气体分子的信号转导作用研究

气体分子在生物体内细胞通讯与信号传递过程中具有重要作用.对NO、CO、活性氧、H2S等气体性信号分子的信号转导作用进行了综述.     

硫化氢对血管重构作用及机制的研究进展

硫化氢(H₂S)被认为是一种无色具有臭鸡蛋气味的有毒气体,大量吸入可导致多种组织器官的损害,严重者可导致死亡。但近年来的研究表明,H2S在心血管系统具有多种生理和病理调节作用,是心血管功能调节的第三种气体信号分子,主要由酶促反应生成,受多种代谢途径调节。作为一种生理性血管调节因子,H₂S具有抑制血管细胞增殖、凋亡和自噬,并调控血管张力的作用。H₂S通路的下调参与了多种血管疾病的发病,如高血压、肺动脉高压、动脉粥样硬化等,并且可以通过补充H₂S来调节血管张力,抑制血管炎症,防止血管细胞钙化、氧化应激和增殖以及调节血管细胞凋亡及焦亡,进而极大地帮助防治血管疾病,这一结论已在动物和细胞实验,甚至临床研究中得到验证。本文主要论述H₂S在血管生理和病理生理中的作用及作用机制的研究现状,旨在为多种血管疾病的防治提供新的思路和启发。     

NH3和H2S降解功能菌的分离鉴定及降解特性研究

为了减少厨余垃圾堆放时恶臭气体的排放,本研究利用富集驯化、定性初筛和定量复筛法从厨余垃圾中分离筛选到2株对NH₃和H₂S均具有高效降解作用的菌株CN5和CS2。通过16S rDNA序列分析,分别鉴定为肠球菌属(Enterococcuss sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。通过单因素实验,确定两株菌的最佳除臭条件为:培养温度为35℃、pH为7、碳氮比25∶1、碳源为蔗糖、氮源为氯化铵,对NH3和H2S的降解率均能达到85%左右。菌株CN5和CS2在2∶3的混合状态下生长状况最好,p H值稳定,OD600最大值为1.342。通过氨氮含量和硫酸盐含量测定实验发现,最终氨氮含量为50.5 mg/L,菌剂对氨氮降解率为85.3%;硫酸盐含量为302.7 mg/L,菌剂对硫酸盐生成率为89.2%。结果表明,从厨余垃圾中筛选得到的2株菌对NH₃和H₂S具有良好的降解能力,且两菌株相互之间具有协同作用。     

FS36作为新型人源Hsp90抑制剂的发现

热休克蛋白90(Hsp90)通过对几百种蛋白质底物(客户蛋白质)进行合理的折叠、成熟其构象并且激活,在肿瘤细胞的生长和繁殖中发挥重要作用．因此,Hsp90成为非常有吸引力、有前途的抗肿瘤药物靶点,并且超过20种抑制剂已经进入临床实验阶段．我们在这里设计并合成了一个小分子抑制剂：FS36．收集了Hsp90^N-FS36复合物晶体结构的X射线衍射实验数据．高分辨率X射线晶体结构表明,FS36在ATP结合位点上与Hsp90^N相互作用,并且FS36可能替代核苷酸与Hsp90^N结合．FS36和Hsp90^N的复合物晶体结构和相互作用为后期设计和优化新型抗肿瘤药物奠定基础．     

葛根素对小鼠心肌细胞CVB3诱导心率失常的影响及其作用机制

本研究旨在确定葛根素对CVB3诱导心肌炎的治疗作用,并探讨其分子机制。通过测量生理指标和超声心电图检查,探讨葛根素对VMC小鼠心脏功能的影响;借助ELISA检测血清中H2S、TNF-α、hs-CRP和cTnI水平,并结合Western blotting分析葛根素对L-10、STAT3、NF-κβp65和NF-κβp50表达水平的影响。ELISA检测结果显示,葛根素处理可降低血清TNF-α、hs-CRP和cTnl水平,上调IL-10和STAT3的表达,并升高血清H2S含量;Western blotting分析结果表明,葛根素处理下调了NF-κβp65和NF-κβp50的表达水平,并降低P13K和AKT在心脏组织中的磷酸化水平。此外,葛根素处理还增加了心脏组织中Iκβα的表达水平。综上,葛根素通过激活CSE/H2S途径和IL-10/STAT3途径,并抑制NF-κβ信号传导途径来抑制VMC的发展。     

硫化氢在植物中的生理功能及作用机制

硫化氢(H₂S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后第3个气体信号分子, 在植物体内参与许多重要的生理活动, 能够促进植物光合作用和有机物的积累, 缓解各种生物和非生物胁迫并促进植物生长发育。该文综述了植物体内H₂S的物理化学性质、产生机制、主要生理功能和作用机制以及与其它信号分子的互作关系, 并展望了H₂S信号分子的研究前景。     

苜蓿体内H2S信号与Ca2+调节气孔运动的作用机制

为探究H₂S信号在苜蓿（Medicago sativa）体内调节气孔运动的作用,及在此过程中H₂S与Ca²⁺的关系,以蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）的野生型和钙离子转运体突变体为试验材料,分别从转录水平、细胞水平和生理水平开展研究。采用qRT-PCR比较相关基因的表达量变化、荧光探针显示体内Ca²⁺含量、电极法测定H₂S含量、光学显微镜观察和测量气孔孔径等。结果表明：蒺藜苜蓿突变体NF3011和NF2734体内H₂S的含量与野生型相比极显著降低（P<0.01）;H₂S信号在一定程度上抑制钙离子转运体编码基因MTR_6g027580的表达;外源生理浓度H₂S熏蒸可诱导蒺藜苜蓿气孔关闭,与Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃联合处理对野生型气孔运动未产生影响,而在突变体中的结果截然相反;利用荧光探针测定保卫细胞内的Ca²⁺含量,所得结果与气孔孔径的变化规律完全一致。综上所述,H₂S信号促进叶片保卫细胞内Ca²⁺的含量增加,最终表现为植物气孔孔径变小,在此过程中胞内Ca²⁺含量变化主要通过Ca²⁺转运体进行,少部分依赖Ca²⁺离子通道。该研究结果不仅在理论上丰富了H₂S信号的作用机制,更具应用于苜蓿生产实践并推广于其他作物的潜力。     

过氧化氢酶在衰老和疾病调控中的作用机制

H2O2是细胞正常代谢的产物,调节多种生理和生化过程.它通常处在一种相对稳定的动态平衡中,有许多与H2O2有关的酶参与和维持,其中过氧化氢酶是细胞内H2O2的重要清除剂,许多研究证实它的变化将导致H2O2的动态失衡,使细胞内发生一系列相应的反应,表现出特殊的形态特征.文章综述了过氧化氢酶在衰老和疾病发生方面的作用机制.     

表皮生长因子受体酪氨酸激酶的克隆表达和酶抑制剂筛选模型的构建

表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor,EGFR）属受体酪氨酸激酶（tyrosine kinase,TK）家族,其胞内的酪氨酸激酶在细胞信号转导通路中具有十分重要的作用。许多肿瘤的发生、发展都与EGFR胞内酪氨酸激酶的异常表达密切相关。因此,EGFR胞内酪氨酸激酶的抑制剂有可能成为治疗肿瘤的有效药物。从人脐静脉内皮细胞（HUVEC）提取总RNA,采用RT-PCR获得EGFR酪氨酸激酶催化域的编码基因。将其克隆至载体pET-30a,在E．coliBL21（DE3）中进行了成功表达,采用Ni-NTA亲和层析对其进行了纯化。通过对酶的活性的测定,证明重组EGFR酪氨酸激酶蛋白具有利用ATP催化底物发生磷酸化反应的激酶活性。以该重组激酶为靶位构建了酶抑制剂筛选模型,拟对微生物代谢产物进行筛选。     

3-MA增强鼻咽癌细胞对Polo样激酶抑制剂敏感性的机制研究

鼻咽癌高发于东南亚地区及中国南部省份,在鼻咽癌晚期治疗中细胞周期类化疗药物多有应用, Polo样激酶抑制剂是一类新型的具有一定应用前景的细胞周期类化疗药物。该研究以鼻咽癌细胞5-8F、6-10B为模型对Polo样激酶1(Polo like kinase 1, PLK1)抑制剂的应用进行初步探索,通过Cell Counting Kit-8实验、流式细胞术发现PLK1抑制剂GW843682X、BI2536与选择性磷酸肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine, 3-MA)联合使用可显著增强PLK1抑制剂对鼻咽癌细胞的增殖抑制,并诱导更多的鼻咽癌细胞死亡;综合细胞周期及凋亡蛋白的检测结果,认为3-MA可通过促进细胞周期蛋白依赖性激酶1/周期蛋白B1(cyclindependent kinase 1/cyclin B1, CDK1/Cyclin B1)复合物的激活增强Polo样激酶抑制剂对鼻咽癌细胞的杀伤能力。综上所述, 3-MA可作为PLK1抑制类药物的增敏剂,增强其对鼻咽癌细胞的抑制效果,该研究为相关药...     

气体信号分子对心血管系统线粒体的作用

气体信号分子是由生物体内生成的、具有生物学效应的气态分子。目前已经发现一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H_2S) 3种气体信号分子。气体信号分子具有抗炎、抗氧化、抑制细胞凋亡、舒张血管、保护心脏等作用。线粒体在维持心肌细胞正常能量代谢中发挥重要作用,其功能紊乱会导致多种心血管系统疾病的发生。气体信号分子通过对线粒体的呼吸作用、线粒体的融合与分裂、线粒体自噬,以及活性氧生成等方面进行调控,介导线粒体功能,使心肌细胞维持正常生理功能。本文就3种气体信号分子对心血管系统线粒体的作用予以综述。     

人源多巴脱羧酶的表达、纯化以及高通量抑制剂筛选模型的建立

帕金森病是一种常见的神经系统退行性疾病。多巴脱羧酶（DDC）是帕金森病研究的靶点蛋白之一,但是目前没有高通量的测活模型。因此,需要构建一种高通量多巴脱羧酶抑制剂的筛选模型,用于发现新型抑制剂。采用克隆表达纯化得到多巴脱羧酶和用于酶偶联反应的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）。基于一系列酶联反应将CO2固定,检测其含量,从而测定多巴脱羧酶的活性。结果得到人源多巴脱羧酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的体外纯酶,建立了一种高通量筛选模型,并且从70个天然化合物中,筛选得到2个多巴脱羧酶的抑制剂。成功构建了一种基于体外纯酶高通量多巴脱羧酶抑制剂的筛选模型。     

重组大肠杆菌合成聚（3-巯基丙酸）和聚（3-羟基丁酸-3-巯基丙酸）的研究

利用Clostridium acetobutylicum的丁酸激酶基因 (buk) 和磷酸转丁酰基酶基因(ptb),以及Thiocapsa pfennigii的PHA合成酶基因,设计了一条能够合成多种聚羟基烷酸的代谢途径,用构建的质粒转化大肠杆菌,获得了重组大肠杆菌菌株。前期的研究表明,在合适的前体物条件下,该重组大肠杆菌能够合成包括聚羟基丁酸、聚（羟基丁酸戊酸）等多种生物聚酯［Liu and Steinbüchel, Appl. Environ. Microbiol. 66:739743］。利用该重组大肠杆菌,通过生物催化作用合成了3巯基丙酸的同型共聚酯,同时利用该重组大肠杆菌还获得了含3-巯基丙酸单体的多种异型共聚物。实验首先研究了3巯基丙酸对大肠杆菌生长的影响,在此基础上优化了培养过程中添加3-巯基丙酸的时机和浓度,结果表明,在实验的条件下,细胞合成聚（3-巯基丙酸）可达6.7%(占细胞干重),合成聚（3-羟基丁酸—3-巯基丙酸）（分子中3-巯基丙酸:3-羟基丁酸=3:1）可达24.3%。实验进一步研究了同时或分别表达以上3个基因的重组大肠杆菌合成聚合物的能力,结果表明只有当3个基因同时表达时才能合成聚合物,说明3个基因对合成过程是必须的,从而表明了合成途径是按照设计的路线进行的。还通过GC/MS、GPC、IR等手段对合成的化合物进行了定性的研究。聚（3-巯基丙酸）或聚（3-羟基丁酸-3-巯基丙酸）等聚酯属于一类新型生物聚合物,它在分子骨架中含有硫酯键,不同于聚羟基烷酸酯的氧酯键,从而具有显著不同的物理、化学、光学等性质和具有重要的潜在应用价值。     

重组大肠杆菌合成聚(3-巯基丙酸)和聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)的研究

利用Clostridium acetobutylicum的丁酸激酶基因 (buk) 和磷酸转丁酰基酶基因(ptb),以及Thiocapsa pfennigii的PHA合成酶基因,设计了一条能够合成多种聚羟基烷酸的代谢途径,用构建的质粒转化大肠杆菌,获得了重组大肠杆菌菌株.前期的研究表明,在合适的前体物条件下,该重组大肠杆菌能够合成包括聚羟基丁酸、聚(羟基丁酸-戊酸)等多种生物聚酯[Liu and Steinbüchel, Appl. Environ. Microbiol. 66739-743].利用该重组大肠杆菌,通过生物催化作用合成了3-巯基丙酸的同型共聚酯,同时利用该重组大肠杆菌还获得了含3-巯基丙酸单体的多种异型共聚物.实验首先研究了3-巯基丙酸对大肠杆菌生长的影响,在此基础上优化了培养过程中添加3-巯基丙酸的时机和浓度,结果表明,在实验的条件下,细胞合成聚(3-巯基丙酸)可达6.7%(占细胞干重),合成聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)(分子中3-巯基丙酸3-羟基丁酸=31)可达24.3%.实验进一步研究了同时或分别表达以上3个基因的重组大肠杆菌合成聚合物的能力,结果表明只有当3个基因同时表达时才能合成聚合物,说明3个基因对合成过程是必须的,从而表明了合成途径是按照设计的路线进行的.还通过GC/MS、GPC、IR等手段对合成的化合物进行了定性的研究.聚(3-巯基丙酸)或聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)等聚酯属于一类新型生物聚合物,它在分子骨架中含有硫酯键,不同于聚羟基烷酸酯的氧酯键,从而具有显著不同的物理、化学、光学等性质和具有重要的潜在应用价值.     

低心血管疾病风险选择性环氧合酶-2抑制剂的虚拟筛选

摘要 目的：寻找具有血栓素A2受体（Thromboxane A2 receptor,TP）抑制作用的选择性环氧合酶-2（Cyclooxygenase-2,COX-2）抑制剂,以期降低其心血管疾病风险。方法：本研究从公开数据库中获取了512种TP抑制剂,通过分子对接、分子动力学模拟和ADMET预测,筛选出化合物TP84。结果：分子对接结果显示,与先前获批的选择性COX-2抑制剂罗非昔布相比,TP84对COX-2的亲和力更高,对环氧合酶-1（Cyclooxygenase-1,COX-1）的亲和力更低;分子动力学模拟进一步表明,模拟过程中TP84与COX-1的结合不稳定,而TP84能稳定结合COX-2,与COX-2的结合自由能是COX-1的3倍;此外,根据ADMET预测,TP84的药物化学、吸收、分布、代谢、排泄和毒性处于类药物候选物的可接受范围内。结论：TP84是一种潜在的低心血管疾病风险选择性COX-2抑制剂。     

石榴花中α-葡萄糖苷酶抑制剂的筛选研究

为确定石榴花中抑制α-葡萄糖苷酶的有效活性部位,针对α-葡萄糖苷酶这个糖代谢途径中重要的靶蛋白,实时追踪α-葡萄糖苷酶的抑制率,筛选出pH 8.0的水溶液为最佳提取溶剂。结果表明：正丁醇萃取部位经丙酮沉淀后,半抑制浓度IC50为4.36 mg/mL,该沉淀经70%乙醇洗脱部位对α-葡萄糖苷酶的抑制率最高。石榴花中皂甙粗提物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性高于其他活性成分,IC50为3.853 mg/mL。石榴花是一种天然、有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂来源。     

ATP对中性粒细胞H2O2产生双重作用机制的研究

本文通过高压液相法测定ATP的代谢,探讨其对中性粒细胞H2O2产生双重作用的机制。结果显示,ATP本身不能激活中性粒细胞产生H     

外源NO和H2O2对洋葱鳞片外表皮气孔开度的调控

以洋葱(Allium cepa L.)肉质鳞片外表皮为材料,研究不同浓度及不同处理时间的外源NO和H2O2对洋葱鳞片外表皮上气孔开度的调节作用,并结合NO清除剂血红蛋白(Hb)和H2O2清除剂过氧化氢酶(CAT)研究调控过程中NO和H2O2的相互关系.结果显示:单独施用不同浓度的NO和H2O2均可诱导洋葱鳞片外表皮气孔不同程度关闭,并且浓度越大时间越长,其诱导气孔关闭效应越明显;NO和H2O2共同施用所诱导气孔关闭的效应大于其单独施用效应;Hb和CAT能明显减弱NO和H2O2诱导的气孔关闭.研究表明,NO和H2O2能有效诱导洋葱鳞片上气孔关闭,存在明显的浓度效应和时间效应,且两者可能互相依赖,具有协同效应.     

开放式空气CO2浓度增高试验中的NO和NO2地-气交换观测研究

介绍了农田FACE(free airCO2 enrichment)试验中的NO和NO2 地 气交换观测方法 ,即静态暗箱采样—NO和NO2 化学发光分析法 ,并对观测结果进行了分析讨论 .此观测方法简单、易于操作 ,并可获得可靠的NO和NO2 净交换通量观测结果 .在稻麦轮作农田的旱地阶段 ,无论FACE还是对照处理 ,NO主要表现为地面净排放 ,NO2 主要表现为地面净吸收 .逐日的NO净排放不依赖于土壤温度 ,但却与土壤含水量呈线性负相关 (R2 =0 .82 ,P <0 .0 0 1) .NO2 净吸收具有明显的季节变化特征 ,逐日的净吸收通量随土壤温度和土壤含水量的变化可分别用抛物线方程拟合 (温度 :R2 =0 .74 ,P <0 .0 0 1;含水量 :R2 =0 .6 9,P <0 .0 0 1) .大气CO2 浓度升高 2 0 0± 4 0 μmol·mol-1使NO净排放减弱 19% (t 检验P =0 .0 96 ) ,NO2 净吸收减弱 10 % (t 检验P =0 .2 6 ) ,这主要是植物生长受到促进的缘故 .     

2-羟基-3-甲基蒽醌抑制结直肠癌的作用及机制研究

为观察2-羟基-3-甲基蒽醌(HMA)对结直肠癌细胞增殖的影响并探讨其作用机制,本研究采用CCK8法检测HMA对结直肠癌细胞增殖的影响;Heochst-33343/PI染色检测细胞凋亡情况;同时检测细胞内ROS及GSH含量变化并应用Western blot检测细胞凋亡相关蛋白及Keap-1/Nrf-2/ARE信号途径相关蛋白的表达。实验结果显示,HMA给予结直肠癌细胞后,细胞内ROS含量升高,GSH含量减少;HMA通过抑制Keap-1/Nrf-2/HO-1通路,诱导细胞发生凋亡。综上表明HMA具有抑制结肠癌细胞增殖的作用,其机制可能与破坏细胞内氧化还原平衡,抑制Keap-1/Nrf-2/HO-1通路有关。