谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸北大核心CSCD

L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。     

盐胁迫下欧李叶片叶绿体结构及功能与超微弱发光激发的关系

为初步探索叶绿体及其功能与超微弱发光（Ultraweak luminescence,UWL）激发的关系,揭示UWL与植物生长生理的关系及植物中UWL产生的来源,本试验以欧李（Cerasus humilis）为材料,采用室内盆栽试验,设置不同浓度盐胁迫处理,研究盐胁迫下欧李叶片的叶绿体结构和功能（叶绿素代谢、光系统Ⅱ活性、光合性能和能量水平）及UWL的变化规律和相关性。结果表明：（1）盐胁迫降低了欧李叶片的UWL强度,且盐浓度越高,UWL强度下降程度越大;（2）盐胁迫破坏了欧李叶片叶绿体结构,并降低了其功能,具体表现为叶绿素合成主要前体物质（ALA、Mg-ProtoⅨ）含量显著降低,叶绿素降解酶叶绿素酶（Chlase）活性显著升高,导致叶绿素（Chla、Chlb、Car和Chla+b）含量显著降低;同时欧李叶片FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0和ΨE0快速下降,光系统Ⅱ活性受到严重抑制;进一步Pn、Tr、Gs下降,Ci同时升高,光合性能显著减弱;ATP含量和EC的显著降低,导致能量水平整体下降;（3）欧李叶片UWL强度与其叶绿素代谢物质及叶绿素含量（ALA、Mg-ProtoⅨ、Chla、Chlb、Car和Chla+b）、光系统Ⅱ活性（FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0、ΨE0）、光合性能（Pn、Tr、Gs）及能量水平（ATP、EC）等参数均呈显著或极显著性正相关关系。（4）盐浓度越高,胁迫时间越长,欧李叶片UWL强度与叶绿体功能各指标变化程度越大,且高浓度处理下的相关性整体高于低浓度处理。可见,在盐胁迫条件下,欧李叶片叶绿体结构被破坏,同时其功能受到损伤活力下降,从而导致UWL强度降低;UWL强度与叶绿体及其功能关系密切,叶绿体可能是UWL的细胞器之一;UWL强度可以用来反映欧李叶片受盐胁迫伤害的程度。     

光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

计算机虚拟筛选技术在害虫行为调节剂研究中的应用

害虫行为调节剂是一种以嗅觉系统为靶标的绿色农药,在害虫的田间管理中发挥着重要的作用。然而,其先导化合物的发现通常依赖一系列生物测定的方法,不仅费时费力,且发现效率低。近年来,随着昆虫嗅觉功能数据的积累和结构生物学的飞速发展,以机器学习技术和分子对接为代表的2种基于计算机的药物虚拟筛选方法在害虫行为调节剂的先导化合物研究中发挥着重要的作用,极大地促进了先导化合物的发现效率,减少了筛选的盲目性。本文系统综述了2种虚拟筛选方法及其在害虫行为调节剂先导化合物研究中的应用,并对2种筛选策略在实际应用中存在的问题及应用前景进行了讨论。     

ent-Pimarane Diterpenes from the Aerial Parts of Siegesbeckia pubescens

Five new ent-pimarane diterpenes ( 1 – 5 ) and five known analogs ( 6 – 10 ) were isolated from the aerial parts of Siegesbeckia pubescens. Their structures, including absolute configurations, were determined by comprehensive spectroscopic methods especially 1D and 2D NMR and quantum chemical electronic circular dichroism calculations. All the isolated compounds were evaluated for their cytotoxicity against human BT549, A549 and H157 cancer cell lines. Among them, compounds 1 and 2 showed mild cytotoxicity against lung cancer cell lines H157 with IC₅₀ values of 16.35±2.59 and 18.86±4.83 μM, respectively.     

硒对培养人胚肝细胞Ⅲ型前胶原,羟脯氨酸合成的影响

原代培养人胚肝细胞经１．１５６×１０￣(－７）ｍｏｌ／Ｌ硒预处理４ｈ,加入２０ｍｍｏｌ／Ｌ四氟化碳作用２０ｈ,观察硒对其Ⅲ型前胶原（ＰＣⅢ）和羟脯氨酸（Ｈｙｐ）生成的影响。结果培养液中ＰＣⅢ水平、细胞内Ｈｙｐ含量及细胞内外丙二醛（ＭＤＡ）水平均降低,与未加硒对照组比较差别有显著性（Ｐ＜０．０１）。而硒谷腕甘肽过氧化物酶（Ｓｅ－ＧＳＨ－ＰＸ）活性则较对照组显著增高（Ｐ＜０．００１）,且ＰＣⅢ水平与Ｓｅ－ＧＳＨ－Ｐ＿Ｘ／ＭＤＡ比值呈负相关（ｒ＝－０．９１５６,Ｐ＜０．０１）。提示硒可提高Ｓｅ－ＧＳＨ－Ｐ＿Ｘ／ＭＤＡ比值,抑制脂质过氧化激发的肝细胞胶原合成。     

黄芪有效成分对氧自由基清除作用的ESR研究

用电子自旋共振技术研究了黄芪总黄酮(TFA)、黄芪总皂甙(TSA)和黄芪总多糖(TPA)对次黄嘌呤／黄嘌呤氧化酶体系产生的超氧阴离子自由基和H₂O₂－Fe²⁺体系产生的羟自由基的清除作用．结果表明,这3种成分均有清除氧自由基的作用;对超氧阴离子自由基的清除效能大于对羟自由基的清除作用;其作用强度依次为TFA＞TSA＞TPA．结果提示清除氧自由基可能是黄芪抗衰老的主要机理之一,TFA和TSA是黄芪抗氧化作用的主要药理活性成分．     

Human genes for glutathione S-transferases

The tissue distribution of different glutathione S-transferases (GST) is analysed by electrophoresis. The existence of GST"e" (erythrocyte), GST3, GST1, and GST2 is confirmed. GST"e" the fastest and most thermolabile of different GST analysed is observed only in erythrocyte cells. GST3 which migrates more slowly than GST"e" is present in all tissues and cells analysed, excepted for erythrocyte cells in which only GST"e" is observed. GST1 presents a polymorphism with four phenotypes, 1, 1/2, 2, and 0 controlled by three alleles 1, 2, and 0 (null). With the sample of 56 livers analysed the different frequencies obtained are 9%, 5%, 43%, 43% for the phenotypes 1, 1/2, 2, and 0 respectively and 0.074 (p), 0.279 (q), 0.647 (r) for the alleles, 1, 2, and 0 (null). GST2 presents variant patterns due probably, in the majority of cases, to post-synthetic modifications rather than allelic variation. Two new GST are described, GST4 and GST5. GST4 abundant in muscle tissue is a dimeric protein. GST4 forms with GST1 a heterodimeric band. GST5 is observed in brain homogenates. For the chromosome localization the results obtained by man (leucocytes)-mouse somatic cell hybrid analysis indicate that the gene for leucocytes GST is on chromosome 11. This gene is the structural GST3 gene.