重组大肠杆菌高效催化合成γ-氨基丁酸

[目的]实现重组大肠杆菌高效合成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)。[方法]构建表达谷氨酸脱羧酶的基因工程菌Escherichia coli p ET-GAD,对催化工艺进行初步优化,实现高效催化L-谷氨酸脱羧反应合成GABA。[结果]在谷氨酸脱羧酶的表达过程中,维生素B6盐酸吡哆醇(PN)可以替代5-磷酸吡哆醛(PLP)作为辅酶补给,提高工程菌E. coli p ET-GAD的催化活力。在50 m L反应体系中,重组细胞浓度为8 mg/m L,底物浓度为200 mmol/L,在35℃、p H 4. 4条件下反应2 h,L-谷氨酸的转化率 98%。为了提高GABA的生产效率,采用谷氨酸/谷氨酸钠分批补料方式控制反应过程中的p H值,GABA的最终浓度达到247 g/L。[结论]重组大肠杆菌可以高效催化合成γ-氨基丁酸,为基因工程菌工业化制备GABA提供实验依据。     

GABA在中枢神经系统发育的早期阶段具有兴奋作用

在发育早期中枢神经系统γ－氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）主要作为兴奋性神经递质而发挥作用,它可使神经元产生去极化,升高胞内Ca^2 浓度,此时GABA发挥了重要的神经营养性作用,随着兴奋性谷氨酸能系统的发育,通过Cl^-转运体的表达变化,胞内Cl^-浓度降低,从而使GABA由兴奋性转变为抑制性。     

γ-氨基丁酸在高等植物逆境反应中的作用

动物中枢神经系统中的一种主要的抑制性神经递质γ－氨基丁酸（GABA）,也广泛存在于植物中。作者简要介绍在逆境条件下植物体内GABA积累的机制及其在植物对逆境响应中的可能作用。     

高等植物体内γ-氨基丁酸合成、代谢及其生理作用

对γ-氨基丁酸(GABA)在植物体内的合成、代谢和与之有关的谷氨酸脱羧酶、γ-氨基丁酸转氨酶和琥珀酸半醛脱氢酶的特性,H 、Ca2 、CaM等因素对GABA合成代谢的影响和GABA在高等植物体内可能的生理作用作了介绍。     

以葡萄糖为底物一步法合成γ-氨基丁酸整合型重组钝齿棒杆菌的构建

[目的]为了构建一株直接利用廉价的葡萄糖合成γ-氨基丁酸的重组钝齿棒杆菌,将来自于植物乳杆菌γ-氨基丁酸合成途径的关键酶谷氨酸脱羧酶基因(lpgad)在产谷氨酸菌株钝齿棒杆菌中进行整合表达,实现葡萄糖到GABA的一步法生产.[方法]运用PCR技术扩增得到带有tac启动子的谷氨酸脱羧酶基因tacgad.通过重叠PCR的方法获得钝齿棒杆菌精氨酸合成途径关键酶N-乙酰谷氨酸激酶(NAGK)基因内部缺失型基因△argB.利用自杀载体pK18mobsacB构建同源整合载体pK18-△argB::tacgad,以△argB的上下游序列为同源臂,通过两次同源重组将tacgad基因整合到钝齿棒杆菌基因组,同时将NAGK基因argB灭活,利用蔗糖致死基因sacB反向筛选标记筛选得到谷氨酸脱羧酶的重组钝齿棒杆菌C.crenatum △argB::tacgad.重组钝齿棒杆菌以葡萄糖为底物进行发酵,测定GABA含量.[结果]重组菌C.crenatum △argB::tacgad成功表达谷氨酸脱羧酶,同时阻断了精氨酸合成途径对谷氨酸到GABA代谢途径的竞争,粗酶液基本检测不到NAGK活性,发酵液无精氨酸合成.通过96 h发酵,重组菌可积累约8.28 g/L的GABA.[结论]本研究通过将谷氨酸脱羧酶基因定向整合到钝齿棒杆菌精氨酸合成途径的关键酶基因argB内部,成功表达谷氨酸脱羧酶的同时阻断竞争途径精氨酸的合成.本研究为实现直接利用葡萄糖合成GABA的一步法生产奠定了基础.     

小麦谷氨酸脱羧酶的纯化及部分性质研究

谷氨酸脱羧酶（ｇｌｕｔａｍａｔｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ,ＧＡＤ,ＥＣ４．１．１．１５）催化谷氨酸脱羧生成γ－氨基丁酸（γ－ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒａｔｅ,ＢＡ）,植物中已从南瓜［１］、马铃薯和林生山黧豆［２］纯化了ＧＡＤ．ＧＡＤ活性在禾本科作物中作为...     

外源γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫下甜瓜幼苗根系GABA代谢及氨基酸含量的影响

采用水培法,通过准确控制营养液溶氧浓度,研究了外源γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫0~8 d ‘西域一号’甜瓜幼苗根系GABA代谢及氨基酸含量的影响.结果表明：与通气对照相比,低氧处理的甜瓜幼苗正常生长受到严重抑制,其根系谷氨酸脱羧酶（GAD）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）活性以及GABA、丙酮酸、丙氨酸、天冬氨酸含量均显著提高,而谷氨酸和α 酮戊二酸含量在处理4~8 d均显著降低.与低氧处理相比,外源GABA处理有效缓解了低氧胁迫对幼苗根系生长的抑制作用,同时甜瓜根系内源GABA、谷氨酸、α-酮戊二酸、天冬氨酸含量显著提高,但GAD、GDH、GOGAT、GS、ALT、AST活性在整个处理过程中均显著降低,丙酮酸和丙氨酸含量也显著降低.低氧同时添加GABA和γ-乙烯基 γ-氨基丁酸（VGB）处理显著降低了低氧胁迫下GABA的缓解效应.低氧胁迫下外源GABA被植物根系吸收后,通过反馈抑制GAD活性维持较高的Glu含量,保持植物体内碳、氮代谢平衡,维持正常生理代谢,从而缓解低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害.     

可生物降解的吸水凝胶

可生物降解的吸水凝胶日本国立材料和化学研究所最近研制成功了一种可生物降解的吸水凝胶。这种凝胶的制造方法是：首先获取枯草芽抱杆菌产生的聚－γ－谷氨酸（ＰＧＡ），然后用５千戈瑞的γ射线照射含５％ＰＧＡ（重量百分数）的水，使得ＰＧＡ中发生桥连反应。这样便可...     

谷氨酸脱羧酶若干研究进展

谷氨酸脱羧酶是γ－氨基丁酸的合成酶,主要存在脑和胰岛中。因体内存在多种形成的谷氨酸脱羧酶,现无获得各种均一的谷氨酸脱羧酶的 统一方法。谷氨酸脱羧酶的克隆和表达,既弄清了谷氨酸脱羧酶的基因结构与定位,又为谷氨酸脱酶的大规模应用奠定了基础。目前认为谷氨酸脱羧酶是Ⅰ型糖尿病的始动靶抗原,体内注入谷氨酸脱羧酶可预防或延缓ＮＯＤ（ｎｏｎｏｂｅｓｅ ｄｉａｂｅｔｉｃ）小鼠Ⅰ型糖尿病的发生。     

γ-氨基丁酸能抑制对大棕蝠听皮层神经元声反应特性的影响

为了探讨γ－氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA)能抑制对大棕蝠(Eptesicus fuscus)听皮层(auditory cortex,AC)神经元声反应特性的影响,采用多管微电极电泳方法,观察了8只大棕蝠AC神经元去ABA能抑制前后声刺激诱发的反应。结果显示,微电泳GABAa受体拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculline,Bic)去ABA能抑制可改变声刺激诱发的反应模式;极大地增加神经元冲动发放率,缩短反应的潜伏期和降低反应的最小阈值;不同程度地改变强度－发放率和强度－潜伏期函数。结果提示：1、GABA能抑制对AC神经元声信号处理起重要作用;2、GABA能抑制可改变AC神经元兴奋性支配或输入的效应,并因此定型AC神经元的声反应性质,即发放模式、阈值、强度－发放率和强度－潜伏期函数;3、GABA能抑制为AC神经元的声诱发活动提供一种调制性抑制。     

脑内P物质在谷氨酸兴奋腹内侧核引起的升压反应中之作用

目的：分析谷氨酸兴奋下兵脑腹内侧核（NVM）引起升压反应的机制。方法：大鼠脑内或静脉注射不同药物,记录血压和心率的变化。结果：①L－谷氨酸（Glu)兴奋NVM、P物质（SP）注入背内侧核（NDM）室旁核（NPV）或延髓头端腹外侧区（RVL）均引起升压反应;②NVM升压反应可被双侧NDM、NPV或PVL内预先注射[D-Pro^2,D-Phe^7,D-Trp^9]-P物质（SP拮抗剂）衰减,但RVL内注射阿托品无此效应;③酚妥拉明（i.v.）也能使NVM升压反应减小,而心得安或甲基阿托品（i.v.）对该升压反应无影响。结论：兴奋NVM可通过NDM（SP受体）,作用于NPV（SP受体）升压区和RVL（SP受体）－交感缩血管神经系统产生升压反应。心交感和心迷走神经不参与该反应。     

大鼠旁巨细胞外侧核呼吸神经元的型及其对某些递质类药物的反应

目的和方法：用细胞外记录法和多管微电极微电泳法在36只麻醉自主呼吸的SD大鼠,系统探查旁巨细胞外侧核尾兰侧（cPGCL）和呼吸神经元（RNs）的类型及该区的递质受体情况,结果：在14只大鼠系统探查,记录到39个RNs,包括吸气神经元24个、呼气神经元12个和跨时相神经元3个。在另22只大鼠,观察到微电泳谷氮酸钠（L－Glu)使12／14个RNs兴奋,γ－氨基丁酸（GABA）使全部受试RNs抑制(n=22);对NMDA受体拮抗剂DL－2－氨基－5－磷酸戊酸（AP5）、GABAA受体拮抗剂荷包牡丹碱（BIC）有兴奋、抑制和无作用三类效应;AP5部分阻断大部分受试神经元（6／9个）对L－Glu的兴奋反应,BIC部分或完全阻断大部分受试神经元（9／11个）,对GABA的抑制反应。结论：PGCL是呼吸调控的重要中枢部位之一,该区可能存在起神经递质作用的内源性L－Glu和GABA及兴雷性氨基酸（包括NMDA和非NMDA）受体和GABAA受体,它们可能介导PGCL对呼吸的调控。     

重组谷氨酸脱羧酶制备γ-氨基丁酸的工艺条件优化

谷氨酸脱羧酶,一种磷酸吡哆醛(PLP)依赖性酶,能专一、不可逆地催化L-谷氨酸脱羧得到γ-氨基丁酸(GABA)。构建了产Lactobacillus brevis WJH3谷氨酸脱羧酶重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/p ET-24a-gad,以此作为菌种进行摇瓶发酵诱导培养,发酵过程中一次性添加0.05 mmol/L PLP培养24 h,破壁上清酶活达81.7 U/m L,是不添加PLP对照酶活的1.8倍。对酶转化L-谷氨酸钠生成GABA反应条件进行了优化,结果表明,在转化体系不添加PLP的情况下,底物谷氨酸钠浓度为250 g/L,反应初始p H5.0,温度37℃,加酶量60 U/g底物,转速200 r/min,在此条件下反应18 h,GABA转化率达到100%,为γ-氨基丁酸的工业化生产奠定基础。     

马桑内酯对培养的海马神经元γ-氨基丁酸和谷氨酸的影响——免疫细胞化学研究

用免疫细胞化学方法,观察研究了马桑内酯(CL)对培养的海马神经元内γ-氨基丁酸(GABA)和谷氨酸(Glu)神经元的影响.结果表明:CL作用后,GABA免疫反应阳性神经元数目减少,反应强度减弱;Glu免疫反应阳性神经元数目变化不明显,但反应增强.推测:CL可能引起海马神经元兴奋性增高是使动物模型致痫的基础,其机理可能与阻断GABA的合成途径有关.     

局部高频电刺激海马对海人酸致痫大鼠海马细胞外谷氨酸和γ-氨基丁酸释放的影响

目的：通过高频电刺激海人酸癫痫模型大鼠海马,观察海马细胞外谷氨酸（Glu）和γ-氨基丁酸（GABA）的动态变化。方法：将SD大鼠分成4大组（n=10）：①空白组;②海人酸组;③假刺激组：植入刺激电极未予电刺激;④电刺激组：海人酸注射后予130 Hz电刺激。利用微透析技术收集不同时段海马细胞外液,应用高效液相-荧光检测法测定收集液Glu、GABA的浓度。结果：注射海人酸后Glu明显升高,并持续至第14天,电刺激使Glu明显下降;而注射海人酸后GABA呈短暂性升高,后逐渐下降于第4天后保持稍高于正常水平,电刺激并无明显改变GABA的水平。结论：海马细胞外Glu下降在海马电刺激治疗癫痫中起到重要作用;高频电刺激海马选择性地减少谷氨酸能神经元活动,但不影响GABA的释放。     

西花蓟马GABA受体基因鉴定及FoRDL在多杀霉素抗性中的作用

[目的]γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是动物神经系统中一种重要的神经递质.本研究旨在鉴定西花蓟马Frankliniella occidentalisγ-氨基丁酸受体(GABA receptors,GABAR)家族基因,明确离子型受体(GABAAR)在西花蓟马对多杀霉素抗性形成中的作用....     

抑郁症发生中γ-氨基丁酸与其它相关递质的关系

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是哺乳动物中枢神经系统中主要的抑制性神经递质,与焦虑、抑郁、精神分裂等多种神经和精神疾病有关。近年来,越来越多的研究提示,抑郁症的发生与中枢GABA功能缺陷密切相关。但目前基于单胺类递质失调及谷氨酸能神经的研究较多,而对GABA的研究相对较少且比较分散。本文主要通过介绍GABA受体及其作用,以及GABA与5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(dopamine,DA)和谷氨酸(glutamic acid,Glu)的相互作用,讨论GABA与抑郁症发生的关系,以期为抑郁症的发生机制与治疗的深入研究提供思路。     

中央杏仁核,外侧下丘脑／穹窿周围区,室旁核均参与岛皮层升压反应

实验用乌拉坦麻醉、箭毒制动、人工呼吸的大鼠。将谷氨酸注入岛皮层（ＩＮＳ）以及将Ｐ物质（ＳＰ）注入外侧下丘脑／穹窿周围区（ＬＨ／ＰＦ）或室旁核均引起升压反应。ＩＮＳ－升压反应可被杏仁核（ＡＣ）内预先注射普鲁卡因或谷氨酸二乙酯（ＧＤＥＥ,谷氨酸拮抗剂）以及ＬＨ／ＰＦ内注射［Ｄ－Ｐｒｏ＾２,Ｄ－Ｐｈｅ＾７,Ｄ－Ｔｒｐ＾９］－ＳＰ（ＤＰＤＰＤＴ,ＳＰ拮抗剂）明显衰减,但ＬＨ／ＰＦ内ＧＤＥＥ预处理对该反应无     

猫丘系层Glu与GABA表达的年龄相关性变化

为探讨青年猫和老年猫丘系层谷氨酸（Glu）与γ-氨基丁酸（GABA）表达的年龄相关性变化,利用Nissl染色显示丘系层神经元,免疫组织化学ABC法标记Glu和GABA免疫阳性神经元。光镜下观察、拍照,对Glu和GABA能免疫阳性神经元分别计数并换算成密度。利用IPE软件测量Glu和GABA免疫阳性反应灰度值（免疫阳性强度与灰度值成反比）。结果显示,Glu和GABA阳性反应神经元、阳性纤维及其终末在青年猫及老年猫丘系层均有分布。与青年猫相比,老年猫丘系层Glu能免疫阳性神经元密度显著增大（p〈0.01）,免疫阳性反应灰度值显著降低（p〈0.01）,免疫阳性反应显著增强;GABA能免疫阳性神经元密度显著下降（p〈0.01）,免疫阳性反应灰度值显著升高（p〈0.01）,免疫阳性反应显著减弱。结果提示,衰老过程中猫丘系层Glu的表达增强和GABA的表达减弱导致兴奋性神经递质和抑制性神经递质之间的平衡失调,可能是视觉、听觉、躯体感觉等单感觉功能衰退及多感觉整合功能增强的主要原因之一。     

中华绒螯蟹眼柄MTXO细胞GABA受体通道研究

采用全细胞膜片钳技术测定了中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）眼柄视神经节端髓X器官（MTXO）三种类型神经内分泌细胞对0.01～5mmol/L γ氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的反应,并结合选择性拮抗剂和激动剂的使用进行了GABA受体研究.在电流钳模式下,依据不同Nernst Cl^－电位,三种类型细胞均对GABA产生去极化或超级化反应.在电压钳模式下,GABA激活Cl^－通道电流（I_GABA）.I_GABA在灌流GABA后约1 200 ms内激活,800 ms内达到峰值,没有明显的脱敏反应,反转电位接近Nernst Cl^－电位.I_GABA幅值呈浓度依赖性,激活阈值为0.01 mmol/L,约在0.5 mmol/L达到饱和.药理学实验结果表明,中华绒螯蟹眼柄神经内分泌细胞GABA受体是Cl^－通道蛋白,对Cl^－离子通道阻断剂Picrotoxin和Niflumic acid敏感,但是对GABA_A受体拮抗剂Bicuculline和GABA_C受体激动剂cis-4-aminocrotonic acid (CACA)和trans-4-aminocrotonic (TACA)均不敏感.