不同血清型肉毒毒素受体结合域研究进展

肉毒毒素(botulinum neurotoxin, BoNT)是人类已知毒性最强的蛋白质之一,可以引起肌肉松弛麻痹,严重时可导致死亡。肉毒毒素共分为7种血清型(BoNT/A-BoNT/G),根据氨基酸序列差异可进一步分为40多种亚型。肉毒毒素分子结构由3个基本结构域组成：重链羧基端细胞受体结合域、氨基端的易位域和轻链催化域。在运动神经元表面,受体结合域首先与聚唾液酸神经节苷脂结合,随后与突触囊泡蛋白2或突触囊泡结合蛋白结合形成双受体复合物。每种血清型的受体结合域都必须与其相应受体结合才能发挥作用。肉毒毒素的结构功能及其对宿主的作用一直都是研究热点。近年来,因受体结合域可以促进肉毒毒素与运动神经元膜特异性结合,而成为新的研究方向。本综述将概述不同血清型肉毒毒素与受体结合过程中受体结合域结构变化和结合位点差异。通过分析不同血清型及亚型的序列以及受体结合域结构特征,可以更好地了解细胞受体结合域的序列差异和功能,并为肉毒毒素的治疗策略提供新思路。     

生物启发的细菌表面人造矿物壳:通过仿生矿化保护活细胞

【目的】生物启发的细菌表面仿生矿化人造矿物壳被用于保护活细胞。【方法】将细菌限制在坚固而完整的矿物壳中,有限的物理空间和物质交换使其暂时进行休眠,降低长期保存期间的活力损失以及提高在各种极端环境中的生存能力,并且能够通过酸去除矿物壳而重新激活细菌。【结果】相较于未仿生矿化的细菌(EcN),矿化细菌(EcN@CaCO₃)在32 d的储存实验中活力最高提升262倍;在pH 2.5的强酸环境中存活率提高837倍;在pH 12.0的强碱环境中存活率提高171倍;在80 ℃的高温条件下存活率提高59.1倍;甚至在抗生素溶液中,EcN@CaCO₃中细菌的存活率是EcN的729.7倍。【结论】本研究利用仿生矿化提高了细菌的保存稳定性,使其能在酸刺激下去除涂层恢复活性,也能在极端环境下保留细菌的活力,为微生物在环境生态、食品制造和生物医药等领域的应用提供研究基础。     

大丽轮枝菌甘油-3-磷酸脱氢酶的功能分析

大丽轮枝菌可侵染棉花、马铃薯、番茄等660余种寄主植物,引致黄萎病,造成严重的经济损失。为了深入了解大丽轮枝菌的致病机制,本研究在前期棉花提取物诱导大丽轮枝菌转录组分析的基础上,选择上调差异表达的线粒体甘油-3-磷酸脱氢酶基因VdGut2(VD592＿6958＿Chr4)和非差异表达的胞质甘油-3-磷酸脱氢酶基因VdGpd(VD592＿10256＿Chr2),进行了功能分析。结果表明,两个VdGut2敲除突变体菌株的产孢量较野生型菌株分别下降了32%和41%,病情指数分别下降了70%和51%,菌落生长速率也显著下降;VdGpd过表达菌株产孢量和病情指数较野生型菌株显著下降,但在甘油为唯一碳源的培养基上其菌落生长速率显著上升。因此,VdGut2促进了大丽轮枝菌分生孢子的形成、碳源的利用以及对寄主植物的致病过程,VdGpd抑制了大丽轮枝菌分生孢子的形成和对寄主植物的致病力,却促进了甘油的代谢。     

吉首蒲儿根的繁殖生态学特性及其濒危成因

吉首蒲儿根为近年来发现的菊科蒲儿根属新物种,由于种群和数量都极度稀少,其濒危级别达极危(CR)等级。生态分布和生境的调查结果表明,吉首蒲儿根仅在吉首市德夯地质公园内分布有3个种群,总数约2000-3000株,其中,峡谷瀑布下的种群最大,约2000株;分布海拔为268-384 m,生境特点是温暖、湿润,土壤略偏酸性且钙质高。野外生殖物候的观察结果表明,2月初吉首蒲儿根的芽开始萌动,2月底至3月初抽生花葶,3月中旬至5月中旬开花,6月茎生叶逐渐枯死,随后根状块茎侧芽开始萌动,逐渐形成新分株。种群水平从第1个头状花序开放到最后一个凋谢约为50 d,单个头状花序从开始膨大到凋谢约为18 d,单朵小花的花期为3-5 d,整个过程表现出明显的雌雄异位和菊科特有的花粉次级展现现象。吉首蒲儿根的花部构成、高度同期的开花模式和"刷状机制"、瘦果小且无冠毛及以营养繁殖为主兼有种子繁殖等是对峡谷瀑布特殊生境的生态适应。人为活动的干扰,访花昆虫种类较少、访问频次和效率低,种子数量不多、质量差和传播不开,以及生境要求苛刻则是吉首蒲儿根致濒的主要原因。     

广西马山岩溶植被年龄序列的群落特征

石漠化地区是我国西南植被恢复和生态重建的重点和难点地区。通过对马山县岩溶植被年龄序列(石漠、草丛、灌丛、小乔林和成熟林)5个演替阶段15个样地(20 m×50 m)的系统取样调查,研究了停止人为干扰后岩溶植被的更新、演替及群落特征的变化。结果表明:沿石漠、草丛、灌丛、小乔林、成熟林的顺向演替发展,群落各层次的覆盖度存在显著差异(P<0.05),乔木层覆盖度以成熟林最大,灌木层覆盖度以小乔林最高,而草本层覆盖度以灌丛最高;重要值≥10.00的科、属、种最大值出现在小乔林;不同演替阶段群落不同层次的结构明显不同,乔木层的植物密度存在显著差异(P<0.05),以小乔林最高;成熟林灌木层的植物密度显著低于小乔林和草丛(P<0.05),与石漠和灌丛差异不显著(P>0.05);森林阶段草本层的植物密度显著低于灌丛、草丛和石漠(P<0.05);群落的物种丰富度随着顺向演替发展而增加,但不同演替阶段不同层次的丰富度变化不同,草本层的物种丰富度以草丛阶段最大,成熟林最小;灌木层的丰富度以小乔林阶段最大,石漠阶段最小;乔木层的丰富度以小乔林最大,成熟林有所下降;不同演替阶段群落草本层的生态优势度无显著差异(P>0.05),而灌木层和乔木层均存在显著差异(P<0.05)。岩溶植被恢复可分为恶劣物理环境阈值和顶极种缺乏的阈值两个阶段,每一个阶段内由不同功能特征的驱动种和关键种决定着群落的演替方向和速度,越接近演替后期,顶极种越丰富,群落驱动种和关键种向高级、大型和长寿植物发展的趋势越明显。     

Direct adenylation from 5′-OH-terminated oligonucleotides by a fusion enzyme containing Pfu RNA ligase and T4 polynucleotide kinase

5′-Adenylated oligonucleotides (AppOligos) are widely used for single-stranded DNA/RNA ligation in next-generation sequencing (NGS) applications such as microRNA (miRNA) profiling. The ligation between an AppOligo adapter and target molecules (such as miRNA) no longer requires ATP, thereby minimizing potential self-ligations and simplifying library preparation procedures. AppOligos can be produced by chemical synthesis or enzymatic modification. However, adenylation via chemical synthesis is inefficient and expensive, while enzymatic modification requires pre-phosphorylated substrate and additional purification. Here we cloned and characterized the Pfu RNA ligase encoded by the PF0353 gene in the hyperthermophilic archaea Pyrococcus furiosus. We further engineered fusion enzymes containing both Pfu RNA ligase and T4 polynucleotide kinase. One fusion enzyme, 8H-AP, was thermostable and can directly catalyze 5′-OH-terminated DNA substrates to adenylated products. The newly discovered Pfu RNA ligase and the engineered fusion enzyme may be useful tools for applications using AppOligos.