植酸酶的分子生物学与基因工程

植酸酶是一种新型的、可作为动物饲料添加剂的重要酶制剂,它对提高饲料中磷的利用率,提高动物的生产性能,以及减轻因动物高磷粪便所导致的环境水域的磷污染有着重要意义。本文综述了植酸酶的分子生物学及基因工程研究的最新进展,讨论了其进一步的研究发展方向。     

农业螨类学的进展

农业螨类学是近一、二十年来迅速发展的蜱螨学一个分支学科,特别是在有机合成杀虫剂广泛大量使用后,除杀灭大量天敌、发生抗性外,还出现一种所谓“生物滋养现象”(trophobiosis),再加上关键性害虫(keypest)有相当的办法受到控制,而农业螨类可能由潜在性害虫(potential pest)而上升为关键性害虫。实际上这种倾向已有出现,但一般对农业螨类的知识较少,虽已极度猖獗,并成为生产上的严重问题,而却被忽视了。本文就近年来有关这方面的进展情况,简述如下。     

木聚糖酶XYNB分子中折叠股B1和B2间的疏水作用对酶热稳定性的影响

对来源于Streptomycesolivaceoviridis的高比活木聚糖酶XYNB进行同源建模,并结合嗜热木聚糖酶氮末端芳香族氨基酸疏水作用的结构分析,设计了XYNB的T11Y定点突变,观察XYNB分子中折叠股B1和B2的疏水作用对酶的热稳定性的影响。将突变酶XYNB′在毕赤酵母中表达,表达的XYNB′经纯化后与原酶XYNB(同样经毕赤酵母表达后纯化)进行酶学性质比较,结果表明,XYNB′的耐热性比XYNB有明显的提高,但最适温度与原酶一样为60℃。另外,XYNB′的最适pH、Km值及比活性均有一定的改变。实验证实了木聚糖酶XYNB的氮端芳香族氨基酸之间的疏水相互作用与其热稳定性相关,为进一步的结构与功能研究提供了优良的基因材料。     

幽门螺杆菌急性感染对胃上皮细胞凋亡的影响

目的探讨幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)急性感染对GES-1细胞凋亡的影响,揭示H.pylori引起GES-1细胞凋亡变化的分子机制。方法将H.pylori临床分离株SBK与胃上皮细胞GES-1按不同比例(感染复数MOI分别为50∶1和100∶1)共培养24 h,建立H.pylori急性感染模型。采用流式细胞仪分析GES-1的凋亡,通过Western Blot检测凋亡相关蛋白Bcl-xL、Bcl-2、Bax、Caspase-3和NF-κB p65的表达。经H.pylori感染的GES-1细胞为处理组细胞,未经H.pylori感染的GES-1细胞即为对照细胞。使用SPSS 21.0软件对结果进行统计学分析。结果 GES-1细胞经H.pylori处理24 h后,与对照细胞相比,MOI为50∶1(t=11.040,P0.001)和100∶1(t=6.936,P=0.002)的细胞凋亡率均明显增加;MOI为100∶1时GES-1细胞的凋亡率明显高于MOI为50∶1(t=4.875,P=0.008)。与对照组相比,处理组细胞的Bax、Caspase-3表达明显增高,NF-κB p65表达无明显变化,Bcl-xL和Bcl-2在MOI为50∶1时表达升高,而在100∶1时表达下调。结论 H.pylori急性感染通过改变线粒体途径中凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2及Bcl-xL的表达促进GES-1细胞凋亡,且GES-1细胞的凋亡程度与H.pylori的感染复数有关。     

玉米转座因子Ac／Ds导入水稻花药悬浮细胞并再生成植株

使用电激法将分别含玉米转座因子ＡＣ或Ｄｓ因子的质粒ＤＮＡ同时导入水稻花药悬浮系细胞团,得到转化抗性意伤组织,并分化成可育植株。对一些植株的ＤＮＡ进行了Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析和ＰＣ且扩增,发现导入的外源ＤＮＡ已整合到了水稻染色体上而且Ｄｓ因子已发生了转座。抗性测定表明转化植株Ｆ１代和Ｆ２代种子中的大多数仍有Ｄｓ因子存在。     

应用rpoB和16S rDNA基因的变性梯度凝胶电泳技术对山羊瘤胃细菌多样性的研究

采用免培养的rpoB和16S rDNA基因的变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)对3种山羊(波尔山羊,内蒙古绒山羊,四川南江黄羊)瘤胃细菌优势菌群结构进行了比较分析。研究结果显示rpoBDGGE图谱中条带数目少于16S rDNA图谱,并且条带分离效果明显,更有利于分析瘤胃细菌群落组成。从两种DGGE图谱中均可以发现3种山羊瘤胃细菌具有一定的相似性,种内个体间相似性明显高于种间相似性,这说明寄主品种是影响瘤胃细菌种群构成的一个重要因素。同时进行了部分优势细菌16S rDNA基因V6-V8区序列的系统发育分析。基因序列分析表明,DGGE图谱中优势条带的16S rDNA基因序列中有4条克隆的序列与基因库最相似菌的相似性大于97%,余下的克隆序列相似性在89%～96%之间,其中13条序列的与之相似性最高的序列均来自于未被鉴定的瘤胃细菌。     

Aspergillus fumigatus来源植酸酶的Q23L和Q23LG272E突变研究

Aspergillus fumigatus来源的植酸酶具有热稳定性好、pH作用范围广的优点, 但其比活性很低。设计的植酸酶Q23L突变能在pH4.5～7.0范围内大幅提高比活性,但pH稳定性却显著下降, 为了进一步改良Q23L的pH稳定性, 在Q23L分子上加入了G272E突变。将原酶、突变酶Q23L和突变酶Q23LG272E分别在毕赤酵母GS115中表达,表达酶经纯化后进行酶学性质比较分析,结果表明：突变酶Q23L的比活性比原酶显著提高, 在pH5.5比活性由51u/mg提高到109u/mg, 但其pH稳定性, 尤其是在pH3.0～4.0酸性条件下的稳定性却显著降低,低于80%。突变酶Q23LG272E在pH3.0～4.5和pH6.5～7.0时的稳定性比Q23L有所提高, 恢复到原酶的水平,而比活性基本维持在Q23L的水平。通过一级序列和三维结构比较,分析了可能影响Q23LG272E酶学性质的因素,为进一步研究植酸酶的结构与功能提供了材料。     

双特异性抗体副产物去除策略

双特异性抗体是一种可以同时结合两种靶点的抗体,与单特异性抗体相比具有疗效高、毒副作用小的优点,因此成为近年来的研究热点。但双特异性抗体是由两种不同的重链和轻链所组成,而且重、轻链的表达难以控制在同一水平,因此在双特异性抗体的组装过程中极易出现各种错配副产物,大大增加了下游纯化的难度与成本。近年来,多家制药公司研发出商业化的双特异性抗体制备平台,这些平台利用独特的分子设计策略极大提升了双特异性抗体的组装成功率。然而,各种双抗分子设计策略不足以完全避免副产物的产生,因此还需要配合各种层析方式来进一步去除双抗分子副产物以提升产品质量。综述了近年来几种主流双特异性抗体研发设计平台,系统归纳了用于去除同源二聚体、半抗体、3/4抗体及聚集体的层析方法,以期为双特异性抗体纯化提供理论依据。     

OsRAMOSA2基因调控水稻的粒形

高产优质是水稻研究的重要目标,水稻产量由单株穗数、每穗粒数、结实率和千粒重等因素决定,而粒长、粒宽和粒厚是影响千粒重的三要素。本研究中,我们克隆到一个影响水稻粒形的基因OsRAMOSA2,通过遗传转化方法,分别获得了OsRAMOSA2基因表达下调(dsRNAiOsRA2)转基因植株和超表达(pUbi::OsRA2)转基因植株。dsRNAiOsRA2转基因种子长宽比增加,粒厚和千粒重降低;而pUbi::OsRA2转基因种子长宽比减小,粒厚及千粒重增加。利用原位杂交的方法揭示出Os RAMOSA2在未成熟种子的幼胚、胚乳、种皮、背部维管束、珠心表皮、珠心突起处、幼胚内的盾片、胚芽、胚根、胚芽鞘、胚根鞘、外胚芽中均有表达。野生型‘ZH11’种子的胚乳细胞中,淀粉粒呈现多面体,形状均一、排列紧密;而在ds RNAi OsRA2转基因种子中,胚乳细胞的淀粉粒变为球状,排列松散。淀粉合成途径中关键酶类编码基因OsSSIIa、OsGBSSI和OsSSIVb在dsRNAiOsRA2转基因植株中的表达被上调,而在pUbi::OsRA2转基因种子中的表达被下调;pUbi::OsRA2转基因种子中的表观直链淀粉含量(apparent amylose content,AAC)相比‘ZH11’显著降低,而dsRNAiOsRA2转基因种子的AAC显著增加。说明OsRAMOSA2可能通过调控淀粉合成途径中关键基因的表达影响籽粒内直链淀粉的合成积累过程进而正调控粒重。     

带有K88与K99两种伞毛抗原基因的重组质粒的构建

产肠毒素大肠杆菌能引起仔猪、犊牛、羔羊等新生幼畜发生急性腹泻,K88与K99是这类产肠毒素大肠杆菌所产生的两种在免疫性质上不同的伞毛抗原。质粒pTK8899—6和pTK8899—8是由来自K99质粒DNA的4．5×10⁶道尔顿大小的BamHI片段与带有K88伞毛抗原基因的质粒pTK90DNA重组而构建成的;带有pTK889g一6或pTK8899—8的大肠杆菌c600菌株均能同时产生K88与K99两种伞毛抗原。限制性酶切图谱的研究表明,pTK88g9—6与pTK8899—8 DNA的分子量均为11．85×10⁶道尔顿,但这两种重组DNA中所带Kg9伞毛抗原基因的片段连接在载体DNA上的方向彼此相反,带有pTK8899—6或pTK8899—8的大肠杆菌c600菌株在产生K88或K99伞毛抗原的能力上没有明显的差别。带有K88与K99两种伞毛抗原基因重组质粒的大肠杆菌菌株有可能用作预防仔猪,犊牛和羔羊急性腹泻的菌苗。