机制

[目的]为不产氧光合细菌光合色素研究提供可行的较系统规范的研究方法和数据,揭示固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)光合色素光氧适应性机制.[方法]采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的类胡萝卜素和细菌叶绿素合成代谢进行了研究.[结果]134K20菌株光照好氧时细胞得率最高.光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素,黄色素大量表达.有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制.黑暗好氧主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧.光照好氧时黄色素减少到1种,紫色素含量增加,其余同黑暗好氧.[结论]固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)是通过PpsR调节途径来调节光合基因表达的.黄色和红色素属于类胡萝卜素.黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分.红色素为新的球形烯酮组分,3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,正己烷能显示其精细结构.紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物.乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素.溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物.     

质粒在大肠杆菌和沼泽红细菌之间的接合转移

人们以光合细菌中的紫色非硫光合细菌如球形红细菌和荚膜红细菌等为模型,在阐明光合作用机制等方面取得了很多成果,但对于紫色非硫光合细菌中的沼泽红细菌报道较少。直到1988年Harwood等人发现沼泽红细菌可以利用多种芳香族化合物如木质素单体、苯甲酸和4—羟基苯甲酸等作为唯一碳源进行光照厌氧生长或好氧生长,使沼泽红细菌成为研究该类化合物降解机制的一个良好模型。近年来,沼泽红细菌降解苯甲酸的途径已基本搞清。目前,研究集中于两个方向,一是有关酶类的提纯及性质研究,二是有关基因的克隆。     

sRNA调控细菌耐药相关基因表达研究进展

近年来随着抗菌药物的广泛应用,造成各种耐药菌、多重耐药菌甚至是超级细菌的出现,对抗菌治疗产生严重的威胁。sRNA是一类新发现的基因表达调控因子,通过与靶mRNA或靶蛋白配对,从而调控细胞的生理功能以应对各种环境变化。研究表明,sRNA能够在细菌耐药过程中(如阻碍抗生素进入细胞、将药物外排出菌胞)发挥重要的调控作用。就sRNA参与调控细菌耐药机制相关基因的表达研究展开系统综述,从而为阐明耐药机制及发现新的药物靶点提供有益参考。     

转基因植物启动子的化学诱导

研究活体内基因功能最有效的方法是当某一特定基因产物的水平发生改变时 ,通过分离突变体或构建转基因植株分析其表型。但反义ＲＮＡ或一些显性负性蛋白的表达能够引起有功能的基因表达产物的减少。若在实验过程中获得某种功能 ,则基因表达产物量的提高就提供了较有价值的信息 ,且通过改变了分子特征的基因表达产物可以研究细胞的调控机制。若使基因的活动处于可逆及暂时能精确调控的方式就使得上述研究基因功能的方法更为有效。在转基因的表达参与植株再生过程的情况下 ,就必须应用可调控系统。可调控的启动子不仅能研究不同发育阶段基因产…     

植物体内干旱信号的传递与基因表达

干旱是严重影响植物生长发育的重要环境胁迫因子之一。干旱能影响植物的水分状态,使植物缺水遭受伤害。近年来,相继从拟南芥等植物中克隆出了一些受干旱诱导的基因,如蛋白激酶基因、光合基因、渗透调节基因、功能蛋白基因（如LEA基因）等。干旱等胁迫信号经历一系列的传递过程,最后诱导这些特定基因的表达。在植物体中,可能存在依赖ABA型和不依赖ABA型两条干旱信号的传递途径。近年来从高等植物中分离出一系列调控干旱相关基因表达的转录因子,通过转录因子之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用,激活或抑制干旱等胁迫因子诱导的基因表达。     

细菌中RpoS蛋白的表达调控及其功能的研究进展

RpoS蛋白是RNA聚合酶的一种σ因子,能够调控一组特异性基因的表达,因此在细菌中发挥着至关重要的作用.在细菌中,RpoS蛋白的表达受到严格的控制,主要表现在3个水平的调控:转录水平,翻译水平和翻译后水平.环境应力作用通过信号传导进入细菌细胞内,引起一系列微环境的改变,进而引起调控子的变化.通过调控于与RpoS蛋白直接和间接的相互作用,达到控制其水平的目的.另外,由于RpoS蛋白在细菌中有特殊作用,因此RpoS蛋白水平的变化会引起众多基因表达水平的改变,从而引起细菌对不同环境应力应答的变化以及细菌的某些特性的改变,为今后细菌病害的防治提供了新的策略.综述了近年来对RpoS蛋白的表达调控以及在几种常见菌种中功能的研究进展,由于RpoS蛋白的功能的复杂性,仍有大量的未知功能有待进一步鉴定.     

亚抑菌浓度博落回生物碱对ExPEC主要外膜蛋白和II型T-A系统表达的影响

【背景】血根碱、白屈菜红碱、原阿片碱等生物碱是我国二类新兽药博落回散和博普总碱散的主要成分,具有广泛的药理作用。【目的】研究亚抑菌浓度血根碱、白屈菜红碱、原阿片碱对肠外致病性大肠杆菌(extraintestinal pathogenic Escherichia coli,ExPEC)主要外膜蛋白及其调控基因和Ⅱ型毒素-抗毒素(toxin-antitoxin,T-A)系统基因表达的影响,初步探讨博落回生物碱对ExPEC细菌生理活动影响的可能机制。【方法】比较不同Ⅱ型T-A系统基因yafON、hicAB、prlF-yhaV缺失的ExPEC对血根碱、白屈菜红碱、原阿片碱及抗生素的最小抑菌浓度;在1/2MIC亚抑菌浓度血根碱、白屈菜红碱、原阿片碱条件下,比较它们对ExPEC野生型(wild type,WT)菌株和外膜蛋白tolC缺失菌株(ΔtolC)的不同外膜蛋白基因ompC、ompX、tolC、ompF和调控基因acrR、rob、marR、rpoS、soxS表达的影响,以及对T-A系统基因yafON、hicAB、prlF-yhaV表达的影响。【结果】T-A系统hicAB和prlF-yhaV缺...     

Rhodobacter sphaeroides和Rhodovulum sulidophilum LHII的α和β亚基的交叉作用关系

类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)和嗜硫小红卵菌(Rhodovulum sulidophilum)为不同属的两种光合细菌,前者的捕光系统II由pucB、pucA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成,后者的捕光系统II由pucsB、pucsA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成.将这两组基因交叉组合,克隆到包含puc启动子的表达载体中,得到两个表达质粒即pRKpucsBpucA和pRKpucBpucsA,然后通过接合转移方法分别转入LHI、LHII和RC缺陷型菌株DD13中,两种接合转移菌株都可以形成捕光系统II并进入光合细菌膜系统.     

谷胱甘肽硫转移酶基因表达的调控

催化内源性或外源性亲电子化合物与谷胱甘肽(GSH)结合的谷胱甘肽硫转移酶(GST)超基因家族是一族解毒功能蛋白.其基因的表达通过不同的机制受多种物质的调控.根据最近文献资料,对调控谷胱甘肽硫转移酶基因表达的基因结构、调控机制及氧化应激对谷胱甘肽硫转移酶基因表达的调控作用等作一简要综述.     

小鼠转基因的可诱导表达

转基因小鼠是研究基因表达调控及表达产物生物学效应的最佳体系之一。小鼠转基因可诱导表达系统的研究和应用为实现对转基因表达在时间和空间上进行严格调控。深入研究单一基因在生物体不同发育阶段。不同生理条件和不同病理状态下不同组织中的功能作用提供了有力的手段。并为进一步阐明人类生理机能和疾病的分子机制及基因治疗的研究开辟了新的前景。     

细菌效应蛋白对宿主细胞Rho小G蛋白信号通路的调节作用

病原体细菌通过自身分泌系统分泌效应蛋白并注入宿主体内,修饰宿主的信号转导系统,破坏宿主细胞中天然免疫有关信号通路,发挥毒性作用使宿主产生疾病。吞噬作用在天然免疫系统中发挥重要作用,这个过程涉及肌动蛋白细胞骨架的重排。Rho(Ras homolog family)小G蛋白家族成员作为细胞骨架结构的重要调控蛋白可调节这一过程,其相关信号通路成为细菌效应蛋白的作用靶点。细菌效应蛋白可以模仿Rho的调节因子破坏信号通路,可以通过剪切Rho C-端的尾部结构使其从细胞膜解离并失去活性,可以直接模仿Rho发挥调控功能,可以影响Rho上游的调控事件影响其活性,也可通过对Rho进行直接的翻译后修饰使其失活,形成有利于细菌生存、繁殖、毒力释放的环境。由此导致的Rho信号通路功能紊乱使宿主产生智力缺陷、免疫功能障碍、癌症等多种疾病。     

黄曲霉毒素生物合成代谢相关的基因组信息挖掘和转录调控因子研究进展

黄曲霉毒素生物合成调控机制的研究已成为研究真核生物次级代谢过程的模式系统,真菌基因组学及其他组学技术的快速发展为我们挖掘基因组信息、获取基因表达谱继而为黄曲霉毒素生物合成调控网络及其他真菌次级代谢机制的研究提供基础。真菌次级代谢基因的表达需要不同类型的转录因子进行调控,包括通路特异性转录因子、全局性转录因子及应答各种环境信号的广泛转录因子等,对这些转录因子功能的研究加快了对黄曲霉毒素生物合成代谢调控机制的认识。     

子囊菌交配型位点与交配型基因研究进展

有性生殖是真菌的生殖方式之一,是真菌遗传重组的重要驱动力。交配型(mating-type,MAT)位点控制真菌性别,在有性生殖过程中起决定性作用。不同类型真菌MAT位点的基因组成、排列方式和编码蛋白不尽相同。近年来,MAT位点和MAT基因的功能与调控网络研究进展较快。本文对子囊菌交配型位点的基因组成及分布、MAT基因的功能、MAT位点与有性生殖调控通路的关系等进行了综述。     

低温胁迫下烤烟幼苗叶片光合作用和抗氧化能力基因差异表达谱

对低温(5—7℃)胁迫下烤烟"K326"幼苗叶片光合指标、膜氧化水平及其抗氧化指标进行测定,并利用数字化基因表达谱技术进行基因差异表达分析。低温胁迫后烤烟幼苗叶绿素含量、光合能力显著下降,脯氨酸含量、丙二醛含量上升,超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、抗坏血酸含量和谷胱甘肽含量均显著上升。低温胁迫后有2357个基因发生了显著差异表达,其中1673个基因表达上调、684个基因表达下调,其分子功能、细胞位置和主要代谢过程均涉及光系统、膜氧化系统和抗氧化系统。对涉及到的代谢过程进行分析,结果表明:光合天线蛋白调控基因表达量均显著下降、光合作用的主要调控基因表达量多数表现为显著下调、而与氧化能力相关的谷胱甘肽代谢差异表达基因大多数显著上调。基因差异表达谱分析结果和低温胁迫后叶片光合能力、抗氧化能力生理生态指标测定结果基本一致,为进一步研究低温胁迫对作物的生态影响和研究基因克隆与功能提供基础。