细菌DeoR家族转录调控因子的研究进展

细菌基因组中存在大量的转录调控家族,这些转录调控家族在细菌的生长、代谢、外界信号感知与传递等方面发挥着至关重要的作用.DeoR家族是一类广泛分布于原核生物中的转录调控因子,主要参与调控细胞中多个生理过程,包括核苷酸类代谢、糖类代谢、致病菌的毒力以及链霉菌的次级代谢等.DeoR蛋白C末端的配体结合结构域,通常能够以相关代...     

Sigma因子高效调控微生物多功能研究进展

Sigma因子分为两大类,分别为σ~(70)家族和σ~(54)家族。σ~(70)家族的基础sigma因子,一般指导基因转录、应激反应、细胞发育以及辅助代谢,而σ54家族参与细菌的氮和碳水化合物代谢、生物膜形成等。近年来研究发现,宿主体内的sigma因子可通过调节基因表达来响应外界环境的改变、细胞发育信号以及指导生物代谢的合成;并且还发现原核生物有抗-sigma因子和抗-抗sigma因子存在。一些微生物体内的sigma70因子能调控其抗生素、激素或某些代谢产物的产生,指导细胞耐酸、耐高渗或耐高温等胁迫条件,还能增强微生物的生长能力;sigma54因子通常也能调节生物体代谢途径及氮源利用,参与生物固氮调控等。为了揭示sigma因子在高效调控生物多功能方面的研究成果,现对sigma因子及相关因子的结构特点、作用机制、生物多功能以及sigma因子调控固氮功能等方面进行阐述。     

LuxR家族调控蛋白的结构及功能

LuxR家族调控蛋白是一类在革兰氏阴性细菌群体感应中起重要作用的调控蛋白,它们参与由酰基高丝氨酸内酯介导的多种生物学过程,调控细菌生物发光、质粒转移、生物膜形成以及多种胞外酶、毒力因子和次生代谢产物的合成。LuxR家族蛋白的研究在医学、环境监测、生物防治和微生物发酵等方面具有巨大的应用潜力。该文综述了LuxR家族调控蛋白近期的研究进展、存在问题及应用前景。     

植物氮代谢硝酸还原酶水平调控机制的研究进展

氮代谢是植株体内最基本的物质代谢之一,硝酸还原酶是植物氮代谢的关键酶。主要对植物氮代谢在硝酸还原酶水平上调控的研究新进展,尤其是其合成／降解及活性调控机制进行了较为系统的综述。硝酸还原酶合成的调控主要发生在转录水平和翻译水平上,硝酸还原酶降解的调控主要发生在翻译后水平上,同时NO3^-及光在硝酸还原酶转录水平调控上的作用重大,硝酸还原酶编码基因转录的mRNA的稳定性强弱影响植物的氮代谢,而影响mRNA稳定性的因素很多,机理复杂;磷酸化／去磷酸化在硝酸还原酶活性调控中占举足轻重的地位,研究也比较深入。钝化蛋白也能够影响硝酸还原酶活性,许多小分子物质对硝酸还原酶活性有影响。     

Mondo蛋白在肿瘤相关代谢中的研究进展

转录因子Mondo蛋白家族包括MondoA和ChREBP(MondoB)两个家族成员,是葡萄糖介导的基因转录调控的关键调控因子,可直接调控糖酵解和脂肪酸生成相关基因的表达,在细胞代谢与能量平衡中发挥重要作用。细胞代谢改变是肿瘤的重要特征之一,为肿瘤细胞生长及恶性进展创造了有利条件。近年来,研究发现,Mondo蛋白在肿瘤细胞糖酵解、脂肪酸合成和谷氨酰胺利用等代谢通路中发挥着重要作用,而且Mondo蛋白调控肿瘤细胞的代谢,其在肿瘤细胞生长、增殖和侵袭等过程中的作用值得肿瘤研究者关注。因此,更好地认识Mondo蛋白调控肿瘤细胞代谢的机制,将为癌症的治疗提供新的方向。本文对Mondo蛋白家族成员的分子特征、表达调控、组织特异性功能及其在肿瘤代谢重编程和细胞增殖中的最新研究进行综述,为肿瘤的防治提供新思路。     

烟草碳氮代谢及其调控技术研究进展

碳氮代谢影响烟株产量和质量形成,是烟叶最基本的代谢过程。阐述了碳氮代谢的研究现状,总结了碳氮代谢产物及其关键酶活性的影响因素,并归纳了栽培调制技术对碳氮代谢的调控。碳氮代谢在烟草生长发育中有重要作用,通过对近年来碳氮代谢相关研究的归纳总结,提出了未来碳氮代谢的研究方向。     

病原菌非编码sRNA的功能及研究新方法

细菌中的非编码小RNA（small RNA, sRNA）作为一种靶向调控分子在细胞生理代谢过程中具有重要作用。sRNA作用于特定靶标,调控基因的表达。大肠杆菌大约有100种sRNA,其中1/3 sRNA需要伴侣蛋白Hfq的介导。病原细菌中sRNA分子如何调控致病基因的表达,目前研究仍处于初级阶段。本文将从生物膜形成、细菌耐药性以及对宿主的影响等方面,结合新颖的sRNA的研究方法,综述sRNA在调控代谢网络及控制病原菌致病性方面的作用。     

病原菌非编码sRNA的功能及研究新方法北大核心CSCD

细菌中的非编码小RNA(small RNA,sRNA)作为一种靶向调控分子在细胞生理代谢过程中具有重要作用。sRNA作用于特定靶标,调控基因的表达。大肠杆菌大约有100种sRNA,其中1/3sRNA需要伴侣蛋白Hfq的介导。病原细菌中sRNA分子如何调控致病基因的表达,目前研究仍处于初级阶段。本文将从生物膜形成、细菌耐药性以及对宿主的影响等方面,结合新颖的sRNA的研究方法,综述sRNA在调控代谢网络及控制病原菌致病性方面的作用。     

污水脱氮功能微生物的组学研究进展

生物脱氮是污水处理厂的核心,掌握生物脱氮过程相关微生物代谢特性,对于探索微生物资源和提高污水处理厂脱氮性能具有重要意义。近年来,分子生物学方法不断发展和改进,已被广泛应用于揭示脱氮微生物群落多样性、组成结构和潜在功能等方面,大幅提升了研究者们对污水生物脱氮系统中微生物,尤其是不可培养微生物的代谢机理、抑制调控原理及新型生物脱氮工艺途径的认识。本文对流行的分子生物学方法(16S rRNA基因测序、实时荧光定量PCR技术、宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学)进行了介绍,综述了其在硝化细菌、反硝化细菌、完全氨氧化细菌、厌氧氨氧化细菌、厌氧铁氨氧化细菌、硫酸盐型厌氧氨氧化细菌及亚硝酸盐/硝酸盐型厌氧甲烷氧化微生物等方面的研究进展,阐明了这些氮素转化微生物在氮循环过程的代谢途径和酶促反应,并从标准测定方法构建、不同方法的联用及跨学科结合和检测方法的简易化这3个方面展望了分子生物学方法的技术突破及其在污水生物处理系统中的应用前景。本综述从系统角度全面认识脱氮微生物群落及其结构,为未来污水处理生物脱氮微生物的研究提供了新方向。     

植物细胞程序性死亡的分类和膜通透性调控蛋白研究进展

程序性细胞死亡是由基因调控的贯穿于真核细胞生理和发育过程的细胞自杀行为。动物细胞的程序性死亡分成3类凋亡、自噬和坏死;线粒体和溶酶体分别在前两个过程中起关键作用。关于植物细胞程序性死亡的分类还存在很多争议,焦点是植物是否有细胞凋亡这种形式,核心问题是植物细胞的线粒体外膜上没有Bcl-2家族的膜通透性调控蛋白。近年,程序性细胞死亡也在细菌中发现,LrgAB家族的膜通透性调控蛋白起着重要作用。最近的研究表明,植物叶绿体外被膜上也有LrgAB家族的同源蛋白,它们在控制叶绿体发育和程序性细胞死亡方面起重要作用。因此,叶绿体在植物细胞死亡调控中的作用应该更加受到关注。     

畜禽PPARα基因研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)是核激素受体家族中的配体激活受体,控制许多细胞内的代谢过程,PPARα作为过氧化物酶体增殖物激活受体家族重要成员之一,是调控机体脂质代谢的重要枢纽,在调控畜禽机体肝脏脂质代谢方面有重要作用。PPARα基因由四个结构域组成,多在机体肝脏和脂肪组织中表达,可作为细胞核受体被外源和内源的特异性配体结合并激活,进而结合靶基因发挥对肝脏脂质代谢的调控作用。就PPARα基因的结构特点及表达模式、PPARα基因对肝脏脂代谢的调控机制,以及现阶段PPARα在畜禽方面的研究进展进行阐述,旨在引起人们对PPARα基因调控脂质代谢的关注,并为畜禽肝脏脂质代谢过程的机理研究和相关疾病的治疗提供一些理论支持。     

蛋白质SUMO化修饰与肿瘤调控

SUMO化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,在细胞周期调控、细胞代谢、基因转录、DNA损伤和修复等众多细胞生物学过程中,对底物蛋白质的表达、定位和活性进行调控。蛋白质SUMO化修饰是动态可逆的过程,去SUMO化修饰由SUMO特异性蛋白酶(SENPs)家族成员所催化。由于受到SUMO化修饰的底物蛋白种类众多、功能多样,SUMO化修饰能够在整体和特定蛋白质修饰层面,参与调控肿瘤的发生发展,并且这种调控机制非常复杂,比如调控细胞周期的进程、DNA损伤和基因组不稳定性、肿瘤代谢与生长、抗肿瘤免疫等。SENPs家族成员是底物蛋白质SUMO化修饰程度的决定者,该研究团队对SENPs家族成员在肿瘤中的作用开展了系列研究,因此该文也将以SENP1和SENP3为例,对SENPs在肿瘤进程中的作用及其作用机制展开介绍。     

cAMP受体蛋白在细菌中的转录调控作用研究进展

细菌中cAMP受体蛋白（CRP）对依赖其的启动子的转录起始调控机制及其他调控作用已经得到详细深入的研究。CRP由cAMP激活,并与之结合形成CRP-cAMP复合体,后者与启动子上的特异位点结合,然后与RNA聚合酶相互作用,增强其与启动子的结合能力,从而起始转录。CRP-cAMP复合体与启动子不同的结合方式决定了CRP-9RNA聚合酶之间存在多种不同的作用方式。除了在碳源代谢方面的重要调控作用,CRP对细菌其他代谢途径也有调控作用。     

(p)ppGpp——“魔斑”核苷酸在细菌中的研究进展

鸟苷四磷酸（guanosine tetraphosphate,ppGpp）/鸟苷五磷酸（guanosine pentaphosphate,pppGpp）是细菌严谨反应的信号分子,其合成和水解由Rel/SpoT同系物（RelA/SpoT homologue,RSH）家族的蛋白质合成和水解活性控制。（p）ppGpp介导的严谨反应能够提高细菌对营养匮乏的适应能力和抗生素抗性。近年来发现（p）ppGpp与细菌生长和细胞分裂、抗生素合成等都密切相关,是细胞内重要的全局调控因子。（p）ppGpp在细菌细胞中有许多靶点,使其可以调节DNA复制、转录、细胞周期、核糖体生物合成以及抗生素合成基因簇的表达。然而,（p）ppGpp如何控制转录和其他代谢过程取决于细菌种类,并在不同的微生物中通过不同的机制调节相同的过程。因此,本文通过综述（p）ppGpp的合成/水解酶的种类和调节机制,（p）ppGpp对微生物代谢调控机制、对细胞周期的影响机制,以及（p）ppGpp对抗生素合成和耐受性的调控机制,为细菌耐药性研究和细胞生理学研究奠定基础。     

施氏假单胞菌氮代谢调控蛋白GlnK与碳信号分子α-酮戊二酸的体外互作研究

细菌中PⅡ蛋白是一类氮代谢调控因子,可通过感知胞内碳氮信号变化调整自身与靶蛋白的相互作用,从而实现对下游基因的级联调控。α-酮戊二酸是胞内碳状态的重要信号分子,前期研究发现PⅡ蛋白可结合α-酮戊二酸感应细胞内的碳状态,但不同菌中二者的结合存在差异。施氏假单胞菌A1501（Pseudomononas stutzeri A1501）只含有1种PⅡ蛋白GlnK,其在A1501固氮调控中发挥重要作用,但具体碳信号感知与转导机制有待进一步探索。基于此,通过大肠杆菌外源表达GlnK蛋白,并通过微量热泳动（microscale thermophoresis,MST）方法研究GlnK蛋白与碳信号分子α-酮戊二酸的体外互作,发现二者可以体外结合,且进一步证实GlnK蛋白的第89位甘氨酸（G89,Gly89）可能与互作相关。研究结果为进一步解析α-酮戊二酸在A1501中的信号转导奠定了基础,也为深入解析固氮菌的碳氮代谢偶联机制提供了理论支持。     

细菌Lon蛋白酶研究进展

Lon蛋白酶是首个被鉴定的ATP依赖蛋白酶家族成员,在原核生物中发挥着降解错误折叠蛋白、维持胞内蛋白质平衡的作用。最近研究表明Lon蛋白还可以作为压力应激蛋白,参与降解多种转录调控因子和二元调控系统,改变细菌胞内的生理代谢过程以适应环境的改变。本文从Lon蛋白酶的结构、功能与上下游调控网络作一综述,旨在更全面清楚地了解ATP依赖蛋白酶的生理功能,以期为其胞内调控机制研究提供参考。     

Sirtuin家族参与帕金森病发病的研究进展

Sirtuin是一种从细菌到人类都高度保守的去乙酰化酶类,可通过去乙酰化多种底物参与调控细胞周期、细胞应激反应、代谢、衰老和凋亡等过程。众多研究发现Sirtuin家族及其药物激活剂或抑制剂具有神经保护作用。在过去的十年中,大量的有关Sirtuin家族成员与帕金森病(Parkinson’s disease,PD)发病的研究工作被报道。本文将对Sirtuin家族调节PD发病的证据和Sirtuin家族成员对PD发病机理及疾病进程的影响做一回顾。     

核受体在胚泡着床生理过程中的调节与功能

核受体隶属配体依赖性的转录调控因子超家族,与机体的生长发育、细胞分化、生殖以及代谢过程中的基因表达调控密切相关.本文就核受体家族参与哺乳动物胚泡着床研究方面的进展作一简要综述.     

反义技术应用在细菌代谢调控中的研究进展

随着基因工程技术的蓬勃发展和代谢调控研究的深入,反义技术作为一种温和调控的基因工程技术,开始向世人展示其无穷的魅力.与基因敲除等功能缺失性研究方法相比,反义技术具有投入少、周期短、操作简单等优点,受到广泛的关注,成为细菌代谢调控的有力工具.以下对反义RNA、反义寡核苷酸,核酶这几种反义技术在细菌代谢工程操作中的研究进展及存在的问题进行了概述.     

表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细菌耐药中的作用

日益严重的细菌耐药性有可能使人类重回前抗生素时代。细菌的耐药机理多样,深入研究细菌的耐药性形成机理有助于开发控制耐药细菌感染的新措施。表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细胞代谢、信号转导、蛋白质降解、调控DNA复制、应激反应等方面都具有重要作用。近年来研究表明表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细菌耐药中也扮演着重要的角色。本文总结了DNA甲基化、调控型RNAs等表观遗传因素和磷酸化、琥珀酰基化等蛋白质翻译后修饰因素在细菌耐药性中的调控作用,以期为抗生素靶标选择和抗生素开发设计提供新思路。