黑素皮质素受体1的结构和功能

黑色素生成反应是受黑素皮质素受体l（MClR）调节的。MClR是G蛋白偶联受体（GPCR）超家族的成员之一,它在表皮和毛囊的黑色素细胞中表达。被促肾上腺皮质激素和α-促黑素激活的MClR,积极地与cAMP信号通路偶联,刺激黑色素合成,它也是褐黑素形成的一个通道。MClR的功能行为与GPCR信号出现的概念一致,包括聚合体偶联到更多的信号通路。另外,MClR也显示了独特的性质,如不寻常的高数量的自然变异通常与表型有关。因此,MClR是研究GPCR功能的一个理想模型。对MClR的结构和功能进行了简要综述。     

微生物异源合成植物异喹啉生物碱的新进展

植物异喹啉生物碱(plant isoquinoline alkaloids,PIAs)包括吗啡、可待因、加兰他敏及小糵碱等药用活性产物和其他天然活性产物。从植物中提取异喹啉生物碱,受制于低含量、种植季节及提取方法。人们开始研究利用微生物异源合成和改造天然异喹啉生物碱,从而获得低成本的药用活性物质。异喹啉生物碱合成途径长,反应复杂,为实现微生物异源合成带来了诸多挑战。随着合成途径和酶的解析和鉴定,合成生物学技术为在微生物中合成异喹啉生物碱提供了可能。综述了PIAs合成途径解析的最新进展,以及微生物异源合成PIAs的代谢工程策略,讨论了目前存在的问题和未来的发展趋势。     

微生物法生产烷烃研究进展

烷烃在自然界中广泛存在。它不仅是化石能源的主要组成部分,而且在润滑剂、化妆品、水果保藏、植物防护等方面具有广泛的应用价值。本文概述了天然产烷烃的微生物及其烷烃的天然合成途径及其途径中关键酶催化的作用机理,并对近几年国内外运用代谢工程手段改造微生物使其细胞合成烷烃的研究进展作了介绍。微生物生产烷烃可以通过改造烷烃的天然合成菌株或通过在模式微生物中引入异源烷烃合成途径两种方法来强化。最后文章讨论了微生物法生产烷烃存在的不足和今后研究的方向与展望。     

天然水体中两种主要异嗅物质的来源及迁移转化研究进展

近年来,水中嗅味问题逐渐引起关注。研究发现,天然水体中异嗅物质主要是微生物和藻类的挥发性次级代谢产物。总结了天然水体中常见的两种异嗅物质土臭素(GSM)和二甲基异莰醇(MIB)的来源及其在生物体内的合成途径。介绍了异嗅物质通过吸附、挥发、光解、生物降解等一系列作用在饮用水水源中的迁移转化以及其进入水体生物的途径。     

驱虫斑鸠菊对人黑素瘤细胞增殖酪氨酸酶及黑素生成影响的研究

探讨驱虫斑鸠菊对A375人黑素瘤细胞株细胞增殖、黑素合成以及细胞内酪氨酸酶的作用。四甲基偶氮唑蓝（MTT）比色法测定药物对细胞增殖的影响;采用酶学方法研究药物对酪氨酸酶活性的影响;475nm比色法测定黑素含量。结果表明驱虫斑鸠菊可以增强A375人黑素瘤细胞增殖,提高酪氨酸酶和黑色素合成能力。说明驱虫斑鸠菊治疗白癜风是通过增强酪氨酸酶活性及促进黑素合成而发挥作用的。     

灌喂氧化鱼油后黄颡鱼胃肠道黏膜黑色素细胞分化和黑色素合成途径基因的差异表达

以黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)为实验对象, 灌喂氧化鱼油、鱼油7d后, 提取胃肠道黏膜总RNA, 采用RNA-seq测序并做转录组分析, 分析了黑色素生物合成途径关键酶(酪氨酸酶)及其相关蛋白基因、黑素体运动的3个蛋白基因、α黑素细胞刺激激素途径和WNT/β-catenin、EDN3和EDNRB、KIT及其配体KITL3个信号通路的主要蛋白基因的差异表达活性。结果显示, 黄颡鱼胃肠道黏膜中存在黑色素细胞分化和发育过程、黑色素合成及其调控途径的代谢网络, 通过绘制代谢网络得到了关键性酶或蛋白质的基因信息。在灌喂氧化鱼油后, 控制黑色素合成途径主要基因的表达活性显著下调, 可能导致黑色素合成量的不足; α-MSH激素途径主要基因差异表达上调, 具备促进黑色素细胞分化和发育的调控基础; 而调控黑色素细胞分化和发育的3个信号通路主要基因也有差异表达。因此, 黄颡鱼受灌喂氧化鱼油的影响, 黑色素细胞分化和发育过程受到较大影响, 会影响到鱼体成熟的黑色素细胞的数量, 同时, 黑色素的生物合成量不足将导致引起黄颡鱼体色的变化。     

OCA2基因的研究进展

OCA2基因为哺乳动物重要的色素基因,参与黑色素合成反应,同时也是人眼睛颜色的主要调控基因。其编码一个110 kD大小的跨膜蛋白,该蛋白质定位于黑素体膜。研究表明, OCA2主要通过影响黑素体成熟、调节黑素体pH值以及参与黑色素合成途径第一步这3个方面影响黑色素合成。相邻基因HERC2的rs12913832增强子位点通过影响OCA2表达水平,实现对人眼睛颜色的调控。同时, OCA2基因是Ⅱ型眼皮肤白化病(oculocutaneousalbinism typeⅡ, OCA2)的致病基因,与普拉德-威利综合征(Prader-Willi syndrome, PWS)、天使综合征(Angelman syndrome, AS)和黑色素瘤之间也存在间接关联,这些患者通常表现出皮肤或头发低色素沉着。本文从分子生物学、细胞生物学和遗传学的角度对OCA2基因进行概述,以期为进一步探究OCA2的分子机制以及相关疾病的诊疗提供思路和见解。     

工程微生物合成香草醛的进展与挑战

香草醛是广泛使用的一种天然香料和药物原料,目前主要通过化学合成和天然提取的方法获取。市场上的香草醛主要来源于化学合成,但有毒有害试剂的使用无法满足绿色化学的要求和可持续的发展理念。代谢工程和合成生物学技术的发展在微生物宿主中实现了构建香草醛合成途径,并以可再生资源为底物合成香草醛。因此,本文全面综述了已经发现的香草醛生物合成途径以及优化与调控途径合成效率的各种工程策略,提出了微生物异源合成香草醛面临的挑战,为香草醛的高效生物合成提供参考。     

Fonsecaea monophora黑素的理化性质及其合成途径的分析研究

目的探讨Fonsecaea monophora黑素的理化性质及其合成途径。方法通过化学分析、紫外光谱、红外光谱和电子顺磁共振波谱等明确F.monophora黑素的理化性质;通过比对F.monophora菌株在基础培养基(马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基、L-DOPA PDA培养基)和含黑素抑制剂培养基(DOPA黑素抑制剂培养基、DHN黑素抑制剂培养基)的菌落生长情况,采用BioTek酶标仪EON定量分析其黑素合成,以明确F.monophora的黑素合成途径。结果 F.monophora黑素与合成L-DOPA黑素的理化性质相似;菌株在含L-DOPA培养基较PDA培养基产生更多的黑素,且在含DOPA黑素抑制剂叠氮化钠及DHN黑素抑制剂苯肽、三环唑培养基中其黑素合成均明显降低。结论 F.monophora黑素主要为LDOPA黑素,可能共同存在DOPA黑素和DHN黑素合成途径。     

绵羊黑色素合成相关基因的研究进展

毛色是一种可利用的遗传标记。在确定杂交组合、品种纯度和亲缘关系以及评价产品质量等方面均有一定的用途。哺乳动物毛色是由黑色素细胞产生的真黑素和褐黑素二者的分布和比例决定的。控制哺乳动物毛色色素的基因有很多,着重对黑色素合成相关基因酪氨酸酶基因(TYR)、黑素皮质激素受体1基因(MC1R)、鼠灰信号蛋白基因(Agouti)、酪氨酸酶相关蛋白1基因(TYRP1)的生物学功能及其遗传变异机制进行了综述。     

植物病原真菌1,8-间苯二酚黑色素研究进展

黑色素是一种广泛分布于生物体中的酚类聚合物疏水色素,分为1,8-间苯二酚(1,8-dihydroxynaphthalene,DHN)黑色素和3,4-二羟基苯丙氨酸(3,4-dihydroxyphenylalanine,L-DOPA)黑色素两种,其中DHN黑色素多存在于子囊菌门的植物病原真菌中。基因组和转录组技术的发展及功能基因组研究的深入,使DHN黑色素合成途径上关键基因在不同病原真菌中被鉴定,而且黑色素与真菌抗逆、发育和致病的关系受到越来越多的关注。本文阐述了DHN黑色素合成途径及其在真菌抗辐射与抗极端温度中的作用,以及黑色素对真菌侵染和细胞发育的影响,旨在加深人们对黑色素介导真菌与环境和寄主协同进化的认识,这对黑色素的基础研究和开发利用具有重要意义。     

细菌黑色素的合成途径及生物功能研究进展

黑色素的合成是生物界从细菌到人类都普遍存在的现象。黑色素在生物体中具有抗紫外辐射、清除自由基等功能,对于生物的生长发育虽非必需,却能极大提高生物体的生存竞争能力。此外,黑色素合成途径中的关键酶类如酪氨酸酶能代谢不少酚类物质,在化工等领域具有实际应用价值。本文重点从细菌黑色素的种类、生物合成途径、黑色素的生物学功能方面进行阐述。     

功能寡糖绿色生物合成技术的研究进展

功能寡糖是自然界中复杂且结构多样的一类化合物,具有独特生理功能,在食品、药品及饲料等领域应用广泛。传统的功能寡糖通过天然多糖绿色降解技术制备,然而该技术对制备非天然构型的功能寡糖应用有限。本文聚焦绿色生物技术在制备天然来源匮乏、结构多样性、新型生理功能的功能寡糖及其衍生物方面的应用研究进展:基于更多高效、立体选择性新酶元件的发现与表征,建立寡糖合成的新途径和复杂级联反应,并在宿主细胞中重构新的合成途径,突破天然微生物合成代谢的极限,实现应用多酶级联催化与生物发酵技术生物制备功能寡糖,进一步探讨了具有未来功能食品特征的寡糖合成研究方向。     

烟曲霉黑色素的研究进展

烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是一种分布于世界各地的腐生真菌,属于人类临床常见的三大机会性致病真菌之一,是侵袭性曲霉菌病的主要病原菌。烟曲霉可以产生DHN-黑色素(dihydroxynaphthalene melanin)和脓黑素(pyomelanin)这2种类型黑色素。本综述介绍烟曲霉黑色素产生的遗传代谢途径、功能以及与宿主免疫系统相互作用的最新认识,有助于更好地理解烟曲霉的病理生理特征,为烟曲霉感染快速诊断技术和新型抗真菌药物的研发提供理论依据。     

miR-380调控羊驼黑色素细胞MAPK/ERK信号通路

miR-380是不同羊驼毛色中差异表达的基因之一,但是否与黑色素生成有关未见报道。为了丰富调控黑色素生成的机制,挖掘黑色素生成路径中所涉及到的更多新的基因并揭示miR 380在黑色素细胞中的功能,本实验通过生物信息学方法预测出MAPK信号通路的成员MAP3K6是miR-380的靶基因之一。在293T细胞中共转染miR-380和MAP3K6后,与对照组相比双荧光报告酶活性下降（28.92 ± 25.63）%(P<0.01) ,下降趋势明显,说明MAP3K6可能是miR-380的靶基因之一;在羊驼黑色素细胞中转染miR-380后,MAP3K6、MEK1、ERK1/2、CREB和MITF在转录水平的表达量与NC组相比具有显著下降趋势,其中CREB下降趋势尤为显著（64.20 ± 54.30）%（P<0.01）,Western印迹检测MAP3K6、p-MEK1、p-ERK1/2、CREB和MITF在蛋白质水平的表达与NC组相比下降趋势明显且p-MEK1和CREB基因下降极为显著,分别为（29.09 ± 10.68）%（P<0.001）和（47.12 ± 6.70）%（P<0.001）,抑制组则反之。通过 Masson-Fontana黑色素颗粒染色法检测miR-380抑制黑色素细胞产生黑色素颗粒,用紫外分光度法检测真黑素（eumelanin,EM）和褐黑素（pheomelanin,PM）,含量结果提示EM与PM含量分别下降为（38.63 ± 2.00）%（P<0.01）,（54.10 ± 5.73）%（P<0.001）且PM含量下降极为显著。综上所述miR-380通过靶向抑制MAP3K6等基因的表达,从而对MAPK/ERK信号通路起调控作用,最终影响黑色素生成生物学功能,此研究对哺乳动物毛色形成机制和防止皮肤受紫外辐射有重要意义。     

天然产物类药物的合成生物学研究

结构复杂多样的天然产物是现代药物的重要组成部分和新药发现的重要源泉。建立在基因工程及代谢工程、合成化学、基因组学、系统生物学等学科基础上的合成生物学研究对于结构复杂的天然产物类药物研究有特殊的意义。核心是通过在发酵友好、高效的微生物中设计、构建目标化合物的生物合成途径,经系统地调控和优化由重组微生物发酵生产来源稀缺的天然产物类药物或前体。该方法是不远的将来解决来源、成本与环境、资源协调问题最好的途径之一,也是解决海洋天然产物或特殊生境微生物药物面临的如何持续供应化合物这一个瓶颈问题的最佳选择。该文将对天然产物类药物合成生物学研究涉及的主要策略和重要进展进行阐述。     

小鼠毛囊不同生长周期中MITF下游色素相关基因的定位表达及相关性分析

小眼畸形转录因子（MITF）不仅是黑色素细胞发育、增殖和存活的必要调节因子,而且对调节相关酶和黑素体蛋白表达来确保黑色素产生具有至关重要的作用。MITF下游色素相关基因在小鼠毛囊生长周期中的表达及相关性仍有待研究。HE染色结果表明不同毛囊时期的小鼠毛囊呈现典型的组织形态学结构;免疫组织化学显示,MITF、GPNMB、OA1、TYR、TYRP2在不同毛囊生长周期中的毛基质及内外毛根鞘均有不同程度的阳性表达。黑色素测定结果表明,在毛囊生长初期和中期,碱性可溶性总黑色素（ASM）、真黑素（EM）以及褐黑素（PM）相对含量高于毛囊生长末期。蛋白免疫印迹结果表明,MITF、GPNMB、OA1、TYR、TYRP2在毛囊生长初期和中期蛋白质相对水平明显高于毛囊生长末期。实时荧光定量PCR结果表明, MITF、GPNMB、OA1、TYR、TYRP2、PMEL在毛囊生长初期和中期,mRNA相对表达量显著高于毛囊生长末期。在不同毛囊生长周期小鼠皮肤的MITF下游色素相关基因表达存在显著差异,表明上述因子在维持黑色素细胞色素生成是不可或缺的因素。     

黑素皮质激素受体1（MC1R）基因与猪的毛色

猪的真黑色素与褐黑色素的合成量与分布主要受控于黑素皮质激素受体1基因。本文综述了该基因的定位、突变与多态检测,黑素皮质激素受体的作用机制,提出了对黑素皮质激素受体1基因进一步研究的看法。 Abstract：The amount and distribution of eumelanin and phaeomelanin are mainly controlled by Melanocortin Receptor 1 gene.The location、mutation and polymorphism testing of Melanocortin Receptor 1 gene and mechanism of Melanocortin Receptor 1 in pigs are discussed in the paper.The further research about the gene is also suggested.     

Wnt5a抑制Wnt3a促黑素细胞黑素生成的作用探究

目的：研究WntSa对Wnt3a处理过的melan—a细胞分泌黑色素的影响。方法：体外培养黑色素细胞（melan-a细胞）,分别进行GFP、Wnt3a、Wnt3a＋WntSa处理,比较细胞的突起,酪氨酸酶的活性以及黑素合成相关基因（TYR、TRP2、MITF）表达情况。结果：Wnt3a促进黑色素细胞突起的生长和TYR、TRP2、MITF的表达,而Wnt5a逆转了Wnt3a对黑色素细胞的作用。结论：Wnt5a抑制Wnt3a促黑素细胞黑素生成的作用,表明在melan．a黑素细胞中Wnt5a可有效抑制wnt经典通路。