半理性设计进化土曲霉来源的ω-转氨酶AtTA热稳定性

转氨酶(ω-transaminase,ω-TA)作为一种天然的生物催化剂,在手性胺类化合物的合成中具有较好的应用前景。但ω-TA在催化非天然底物的反应过程中存在稳定性差、活性低的缺陷,大大限制了ω-TA的应用。为改善此缺陷,针对来源于土曲霉(Aspergillus terreus)的(R)-ω-TA(At TA),采用基于分子动力学模拟的计算机辅助设计与随机突变、组合突变相结合的策略进行酶的热稳定性改造,获得了热稳定性与活性同步提高的最佳突变酶At TA-E104D/A246V/R266Q (M3)。与At TA野生酶(wild-type, WT)相比,M3的半衰期t_1/2 (35℃)由17.8 min提升至102.7 min,提升了4.8倍,半失活温度T₅₀¹⁰比WT (38.1℃)提高2.2℃。最佳突变酶M3对丙酮酸和1-(R)-苯乙胺的催化效率分别是野生酶的1.59倍和1.56倍。分子动力学模拟与分子对接结果表明,分子内氢键与疏水相互作用的增加所导致α-螺旋的加固稳定是酶热稳定性提升的主要原因;底物分子与结合口袋氨...     

检查点:细胞周期的质量监督

细胞周期的最主要任务是将其基因组ＤＮＡ在ＤＮＡ合成期（Ｓ期）完整地复制成两份拷贝,而后在分裂期（Ｍ期）将这两份拷贝正确无误地分配给两个子代细胞。如果在这一过程中产生错误,又得不到及时纠正,那么将导致基因组的不稳定和变异。对单细胞生物,其后果是导致细胞...     

"本刊编委展望21世纪生命科学座谈会"的部分发言

21世纪的生命科学:活力论的复兴?吴家睿(中国科学院上海生物化学研究所):　　从古至今,在对生命现象的研究中一直存在着两种对立的观点。一种是“活力论”,认为生命世界不同于非生命的无机世界,有其特有的性质,难以甚至不能从一般的物理和化学角度进行认识和解释。另一种是“还原论”,认为生命现象虽然很复杂,但同样遵循着基本的物理、化学规律,可以通过对构成生命的物质基础的研究来揭示生命的活动规律。(1)20世纪的“还原论”:分子生物学在20世纪的生命科学研究中,还原论占据着主导地位。生命有两个主要的特征,新陈代谢和自我繁殖。科学家…     

国内外文献中针灸治疗梅尼埃病选穴规律分析

目的:为了探求针灸治疗梅尼埃病的选穴规律,规范针刺治疗梅尼埃病的针灸处方。方法:对针灸临床文献选穴进行整理,使用统计学软件SPSS19.0进行聚类分析。结果:针灸治疗梅尼埃病常用的穴位可以汇聚为三大类。结论:百会穴是治疗梅尼埃病的主穴,风池穴、内关穴、足三里可以加强主穴的疗效。丰隆、太冲、翳风可针对耳性症状。     

一期外固定联合锁定钢板内固定术治疗 C 型 pilon 骨折的临床疗效

摘要 目的： 探讨外固定架联合锁定钢板分期治疗 C 型 pilon 骨折的临床疗效。 方法： 选取 2010 年 3 月至 2011 年 4 月在我院接受 治疗的 C 型 pilon 骨折患者 17 例。按照分期治疗的原则, 先行一期外固定架固定术, 待局部软组织恢复后切开复位, 再行锁定钢 板内固定术进行治疗, 术后对患者进行一年的随访, 定期检查患者的踝关节功能, 并借助影像学资料对临床疗效进行评价。结果： 全部患者获得随访, 平均愈合时间为(4.1± 1.6)月;平均 AOFAS 评分为(83.1± 12.4)分, 其中优 6 例(35.2 %), 良 8 例(47.1 %),一般 2 例(11.8 %), 差 1 例(5.9 %), 优良率为 82.4%; 术后 4 例患者出现出现轻度感染, 通过局部换药、 抗生素和钉道护理得到控制。结 论： 采用一期外固定联合锁定钢板内固定术分期治疗 C 型 pilon 骨折, 可以有效地提高治疗效果, 值得临床推广。     

四川东南地区云豹(Neofelis nebulosa)分布区变化及其成因

物种的分布变化是衡量生物多样性变化的一个重要层面,也是生物多样性变化研究领域备受关注的热点。根据对四川省东南地区6县14个乡镇的访问调查,分析了四川省东南部云豹（Neofelis nebulosa）分布区的变化趋势,并对近10年潜在有无云豹分布的区域在1988年和2017年的景观格局进行对比分析,探讨了四川东南地区云豹分布区变化的原因。结果显示：（1）40年前云豹曾在调查区域广泛分布,近40年来云豹分布范围呈现逐渐缩减的趋势,到近10年潜在有云豹分布的仅3个县3个乡镇;（2）天然阔叶林是云豹适宜的生境,潜在有云豹分布地区阔叶林在近30年里均是面积最大的景观类型,30年间增加了18.13%。潜在无云豹分布地区阔叶林在30年前占比为13.67%,30年间减少了39.29%,其主要景观类型在30年间由农业用地转换为竹林类型;（3）30年间,潜在有无云豹分布地区阔叶林破碎化程度均加剧,而潜在无云豹分布地区的破碎化程度较潜在有云豹分布地区严重;（4）潜在有无云豹分布区域居民野生动物保护意识均不强烈,在潜在无云豹分布区域的保护意识和意愿稍高;（5）本研究认为,早在40年前由于人为捕杀和土地开垦,就导致云豹种群在研究区域内衰退,近30年虽然农业用地大幅转换为竹林使森林总面积增加,但并未对云豹的保护起到积极作用,阔叶林的生境退变则使前期已经衰退的云豹种群分布区持续缩减,以致难觅踪迹。     

小麦耐低磷相关性状的全基因组关联分析

通过对小麦耐低磷相关性状进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study),挖掘与小麦耐低磷性显著相关的单核苷酸多态性标记(SNP,single nucleotide polymorphism)位点及候选基因,为小麦耐低磷性状的遗传基础和分子机制研究提供理论参考。本试验以198份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料,设置低磷和正常磷营养液水培试验,利用小麦35K芯片对分布于小麦全基因组的11896个SNP,采用Q+K关联模型对小麦耐低磷性相关性状进行关联分析。结果表明,小麦耐低磷性状表现出广泛的表型变异,变异系数为15.65%~26.59%,多态性信息含量(PIC,polymorphic information content)为0.095~0.500。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为2个亚群,GWAS共检测到67个与小麦耐低磷相关性状显著关联的SNP位点(P≤0.001),这些位点分布在除3A、3B和3D以外的18条染色体上,单个SNP位点可解释5.826%~9.552%的表型变异。在这些显著位点中有4个SNP位点同时关联到了2个不同的耐低磷性状。对67个SNP位点进行发掘,筛选到7个可能与小麦耐低磷性有关的候选基因。TraesCS6A02G001000和TraesCS6A02G001100在锌指合成中有重要作用;TraesCS6A02G118100可能为低磷胁迫诱导基因;TraesCS5D02G536400、TraesCS1B02G154200和TraesCS5D02G536500与低磷胁迫相关酶类基因家族有关;TraesCS1D02G231200与植物DUF 538结构域蛋白有关,是植物胁迫相关调控蛋白候选基因。     

删除Loop区域表面不稳定氨基酸提高 (R)-ω-转氨酶热稳定性

手性胺是一类具有重要价值的医药及精细化工中间体,如何实现手性胺类化合物的不对称合成是目前人们普遍关注的一个焦点问题。ω-转氨酶(ω-Transaminase,ω-TA)是一类能直接合成对映体手性胺的天然生物催化剂。相比于(S)-ω-TA,(R)-ω-TA的研究较少,但其需求量随着手性胺类药物的发展日趋增大。提高具有潜在应用价值的(R)-ω-TA的热稳定性,将有利于手性胺的制备。本文利用Py MOL软件和YASARA软件预测来源于土曲霉Aspergillus terreus的(R)-ω-TA中具有高温度因子(B-factor)的Loop区域,通过定点突变对Loop区域表面不稳定氨基酸逐步进行删除获得突变酶。结果表明,突变酶R131del和突变酶P132-E133del半失活温度分别为41.1℃和39.4℃,比野生酶提高了2.6℃和0.9℃;在40℃下的半衰期分别为15.0 min和10.0 min,为野生酶的2.2倍和1.5倍。此外,在400 K和10 ns的分子模拟条件下,突变酶R131del在Loop区域的均方根涨落(Root mean square fluctuation,RMSF)比野生型低,突变酶P132-E133del在Loop区域增加了4个氢键。本研究通过删除(R)-ω-转氨酶Loop区域表面不稳定氨基酸提高了该蛋白的热稳定性,同时也为其他酶热稳定性的理性设计提供了方法学指导。     

利用混合样本池法对鸡显性白羽基因PMEL17突变位点的检测

显性白羽基因座是影响鸡羽色形成的重要基因座位之一, 该基因座上的显性等位基因I 会抑制黑色素合成, 从而使携带该基因的个体全身羽毛呈现白色。目前已确认鸡显性白羽基因座编码PMEL17蛋白: 是一种黑素细胞特异性蛋白, 在黑素细胞的分化与成熟中起到重要作用, 并证明PMEL17基因的突变与显性白羽的形成有关。文章利用混合样本池建立了一种低成本、高效率, 并能在大规模群体中检测PMEL17基因突变的方法, 称为PCR产物混合样本池法。该方法的基本步骤如下: 首先, 提取个体基因组DNA, 并设计相关引物对每一个体单独进行PCR扩增; 其次, 将PCR产物等比例混合, 10个样品混在一个池中; 然后, 将PCR产物混合池样品于非变性聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳; 最后, 待电泳结束后进行银染, 根据凝胶上所显条带判定是否存在突变体。此外, 文章还将这种方法与传统基因组DNA混合样本池法进行了比较试验, 并利用该方法对试验鸡群显性白羽基因PMEL17突变进行检测, 证实该方法具有较高准确度。     

遗传工程师揭开了免疫系统的秘密

遗传工程师与免疫学家合作成功地改进了一整套复杂的实验,使人们有可能弄明白机体对外来侵袭作出免疫反应的决定子。英国一个研究小鼠的编码大组织相容性复合物(Major histocompatibility complex,略作MHC,是一群位于细胞表面并对细胞-细胞相互作用和与疾病及移植排斥作斗争具有重要作用的分子群)的基因的科学家小组,分离出一种分子,定出了它的基因在小鼠基因组中的位置,并证明了只要细胞表面存在这种分子就足以使这个细胞成为特异攻击者容易打中的目标。