α-核突触蛋白基因突变小鼠脑组织中内源性代谢产物的变化

目的:明确α-核突触蛋白与帕金森病的病理生理相关性及其临床意义。方法:采用相色谱-质谱联用(UPLC-MS)检测野生型小鼠和基因突变型小鼠脑组织中内源性代谢性产物,通过mzcloud法对小鼠脑组织中内源性代谢物质进行鉴定,将相应数据进行主成分分析(PCA)和聚类分析,分析其相关差异表达代谢物,并构建通路图和互作网络图。结果:(1)基于LC/MS法的代谢组分析结果显示两组间差异代谢物以氨基酸类及磷脂类等为主,包括β-丙氨酰-L-组氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、磷脂酰胆碱等;(2)构建的代谢通路主要涉及酮体的合成和降解、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢等,从中发现18个具有标志性的代谢成分。结论:α-核突触蛋白基因突变后,酮体的合成和降解、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢等代谢通路发生了变化,涉及β-丙氨酰-L-组氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、磷脂酰胆碱等的生物学标志性代谢产物变化。     

病毒感染影响宿主细胞代谢研究进展

作为专性的细胞内寄生物,病毒没有独立代谢的能力,因此完全依赖于宿主细胞的代谢机制。病毒利用宿主细胞代谢网络提供的能量和生物合成前体物质来驱动其复制、装配和释放。因此,病毒挟持宿主细胞代谢以实现自身的复制和增殖。此外,病毒还可以通过编码辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)调控宿主的细胞代谢,影响碳、氮、磷、硫循环,参与微生物驱动的生物地球化学循环。本文主要从细胞葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢、脂肪酸代谢、病毒AMGs调控宿主代谢影响生物地球化学循环4个方面总结病毒感染对宿主核心代谢途径影响的研究,以期为深入理解病毒-宿主相互作用提供参考,也将为通过代谢干预治疗病毒性疾病提供一定的理论依据。     

脂质代谢在乳腺癌发病中的作用

乳腺癌已经成为全球第一大癌症,其发病机制及治疗方法的探索越来越受到人们重视。脂质代谢异常是癌细胞中最突出的代谢改变之一,探索乳腺癌细胞中脂质代谢的改变,以寻找新的诊断指标和治疗靶点是至关重要的。本文从脂肪酸代谢、甘油三酯代谢、胆固醇代谢和脂质代谢信号通路4个方面介绍脂质代谢异常在乳腺癌中的研究进展,为靶向脂质代谢治疗乳腺癌提供新思路和新方法。     

高等植物中一碳化合物代谢研究进展

高等植物中一碳(C1)化合物的代谢主要包括甲醇代谢、甲醛代谢和甲酸代谢等,它们是高等植物一碳单位代谢的重要组成部分.由于C1化合物的代谢机制复杂、代谢规模非常小、参与代谢反应的酶和中间产物的含量低且不稳定等特点,相关研究报道很有限.现代生化和分子遗传学方法的综合使用使得人们对参与植物中C1化合物代谢的酶和基因有了一定程度的了解,该文主要综述了近年来有关高等植物中内源和外源C1化合物甲醇、甲醛和甲酸的来源和代谢途径方面的研究进展,并提出了该研究领域目前存在的问题和今后的研究方向.     

城市物质代谢的生态效率——以深圳市为例

城市可持续发展研究的关键是城市物质代谢通量及其效率研究,但物质代谢通量仅能反映代谢速率,而其生态效率则能反映支持社会经济发展的物质代谢能力。从工业、生活的源头循环(减少原生资源的消耗)和末端循环(减少污染物的产生)角度,构建城市物质代谢生态效率的度量模型,并依据中国城市化发展进程,选定深圳市作为研究区,核算城市水、能量和废物代谢通量以及代谢的生态效率。结果表明:随着深圳市社会经济的快速发展,水、能源和废物代谢通量呈现出增长势头,但代谢的生态效率不断提高。1998～2004年间,GDP增长2.7倍,城市水和电的代谢通量分别增长1.5倍和3.0倍;工业增加值增长3.7倍,工业水、电、能源和废物的代谢通量分别增长1.9、3.5、2.7倍和2.0倍;常住人口增长1.5倍,居民水和电的代谢通量分别增长1.8倍和1.7倍;资源效率提高1.8倍,环境效率提高3.7倍,生态效率提高2.3倍。虽然深圳市物质代谢的生态效率在提高,但是随着物质资源的日益稀缺,物质代谢的生态效率仍需进一步提高,而提高城市物质代谢生态效率的关键是资源效率和环境效率的协同发展,以及逐步构建废物资源化的循环链条。     

基于GC-MS分析刺五加和短梗五加不同器官的代谢差异特性

通过研究刺五加（Acanthopanax senticosus）与短梗五加（A. sessiliflorus）不同器官的初级代谢差异特性,探讨两者药效差异、药用价值及资源利用结构。利用代谢组学的研究策略,使用GC-MS技术从初生代谢的角度比较刺五加与短梗五加不同器官代谢差异特性。结果表明：在2种药用植物不同器官中共鉴定出186种初生代谢物,总体研究结果显示2物种在初生代谢上存在差异。进一步分析得到根中52种差异代谢物、茎中34种差异代谢物、叶中39种差异代谢物、叶柄中48种差异代谢物。差异代谢物涉及到的主要代谢途径有氨酰基-tRNA生物合成途径,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成途径,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径,精氨酸的生物合成途径,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径,丙酮酸代谢途径等。此外,发现4种连接初生代谢和次生代谢的关键性代谢物在两者不同器官中的水平存在差异。刺五加和短梗五加在不同器官初生代谢方面显著不同,这可能是造成2物种不同器官药理效应和次生代谢存在差异的原因之一。     

高等植物的次级代谢

代谢是生物所共有的生命过程。从碳代谢流来看,植物、动物和微生物的过程是一样的。我们可以把植物的代谢分为初级代谢和次级代谢(Secondary metabolism)。从底物(如糖)开始,经糖酵解和三羧酸循环(EMP-TCA途径),包括戊糖支路(HMP)进行底物降解和末端氧化,这部分过程通常称之为初级代谢。从初级代谢关键中间产物出发,与蛋白质代谢、脂肪代谢、核酸代谢相联结(图1),其与植物的生长发育和繁     

生物过程代谢组学与代谢流测定

整合的代谢组学和13C代谢流数据能充分反映细胞的代谢状态,对代谢组学和代谢流的测定技术已成为工业生物过程研究的重要手段,并能为工业生物过程优化和高产菌株理性设计提供重要帮助。阐述了代谢组学和代谢流测定的完整流程,包括实验方法、数据处理方法和软件工具,并综述了其在代谢途径鉴定、代谢机制解析和代谢工程等领域的应用进展。     

青岛市不同功能区冬季空气微生物群落代谢与多样性特征

选取青岛市5个功能区(市区街道、海滨区域、饮用水源地、垃圾填埋场和人工湿地污水处理系统),采用SAS ISO100空气浮游菌采样器于2013年冬季采集空气微生物样品,应用BIOLOG方法分析空气微生物群落代谢功能多样性,阐明群落代谢与环境相关性。结果表明,不同功能区空气微生物群落碳源代谢强度存在差异,代谢稳定时,海滨区域和饮用水源地样品平均光密度值(AWCD)分别为0.302、0.210,而人工湿地、市区街道及垃圾填埋场分别为0.063、0.025和0.034,海滨区域和饮用水源地空气微生物群落碳源代谢强度明显高于其他功能区。不同功能区空气微生物群落Shannon指数和Simpson指数接近,但海滨区域和饮用水源地Mc Intosh指数明显高于其他功能区。海滨区域和饮用水源地空气微生物群落碳源代谢类型丰富,代谢水平高,人工湿地、市区街道和垃圾填埋场碳源代谢类型单一,代谢水平低。5个功能区空气微生物群落碳源代谢差异呈现区域性,分异代谢差异的主要是羧酸类碳源。风速、温度、湿度等非生物因素对空气微生物群落碳源代谢具有不同程度影响,且不同功能区主导非生物因素存在差异。BIOLOG方法可以提供大量多维数据,能够分析样品间微生物群落碳源代谢差异,客观、全面表征空气微生物群落碳源代谢多样性特征,是研究空气微生物群落功能多样性较理想的方法之一。     

代谢组及其在真菌研究中的应用

代谢组学是利用现代分析化学手段对一定条件下生物体内小分子代谢产物（初级和次级代谢产物）定性及定量,从而揭示生命现象及其内在规律的学科。相对于基因组、转录组和蛋白质组,代谢组是一定条件下生物学过程完成后的最终代谢产物的集合,因而是各种组学研究中最接近表型的一种组学,可以直接动态地反映出细胞的生理生化过程,从而有效地检测和发现特定的生化途径,准确地解释生理或者病理现象。代谢组学作为系统生物学中基因组学、转录组学以及蛋白质组学三大组学的延伸和补充,是目前的研究热点之一。目前代谢组学在真菌领域的研究得到日益重视和发展。本文首先从历史发展和技术路线简述了代谢组学的发展历程和常见的代谢组学研究方法。接着从真菌的分类鉴定、生物膜研究、代谢途径、代谢工程、天然产物发现与植物互作这6个方面介绍了代谢组学在真菌研究领域的应用。     

骨骼肌支链氨基酸代谢小分子与运动

骨骼肌是支链氨基酸的主要代谢场所,其代谢产生的分支α-酮酸,C3、C4和C5酰基肉碱,3-羟基异丁酸以及β-氨基异丁酸等代谢小分子,具有代谢和信号分子的双重身份,不仅作用于骨骼肌自身,还可进入血液循环,作用于脂肪、心肌、肝脏等外周组织,调节机体稳态。运动与支链氨基酸代谢关系密切,随着代谢组学的发展,运动与支链氨基酸代谢小分子的研究必将成为新的热点。本文将对上述支链氨基酸代谢小分子代谢过程、生物学功能及病理生理意义及运动对它们影响的研究进展进行综述。     

莱茵衣藻中脂质代谢过程研究进展

微藻中脂质代谢产生的化合物,可用于生物燃料、营养品和生物药品的生产,因此具有重要的经济价值。脂质代谢贯穿微藻的全部生命过程,对微藻的生长发育和应对外界胁迫都具有重要意义。微藻与研究较清楚的真菌和陆地植物在脂质代谢过程方面具有相似性。当然,随着微藻脂质代谢相关功能基因逐渐被鉴定,人们发现微藻的脂质代谢也具有区别真菌和陆地植物的独特性,因此针对微藻脂质代谢过程的分析具有重要意义。莱茵衣藻是研究脂质代谢过程的模式生物,已经通过基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等方法,对其质体、内质网和过氧化物酶体中进行的脂质合成和分解过程进行了研究。本文总结了近年来莱茵衣藻质体、内质网和过氧化物酶体中脂质代谢过程的研究成果,并进行综合阐述。     

代谢工程

代谢工程,也称途径工程,是基因工程一个重要分支,一般是多基因的基因工程,与细胞的基因调控、代谢调控和生化工程密切相关。讨论了代谢工程的应用,包括通过改变代谢流和代谢途径提高产量,改善生产过程,构建新的代谢途径和产生新的代谢产物等。     

肠道微生物代谢苷类化合物的研究进展CSCD

肠道微生物对苷类化合物的体内代谢十分重要,可分泌代谢酶进行脱糖基、脱甲基、脱羟基、水解和氧化还原等反应将苷代谢生成次级苷、苷元或其他代谢产物,从而促进苷类药物的吸收并发挥药效。本文论述了肠道微生物及代谢酶对苷类化合物代谢的意义,总结了肠道微生物对不同结构类型的苷类化合物的代谢规律及代谢产物,为了解苷类药物的疗效基础、作用机理及利用微生物转化开发苷类药物提供参考。     

植物次生代谢基因工程

植物次生代谢基因工程,是利用基因工程技术对植物次生代谢途径的遗传特性进行改造,进而改变植物次生代谢产物。植物次生代谢基因工程的出现是人类对次生代谢途径的深入了解和分子生物学向纵深发展的结果,同时它又促进了次生代谢分子生物学的发展。调控因子的应用和多基因的协同转化为植物次生代谢基因工程拓宽了思路。从次生代谢图谱、植物基因工程策略和植物转基因方法等方面对植物次生代谢的基因工程研究进展做一简要概述。     

植物次生代谢基因工程研究进展

随着对植物代谢网络日渐全面的认识,应用基因工程技术对植物次生代谢途径进行遗传改良已取得了可喜的进展.对次生代谢途径进行基因修饰的策略包括:导入单个、多个靶基因或一个完整的代谢途径,使宿主植物合成新的目标物质;通过反义RNA和RNA干涉等技术降低靶基因的表达水平,从而抑制竞争性代谢途径,改变代谢流和增加目标物质的含量;对控制多个生物合成基因的转录因子进行修饰,更有效地调控植物次生代谢以提高特定化合物的积累.作者结合对大豆种子异黄酮类代谢调控和基因工程改良的研究,着重介绍了花青素和黄酮类物质、生物碱、萜类化合物和安息香酸衍生物等次生代谢产物生物合成的基因工程研究进展.     

代谢流量比率分析及其在代谢工程中的应用

细胞内代谢反应流量在系统理解细胞代谢特性和指导代谢工程改造等方面都起着重要的作用。由于代谢流量难以直接测量得到,在很多情况下通过跟踪稳定同位素在代谢网络中的转移并进行相应的模型计算能有效地定量代谢流量。代谢流量比率分析法能够高度体现系统的生物化学真实性、辨别细胞代谢网络的拓扑结构,并且能够相对简单快速地定量反应速率等,因此受到代谢工程研究者越来越多的重视。以下着重介绍并讨论了利用代谢物同位体分布信息分析关键代谢节点合成途径的流量比率、基于流量比率的代谢流量解析、以及应用于代谢工程等的相关原理、实验测量、数据分析、使用条件等,以期充分发挥代谢流量比率分析法的优势,并将其拓展推广至更多细胞体系的代谢特性阐明和代谢工程改造中去。     

《普通生物化学》(第5版)

<正>主编:陈钧辉张冬梅书号:978-7-04-039644-7出版日期:2015年1月定价:68.00元内容简介全书分4篇共21章。第一部分生物分子,包括糖类、脂质、蛋白质、核酸、酶、维生素和激素。第二部分生命活动的基本单位——细胞,包括细胞及其结构、生物膜的结构和功能,这为学习代谢提供方便。第三部分物质代谢及其调节,包括生物能学与生物氧化、代谢总论、糖代谢、脂质代谢、蛋白质的降解和氨基酸代谢、核酸的降解和核苷酸代谢、代谢的相互联系和调控。第四部分遗传信息的传递和表达,包括DNA复制、转录、翻译和基因表达调控。第五部分生物化学的前沿学     

代谢转基因植物的研究现状与展望

代谢转基因是通过基因工程技术对细胞内的代谢途径进行遗传修饰,进而完成细胞特性改造。代谢修饰转基因植物是一个极具商业前景的领域,在医药、环境、农业等方面已有许多成功应用的实例。综合调控代谢的基因工程策略,讨论了代谢转基因植物的研究现状,我国农业生产中存在的主要问题和代谢转基因技术对我国农业发展的意义和前景。     

偏头痛相关酶和KEGG通路分析

搜集与偏头痛相关的编码酶的基因,利用KEGG通路分析目标基因的分布和功能,促进偏头痛遗传学研究和新药靶点研究。以＂gene name＂AND migraine检索PUBMED数据库,从原始文献中搜集并整理偏头痛相关酶基因数据,用DAVID在线分析工具对数据进行处理。搜索得到31个偏头痛酶基因,对7条KEGG代谢通路进行了分析：色氨酸代谢通路、酪氨酸代谢通路、精氨酸和脯氨酸代谢通路、叶酸一碳单位循环代谢通路、药物代谢通路、外源物质细胞色素P450代谢通路、肾素血管紧张素代谢通路。其中药物代谢通路包括9个药物,又以高选择性5-羟色胺重摄取抑制剂西酞普兰的应用前景最大。DDC、DBH、MTHFD1等6个偏头痛相关基因需要完善多态性研究。CYP450和单胺氧化酶在偏头痛的病理和治疗中都占有重要的地位。通过分析疾病相关酶基因的代谢通路,有助于了解疾病的分子病理基础,并为新药设计提供可靠靶点。