欧洲黑蜂和新疆黑蜂越冬期抗氧化酶活性及相关基因表达分析

以欧洲黑蜂和新疆黑蜂为研究对象,比较和分析两个蜂种在越冬条件下抗氧化酶活性和抗氧化能力相关基因表达的变化规律,探究二者在越冬期的抗氧化酶功能及其基因表达特征。本试验测定了蜂群损失率和饲料消耗量等越冬性能指标以及总抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（T-SOD）和过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的酶活力值,并采用实时荧光定量PCR方法检测SOD、CAT、Grx1、MsrA和Vg基因等抗氧化酶功能基因的表达情况。结果显示,欧洲黑蜂和新疆黑蜂的蜂群损失率和饲料消耗率分别为32.86%、32.91%和23.41%、23.91%。在抗氧化酶活性变化规律方面,两个蜂种的T-AOC酶活力呈逐步升高趋势;T-SOD酶活力呈先下降再升高的趋势,在越冬中期达到最低值;CAT酶活力呈先升高再降低又再升高的趋势;在抗氧化功能相关基因的mRNA表达方面,两个蜂种的SOD基因和CAT基因的表达在越冬中期达到最低值;Grx1基因的表达在越冬后期急剧升高,达到峰值;MsrA基因的表达呈先降低后升高的趋势;Vg基因的表达在越冬的中前期呈逐渐升高趋势。结果表明,在低温逆境条件下,两个蜂种体内的抗氧化酶系统可能发挥了重要的防御作用,存在一定的耐寒适应机制,其中越冬中期可能是酶活性变化和基因表达的发生显著变化的特殊阶段。本试验的研究为揭示蜜蜂体内抵御低温应答机制研究提供新线索,也为深入研究蜜蜂耐寒分子机制和抗寒蜂种的选育提供基础数据。     

耐辐射奇球菌铁结合蛋白DRA0258的抗氧化功能

【目的】通过对极端环境耐受的耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans R1全基因组进行序列比对分析,获得具有铁储备蛋白Ferritin类似功能基序的未知功能蛋白DRA0258,采用分子生物学技术对该蛋白的功能和性质进行了验证和分析。【方法】首先对DRA0258进行克隆表达和纯化,并经络合物显色法测定蛋白上铁结合含量;通过三段连接敲除法构建dra0258突变株,检测突变株在双氧水协迫下的生存率、总抗氧化活性及过氧化氢酶活性;利用实时定量PCR检测突变株内抗氧化酶类及铁转运相关性调控蛋白的基因转录水平。【结果】经体内外蛋白铁含量检测证实DRA0258具有一定的铁结合能力;双氧水生存率实验表明dra0258的缺失导致细胞的抗氧化能力显著下降;过氧化氢酶活性、总抗氧化活性检测及抗氧化酶类的基因转录水平检测证实dra0258基因的缺失导致细胞内一些抗氧化基因转录水平下调,细胞的抗氧化应激系统受到损伤,并影响了一些铁调控网络蛋白的基因转录水平。【结论】本研究证实DRA0258是一种铁结合蛋白,该编码基因的缺失影响胞内铁转运系统并使细胞抗氧化能力下调。     

香菇转录本Unigene 10627过氧化物酶结构域的克隆表达及抗氧化活性研究

目的分析香菇C91-3转录本Unigene 10627基因的结构域,并对其进行诱导表达,初步探讨所得目的蛋白的抗氧化活性。方法将香菇C91-3菌丝体中总RNA提取出来,通过反转录获得cDNA文库,根据反转录结果,通过3′-RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends),5′-RACE技术扩增获取基因全长。通过生物信息学方法预测基因的结构域,利用PCR技术扩增该目的片段,将扩增产物连接到原核表达载体pET32a(+)上,采用热转化法转至E.coli Rosetta-gami(DE3)中进行诱导表达,对目的蛋白进行分离、纯化及鉴定。采用二苯代苦味酰自由基(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)法检测蛋白的抗氧化活性。结果成功获得基因全长,预测结果表明该基因具有染料脱色过氧化物酶结构域(DyP_Perox),双酶切结果证实目的片段成功插入,并通过诱导表达获得目的蛋白。结论目的蛋白成功表达,且具有抗氧化活性,为进一步研究其生物学活性提供基础。     

Nrf1结构及功能研究进展

NF-E2相关因子1(Nrf1)属于CNC碱性亮氨酸拉链(basic-leucine-zipper,bZIP)调节蛋白家族。研究表明Nrf1与Nrf2有相似的下游靶基因,在抗氧化应激反应中发挥重要作用。新近发现,Nrf1在细胞组织分化发育、炎症及肝脏成瘤等方面发挥重要功能。本文将近几十年来发表的以细胞或基因敲除鼠为工具的Nrf1研究内容进行综述。     

鲍曼不动杆菌铁蛋白的抗氧化功能研究

【目的】克隆鲍曼不动杆菌铁蛋白(Abferritin)基因,并研究其抗氧化功能。【方法】荧光定量PCR检测氧化应激下Abferritin基因的表达量,并将其基因克隆到表达载体p ET28a以构建重组质粒p ET28a-Abferritin,转化大肠杆菌BL21(DE3)得到重组菌BL/p ET28aAbferritin,IPTG诱导目的蛋白表达并利用镍柱亲和层析纯化该蛋白。比色法测定Abferritin蛋白的Fe2+氧化酶活性,自由基清除实验测定其抗氧化功能。菌落计数法观察重组大肠杆菌在H2O2应激条件下的存活率。【结果】Abferritin基因在氧化应激下表达增高。重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,通过Ni2+亲和层析纯化获得了Abferritin蛋白。该蛋白具有Fe2+氧化酶活性,能有效减少氧自由基的形成及提高大肠杆菌抵抗氧化应激的能力。【结论】氧化应激能诱导Abferritin基因表达上调,且该蛋白具有亚铁氧化酶活性和抗氧化功能。     

乳酸菌抗氧化活性及其应用研究进展

乳酸菌作为一种天然的抗氧化剂，其抗氧化特性一直是研究热点之一。绝大多数乳酸菌为厌氧菌或兼性厌氧菌，一般适合生长于无氧或含氧量低的环境中，部分乳酸菌菌株由于自身含有高活性的抗氧化酶及氧化还原系统而具有良好的抗氧化特性。作为一种常见的发酵微生物，乳酸菌在食品生产中不仅具有改善风味的作用，其抗氧化作用对于延长食品的保藏期具有重要意义。同样，机体的氧化应激与许多生理、病理现象密切相关，大量研究已经证实乳酸菌在缓解相关疾病方面具有益生功能。本文对乳酸菌的氧化胁迫及其应答和防御机制、提高乳酸菌抗氧化活性的技术方法及应用进行综述，旨在为深入了解乳酸菌的抗氧化机制以及开发具有良好抗氧化活性的菌株提供理论参考。     

katG基因在豌豆根瘤菌抗氧化中的功能

摘要:【目的】细菌中过氧化物/过氧化氢酶KatG参与活性氧(ROS)的解毒过程,从而防止其对细菌生长伤害,本文研究根瘤菌中katG基因的抗氧化功能对豌豆根瘤菌3841生长及共生固氮的影响。【方法】通过基因敲除、遗传互补和对菌株的抗氧化和共生能力分析,系统地探究了根瘤菌中katG基因的功能。【结果】katG基因突变不影响菌株在自生培养条件下生长状况,但H2O2短时间处理导致突变株的存活率显著下降。实时荧光定量RT-PCR结果显示,H2O2不能诱导豌豆根瘤菌3841katG基因的表达。进一步研究发现突变体中katG基因缺失能显著提高抗氧化基因ohrB的表达,而降低grxC基因的表达。植物盆栽实验发现,katG突变虽然对根瘤菌共生固氮能力和竞争结瘤能力均无影响,但katG在类菌体中表达显著下调。同时,katG突变显著影响了根瘤菌在植物根圈中的定殖能力。【结论】研究表明katG虽对豌豆根瘤菌自生和共生固氮无明显影响,但在抗氧化和根圈定殖中起重要作用,外源H2O2对katG的表达无诱导作用,但katG调节ohrB和grxC等抗氧化基因的表达,从而在抗氧化和共生中发挥作用。     

西藏仲巴五彩沙漠放线菌资源勘探及生物活性筛选

【背景】细菌耐药性问题日益严峻,新抗生素的研发速度远远落后于临床需要,从特殊生境中挖掘微生物药物资源有望解决以上问题。【目的】勘探西藏仲巴五彩沙漠土壤放线菌多样性并进行生物活性筛选,为发现药用放线菌资源、开发新型抗生素奠定基础。【方法】采用8种分离培养基,通过平板稀释涂布法分离放线菌;根据分离菌株的16S r RNA基因序列同源性分析放线菌多样性;采用PCR技术对分离的放线菌菌株进行II型聚酮合酶(PKS-II)酮缩酶结构域KS、非核糖体多肽合成酶(NRPS)腺苷酸化结构域A、安莎类抗生素生物合成前体3-氨基-5-羟基-苯甲酸合酶(AHBA)保守区、黄素腺嘌呤二核苷酸卤化酶(Halo)保守区抗生素生物合成基因检测;对生物合成基因检测阳性的菌株进行液体发酵,发酵液经乙酸乙酯萃取、菌体经丙酮浸提,获得提取浓缩物样品进行抑菌活性和抗氧化活性筛选。【结果】从4份土样中分离纯化到231株放线菌,分布于7个属,其中链霉菌为优势菌属。68株放线菌的生物合成基因分析显示至少具有1种生物合成基因簇,其中6株同时具有4种生物合成基因簇;进一步的抑菌活性检测显示所有检测的菌株至少表现为对1株检定菌具有抑菌活性,其中8株具有广谱抗菌活性;抗氧化活性筛选结果为13株显示总抗氧化能力阳性,10株具有较好的羟自由基清除能力,3株显示较强的氧自由基清除能力。【结论】西藏仲巴五彩沙漠土壤中含有较丰富的放线菌药用资源,具有从中发现放线菌新菌种和开发新抗生素的潜力。     

岩藻多糖的抗氧化功能研究进展

岩藻多糖是一种独特的天然硫酸化多糖,主要存在于多种褐藻的细胞外基质中。在过去的数十年中,岩藻多糖因其所具有的抗氧化特性,被广泛用作化妆品、功能食品以及水产养殖和牲畜饲料补充剂中的活性成分。本文总结了岩藻多糖的结构和抗氧化活性及其抗氧化活性调控机制的研究进展。     

我国学者从蛙类皮肤中发现第3套抗氧化系统

以前发现的两大类皮肤抗氧化系统,一类为基因编码的大分子抗氧化酶类,如超氧化物歧化酶（SOD）,另一类为小分子有机物,如一些维生素。近日,中国科学院昆明动物研究所研究员赖仞领导的研究团队,联合南京农业大学、中科院上海药物研究所、中科院生物物理研究所、浙江大学等科研院所,以长日照、强紫外线环境生活的高原蛙类——滇蛙为研究对象。发现滇蛙皮肤具有极强的的氧化自由基清除能力,从其皮肤分泌液中发现的由基因编码且可分泌表达的小分子抗氧化多肽为一类新型抗氧化系统,也被称为“第3套抗氧化系统”。     

虎纹蛙皮肤分泌物抗氧化二肽——Gln/Lys-Met的纯化及鉴定

目前已自青蛙皮肤分泌物中提取出多种属于“第三套抗氧化系统”的多肽,它们具有较强的抗氧化作用.本文从虎纹蛙皮肤分泌物中提取具有抗氧化活性的多肽物质,并检测其活性.利用电刺激虎纹蛙背部腺和耳后腺获得其皮肤分泌物,利用凝胶过滤色谱Sephadex G-50和反相高效液相色谱（reverse-phase high performance liquid chromatography, RP-HPLC）进行分离纯化.以2,2-二苯基-1-苦肼基（2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl, DPPH·）清除率为指标,测定多肽的抗氧化活性,经ESI- MS（electrospray ionization mass spectrometry）质谱测定该多肽的相对分子质量.结果显示,自虎纹蛙皮肤分泌物中获得一种具有抗氧化活性的二肽,其分子质量为0.277 kD,可能的氨基酸序列为Gln/Lys-Met.虎纹蛙皮肤分泌物中的该二肽是发挥抗氧化作用的重要组成部分.     

基于ORAC评价多酚类化合物抗氧化活性

采用氧自由基清除能力(ORAC)方法考察20种多酚类化合物的抗氧化活性。结果表明,该方法具有较优的线性关系(R2=0.997）;检测限(LOD）和定量限(LOQ）为0.5～3.1 μmol·L-1,精密度＜18%,准确度91%～105%。比较20种多酚类化合物抗氧化活性,对羟基苯甲酸类化合物中,鞣花酸和没食子酸具有较强的抗氧化活性;对羟基肉桂酸类以咖啡酸及其衍生物抗氧化活性最高;在类黄酮组分中,黄烷-3-醇表现出优良的抗氧化特性,黄酮醇次之。ORAC可作为评价多酚类化合物抗氧化的简便、高效的标准化检测方法。     

参与ABA诱导的水稻OsCaMs基因鉴定及其功能分析

以‘徐稻4号’为材料,构建OsCaMs的瞬时表达载体,利用生物信息学和RT-PCR方法设计OsCaMs定量引物5个,鉴定参与ABA诱导的OsCaMs基因并分析其生理功能,为进一步揭示ABA信号转导核心组分的研究奠定基础。结果显示:(1)水稻OsCaMs的5个家族基因的CDS等长,均为450bp,ABA(100μmol·L~(-1))处理能够明显诱导OsCaM1-1和OsCaM1-2的表达。(2)利用瞬时表达载体将表达荧光蛋白的OsCaM1-1-YFP和OsCaM1-2-YFP通过PEG方法转化到原生质体中,激光共聚焦分析显示,这2个基因均定位于细胞核、细胞质和细胞膜中;并构建了OsCaM1-1和OsCaM1-2的干扰载体dsOsCaM1-1和dsOsCaM1-2。(3)经ABA诱导的水稻原生质体抗氧化保护酶APX和SOD活性分别显著提高35%和31%;原生质体瞬时表达和瞬时沉默体系分析表明,OsCaM1-1和OsCaM1-2均能够影响抗氧化保护酶APX和SOD的活性,其中原生质体中瞬时过表达这2个基因对APX和SOD活性上调达到1.15~1.45倍,瞬时干扰这2个基因对APX和SOD活性下调达到25%~30%。(4)外源H_2O_2(10mmol·L~(-1))预处理水稻幼苗可诱导OsCaM1-1和OsCaM1-2基因表达量上调,并且OsCaM1-2能够诱导水稻原生质体中H_2O_2的积累。(5)原生质体瞬时表达分析发现,在水稻原生质体中瞬时表达OsCaM1-1和OsCaM1-2可分别诱导OsrbohB和OsrbohE的表达;而且在水稻原生质体中瞬时表达OsrbohB和OsrbohE可分别诱导OsCaM1-1和OsCaM1-2的表达,表明OsCaMs与Osrbohs之间存在正反馈调节机制。研究表明,OsCaM1-1和OsCaM1-2为水稻参与ABA信号转导中具有调控抗氧化保护作用的同源基因;OsCaM1-1和OsCaM1-2不仅受ABA诱导,也受H_2O_2诱导,而且ABA是通过H_2O_2进行调控。     

转录因子FboR调控耻垢分枝杆菌抗氧化生长的机制研究

结核病的致病菌结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)在宿主内面临着多种氧化胁迫环境因子的压力,因而进化形成了一系列自己的抗氧化生长机制。转录因子作为细菌快速响应外界环境的重要因子,通过调控其靶基因的表达来帮助细菌适应环境胁迫如抗氧化等。然而,目前分枝杆菌(Mycobacterium)中有关转录因子调控细菌抗氧化生长的分子机制还不是十分清楚。本研究以耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)作为模式菌株,发现了转录因子FboR调控分枝杆菌的抗氧化能力并检测了相关重组菌株的抗氧化生长情况,证实了FboR负调控细菌的抗氧化能力。随后通过转录组测序分析、凝胶阻滞实验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)、实时定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)和β-半乳糖苷酶活性检测鉴定了影响细菌抗氧化生长的相关靶基因,成功解析了具体的调控通路与分子机制。     

虎刺抗氧化和抗菌活性研究

考察虎刺80%乙醇提取物和石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、水溶性部位的抗氧化和抗菌活性以及与总黄酮含量的关系。乙酸乙酯部位在清除DPPH自由基和还原力模型中抗氧化活性最强,水溶性部位在总抗氧化力模型中抗氧化活性最强,而石油醚部位抗氧化活性最弱。二氯甲烷部位、乙酸乙酯部位和石油醚部位具有一定的抑菌活性。虎刺黄酮类成分可能是其抗氧化的物质基础。     

连翘花黄色素对线虫在氧化应激下的保护作用

自由基过度引起的氧化应激是多种疾病发生的因素。连翘花黄色素(forsythia flower yellow pigment, FFYP)中含有大量的抗氧化活性物质,但其对氧化应激的抵抗性仍不清楚。本文首先通过化学方法检测FFYP的体外抗氧化活性;用细胞内抗氧化活性（cellular antioxidant activity,CAA）方法检测FFYP细胞内抗氧化活性;然后以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,C. elegans）为模型,检测FFYP对线虫氧化应激抵抗力及体内抗氧化指标的影响;用Daf 16和Skn 1突变体线虫和qRT PCR实验探究其作用机制。研究结果表明,FFYP具有1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH)自由基清除能力,铁离子还原能力和活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS）清除能力,并且具有浓度依赖性。用500 μmol/L的胡桃醌提供氧化应激压力时,FFYP能显著提高线虫在氧化应激下的寿命,表明FFYP可以提高线虫对氧化应激的抵抗力。进一步研究发现,FFYP可显著降低线虫体内ROS自由基含量,提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性,增加还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量,表明FFYP通过提高线虫体内抗氧化防御系统活性清除自由基来提高线虫对氧化应激的抵抗力。突变体线虫实验显示,FFYP对线虫延长氧化应激下寿命的效应在Skn-1突变体线虫中完全消失,在Daf-16突变体中效应被减弱。qRT-PCR实验也显示,Daf-16和Skn-1靶基因的表达量均被提高。表明FFYP对线虫氧化应激抵抗力提高的作用是通过Daf-16和Skn-1共同作用。这预示着FFYP具有很好的抗氧化及抗应激药用价值,有潜力成为一种新的有生物活性的天然色素。     

抗氧化蛋白Peroxiredoxin家族研究进展

Peroxiredoxin是新近发现的抗氧化酶系 ,广泛存在于各种生物体内。根据分子所具有保守半胱氨酸数目的不同 ,哺乳动物的 6个Peroxiredoxin分为 2个亚类。Peroxiredoxin除了具有共同的抗氧化功能外 ,它还具有其它的功能如细胞增殖与分化、细胞信号转导及保护其它蛋白的氧化等。对该类蛋白分子结构的深入研究已初步揭示其抗氧化的作用机制。Peroxiredoxin与肿瘤关系密切 ,它可能成为一个肿瘤标记物 ,可为肿瘤的治疗提供新的思路。     

高密度脂蛋白抗动脉粥样硬化作用

高密度脂蛋白通过清道夫受体BI(SR—BI)选择性的摄取外周组织细胞胆固酵,调节胆固酵逆转运过程;依赖对氧磷酶-1(PON1)的抗氧化作用及过氧化体增殖物激活型受体(PPAR-α)调节HDL代谢过程中5种蛋白质编码基因的表达等多种机制发挥其抗AS作用。     

外源钙对蜜橘抗日灼生理病害的分子与生理机制研究

该研究以‘南丰蜜橘’为试验材料,于高温来临前期(6月份)在果实表面喷施0.14 g/L螯合钙为钙处理,以喷施清水为对照,测定果皮相关基因表达水平和抗氧化酶活性以及活性氧含量变化,探究钙对‘南丰蜜橘’果皮在日灼发生期间的钙信号转导途径相关基因调节抗氧化系统基因的表达特征,以揭示外源钙减轻蜜橘日灼生理病害的分子与生理机制,为实际生产中喷施螯合钙防控蜜橘日灼生理病害提供理论依据。结果显示:(1)经钙处理后‘南丰蜜橘’果实的日灼发生率较对照显著降低了13.76%。(2)实时荧光定量PCR发现,钙处理显著提高‘南丰蜜橘’钙信号转导途径相关基因(CsNADK、CsMPK 8、CsCPK、CsRBOH、CsCAMK 1、CsGAD),以及抗氧化酶相关基因(CsSOD、CsCAT、CsPOD、CsAPX、CsGSR、CsGPX)在果皮中的相对表达量。(3)钙处理可显著提高‘南丰蜜橘’果皮抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX、GR、GPX)活性,并显著降低O^(-·)_(2)、H_(2)O_(2)和MDA的含量。(4)荧光染色发现,在7-10月高温和强直射光胁迫期,果皮细胞产生了过量的ROS绿色荧光,且随胁迫时间的延长荧光不断漫延积累,但钙处理的ROS荧光强度均显著弱于对照。研究表明,喷施螯合钙处理可通过增强蜜橘果皮钙信号转导途径相关基因的表达,调控抗氧化系统基因表达以及抗氧化酶活性,清除过量的ROS,维持果皮细胞ROS代谢平衡,从而提升蜜橘果皮的抗日灼能力;生产中于高温来临前期在果实表面喷施螯合钙,是一种简便有效的预防蜜橘日灼病害的技术措施。     

转GmTMT2a基因玉米抗旱功能分析

生育酚具有很强的抗氧化功能,其中α-生育酚是最有效的组分。研究了α-生育酚含量提高的转GmTMT2a基因植株（TP）和野生型植株（WT）在干旱条件下的响应差异。结果表明,TP植株和WT植株中H2O2 含量均有所增加,但TP植株中累积了更少的H2O2;抗氧化酶类SOD、POD和CAT的酶活测定结果表明,CAT酶活性在TP植株中的增幅最大;抗旱相关基因表达分析结果显示,P5CS和TPS在TP植株中的表达显著上调。推测转GmTMT2a基因后,提高了CAT的酶活以及P5CS和TPS的表达量,进而增强了植株的抗旱性。