无菌试验用培养基灵敏度比较试验

生物制品的无菌试验,是保证制品质量的重要措施之一。所用培养基灵敏与否对检查生物制品是否染菌十分重要。为比较不同蛋白胨不同基础液对培养基灵敏度的影响,一九七三年曾用5种细菌及12种培养基进行过灵敏度比较试验。此后,按照一九七三年全国生物制品无菌试验及试验用培养基经验交流会议建议,逐年分别在各所进行无菌试验用培养基质量汇检,为了配合这一工作,三年来,我们陆续进行了需气菌培养基及霉菌培养基的比较试验,结果归纳如下:     

Mmu-miR-107与Cacna2d1基因3'UTR结合位点的预测及验证

[目的]预测并验证mmu-miR-107与Cacna2d1基因3'UTR的结合位点。[方法]生物信息学预测miR-107与小鼠Cacna2d1基因3'UTR的结合位点,将包含3个靶位点的3'UTR片段克隆至荧光素酶载体p GL3中,构建野生型p GL3-Cacna2d1-WT3'UTR载体;并用重叠延伸PCR技术构建分别含有单个突变位点的载体Mut1200-207、Mut2361-367、Mut3902-908和同时含有3个突变结合位点的载体Mut4plus。将各重组质粒与miRNA mimics共转染C2C12细胞,检测荧光素酶活性。[结果]与共转染p GL3-Cacna2d1-WT 3'UTR和miR-NC组相比,共转染p GL3-Cacna2d1-WT 3'UTR和mimics-miR-107组荧光素酶活性显著下降(P0.01);与共转染对应的突变体和miR-NC组相比,转染突变体Mut2361-367/Mut3902-908和mimics-miR-107组的荧光素酶活性均下降(P0.05);转染突变体Mut1200-2077/Mut4plus和mimics-miR-107组的荧光素酶活性下降不明显(P0.05)。[结论]Cacna2d1基因3'UTR段双荧光素酶基因报告载体及突变体构建成功,初步证实miR-107与Cacna2d1 3'UTR的200-207位点结合。     

鞘糖脂内切糖苷酶的半理性设计

[目的]对鞘糖脂内切糖苷酶EGCaseⅡ进行半理性设计,获得高水解活性突变体。[方法]用半理性设计方法进行突变库设计,利用HPLC对突变库进行筛选,随后对阳性突变体进行动力学及底物谱表征,并利用结构建模对活性提高的分子机制进行解析。[结果]获得了对鞘糖脂GM1、GM3水解活性提高的突变体S63G/D311E、I276L/D311V,活性分别提高为野生型的25.3倍、11.8倍。酶动力学表征显示,S63G/D311E的K_M由0.17 mmol/L降低到0.06 mmol/L,kcat由5.5 min~(-1)增大到50.3 min~(-1)。酶-底物复合物模式结构分析表明,D311E、D311V、I276L这几种突变更有利于酶与底物结合,从而提高酶活性。[结论]通过半理性设计成功获得对GM1和GM3水解活性分别提高25.3倍和11.8倍的EGCaseⅡ突变体。     

植物乳杆菌ZJ316生产细菌素

[目的]研究植物乳杆菌ZJ316生长和产细菌素的最佳培养基成分和发酵条件,以提高该菌产plantaricin ZJ316的能力.[方法]改变培养基成份和发酵条件,考察不同氮源、碳源等培养基成分和不同的发酵温度等条件对ZJ316生长和产细菌素的影响.[结果]最佳培养基为MRS培养基;优化后的培养基配方为葡萄糖10 g/L,麦芽糖10 g/L,酵母提取物10 g/L,蛋白胨10 g/L,柠檬酸三铵2 g/L,吐温80为1 Ml/L,K2HPO4·3H2O 6 g/L,乙酸钠5 g/L,硫酸镁0.2 g/L,硫酸锰0.05 g/L.培养基初始Ph6.5,30℃静置培养24 h.[结论]通过培养基成分和发酵条件的优化,细菌素产量提高了2.3倍,为进一步研究和规模化生产奠定基础.     

拟南芥钾转运突变体atkup12鉴定及非生物胁迫的敏感性检测

[目的]鉴定获得拟南芥HAK/KUP/KT高亲和钾离子转运突变体atkup12,通过检测种萌期atkup12突变体在低钾、盐及氧化胁迫下的生长指标以初步明确拟南芥AtKUP12基因是否参与植物对非生物胁迫的响应。[方法]以拟南芥atkup12突变体基因组和总RNA反转后的cDNA为模板,通过PCR扩增确定AtKUP12基因T-DNA插入失活的纯合突变体。将野生型和atkup12突变体点种于0.5μmol/L低钾、不同NaCl浓度和1μmol/L甲基紫精的胁迫培养基,测定并比较突变体与野生型拟南芥在根长、种子萌发率及子叶绿化率间的差异。[结果]利用双引物法,结合反转录PCR,在DNA及RNA水平鉴定获得了AtKUP12基因的纯合突变体。低钾胁迫下,atkup12突变体种苗的根长比较野生型拟南芥短40%左右,较野生型受到了显著抑制;不同NaCl浓度胁迫下,atkup12突变体种子的萌发率较野生型显著降低;1μmol/L甲基紫精显著的抑制了突变体种苗的子叶绿化率。[结论]成功鉴定获得了AtKUP12基因T-DNA插入失活的纯合突变体,且AtKUP12基因的缺失会增加植物对盐、低钾及氧化等非生物胁迫的敏感性。     

荧光素酶研究进展

荧光素酶（Luciferase）可以分为萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶两大类。萤火虫荧光素酶是分子量为60－64kD的多肽链,在Mg^2 、ATP、O2存在时,催化D－荧光素（D－Luciferin）氧化脱羧,发出光（λ=550-580nm）。细菌荧光素酶是含α、β两个多肽亚基的加单氧酶,它催化长链脂肪醛、FMNH2和O2的氧化反应,发出绿蓝光（λ=490nm）。萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶可分别从萤火虫和发光细菌中直接提前,亦可用基因工程的方法进行生产。荧光素酶催化的发光反应能用生物发光检测仪进行灵敏、快速检测,因此该酶有多方面的途径,如应用于快速检测、报告基因分析、有毒有害物质分析等。     

小鼠pre-miRNA-122启动子荧光素酶报告质粒的构建及表达调控

[目的]构建小鼠pre-miRNA-122基因启动子荧光素酶报告质粒,研究血小板衍生生长因子(Platelet-derived growth factor,PDGF)对miRNA-122表达的影响。[方法]利用生物信息学分析pre-miRNA-122启动子片段并扩增,插入pGL3-basic载体中获得报告质粒pmir-122-luc。将pmir-122-luc转染小鼠Huh-7和HepG2细胞,24h后检测荧光素酶活性;同样将其转染小鼠肝星状细胞(Hepatic Stellate Cells,HSCs),PDGF处理12h后检测活性。[结果]pre-miRNA-122上游5.5~4.5 kb为启动子区域。构建的质粒经酶切、测序鉴定正确。pmir-122-luc荧光素酶活性较pGL3-basic显著增加,且在Huh-7细胞高表达(24±5.02倍)而在HepG2细胞低表达(1.8±0.34倍)。pmir-122-luc能在HSCs中表达,且PDGF处理后活性降低(P0.05)。[结论]小鼠pre-miRNA-122启动子荧光素酶活性报告质粒构建成功;PDGF抑制miRNA-122在HSCs中表达,为探索miRNA-122的表达调控机制提供了新的窗口。     

IL-37基因启动子的克隆及其荧光素酶报告基因载体的构建

[目的]克隆白介素-37(IL-37)基因启动子,构建其荧光素酶报告基因载体,并分析活性。[方法]用PCR方法扩增IL-37基因5'端上游区3个不同长度的启动子片段,分别克隆入荧光素酶报告基因载体p GL3,构建IL-37基因启动子荧光素酶报告基因质粒。将所构建的质粒转染HEK-293细胞,通过双荧光素酶报告基因系统分析启动子的转录活性。[结果]754、1 017、2 043 bp等3个IL-37启动子片段正确亚克隆入荧光素酶报告基因载体,重组质粒转染HEK-293细胞后,双荧光素酶活性分析显示1 017 bp的启动子片段具有较强转录活性,约为对照组(空载体p GL3-basic)的10.9倍。[结论]成功克隆IL-37基因启动子,构建了大小为1 017 bp的IL-37基因启动子荧光素酶报告基因载体,为IL-37表达的调控机制的研究提供有效的工具。     

盐胁迫条件下古菌超氧化物歧化酶增强细菌降解硝基酚

【背景】Burkholderia sp. SJ98利用对硝基酚和2-氯-4-硝基酚为唯一碳源和能源进行生长,通过异源表达嗜盐古菌Haloferax sp. D1227中的超氧化物歧化酶SodA,使菌株SJ98在500 mmol/L NaCl条件下仍具有降解对硝基酚的能力。然而该重组细菌在普通和高盐条件下其降解基因的转录和降解酶比活力的高低,以及该菌在高盐条件下是否还能降解对硝基酚衍生物尚未知晓。【目的】研究Burkholderia sp. SJ98的耐盐上限,观察含有sodA的细菌SJ98在普通和高盐条件下降解对硝基酚和2-氯-4-硝基酚的能力,检测重组菌中pnpA基因的转录和硝基酚单加氧酶的活力。【方法】在添加葡萄糖、对硝基酚或2-氯-4-硝基酚的无机盐培养基(分别含400-800 mmol/L NaCl)或M9培养基(含0和500 mmol/L NaCl)中培养细菌SJ98及其重组菌。通过紫外分光光度计和高效液相色谱法检测菌株生长和底物降解。通过实时荧光定量PCR分别以两种硝基酚为诱导物,检测未添加和添加500 mmol/L NaCl时,硝基酚单加氧酶编码基因pnpA的转录量变化。利用紫外分光光度计分别以两种硝基酚为底物,检测在添加500 mmol/L NaCl时,重组菌和空载体菌的粗酶液中硝基酚单加氧酶对两种底物的活力变化。【结果】野生型菌株SJ98以葡萄糖为碳源生长的NaCl耐受浓度是600mmol/L。未添加NaCl时,重组菌SJ98[pCM-pnpR-PpnpA-sodA-rfp]生长和降解对硝基酚的能力远优于野生菌。添加500 mmol/L NaCl时,重组菌SJ98[pBBR-sodA]仍保持了利用2-氯-4-硝基苯酚底物生长和降解该底物的能力,而空载体菌SJ98[pBBR1MCS-2]的生长和降解能力完全丧失;重组菌SJ98[pBBR-sodA]粗酶液中单加氧酶对于对硝基酚和2-氯-4-硝基酚的活力均约为野生菌的1/3。分别以两种硝基酚为诱导物时,无论是否添加NaCl,重组菌SJ98[pBBR-sodA]中硝基酚单加氧酶编码基因pnpA的转录量比野生型中高出约17-25倍;但添加500 mmol/L NaCl时,pnpA的转录均受到部分抑制。【结论】本研究为利用古菌超氧化物歧化酶对细菌进行改造以提高普通环境和高盐环境中细菌降解硝基芳烃污染物能力的应用提供了潜在的可行性。     

细菌荧光素酶体外发光体系的建立及应用于NADH定量检测

摘要：【目的】本研究旨在建立鳆发光杆菌（Photobacterium leiognathi）YL 荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系,并对荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系应用于NADH的定量检测进行初步探索。【方法】利用从鳆发光杆菌提取并经部分纯化的荧光素酶和FMN-NADH氧化还原酶,通过优化体系中各底物的添加量,实现荧光素酶的体外发光。【结果】荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系为：1 mL酶液中添加100 μL十二烷醛（27 mmol/L）、0.5 μL FMN-Na（10 mmol/L）、300 μL NADH（0.14 mmol/L）。NADH与荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体系的发光强度呈良好的线性关系,其线性范围为1.0×10-10 ～1.0×10-8 mol/L。【结论】荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系可以简便、灵敏、快速的定量检测NADH,为其进一步应用于环境检测、食品卫生与安全等领域活细菌数量的检测奠定了基础。     

微孔板改良法评价多种国内外单花蜜的体外抑菌活性

目的：开展国内外多种单花蜜体外抑菌活性差异的系统评价。方法：以无菌Mueller Hinton Broth培养基稀释得到3.75%～90%（w/v）不同浓度的单花蜜,采用96微孔板改良法,用空白无菌培养基和标准菌株作对照孔,测定18种单花蜜对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和大肠埃希氏菌的最低抑菌浓度、最低杀菌浓度、迟缓期持续时间、对数期持续时间和最大细菌密度5个抑菌活性指标。结果：18种单花蜜均具有不同程度的抑菌活性,且抑菌生长曲线均优于标准菌株对照孔,延长了3种致病菌的迟缓期持续时间、缩短了对数期持续时间和降低了最大细菌密度,其中小茴香蜂蜜最低抑菌浓度为7.5%,最低杀菌浓度为15%,均优于麦卢卡蜂蜜。结论：96微孔板改良法灵敏、快速、客观、可直观显示不同的单花蜜具有抑菌活性差异,其中小茴香蜂蜜、葵花蜂蜜、椴树蜂蜜活性最为显著,本文为蜂蜜的功能评价与市场开发提供了科学依据。     

北京棒杆菌AS1.299高丝氨酸脱氢酶突变体L200F/D215K的异源表达及酶学性质

【目的】对北京棒杆菌Corynebacterium pekinense高丝氨酸脱氢酶(homoserine dehydrogenase,HSD)进行空间结构改造从而获得优良性能新酶。【方法】利用定点突变技术构建HSD双突变体L200F/D215A、L200F/D215E、L200F/D215G和L200F/D215K,并将其转入大肠杆菌E.coli BL21中进行高效表达,选取催化效率最高的双突变体L200F/D215K与双突变前的L200F进行动力学和酶学性质比较。【结果】HSD双突变体L200F/D215K的Vmax为36.92 U/mg,较L200F提高1.24倍;最适反应温度为37℃,较L200F提高2℃;最适反应pH为7.5,与L200F经验值相同;最适温度下的半衰期为4.16 h,较L200F提高1.12倍;L200F/D215K和L200F对有机溶剂和金属离子均表现出较好的抗性。【结论】HSD通过空间结构改造活力得到提高,并且其酶学性质得到优化。本研究有助于认识HSD突变体的酶学性质,为其新酶的研发利用提供有力依据。     

基于结构B因子分析指导的头孢菌素C酰化酶动力学稳定性改造

【目的】筛选Pseudomonas sp.SE83 acy Ⅱ定点饱和突变库,获得动力学稳定性提高的头孢菌素C(CPC)酰化酶突变体,并对突变酶进行初步的结构-功能关系分析。【方法】靶标酶Pseudomonas sp.SE83 acy Ⅱ与Pseudomonas diminuta N176具有较高的同源性,通过分析N176的结构B因子,构建CPC酰化酶SE83定点饱和突变库;基于pH指示剂显色法,采用Biomek FX~P自动工作站建立CPC酰化酶高通量筛选方法,获得优良突变酶,对其活性、稳定性等酶学性质进行表征;利用SWISS-MODEL对突变体进行同源建模,探讨突变体结构与功能的关系。【结果】通过B因子分析和同源结构比对,共找出9个靶标位点;经过3轮筛选,发现R218及K226位点突变显著提高酶的热稳定性,其中最显著的R218Q和K226V在40°C的半衰期分别为野生型的3.77和2.77倍,催化效率k_(cat)/K_m分别为野生型的1.8和3.1倍。同源建模分析表明氢键作用和疏水相互作用的增加可能是突变体稳定性提高的原因。【结论】B因子指导的酶分子改造是一种高效可靠的动力学稳定性改造策略,突变体R218Q和K226V均可提高CPC酰化酶的稳定性和催化效率,对进一步的CPC酰化酶分子改造具有一定的参考价值和指导意义。     

VEGF基因插入/缺失突变对糖尿病血管并发症的影响

[目的]研究VEGF启动子区18-bp插入/缺失(Indel)位点对糖尿病肾病(DN)的影响。[方法]通过3%琼脂糖电泳,在DN和对照群体中检测基因型;根据分型结果统计分析基因型频率、风险值等,以及该Indel位点与DN临床指标的相关性;然后构建双荧光素酶报告载体检测VEGF的启动子活性; ELISA方法检测血浆中VEGF水平。[结果]与正常组相比,等位基因型D在DN群体中的分布显著高于Ⅰ; ID和DD基因型均为DN的风险指标(OR=1.14/OR=1.03); DD基因型患者的尿微量白蛋白水平极显著高于ID及Ⅱ(P 0.01); DD基因型的VEGF启动子活性是Ⅱ的2.71倍; DD基因型患者血浆中的VEGF含量显著高于ID和Ⅱ(P 0.05)。[结论]18-bp Indel位点的DD基因型能够将VEGF的启动子活性提高2.71倍,进而促进其表达,是DN的独立风险因素。     

芋螺多肽及其突变体对小鼠吗啡身体依赖发展的抑制作用

目的:评价N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体抑制剂芋螺多肽Con-G、Con-T及其突变体对小鼠吗啡身体依赖发展的抑制作用。方法:每天8:30和16:30在小鼠皮下注射吗啡30mg/kg,连续3d,形成吗啡身体依赖模型;第1d和第3d16:30给完吗啡30min后,侧脑室给予15nmol/kg的Con-G、Con-T或其突变体;第4d8:30注射纳洛酮催促戒断,测定小鼠10min内的跳跃次数。结果:Con-G突变体中,Con-G[S16Y]抑制小鼠吗啡身体依赖发展的活性显著提高,Con-G[Q6A]活性与Con-G相似,Con-G[N8A]和Con-G[γ14A]无活性,Con-G[γ10K]活性较弱。Con-T突变体中,Con-T[M8I]、Con-T[M8A]抑制小鼠吗啡身体依赖发展及急性戒断活性活性最强,Con-T[R13A]、Con-T[γ14A]、Con-T[M8F]及Con-T[M8N]有明显活性,Con-T[L9A]和Con-T[γ10A]活性低。结论:一些Con-G及Con-T突变体对小鼠吗啡身体依赖发展具有很强的活性,活性强弱与其对NMDA受体NR2B的活性及选择性相关。     

建立维生素K_1微生物限度测定方法

目的:根据计数培养基适用性检查和计数方法适用性试验结果,建立维生素K1微生物限度测定方法。方法:以聚山梨酯80作为乳化剂,使维生素K1在p H 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液中充分乳化。取1:20供试液1 m L,按平皿法分别用营养琼脂培养基和玫瑰红钠琼脂培养基培养,以计数细菌、霉菌和酵母菌。结果:验证所用培养基的菌落平均数均大于对照培养基上的70%,且菌落形态大小一致。稀释液对照组和试验组培养基上菌落平均数的回收率均大于70%,且菌落形态大小一致。三批维生素K1及其加速和长期稳定性样品中均未见菌落。结论:所选培养基适宜大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌生长。且含聚山梨酯80的p H 7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液和维生素K1对所含大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌无抑菌性。     

FBXO47 3'-UTR双荧光素酶报告载体构建及与miR-33b-5p靶向验证

[目的]构建FBXO47基因3'-UTR双荧光素酶报告载体,并验证miR-33b-5p与FBXO47的靶向关系。[方法]采用生物信息学软件预测miR-33b-5p与FBXO47结合位点;利用PCR扩增FBXO47基因3'-UTR序列,将其克隆到GV272载体中,构建FBXO47野生型及突变型双荧光素酶报告质粒;将miR-33b-5p或阴性对照分别与野生型GV272-FBXO47-wt 3'-UTR或突变型GV272-FBXO47-mut 3'-UTR双荧光素酶报告质粒共转染至293T细胞中,双荧光素酶报告系统检测各组荧光素酶活性。[结果]酶切及测序结果表明,野生型GV272-FBXO47-wt 3'-UTR及突变型GV272-FBXO47-mut 3'-UTR双荧光素酶报告载体构建成功;荧光素酶活性结果表明,相较于对照组,miR-33b-5p可使野生型GV272-FBXO47-wt 3'-UTR的荧光素酶活性降低66%左右;而定点突变GV272-FBXO47-mut 3'-UTR的荧光素酶荧光素酶活性没有显著变化。[结论]成功构建了FBXO47基因3'-UTR的荧光素酶报告基因载体,miR-33b-5p与FBXO47存在靶向性。     

嗜碱单胞菌的新型羧基转移酶α亚基基因Aa-accA及其抗盐碱性能

[目的]探讨解淀粉嗜碱单胞菌(Alkalimonas amylolytica)N10来源的羧基转移酶α亚基(Acetyl-coenzyme A carboxylase subunit alpha,AccA)基因Aa-accA对细菌及植物细胞耐盐碱性的作用.[方法]通过PCR方法从嗜碱菌N10基因组中扩增基因Aa-accA,并在大肠杆菌(Escherichia coli)K12中表达,通过测定工程菌及对照菌在不同盐浓度[0%,2%,4%,6%(W/V) NaCl]及不同碱性pH(8.0,8.5,9.0,9.5)的LB中生长12 h后的OD600值,以及二者在分别含6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中的生长曲线,评价Aa-accA对大肠杆菌耐盐碱性的影响.同时以pPZP111为载体,构建了植物细胞重组表达载体,通过农杆菌介导方法将该基因转入烟草BY-2悬浮细胞表达,利用FDA染色方法测定经盐碱溶液处理后残存的活细胞数量评价该基因对植物细胞耐盐碱性的影响.[结果]PCR扩增得到基因Aa-accA,其ORF含957 bp,编码318个氨基酸的多肽,BLAST比对显示该基因为羧基转移酶α亚基(AccA)家族中的成员,其氨基酸序列与E.coli的AccA具有76%同源性;含有Aa-accA的E.coli K12相较于对照组在不同NaCl浓度及不同碱性pH的LB中表现出了明显的生长优势,特别是在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中培养12 h后,终OD600分别是对照菌的2.6倍和3.5倍;缺失体实验结果显示基因缺失的突变体E.coli K12△accA在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中不能正常生长,而含有Aa-accA基因的重组质粒使得E.coli K12△accA在同样条件下OD600值达到0.5和0.2;转入此基因的烟草BY-2细胞,经盐碱溶液处理后,其存活细胞比例高于野生型.[结论]本研究首次发现了Aa-accA基因与盐碱性的相关性,可提高大肠杆菌及烟草BY-2细胞的耐盐碱能力.     

红树林细菌G1产抗菌活性物质发酵条件的优化

目的:对一株从广西山口红树林保护区筛选得到的具有广谱抗菌活性的红树林细菌G1进行发酵条件的研究.方法:采用单因素实验法对G1产抗菌活性物质的发酵培养基及培养条件进行研究.结果:确定了红树林细菌G1的最佳发酵培养基为:蔗糖2.0％、酵母粉1.5％、NaCl1％.最佳发酵培养条件为:装液量40％、接种量5％、发酵时间84h、初始pH值8.0,优化后G1发酵液的抗菌活性提高了2倍.结论:初步确定了G1发酵的条件,为工业化生产抗菌活性物质提供了理论依据.     

抗菌肽抑菌活性测定方法的研究

探讨建立一种在抗茵肽分离、纯化过程中简单、快速、灵敏的检测抑菌活性的方法。以微量稀释法为基础,利用氯化三苯四氮唑的显色原理设计了简单的显色MIC方法,且用该方法与K—B以及常规微量稀释法做了3种标准菌株的对比。与K—B法及常规微量稀释法相比,TTC微量稀释法可以准确地判断细菌生长抑制终点,得到确切的结果。TTC微量稀释法反应灵敏．操作简便,尤其适合在分离、纯化过程中跟踪检测抗菌肽的活性。