有机溶剂对细胞的毒害及细胞的耐受性机制

在非水相生物转化和涉及有机溶剂的环境微生物技术中,有机溶剂对微生物细胞的毒性使相关的研究和应用受到制约,这些有机分子进入到细胞膜中,破坏膜的完整性,增加膜的通透性,使细胞死亡,但在一些情况下,某些微生物可以通过自身的抗性机制在有机溶剂中存活,而微生物对有机溶剂的耐受性主要取决于物理障碍,细胞膜水平,主动泵出系统3个层次上相应的生理生化作用。     

耐有机溶剂极端微生物的耐受机制及应用

耐有机溶剂微生物是一类新颖的极端微生物,直到20世纪80年代才被系统地研究.它们通过各种耐受机制,有效抵御或降低有机溶剂对其细胞产生的毒害作用.因此,在全细胞催化、环境污染治理等领域,耐有机溶剂极端微生物具有广阔的工业应用前景.此外,深入透彻地了解耐有机溶剂极端微生物的各种耐受机制,有助于利用基因工程技术改造和优化现有耐有机溶剂极端微生物的各种性能,进一步拓展其工业应用领域.本文将从囊泡外排、改变细胞膜磷脂结构和组成等4个方面概述近年来耐有机溶剂极端微生物的耐受机制研究新进展,并介绍它们在全细胞催化等领域的应用.     

工业模式微生物膜有序性的活细胞定量分析

作为一种相位敏感的荧光探针,Di-4-ANEPPDHQ可以特异性标记膜的有序相和无序相,在理论上可以对细胞膜的有序性进行定量成像。通过将Di-4-ANEPPDHQ和激光扫描共聚焦显微术相结合,对多种具有代表性的工业模式微生物进行了有序相和无序相活细胞成像,结合极性归一化数值的统计比较,最终实现对上述工业模式微生物细胞膜有序性的定量分析,为细胞膜工程提供了一种直观且快速的活细胞检测方法。     

多不饱和脂肪酸对微生物低温适应性的影响

地球生物圈75%以上的环境温度常年低于5℃,在这种低温环境中栖息着多种适应低温的微生物。在长期进化过程中低温微生物从细胞到分子水平形成一套独特的低温环境适应机制,而通过增加细胞膜膜脂中多不饱和脂肪酸含量来维持低温条件下最佳的细胞膜流动性是其中的一种。从多不饱和脂肪酸对微生物低温生长、细胞膜流动性细胞膜蛋白的组成和表达水平的影响来探讨多不饱和脂肪酸与微生物低温适应性的关系,总结多不饱和脂肪酸低温合成调节机制的研究进展,为相关的基础和应用开发研究提供参考。     

细胞通透性的改变及其应用

本文综述了细胞通透性的改变及在胞内酶测定、胞内酶 蛋白质提取、细胞代谢产物分泌及生物转化等方面的应用。1　细胞通透性的改变为了克服由于细胞壁、细胞膜存在而形成的渗透壁障 ,人们通过物理、化学等方法改变细胞壁、膜的通透性。通过以上处理 ,渗漏细胞通常仍保持其形态上的完整性 ,但由于其细胞壁、膜受到了一定的破坏 ,其对低分子量物质的渗透障碍被部分或完全解除。细胞通透性改变因不同的微生物类型而有所不同 ,即使对于同一类型的微生物 ,也会由于细胞壁、膜的组成和结构不同而有很大差别。另外近期对Ｙａｒｒｏｗｉａｌｉｐｏｌ…     

细菌的有机溶剂耐受机制

有机溶剂有严重破坏微生物正常生理功能的毒害作用,但是研究工作者发现有些细菌能够在较高有机溶剂浓度下依赖独特的耐受机制得以生存,这种机制的发现大大鼓舞了工业菌尤其是溶剂生产菌和毒性有机物降解菌的工业适应性改造研究。以下概述了有机溶剂对细胞毒性作用机制,并在根据参数logP衡量不同溶剂对细胞的毒性程度的基础上,重点总结了溶剂耐受菌耐受有机溶剂的机制,即膜上顺反异构、增加饱和脂肪酸的比率、改变极性头部、外膜的生理变化、细胞的形态变化、胞内溶剂的降解和泵出等,结合本课题组在筛选溶剂耐受菌株和提高现有菌株溶剂耐受性研究方面的经验,希望对重要工业微生物溶剂耐受相关的生理功能进行更深入地研究,提高微生物的工业适应性。     

耐有机溶剂微生物的耐受机制、改造策略和应用北大核心

耐有机溶剂微生物在生物燃料生产、全细胞催化、酶制剂的开发和生物修复等领域具有非常重要的作用。该文简要介绍了耐有机溶剂微生物及其耐受机制,并从基因过表达、基因敲除和全局转录机制三个方面总结了增强微生物有机溶剂耐受性的方法。通过对耐有机溶剂微生物应用的局限性进行分析,认为未来研究中应注重将微生物耐受表型和具体利用相结合,达到有机溶剂耐受和实际产出的最佳平衡状态,为耐有机溶剂工程菌的改造和选育提供参考。     

耐有机溶剂微生物的耐受机制、改造策略和应用

耐有机溶剂微生物在生物燃料生产、全细胞催化、酶制剂的开发和生物修复等领域具有非常重要的作用。该文简要介绍了耐有机溶剂微生物及其耐受机制,并从基因过表达、基因敲除和全局转录机制三个方面总结了增强微生物有机溶剂耐受性的方法。通过对耐有机溶剂微生物应用的局限性进行分析,认为未来研究中应注重将微生物耐受表型和具体利用相结合,达到有机溶剂耐受和实际产出的最佳平衡状态,为耐有机溶剂工程菌的改造和选育提供参考。     

利用分子生物学技术提高微生物有机溶剂耐受性的研究进展

耐有机溶剂微生物是一类能够在较高浓度有机溶剂中存活或者生长的微生物,其在非水相生物催化等领域表现出巨大的应用优势。与自然筛选、长期驯化和传统诱变等方法相比,利用分子生物学技术获得微生物有机溶剂耐受菌株是一种更为理性且高效的手段。主要综述了近年来利用分子生物学技术对耐性相关功能基因和转录因子进行改造,提高微生物有机溶剂耐受性的研究进展,并展望了有机溶剂耐受菌株的应用前景。     

微生物细胞通透性改善方法与策略

与酶催化相比,全细胞催化可以避免昂贵、繁琐的酶提取与纯化过程,可以进行涉及多个代谢途径和辅酶再生的生化反应。但是由于细胞膜和细胞壁对底物和产物的传质限制,常导致微生物细胞的催化效率低下。细胞透性化技术可以在不破坏细胞有机整体结构的情况下改善细胞被膜的通透性,使得小分子物质和一些较大分子物质能够自由进出细胞,从而提高细胞催化效率。目前,细胞透性化方法主要有三类方法:透性化试剂添加法、物理处理法和分子生物学法。本文将对微生物细胞的透性化方法与策略做一综述,以期为开展微生物细胞透性化研究提供一些参考。     

红细胞膜的影细胞蛋白

一、发现哺乳动物(包括人)的红细胞膜蛋白在重量上约占膜总重量的50%。人红细胞膜经十二烷基硫酸钠处理、聚丙烯酰胺凝胶电泳和考马斯亮蓝染色后,至少可见14条谱带,多则可染21条,其中有12条与膜支架(skeleton)有关。最主要的一种支架蛋白叫影细胞蛋白(spec-trin),它既是红细胞膜支架的基本成份,又是红细胞膜的一种收缩性蛋白。影细胞蛋白首先是Marchesi与Steers利用豚鼠红细胞膜的血影(ghost)为材料,在5%聚丙烯酰胺(含8M     

膜上糖蛋白与细胞识别

细胞膜上的糖蛋白在生命活动中起着重要的作用,特别与细胞识别关系密切。细胞识别是指细胞对同种和异种细胞的认识,以及对自己和异己物质的识别。在细胞膜上有许多识别位点,包括膜受体和膜抗原,细胞之间的识別主要通过这些识别位点的作用实现的,现在知道膜上的识别位点大多是糖蛋白。糖蛋白在细胞识别中的重要作用体现在以下几个方面: 细胞粘合与受精作用、细胞分化、酵母菌的有性生殖、粘菌凝聚、海绵细胞的再团聚等等有关。其粘合机制依赖于膜上的糖蛋白。现已从细胞表面分离出促进     

家蝇抗菌肽对细菌细胞表面特性影响及其作用机理的研究

利用微生物对十六烷吸附的方法(MATS方法)、微电泳方法与测定细菌质膜上β-半乳糖苷酶活性的方法,探讨了家蝇抗菌肽对大肠杆菌等6种细菌细胞表面特性及其细胞膜的作用机制。研究结果表明,抗菌肽使细菌表面电负性增强,对G 细菌细胞表面电荷的改变大于对G-的改变,使细菌细胞表面疏水性不同程度的下降。抗菌肽引起细菌细胞膜通透性迅速增加,不同细菌β-半乳糖苷酶释放的最大速度VP在3.86pmol/min～6.92pmol/min,相应的时间TP为0,由此推测抗菌肽对细胞膜的作用机制是“形成孔洞”。     

有机溶剂耐受菌的研究进展

有机溶剂耐受菌是一类新的能与有害影响因素竞争并能在有机溶剂中茁壮生长的微生物。介绍了有机溶剂对细菌的毒性机理,有机溶剂耐受菌的获得方法,讨论了有机溶剂耐受菌的两种反应形式,并对有机溶剂耐受菌的应用进行了展望。     

蛇毒细胞毒素抗肿瘤作用的研究进展

蛇毒细胞毒素是蛇毒的主要毒性组分之一,约占蛇毒总蛋白含量的25%～60%,具有广泛的生物学活性,能引起可兴奋性细胞如骨骼肌、心肌和神经组织去极化,可促进细胞膜通透性,轴突传导阻滞,以及溶解肿瘤细胞等。自从1936年Sarker从眼镜蛇(Najanajaatra)蛇毒中分离出一个能使离体猫心停搏的毒素以来,多种类似的毒素如心脏毒素、细胞毒素、骨骼肌去极化因子、眼镜蛇碱、直接溶血因子等相继被分离出来,基于这些碱性多肽都作用于细胞膜的共性,又被称为膜毒素(Membranetoxin)或膜活性多肽(Membraneactivepolypeptide),有足够的证据表明,这些物质或是…     

细胞外钠离子浓度对羊浦肯野纤维膜钠泵活动的影响

采用离子选择电极测量羊浦肯野纤维细胞膜内钠离子活度(~(ai)N_a),细胞间钾离子活度(a~ok)及细胞膜电位(v_m),观察不同浓度低钠,无钙液对其影响,在无钙低钠液中,细胞内Na~+逐出,α~iNa 降低,其变化速率,幅值与[Na]_o 相关,同时也受细胞 a~iNa 初始水平(aiNa(o))的影响。aiNa 下降6min 时的稳态水平与[Na]_o 呈直线正相关,这些结果表明,[Na]_o 降低时,细胞膜钠泵活动加强,细胞内 Na~+逐出增加,其最终结果是使 Na+跨膜梯度维持相对稳定,因而可以认为是 Na~+跨膜梯度而不是单纯的细胞内 Na~+控制膜钠泵活动。在低 Na~+液引起细胞内 Na~+主动逐出增加的同时,细胞膜出现超极化,[Na]_o 愈低,膜超极化程度愈高,从低钠液引起的 a~i_(Na),V_m,α~o_k 变化之间的时程关系看,膜超极化主要由加大的外向泵电流引起,同时发生的细胞间 K~+浓度变化对其也有一定影响。     

膜脂物理状态的变化与肺腺癌细胞A549的顺铂耐药性

用荧光探剂DPH分别标记药物敏感的肺腺癌细胞A549和抗顺铂药物的肺腺癌细胞A549/DDP, 对其膜脂物理状态的变化研究结果表明, 对顺铂药物敏感的A549的DPH各向异性值(P)为0.162, 而抗顺铂药物的A549/DDP者为0.194, 统计分析表明二者具有明显的差异. 当用可探测细胞膜脂双层不同层次的荧光探剂2-AS, 7-AS和12-AS进一步测定不同层次的膜脂质分子的流动性变化时, 结果表明: 分别反映膜表层和中层的2-AS和7-AS的各向异性值, 对敏感性的A549细胞分别为0.134和0.144, 具抗药性的A549/DDP细胞则分别为0.171和0.178. 而反映膜深层脂质分子变化的12-AS的各向异性值二者却无显著差异. 这提示, 两种细胞膜脂流动性的变化主要反映在膜的表层和中层. 同时, 用MC540荧光探剂标记两种细胞膜在FCM (flow cytometry)上测定反映膜脂质分子头部堆积程度差异的二维散点图及频数分布直方图的结果分析也表明, A549/DDP细胞膜脂质分子的有序性增加, 即流动性降低. 用气相色谱测量两株细胞膜脂肪酸的不饱和度, A549/DDP细胞膜脂肪酸的不饱和度明显低于A549细胞, 进一步肯定了上述结果. 结果提示, 在药物长期作用下, 膜脂物理状态的变化亦可能是肿瘤细胞具有抗药性的原因之一.     

克隆了夜间发作性肌红蛋白尿(PNH)病的一种基因

大阪大学微生物病研究所疑难病生物分析部门免疫不全疾患研究领域的宫田敏男等和名古屋大学、岐阜大学研究组克隆了将与膜蛋白系留到细胞膜上的有关的磷脂酰肌醇(GPI)基因。通物GPI 细胞膜结合的蛋白有补体控制因子DAF 和CD_(59),以及小鼠的膜抗原Thy-1等。得知在PNH的患者中缺损GPI 结合的膜蛋白。这是由于GPI 合成过程的异常本来系留到膜上的蛋白向细胞外分泌。     

抗菌肽的研究现状和挑战

抗菌肽(AMPs)广泛存在于生物体内,可以协助机体抵御外源微生物的侵害,是生物体先天性防御系统中的重要组成成分。普遍认为,抗菌肽通过膜损伤机制,破坏微生物细胞膜或细胞壁的完整性,达到抑杀微生物的目的。然而,越来越多的证据表明抗菌肽还存在非膜损伤机制,作用于胞内靶位点杀伤细胞。由于其独特的作用机制及广谱抗菌活性,抗菌肽被应用于各行各业。但是,抗菌肽的推广应用也面临着诸多难题,如生物稳定性、抗菌活性的维持和微生物耐受性等。主要对抗菌肽的种类、作用机制、微生物对抗菌肽耐受性的产生机制及抗菌肽的应用和挑战进行综述。     

冷冻干燥条件下酿酒酵母细胞脂肪酸组成变化的研究

以气相色谱法测定酿酒酵母(Saccharomyces cereuisiae) F159细胞膜类脂中脂肪酸的组成。结果表明,在低温干燥条件下,酿酒酵母细胞能自身调节脂肪酸的不饱和度,出现C_(16:1)脂肪酸含量增加,C_(16:0)脂肪酸含量略有所增,而C_(18:0)脂肪酸含量却有下降,不饱和直链脂肪酸之和与饱和直链脂肪酸之和的比值增加。说明这些变化使酿酒酵母细胞膜保持流动状态而维持细胞的稳定性和活性。初步探讨了冷冻干燥对酿酒酵母细胞脂肪酸组成的影响,为进一步探索和研究微生物抗冷冻干燥生理生化机制提供了依据。