大豆异黄酮代谢途径在大肠杆菌中的构建及表达

自然界异黄酮合成途径主要存在于豆科植物中。以微生物为宿主研究异黄酮代谢,则需要将整个相关代谢途径的多酶体系组装到工程菌种,从而进行表达及代谢研究,这就需要用到多基因的转化和共表达技术。综合应用了多基因单载体和多基因多载体方法,将大豆异黄酮代谢途径中的五个关键酶基因导入到大肠杆菌中,对异黄酮代谢途径在大肠杆菌中的构建和表达进行了研究和探索,获得了含有五个外源基因的重组大肠杆菌;重组菌经IPTG诱导,以L-酪氨酸为底物进行发酵,发酵产物经过HPLC测定,结果表明和空白对照相比有新的代谢产物生成,初步断定为异黄酮类化合物。     

大豆异黄酮合成途径相关基因差异表达分析

大豆异黄酮是一种应用广泛、具有医用和保健功能的活性物质。为揭示异黄酮合成途径相关基因表达差异,本研究采用实时定量PCR技术分析相关基因在不同大豆品种、发育时期及组织部位的表达。结果发现,苯丙氨酸解氨酶基因PAL、肉桂酸羟化酶基因C4H、香豆酸辅酶A连接酶基因4CL在高异黄酮品种中豆27 R2期叶片中的表达量显著高于低异黄酮品种楚秀;查尔酮合成酶基因CHS、异黄酮合成酶基因IFS在中豆27 R8期子粒中的表达量显著高于楚秀;细胞色素还原酶基因CPR在中豆27 R7期叶片与子粒的表达量与楚秀相比显著降低。这些差异表达的基因可能是形成大豆品种异黄酮含量高低的重要原因。     

利用SMART方法快速克隆异黄酮代谢途径多基因的研究

采用改进的酸酚法提取高质量的大豆叶片RNA,利用SMART思想和方法构建大豆叶片全长cDNA文库,直接以一级库液稀释液为模版进行PCR,快速克隆得到异黄酮代谢途径相关的5个基因。与传统的从DNA、RNA出发克隆基因,以及构建文库再进行基因筛选的克隆方法相比,该方法得到的基因均为全长基因,适用于快速、简便的进行多基因全长克隆。     

植物的异黄酮合酶（IFS）

植物异黄酮是在植物次生代谢过程中产生的一类多酚混合物。其对植物自身防御病虫害和诱导根瘤形成以及人类预防或治疗激素相关的多种疾病都有作用。异黄酮合成的关键酶是异黄酮合酶（isoflavone synthase,IFS）。本文就异黄酮的代谢途径、IFS催化机制、基因克隆和转基因的研究进展作简单介绍,并讨论了IFS基因与根瘤菌之间可能的关系。     

植物次生代谢途径的遗传操作

植物次生代谢产物种类极其丰富,是人类的宝贵资源,这些产物及其合成途径相关酶具有空间特异性分布的特征。植物次生代谢途径的调控是个复杂的过程,受代谢产物水平、多酶复合物相互作用等多种因素的影响。通过遗传操作改造代谢过程,调控产物在植物体内的含量,是一条切实可行和具有广阔发展空间的途径。目前,改造植物次生代谢途径可以采取单基因操作和多基因操作两种策略进行。     

大豆籽粒发育过程中异黄酮合成相关酶基因的表达模式与异黄酮积累的相关分析

利用高效液相色谱法和实时定量PCR方法,分别测定了2个异黄酮含量显著差异的大豆品种鲁黑豆2号(LHD2)和南汇早黑豆(NHZ)在子粒发育过程中的异黄酮含量变化以及异黄酮合成相关酶基因的表达模式变化,试图分析异黄酮积累与各基因表达量变化的相关关系。结果表明在大豆子粒发育过程中,异黄酮含量逐渐升高,而不同异黄酮合成相关酶基因的表达趋势不同,CHS7、CHS8、CHR、CHI1A和IFS2的表达趋势与异黄酮积累模式基本一致,而IFS1和CHI1B1的表达趋势与异黄酮积累模式相反。IFR的表达模式在2个大豆品种中存在相反的趋势,在LHD2中与异黄酮组分积累趋势相反,而在NHZ中与异黄酮组分积累趋势相同。结果还表明,同一基因家族中不同基因在子粒发育过程中的表达量也存在差异。查尔酮合酶基因家族中CHS7和CHS8以及查尔酮异构酶基因家族的CHI1A的表达水平相对其他成员较高,异黄酮合酶基因家族中IFS2的表达量显著高于IFS1的表达量,预示这些基因家族在大豆子粒异黄酮积累过程中存在功能分化。此外,各基因表达模式与异黄酮积累的相关分析结果表明,不同基因表达模式与异黄酮积累的相关性在2个品种中也不尽相同。LHD2中CHS7、CHS8和IFS2在子粒发育过程中的表达量变化与不同异黄酮组分呈显著正相关,CHI1B1基因的表达量变化与不同异黄酮组分呈显著负相关。而在NHZ中,IFR在子粒发育过程中的表达量变化与多个异黄酮组分呈显著正相关。这预示了不同大豆品种异黄酮含量差异的潜在遗传基础。各异黄酮合成相关酶基因表达量变化的相关分析表明,在2个品种中,苯丙氨酸水解酶PAL1与4CL,4CL与CHS2以及CHS1与IFS2基因的表达量均呈现显著正相关。表明这些基因可能通过协同作用共同调控异黄酮的合成与积累。这些结果为今后利用基因工程提高大豆异黄酮含量奠定了基础。     

大豆异黄酮结构及其活性分析

笔者从自然界中大豆异黄酮的分布与结构以及生物体中大豆异黄酮的代谢与生理功能等方面对大豆异黄酮的研究现状进行了较系统的分析 ,并针对大豆中异黄酮含量低、活性组分少和有效组分吸收利用差等问题指出了今后可能的研究方向     

大豆异黄酮及其在保健食品中的应用

综述了大豆异黄酮的组成,结构,含量,生理功能及其研究进展,加工对大豆制品中异黄酮的影响以及大豆异黄酮在保健食品中的应用。     

大肠杆菌莽草酸途径限速酶多基因盒的构建及基因替换

优化大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成代谢途径 ,构建莽草酸代谢途径限速酶的多基因盒PtacaroAaroCaroBkan .利用Red重组系统 ,在破坏整体调控基因csrA时 ,替换多基因盒 .Southern印迹证实 ,基因破坏和基因替换是成功的 .摇瓶发酵表明 ,构建的基因工程菌株比原始菌株基础产酸率提高了 4 5 3倍     

大豆异黄酮对去卵巢大鼠骨密度及骨代谢影响的实验研究

目的 探讨大豆异黄酮对去卵巢大鼠骨丢失的防治作用及其作用机理。方法 选用卵巢切除大鼠所诱发的骨质疏松模型,给与大豆异黄酮治疗。三个月后测定大鼠骨密度及骨代谢相关生化指标。结果 大豆异黄酮可提高卵巢切除大鼠的骨密度及血清雌激素水平,降低尿钙（Ca),尿磷（P）及尿羟脯氨酸（HOP）的排泄,同时降低血清总碱性磷酸酶（ALP）,骨碱性磷酸酶（BALP）,及抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）的活性,还可使血清骨钙素（BGP）的浓度降低,促使卵巢切除大鼠子宫的相对重量增加,其作用与剂量相关。结论 小剂量大豆异黄酮有类似雌激素样作用,可有效防治卵巢切除大鼠的骨量丢失,其作用机制可能是通过降低骨转换率实现的。     

植物萜类化合物的生物合成及应用

萜类化合物是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物生长、发育过程中起重要作用。植物中的萜类化合物有2条合成途径,即甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖醇磷酸途径。这2条途径中都存在一系列调控萜类化合物生成、结构和功能各异的酶。植物萜类化合物不仅在植物生命活动中起重要作用,而且具有重要的商业价值,被广泛用于工业、医药卫生等领域。     

植物类萜生物合成途径及关键酶的研究进展

萜类化合物是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物的生长、发育过程中起着重要的作用。植物中的萜类化合物有两条合成途径:甲羟戊酸途径和5-磷酸脱氧木酮糖/2C-甲基4-磷酸-4D-赤藓糖醇途径。这两条途径中都存在一系列调控萜类化合物生成、结构和功能各异的酶,其中关键酶的作用决定了下游萜类化合物的产量。植物类萜生物合成途径的调控以及该途径中关键酶的研究已成为目前国内外生物学领域的一大热点。综述了植物类萜生物合成途径和参与该途径的关键酶及其基因工程的研究进展,并展望了其应用前景。     

Synthesis of Escherichia coli outer membrane OmpA protein in yeasts

Saccharomyces cerevisiae was transformed with the Escherichia coli ompA gene coding for an outer membrane protein. Yeast transformants containing the pYTLJ101 plasmid, consisting of the ompA gene cloned in pSC101 and the HindIII-3 fragment of 2-μm DNA, express the foreign membrane protein. The protein synthesized in yeast has an M_r value very similar if not identical to that of the mature E. coli protein. The expressed protein is present in yeast mitochondrial and plasma membrane fractions. The yeast cell can tolerate about 250 molecules of the foreign membrane protein per cell, although the transformants show altered growth kinetics.     

人参皂苷等萜类化合物生物合成途径及HMGR的研究进展

人参皂苷是人参的主要有效成分之一,属典型的萜类化合物。本文对萜类生物合成途径及HMG-CoA还原酶进行了综述。人参皂苷等萜类生物合成分为甲羟戊酸和丙酮酸两种途径,两者都是以异戊烯基焦磷酸为主要的中间产物。大量研究资料表明HMG-CoA还原酶是甲羟戊酸途径的第一个限速关键酶,这对人参皂苷生物合成途径及其调控的深入研究具有一定的参考价值。     

Expression of the measles virus nucleoprotein gene in Escherichia coli and assembly of nucleocapsid-like structures

To investigate the use of fusion systems to aid the purification of recombinant proteins for structure/function studies and potential uses as diagnostic reagents, the measles virus (MV) gene encoding the nucleoprotein was cloned and expressed in Escherichia coli in three forms: as a full-length intact protein and as two fusion proteins. Expression of the intact N gene under the control of the tac promoter in the pTrc99c plasmid produced a protein of the correct size (60 kDa) which represented approx. 4% of the total cellular protein, and was recognised by known measles positive human sera. ‘Herringbone’ structures characteristic of paramyxovirus nucleocapsids (NuC) were identified in fractured cells examined by electron microscopy. The production of NuC-like structures in a prokaryotic cell indicates folding of the nucleoprotein can occur in the absence of MV genomic RNA, other MV-encoded gene products and eukaryotic cell proteins or RNA, to produce structures which are morphologically and antigenically similar to those seen in virus-infected cells. Conversely, synthesis of N protein as a fusion protein with either E. coli β-galactosidase or the E. coli maltose-binding protein resulted in the production of fused proteins which could not be assembled into NuC-like structures or readily used as diagnostic reagents. However, the ability of MV N protein to form NuC-like structures in E. coli will facilitate structure/function and mutational analysis of the NuC protein.     

Production of mevalonate by a metabolically-engineered Escherichia coli

Mevalonate is biosynthesized from acetyl-CoA and metabolized to isoprenoid compounds in a wide variety of organisms although certain types of prokaryotes employ another route for isoprenoid biosynthesis (the non-mevalonate pathway). To establish a fermentative process for mevalonate production, enzymes for mevalonate synthesis from Enterococcus faecalis were expressed in Escherichia coli, a non-mevalonate pathway bacterium. Mevalonate was accumulated, indicating a redirection of acetate metabolism by the expressed enzyme. The recombinant E. coli produced 47 g mevalonate l^–1 in 50 h of fed-batch cultivation in a 2 l jar fermenter; this is the highest titer ever reported demonstrating the superiority of E. coli in its ability of acetyl-CoA supply and its inability is degrade mevalonate.     

利用重组大肠杆菌合成几丁寡糖的研究

提取根瘤菌Mesorhizobium.loti基因组,克隆编码N-乙酰氨基葡萄糖转移酶nodC基因,插入质粒pUC19的lac启动子的下游,构建并筛选出能够合成几丁寡糖的重组大肠杆菌DCL-3。利用优化的MMYNG培养基,重组大肠杆菌DCL-3在10L发酵罐中培养26h后,培养液菌体浓度测定OD560=10.8,几丁寡糖得率达到526mg/L。收集重组细菌的细胞并煮沸破碎,利用活性炭的吸附和P4凝胶层析对几丁寡糖产物进行分离纯化。纯化产物的液质分析(LC-ESI-MS)结果表明主要寡糖产物为几丁四糖(m/z,831[M H] )和几丁五糖(m/z,1034[M H] )。     

利用重组大肠杆菌进行寡糖合成的研究进展

随着更多寡糖生物学活性的阐明,寡糖合成研究已成为糖生物学研究的热点之一,其中,以重组大肠杆菌作为酶盒或生物反应器,利用Leloir途径合成寡糖的方法,是近年来发展起来的一类重要的寡糖生物合成技术,并取得了较多的进展。将从细菌糖基转移酶的表达和鉴定、糖核苷酸的供给和寡糖的合成途径等几个方面,关注利用细菌功能尤其是利用重组大肠杆菌合成寡糖的研究进展,并分析各技术手段的优缺点及其应用前景。     

蜡酯合成途径及关键酶的研究进展

蜡酯对于生物的生命活动具有重要意义,研究表明植物和动物的蜡酯合成存在保守途径。即脂酰辅酶A（fatty acyl-CoA）在脂酰辅酶A还原酶（fatty acyl-CoAreductase,FAR）的作用下还原成脂肪醇,脂肪醇和脂酰辅酶A在蜡酯合酶（wax synthase,WS）的作用下生成酯,FAR和WS是该途径的关键酶,这两个酶的结构和功能在不同物种之间表现出很大差异,目前对于这两个酶缺乏系统的归纳分析。该文综述了蜡酯合成途径及FAR和WS的序列特征、生化特性及参与的生理功能,分析了这两种酶相关研究存在的问题,旨在为昆虫的蜡酯合成研究提供参考。