假单胞菌生物合成L-半胱氨酸途径中脱巯基酶的研究

通过PCR方法扩增得到假单胞菌TS1138L-半胱氨酸脱巯基酶基因（cd）,将其克隆至pBlueseript SKII载体,测定了含有L-半胱氨酸脱巯基酶基因的1．2kbDNA片段序列,并与其它菌株的脱巯基酶基因进行了同源性比较;同时,将其克隆至表达载体pET-21a（＋）,IPTG诱导表达,表达产物经Ni-NTA柱亲合层析后,得到纯化的重组蛋白。利用脱巯基酶的活性染色方法对重组表达的L-半胱氨酸脱巯基酶进行了鉴定,并探讨了L-半胱氨酸脱巯基酶的酶学性质,以及在生物转化合成L-半胱氨酸途径中的关键作用。     

酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的酶促反应条件研究

目的:考察酶源保存方式、酶促反应时间、底物pH值、底物浓度、酶浓度、金属离子等因素对酶活力的影响。方法:以假单胞菌(Pseudomonassp.)TS1138为供试菌株,采用酸式茚三酮法测定L-半胱氨酸含量,研究了酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的酶促反应条件。结果:TS1138菌株中L-半胱氨酸脱巯基酶具有较高的活性,而且Mg2 、Mn2 、Fe2 、Zn2 、Cu2 等5种金属离子对DL-ATC水解酶酶系有不同程度的抑制,其中Cu2 对该酶系的抑制作用很大。结论:确定了TS1138菌株酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的最适酶促反应条件,为酶促反应动力学的研究奠定了基础。     

微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸研究进展

L-丝氨酸及L-半胱氨酸在食品、医药和化妆品等行业有着广泛的应用,在植物和微生物中两者从头合成的前体物均为3-磷酸甘油酸。微生物发酵生产这两种氨基酸以其社会、经济及环境效益展现出良好的前景。针对近年来微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸的研究成果,本文综述了当前国内外学者在该领域研究的热点,即代谢途径及其调节、相关氨基酸的转运及运输、菌种及菌株改造、新菌种的开发等。最后结合当前生物技术的新发展,对今后的研究方向进行了展望。     

假单胞菌酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸

采用微生物酶转化法制备L-半胱氨酸具有周期短、成本低、区域和立体选择性强、反应条件容易控制、环境友好等特点,与传统的毛发水解以及化学合成工艺相比显示出明显的优越性。本文从假单胞菌产酶条件和酶学性质、DL-ATC生物转化途径、固定化细胞转化工艺、基因工程菌的研究、以及L-半胱氨酸脱巯基酶的研究等5个方面介绍了国内外关于生物转化DL-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸(DL-ATC)合成L-半胱氨酸的研究进展。     

微生物酶法合成L-半胱氨酸和L-胱氨酸

从土壤中分离到一株假单胞菌Pseudomonas sp.TS1138菌株,其胞内含有DL-2-氨基-Δ²-噻唑啉-4-羧酸(DL-2-Amino-Δ²-Thiazoling-4-Carboxylic Acid,缩写为DL-ATC)水解酶,以培养16h的细胞为酶源,可转化DL-ATC合成L-半胱氨酸。该菌株生长及产酶的最佳碳、氮源为葡萄糖和尿素,DL-ATC对酶的产生具有诱导作用。酶促反应后的产物经薄层层析、旋光度法和高效液相色谱鉴定为L-半胱氨酸。     

北戴河海洋沉积物中L-半胱氨酸脱硫细菌的多样性及其特性

【背景】脱硫细菌对有机硫的脱硫作用在硫的生物地球化学循环以及脱硫工业中都起着重要的作用。【目的】了解海洋沉积物中可分解有机物产生硫化氢的细菌多样性。【方法】对我国北戴河海洋沉积物中可培养的L-半胱氨酸脱硫细菌进行分离与筛选,通过对其16SrRNA基因序列测定与分析,构建系统发育树,并对其脱硫、脱氮能力进行检验。【结果】从海洋沉积物中分离得到97株细菌,从以L-半胱氨酸为硫源的培养基中筛选出62株有机脱硫专一型细菌。根据脱硫细菌的形态及其特征,从中选取12株作为典型代表做进一步分析,它们分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、动性球菌属(Planococcus)和红球菌属(Rhodococcus)。结果表明,这12株细菌均可产生半胱氨酸脱巯基酶,能够将半胱氨酸分解为丙酮酸、硫化氢和氨,即同时具备脱硫与脱氮的能力。其中有5株菌脱硫能力较强,分别属于赖氨酸芽孢杆菌属、动性球菌属和芽孢杆菌属。【结论】海洋沉积物中存在着丰富的L-半胱氨酸脱硫细菌,为进一步研究海洋中硫的生物地球化学循环提供了素材。     

硫化氢前体L-半胱氨酸对结肠动力的影响及机制

本文旨在研究硫化氢(hydrogen sulfide, H_2S)前体L-半胱氨酸对大鼠结肠动力的影响,以阐明其对结肠收缩的调节作用及机制。采用免疫组织化学染色和免疫印迹实验检测内源性H_2S合成酶胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase, CSE)和胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase, CBS)在大鼠近端结肠的表达情况;采用生理记录仪检测结肠平滑肌收缩活动的变化;利用膜片钳实验检测结肠平滑肌细胞离子通道电流。结果显示,CBS和CSE在大鼠近端结肠黏膜层、平滑肌层及肌间神经丛均有表达;L-半胱氨酸以浓度依赖的方式抑制近端结肠纵行平滑肌收缩,H_2S合成酶抑制剂氨基氧乙酸(aminooxyacetateacid,AOAA)和炔丙基甘氨酸(propargylglycine, PAG)孵育纵行平滑肌后,L-半胱氨酸半最大效应浓度(concentration for 50%of maximal effect, EC50)相比对照组显著下降(P 0.05);而L-半胱氨酸对结肠环形肌收缩具有抑制和促进双重调节作用,AOAA和PAG预处理可阻断其对环形肌的兴奋作用;H_2S外源性供体Na HS在低浓度时促进平滑肌细胞L型钙通道开放(P 0.01),而在高浓度时抑制L型钙通道电流(ICa,L)(P 0.05);与Na HS不同,L-半胱氨酸浓度依赖性抑制ICa,L (P 0.01);Na HS抑制大电导钙激活钾电流(IBKCa),而L-半胱氨酸对IBKCa无明显作用。以上结果提示,L-半胱氨酸对大鼠结肠平滑肌收缩具有潜在双重调节作用,其中抑制作用由L型钙通道介导,而促进作用可能是由内源性生成的H_2S介导。     

辣椒疫霉菌果胶裂解酶PL101基因的克隆及生物信息学分析

【背景】辣椒疫病是一种世界性土传病害,严重影响世界各国辣椒生产,并带来巨大经济损失。果胶裂解酶(pectate lyase,PL)作为一类重要的细胞壁降解酶类是该病的重要致病因子。【目的】对果胶裂解酶基因进行克隆,并对其生物信息学特性进行相关分析,进一步阐明该酶的作用机制。【方法】根据辣椒疫霉菌全基因组序列,以高致病菌株SD33为模板扩增PL101基因的全长cDNA序列,并对其理化性质、跨膜区、亲疏水性、结构域等生物学特性进行分析。【结果】除获得PL101相关生物学特性信息外,还对PL101进行三维结构建模,获得可信度较高的蛋白结构,并确定PL101可能的催化位点为Asp183、Arg212、Arg272三个氨基酸。【结论】对PL101基因的克隆及相关生物学特性的分析为进一步阐明PL功能特性提供参考。     

Comparison of C-S Lyase in Lentinus edodes and Allium sativum

The characteristics of C-S lyase in Lentinus edodes (shiitake) were compared with those in Allium sativum (garlic). C-S lyase mRNA from shiitake was hybridized with the garlic C-S lyase cDNA fragment, being almost the same length as that from garlic. The isoelectric point of the C-S lyase from shiitake was between pH 4 and 5, while that from garlic was over a wider range between pH 4 and 8. Different from the C-S lyase from garlic, that from shiitake was not a glycoprotein without being stained by PAS, and was not bound to the anti-garlic C-S lyase antibody. Similar to garlic C-S lyase, shiitake C-S lyase comprised a homodimer, and its molecular mass was 84 kDa. However, the N-terminal amino acid sequences of each subunit of shiitake C-S lyase were totally different from those of garlic C-S lyase.     

香菇C_(91-3)转录本Unigene14872基因Pkinase结构域的克隆表达及其生物信息学分析

旨在克隆香菇C91-3转录本Unigene 14872基因中的Pkinase结构域,并对其进行生物信息学分析。提取香菇C91-3菌丝体中总RNA,根据转录组测序结果,用3'-Full RACE、5'-Full RACE方法获得Unigene 14872基因全长。用NCBI对其进行生物信息学分析,预测其具有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Pkinase)结构域。设计引物PCR扩增Pkinase结构域,然后克隆至pET32a(+)载体,再热转化至JM109中保存并进行质粒测序。重组质粒pET32a(+)-Pkinase构建成功,并成功诱导表达重组蛋白,初步鉴定该蛋白具有抗肿瘤活性,为进一步研究重组蛋白的活性及作用机制奠定基础。     

香菇锰过氧化物酶基因（LeMnP1）生物信息学分析及高温胁迫下的表达

本研究对香菇锰过氧化物酶基因（manganese peroxidase 1,MnP1）进行了生物信息学分析,选用香菇出发菌株18和诱变菌株18N44作为实验材料,经测定高温胁迫后菌丝恢复生长速度,分析了高温胁迫过程中香菇锰过氧化物酶基因（LeMnP1）的表达水平及酶活性。结果表明：LeMnP1定位于细胞外,该蛋白属于过氧化物酶超家族,与其他担子菌具有较高的同源性。18N44在高温胁迫后其恢复能力明显强于18;在高温胁迫过程中,18N44中LeMnP1的基因表达水平均高于18,呈现先上升后下降的趋势;在未处理时,18N44的MnP活性显著高于18,随着高温胁迫时间延长,其酶活性显著下降,18的LeMnP1基因表达量及酶活性在整个高温胁迫过程中基本维持稳定。据此推测锰过氧化物酶基因的相对高表达,可能是18N44高温胁迫后恢复生长快的原因之一。     

香菇单孢杂交子代群体灰色关联度和ISSR分析

以香菇Lentinula edodes栽培菌株秋6和K95-1为亲本,通过单孢菌株配对杂交获得21个杂交子,观察杂交子及亲本菌丝体生长情况,进行栽培出菇试验。采用灰色关联度分析法,对9个正常出菇的杂交子从8个性状方面进行综合评价,结果表明,杂交子QK-8和QK-15关联度仅次于亲本秋6,农艺性状和子实体性状表现最好。采用ISSR技术对21个杂交子及亲本进行DNA多态性聚类分析,单孢杂交后代遗传分化十分明显,归于同一类群的杂交子在菌丝生长、子实体形态和农艺性状等方面常表现相似,ISSR分析能为优良杂交子初步筛选提供重要参考。     

RNAi法分析香菇邻氨基苯甲酸合酶基因功能

邻氨基苯甲酸合酶（TrpE）是生物体内一种重要的逆境诱导蛋白,其在逆境条件下的响应保证了生物体生存相关产物的正常代谢。本文以香菇Lentinula edodes栽培菌株S606为试验材料,以LeTrpE功能结构保守区域395bp的反向互补片段为干扰片段,构建LetrpE基因双向启动子RNAi载体;采用根癌农杆菌介导转化法侵染香菇菌丝,通过PCR方法检测DNA插入片段,获得11个阳性转化子;实时荧光定量PCR分析结果表明,2个转化子LetrpE基因表达量较野生型菌株下调了2-3倍,确认其为LetrpE基因RNAi转化子;菌丝体在40℃高温处理24h后,检查到吲哚-3-乙酸合成途径中基因LeTam-1在野生菌株S606表达量上调,而在2个RNAi转化子中表达量下调;RNAi转化子菌丝体在25℃下不能恢复生长,而野生型菌丝体可以恢复生长。研究表明,香菇LetrpE基因的功能与耐热性有关。     

硝普钠对香菇多糖代谢及关键酶基因表达的影响

香菇多糖是香菇中特有的生物活性成分。硝普钠在调控食用菌生长方面具有重要影响,但其对香菇生长及多糖合成的影响尚不清楚。本文以香菇新808为研究材料,通过添加不同浓度硝普钠作为外源一氧化氮对新808菌丝的生物量、生长速率、香菇多糖含量、香菇多糖代谢关键酶活性及其表达调控基因相对表达量进行综合研究。结果表明：硝普钠浓度为100 μmol/L可显著提高香菇菌丝生物量,与对照组相比增加了1.61倍;生长速率与对照组无显著差异;香菇菌丝的香菇多糖含量显著提高,为对照组的3.71倍;漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶活性显著提高,分别为对照组的1.73倍、2.23倍和1.55倍;与多糖合成有关的辅助模块酶基因LENED_010207、碳水化合物结合模块基因LENED_012941和多糖裂解酶基因LENED_004566基因相对表达量有所上调,其中LENED_010207基因上调最明显,而多糖合成关键酶基因UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因(UGP)、葡萄糖磷酸变位酶基因(PGM)与葡萄糖磷酸异构酶基因(PGI)相对表达量均显著下调。在100 μmol/L浓度硝普钠处理下,香菇生物量、多糖含量、多糖代谢关键酶活性及部分多糖合成关键酶的基因相对表达量均显著高于对照组,表明添加适宜浓度的硝普纳能有效地促进香菇多糖的合成,提高香菇多糖的含量。本文为进一步探索香菇多糖的代谢通路提供了理论依据,为选育高多糖含量的香菇新品种提供了新思路,对改进香菇栽培技术有一定的参考意义。     

利用加权基因共表达网络分析方法挖掘香菇发育不同阶段的关键基因

香菇是世界产量第二大食用菌,栽培历史悠久.在木屑袋料栽培模式下,香菇发育可以分为菌丝生长期(G)、菌丝褐化期(B)、原基形成期(P)以及出菇期(FB)4个阶段.褐化期和原基形成期是香菇从营养生长期到生殖生长两个关键发育阶段,对香菇子实体产量和质量至关重要.本研究以3种不同栽培材料为重复,对香菇发育的前3个阶段进行了转录...     

Developmental regulator Le.CDC5 of the mushroom Lentinula edodes: analyses of its amount in each of the stages of fruiting-body formation and its distribution in parts of the fruiting bodies

Immunoblot analysis of Le.CDC5 (842 amino acid residues), the expressed product of the cDNA of Le.cdc5 gene that has been previously reported to be most actively transcribed in primordia and small immature fruiting bodies of the basidiomycete Lentinula edodes, showed that the primordia, immature fruiting bodies and mature fruiting bodies contain similar amounts of Le.CDC5 protein. This indicates that the Le.CDC5 protein molecules synthesized in the beginning and early stage of fruiting-body formation remains in mycelial tissues even after small immature fruiting bodies developed and matured. Immunohistochemical analysis showed that Le.CDC5 is present everywhere in the mycelial tissues of immature fruiting body, but prehymenophore, the border between pileus and stipe, and the bottom of stipe seem likely to contain larger amounts of Le.CDC5. Within the hymenophore of mature fruiting body, the hymenium (in/on which a large number of basidia and basidiospores are formed) contains the Le.CDC5 most exclusively.     

基于转录组分析香菇不同漆酶活性单核菌丝体基因表达

漆酶是香菇生长发育过程中一种重要的木质素降解酶,其活性高低对于香菇木质素降解能力和香菇品质形成具有重要作用。为探讨香菇不同漆酶活性的单核菌丝体基因表达变化,对漆酶活性存在差异的单核菌丝体进行转录组测序分析,共获得15 522个注释基因。GO（gene ontology）分析表明差异基因在氧化还原酶活性节点大量富集,包括参与木质素降解的酶类及55个细胞色素P450基因;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）分析发现淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化途径中糖苷水解酶、UDPG脱氢酶等基因上调表达。通过搜索转录因子数据筛选到172个差异表达的转录因子,预测了可能与漆酶结合的bZIP、C₂H₂、C₄转录因子家族。由此推测,在漆酶高产单核菌株中木质素降解和碳水化合物代谢的相关基因的表达发生变化,及糖醛酸和磷酸戊糖途径相关基因上调表达,促进了木质素降解产物高效转化成糖、核酸等生物大分子,有助于香菇菌丝体的生长,转录因子在漆酶活性调控中起了重要作用。本研究为深入理解香菇漆酶高产菌株的生理代谢机制提供了重要的基因数据资源。     

Heterologous expression of the Pleurotus ostreatus MnP3 gene by the laccase gene promoter in Lentinula edodes

Lentinula edodes (shiitake), which have a powerful ligninolytic system, is one of the most important edible mushrooms in Asia. In this study, we introduced the manganese peroxidase (MnP, EC 1.11.1.13) gene from Pleurotus ostreatus driven by L. edodes laccase 1 gene promoter into L. edodes for expression. The resulting transformant expressed the recombinant gene and showed a higher level of MnP activity than that of the wild-type strain.