鼠伤寒沙门氏菌嘌呤生物合成基因表达的调控研究——Ⅱ.O~c突变体的分离和遗传鉴定

已有研究证明,编码阻遏蛋白的调节基因purR能调节嘌呤从头合成途径中除purB外所有结构基因的表达。但迄今还缺乏阻遏蛋白与这些基因的操纵基因相结合的直接证据。本文报道以嘌呤结构基因purD和purG的MudJ(lacZ,Kan~5)插入物为出发株,在外加过量腺嘌呤核苷(2mmol/L)的MacConkey平板上通过选择红色菌落分离O~c突变体的结果。从上述两株出发株分别获得了8株和9株独立的消阻遏突变体。共转导分析和顺反试验证明,两组突变体中各有1株顺式作用突变体(O~c)。这是在鼠伤寒沙门氏菌中首次获得的嘌呤O~c突变体,为研究阻遏蛋白与操纵基因相互作用提供了重要材料。     

TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体的构建、表达及生物活性鉴定

目的:构建TANK结合激酶1(TBK1)相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体真核表达载体,检测该基因相关突变体在293细胞中的表达,并利用萤光素酶报告基因实验检测其生物活性。方法:根据文献报道的突变序列及QuickChange Site-Directed Mutagenesis实验设计手册,设计合成2条针对TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体的引物,以实验室之前构建的TBK1野生型真核表达载体为模板,构建TBK1激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体真核表达载体,分别命名为pcDNA3-Flag-TBK1(KD)、pcDNA3-Flag-TBK1(ΔULD)。以LipofactAMINE2000转染试剂转染至293细胞中进行瞬时表达,利用萤光素酶实验检测2种TBK1突变体诱导β干扰素(IFN-β)转录的情况。结果:测序结果表明,TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域缺失突变体真核表达载体构建成功,Western印迹检测表明其在293细胞中获得有效表达;用萤光素酶报告基因实验检测,与野生型TBK1相比,其相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域缺失突变体诱导IFN-β转录激活的作用明显降低。结论:真核表达的TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体具有相应的生物学活性,为研究其功能奠定了基础。     

SIRT2去乙酰化酶活性位点突变体的构建及活性鉴定

[目的]构建人沉默信息调节因子2(silent information regulator 2,SIRT2)的去乙酰化酶活性位点突变体，并验证其去乙酰化酶活性。[方法]设计合成人SIRT2的酶活性关键位点(Q167、N168和H187)突变基因PCR引物。利用重叠延伸PCR技术，获得hSIRT2突变基因。利用分子克隆技术构建hSIRT2突变体。利用Western Blot技术检测hSIRT2突变体的表达及其去乙酰化酶活性。[结果]成功获得了hSIRT2的168、187、167/168双位点和167/168/187三位点突变基因，片段大小为1 190 bp。所构建的突变基因重组质粒经DNA测序验证，显示成功插入。细胞内检测到清晰明确的突变体的表达信号。与野生型SIRT2相比，突变体的去乙酰化酶活性具有不同程度的改变。[结论]成功构建了hSIRT2的4种不同的去乙酰化酶活性位点突变体，其去乙酰化酶活性有不同程度降低。     

质粒RP4：：Mu引起霍乱弧菌基因的突变和转移

质粒pULB11(RP4：：Mucts)通过接合能从大肠杆菌转移到霍乱弧菌——吴江2(Vibriccholerae——Wu Jiang 2)中去。带有 puLB 11的霍乱弧菌经42℃诱导后能以0.5％的突变率产生营养缺陷型,这些营养缺陷型十分稳定,在10。细胞中还不能测出它们的回复突变体,这与Mu对大肠杆菌的诱变作用十分相似。质粒RP4及其抗药性很容易从霍乱弧菌中失去,这说明营养缺陷型的产生是由于Mu的插人而不是RP4的整人,所以pULB 11可以作为诱变剂来诱变霍乱弧菌的包括毒素基因在内的各种突变体,这在构建霍乱弧菌活菌苗方面有一定的意义。puLB 113(RP4：：Mini-Mu)还能诱动霍乱弧菌染色体基因,这也是研究霍乱弧菌遗传学的有用手段。     

FGF21(L~(59)R)突变体基因工程菌发酵表达条件的优化

本研究对影响FGF21(L~(59)R)突变体基因工程菌发酵条件的因素进行了优化。采用正交试验确定FGF21(L~(59)R)突变体基因工程菌的最佳LB培养基配方,利用SDS-PAGE电泳检测不同发酵条件对FGF21(L~(59)R)突变体蛋白表达情况。LB培养基最佳配比(g/L):蛋白胨11,酵母粉6,氯化钠10,葡萄糖1;在此基础上优化基因工程菌发酵条件,确定LB培养基p H 6.5~7.2,装液量(溶解氧)20%,菌体密度(A_(600))1.0,IPTG浓度0.6 mmol/L,37℃条件下诱导5 h,突变体蛋白的表达量由优化前的12%提高至35%。结果表明,培养基配方、p H、装液量(溶解氧)、菌体密度(A_(600))、IPTG浓度、温度、诱导时间均对FGF21(L~(59)R)突变体基因工程菌表达量有影响。     

红光与远红光比值对盐胁迫下番茄幼苗抗氧化能力的影响

该试验以‘Money Maker’野生型(CK)和以‘Money Maker’为背景的光敏色素B1突变体(phyB1)番茄植株为试材,分析红光与远红光比值(R∶FR)分别为7.4、1.2和0.8的光环境下,受盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)的番茄幼苗根系形态指标及叶和根中渗透调节物质含量、活性氧含量、抗氧化酶活性、MDA含量和相对电解质渗透率的变化,以解释不同R∶FR值对番茄幼苗抗氧化能力的影响以及光敏色素B1在其中的作用。结果显示:(1)在盐胁迫条件下,野生型和突变体phyB1番茄幼苗的根系形态指标(总根长、总根表面积、根尖数、根叉数)比对照显著降低,叶和根中渗透调节物质(可溶性蛋白和脯氨酸)含量、活性氧(O-·2和H2O2)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、MDA含量和相对电解质渗透率均比对照显著升高。(2)在盐胁迫条件下降低植株生长光环境中的R∶FR值,野生型番茄植株的根系形态指标以及叶和根中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性均比盐胁迫下显著升高,叶和根中活性氧含量、MDA含量和相对电解质渗透率均比盐胁迫下显著降低,而在phyB1突变体番茄植株中,以上指标在不同R∶FR值处理间均没有显著变化。研究发现,低R∶FR值能够促进野生型番茄根系的生长,提高叶和根中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,降低叶和根中活性氧含量、MDA含量和相对电解质渗透率,增强野生型番茄幼苗的抗氧化能力,促进番茄幼苗的生长,且当R∶FR值为0.8时整体效果最优;光敏色素B1在低R∶FR值促进番茄幼苗抗氧化能力中发挥了重要作用。     

水稻粒长新基因GL12 1定位与利用分析

水稻的粒长是水稻粒型构成的因素之一,直接影响水稻的单产,而粒长又是稻米品质的重要指标之一。该研究利用选育含有稻瘟病抗性基因Pigm 1的长粒恢复系R20 4为研究材料,通过图位克隆的方法,对粒长基因进行鉴定,并对该长粒性状在育种中的应用进行了分析。结果显示：(1)该长粒为显性基因控制的性状。(2)将粒长基因GL12 1初步定位在水稻第12染色体上Indel 12 3和Indel 12 7之间,物理距离约4.5 Mb。(3)通过进一步开发标记,最终将该粒长基因GL12 1定位在标记Indel 10和Indel 16之间,物理距离约900 kb。(4)长粒恢复系R20 4与‘庆源A’、‘定源A’和‘启源A’测交组合的粒长均表现R20 4表型,而与‘靓香A’测交组合的粒长比R20 4更长。研究表明,粒长基因GL12 1为显性基因控制的性状,可能为一个新的粒长控制基因,该研究为后期GL12 1基因的克隆、功能研究以及粒型分子育种奠定了基础。     

人双专一性磷酸酶活性位点Cys^124附近精氨酸突变及功能

为研究人双专一性磷酸酶活性位点Cys12 4 附近 3个带正电的精氨酸对酶催化功能的影响 ,用QuikChange定点突变方法获得 6个突变体 :R12 5L、R130 L、R130 K、R130 L/S131A、R158K和R158L。将含突变基因的重组质粒转化大肠杆菌菌株BL2 1(DE3) ,经IPTG诱导表达获得的目的蛋白质均以可溶形式存在。通过镍离子亲和层析纯化得到纯度大于 90 %的蛋白质。对人痘苗病毒H1相关磷酸酶 (VHR)及其突变体进行稳态动力学参数和竞争性抑制常数Ki 的测定 ,结果显示上述Arg130 和Arg158突变体的kcat/Km 值都较野生型有大幅度下降 ,而Ki 值有明显上升 ,表明 130和 15 8位的精氨酸是VHR活性所必需 ,而且可能与底物上带负电的磷酸基团结合有关。另外 ,单突变体R130 L和双突变体R130 L/S131A之间的kcat值相差很小 ,提示Arg130 单点突变后可能破坏了Ser131与Cys12 4 间的氢键。再者 ,R12 5L、R130 L和R158L突变体都降低了砷酸盐结合亲和性 ,暗示这 3个精氨酸残基侧链上的正电荷可能有助于底物与酶的结合。     

水稻淡黄绿叶色突变体的光氧化特性研究

为了解水稻淡黄绿叶色突变体‘标810S’的光保护机制,在自然强光条件下对突变体‘标810S’及其野生型‘810S’连体剑叶经5mmol/L甲基紫精(MV)处理后的光氧化特性进行了比较研究。结果表明,在MV处理条件下,突变体‘标810S’剑叶净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ФPSⅡ)和光化学淬灭(qP)下降幅度明显低于野生型‘810S’,而非光化学淬灭(qN)上升幅度及PSⅠ和PSⅡ活性则明显高于‘810S’;同时,‘标810S’剑叶抗坏血酸(AsA)、还原型谷光甘肽(GSH)含量以及超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性均明显高于‘810S’,而超氧阴离子(O-·2)产生速率、膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量则明显低于‘810S’。研究认为,在光氧化处理下淡黄绿叶色突变体‘标810S’是通过增加热耗散、提高抗氧化物质含量和保护酶活性、减少超氧阴离子和丙二醛的积累来维持较高的光系统活性和光合能力,从而表现出耐光抑制(光氧化)的生理特性。     

氧化还原对NDPK-A及突变体磷酸转移酶活性的影响

对核苷二磷酸激酶A(NDPK-A)及其4种半胱氨酸突变体进行诱导表达及纯化,测定它们在氧化还原条件及正常条件下的磷酸转移酶活性,研究氧化还原及二硫键异构对NDPK-A及突变体活性的影响。将实验室之前构建成功的野生型NDPK-A(PBV-NDPK-A)及4种突变型NDPK-A基因(PBV-NDPK-A C4S,PBV-NDPK-A C109S,PBV-NDPK-A C145S,PBV-NDPK-A C4/109/145S)在大肠杆菌中高效表达;以DEAE-sepharose Fast Flow离子交换层析与Cibacron Blue 3GA Sepharose CL-4B亲和层析技术纯化目的蛋白;HPLC法测定比较野生型NDPK-A及突变体在氧化还原和正常环境下磷酸转移酶活性。结果显示,NDPK-A及突变体在大肠杆菌中高效表达;经纯化分别获得了均一的NDPK-A蛋白及突变体蛋白,纯度均达到98%;在还原环境下NDPK-A及突变体的磷酸转移酶活性均高于正常环境下的活性,但是在氧化环境下的磷酸转移酶活性明显低于正常环境下。氧化还原环境对NDPK-A结构异构及磷酸转移酶活性有一定的影响,提示氧化还原环境可能调控NDPK-A二硫键的形成,影响蛋白的聚集状态,从而影响蛋白的磷酸转移酶活性,并且NDPK-A结构中可能有更为复杂的氧化还原调控酶活性机制。     

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种8004菌株wxcA基因与EPS的产量有关

在以前的工作中,采用转座子Tn5 gusA5对野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xcc)8004菌株进行诱变,获得一批胞外多糖(EPS)合成减少的突变体,对这些突变体的Tn5 gusA5的插入位点进行分析后,发现有两株突变体是wxcA基因不同插入位点的突变体。以前认为wxcA基因与脂多糖(LPS)的O-抗原合成有关而与EPS的合成无关。为明确wxc4基因的功能,对8004菌株的wxcA基因进行缺失,获得的△wxcA突变体的EPS产量与野生型菌株相比,减少了50％,并且一段PCR合成的包含wxcA基因的DNA片段能反式互补△wxcA突变体,恢复突变体的EPS产量。这证实了8004菌株的wxcA基因与EPS的合成产量有关。     

人SUMO3基因突变体(SUMO3-K11R)真核表达质粒的构建及其鉴定

构建人SUMO3基因K11R突变体的真核表达质粒并对其进行功能鉴定。方法:PCR扩增人SUMO3基因,将其克隆入真核表达载体pEGFP-C1内,构建含人SUMO基因K11R突变体的真核表达质粒pEGFP-SUMO3-K11R。使用真核转染,Western blot和免疫荧光实验的方法,鉴定SUMO-K11R在真核细胞中的表达和功能。结果:克隆的人SUMO-K11R基因,测序结果显示完全正确。瞬时转染真核细胞后,Western blot在预期的位置检测出目的条带,免疫荧光实验显示SUMO3-K11R突变体蛋白其功能与SUMO1蛋白相似,可作为研究SUMO1蛋白和SUMO3蛋白功能差异的有力工具。结论:成功构建了含人SUMO-K11R基因的真核表达质粒。     

人肝再生增强因子CXXC活性结构域的研究

人肝再生增强因子(human augmenter of liver regeneration, hALR)蛋白序列中有一段保守的Cys-Xaa-Xaa-Cys (CXXC)氨基酸序列,针对hALRp的CXXC结构,对hALR分别进行C65A和Q88C突变,表达、纯化突变体蛋白。体外检测hALRp和突变体的黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide, FAD)辅助的巯基氧化酶活性,hALR-FAD和hALRQ88C-FAD组与对照组比较有显著差异(P<0.05),hALR-FAD和hALRQ88C-FAD组之间无差异;hALRC65A-FAD组与对照组比较无差异。结果显示,通过C65A突变将CXXC结构破坏后,该突变体的巯基氧化酶活性完全丧失;通过Q88C突变增加一个CXXC序列后,该突变体的巯基氧化酶活性较hALR-FAD未见明显增加;同时,FAD不仅是hALRp发挥巯基氧化酶活性必须的辅助因子,而且有助于hALRp突变体蛋白的复性。     

香蕉（‘威廉斯突变体’）苯丙氨酸解氨酶基因克隆、表达及酶活性分析

选用抗枯萎病突变体‘威廉斯突变体(Musa spp.AAA,Williams Mutant)'为试材,用RT-PCR技术从香蕉叶中克隆得到一个长为1 504 bp,编码501个氨基酸的苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因cDNA序列.序列分析与其它植物PAL蛋白有较高同源性,尤其是麻疯树和柑橘属同源性高达93%.半定量PCR和酶活性测定被采用研究威廉斯突变体在接种枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp.cubense.roce 4(FOC4)茎中PAL表达的变化,结果显示茎中PAL活性呈规律性变化,且均高于同期对照,与其它植物相关研究结果类似,表明PAL与香蕉抗枯萎病密切相关.     

茄科作物青枯菌NADH脱氢酶F亚基在细胞运动和致病性中的功能研究（英文）

【目的】劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)在茄科作物上引起严重的细菌性青枯病,本研究旨在发掘青枯劳尔氏菌与致病相关的基因。【方法】利用Tn5转座子构建随机插入突变体,分析生物膜形成、细胞运动和致病性;对有表型变化的突变体,运用TAIL-PCR方法鉴定Tn5插入位点,确定所突变的基因。【结果】以模式菌株GMI000为出发菌,总共获得了400个突变体,其中2个突变体不能形成生物膜,在软琼脂平板上的运动能力下降;接种感病番茄植物,这2个突变体都不能引起萎焉症状。TAIL-PCR结果显示,2个突变体的Tn5插入位点都在NADH脱氢酶F亚基(nuoF)中,距离翻译起始位点分别为103-bp和225-bp。ripAY基因启动子推动的nuoF基因互补载体,完全恢复了2个突变体的表型。【结论】NADH脱氢酶复合物是微生物呼吸电子传递链中的第一步催化酶。我们的结果表明,NADH脱氢酶复合物对R. solanacearum生物膜形成、细胞运动和致病性也有重要作用。     

一个新水稻温敏感叶色突变体的遗传分析及其基因分子定位

在粳稻品种嘉花1号(Oryza sativa L. ssp. japonica ‘Jiahua No.1’)种子经⁶⁰Co γ射线辐照处理的后代中, 发现了1个低温敏感叶色突变体mr21。在较低温度(<25.0°C)条件下, 该突变体幼苗叶色呈黄色; 随着温度逐渐升高, 叶色由黄转绿,其临界温度约为27.5°C; 在低温条件下, 突变体幼苗总叶绿素含量以及叶绿素a、b的含量均较野生型嘉花1号明显下降, 表明该突变体的叶色性状具有明显的温敏感性。遗传分析表明, 该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制, 暂将该突变基因命名为thermo-sensitive leaf-color 1(tsl-1)。以该突变体与籼稻9311(Oryza sativa L. ssp. indica ‘9311’)杂交的F₂代分离群体作为定位群体, 利用SSR分子标记将tsl-1基因初步定位在水稻(Oryza sativa)第1号染色体短臂上的MM1799与RM8132分子标记之间, 其遗传距离分别为2.4 cM和3.0 cM; 然后, 进一步利用扩大F₂代群体及新发展的分子标记将tsl-1基因定位在分子标记InDel2与InDel4之间的198 kb内。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

肿瘤坏死因子与其受体相互作用的计算机模拟研究

利用同源模建方法,以肿瘤坏死因子(TNF)R55受体胞外区的晶体结构为参考模板,预测了TNFR75受体胞外区Cys18-Phe147片段的三维结构。根据R55受体胞外区与LT相结合的复合物的晶体结构,预测了TNF与R55及R75胞外区的复合物的三维结构,模拟了TNF与受体之间的相互作用。由于TNF与受体的作用形式是三聚体对三聚体,因此在模拟TNF与受体相互作用时选择了包括一个非对称的TNF三聚体和一个受体(R55或R75)单体的模拟系统。结合已有的突变体实验结果,利用计算机分析手段,发现了一些TNF突变体之所以具有受体选择性的三维结构基础和发挥了关键作用的氨基酸残基以及这些残基之间的主要作用形式。研究深化了对已有的突变体实验结果的认识,建立了不同的实验结果之间的内在关联,为以后有目的的新型突变体设计和实验研究打下了基础。     

重组猪胰蛋白酶及其R122位点突变体在毕赤酵母中的高效表达及其性质研究

目的:研究R122位点突变重组猪胰蛋白酶,与野生型酶相比较,该位点对重组猪胰蛋白酶(RPT)性质的影响。方法:以毕赤酵母GS115作为表达宿主,对RPT、突变体mRPT(R122H)和 mRPT(R122H/R73G/R130T)进行表达及纯化。并对其性质和稳定进行对比研究。结果:重组胰蛋白酶及其突变体在毕赤酵母中均获得了高效表达。相对于RPT,突变体mRPT(R122H)和 mRPT(R122H/R73G/R130T)在以N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯 (BAEE)为底物时,具有更强底物结合力,三者的米氏常数分别为18.8μmol/L、9.0μmol/L和11.0μmol/L;两突变体耐高温耐碱能力增强;在Ca ²⁺存在及去除的条件下,突变体具有更强的抗自降解能力。 结论:可以利用毕赤酵母高效表达重组胰蛋白酶及其突变体。mRPT(R122H)和mRPT(R122H/R73G/R130T) 相对于野生型RPT,对高pH条件和高温的耐受性增强,该稳定性的提高主要归因于R122位点的突变。     

北京棒杆菌天冬氨酸激酶突变体R169H的构建及酶学性质表征

【目的】提高北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)中天冬氨酸激酶(aspartokinase,AK)活力。【方法】利用定点突变技术对AK基因进行突变,并将突变体转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中异源表达。重组菌经超声破碎后、利用镍柱对AK进行纯化,并经SDS-PAGE和Western blot验证。通过检测酶活力比较突变体和野生型动力学变化并研究突变体和野生型的部分酶学性质。【结果】成功构建突变体R169H。经验证知,AK分子量为48kDa。突变体R169H的Vmax为226.3 U/mg·s-1,较野生型提高2.3倍。最适反应温度为26℃,与野生型经验值相同;最适反应pH为9.0,较野生型经验值8.0有所提高;在最适温度和pH值下的半衰期为5.5 h,比野生型的4h稳定性要好;代谢产物赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸在低浓度时对AK均具有激活作用。【结论】突变体中R169与E92间氢键消失,能够影响亚基间聚合度,降低酶对底物的亲和力,减弱代谢产物对AK的反馈抑制作用,从而使R169H中AK的Vmax提高2.3倍。     

杂交兰及其花艺突变体中类黄酮成分差异的代谢-转录组联合分析

为探索杂交兰花艺突变体变异的分子机理,该研究以杂交兰‘玉凤’及其花艺突变体‘双艺金龙’为材料,利用靶向代谢组学和转录组学鉴定两者中类黄酮化合物含量差异及其相关通路上的差异表达基因。结果表明：(1)代谢组分析发现,杂交兰‘玉凤’和‘双艺金龙’花瓣中共检测到271种类黄酮代谢物,其中黄酮醇类和黄酮类代谢物的相对含量约占总类黄酮的30%～50%;共检测到38个差异代谢物(15个上调,23个下调);‘玉凤’中差异最高的代谢物二氢山奈酚-7-O-葡萄糖苷(黄酮醇类)含量是‘双艺金龙’的124 444倍,‘双艺金龙’中差异最高的代谢物3,5,7,3′,4′-五羟基-5′-异戊二烯基黄酮(黄酮醇类)含量是‘玉凤’的7 244倍。(2)KEGG分析显示,差异代谢物显著富集在类黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成途径。其中,在类黄酮生物合成途径上,根皮苷、黄腐醇、二氢山奈酚、二氢杨梅素和表没食子儿茶素含量升高,柚皮苷和二氢槲皮素含量降低;在黄酮和黄酮醇生物合成途径上,三叶豆苷和槲皮素含量均下降。(3)转录组分析共筛选到563个差异表达基因,与‘玉凤’相比,‘双艺金龙’中有220(39.1%)个基因上调表达,343...