链霉菌底盘细胞的开发现状及其应用

天然产物及其衍生物在现代医疗中扮演着举足轻重的角色,其生物活性多样性以及化学结构的丰富性是新药研发的源泉和动力。利用纯化学方法合成天然产物在技术和成本上有很大的困难,加上许多天然产物的原始产生菌具有培养条件苛刻、产量低下等缺点,而且大量基因簇在原始菌株中是沉默的,这使得利用合成生物学思想来指导天然产物生物合成基因簇的异源表达具有重大意义。作为抗生素、抗肿瘤活性物质、免疫抑制剂等次级代谢产物主要来源的放线菌一直是研究者们关注的焦点,特别是随着基因测序技术的飞速发展,人们发现链霉菌基因组中包含着极为丰富的天然产物生物合成基因簇资源。这意味着开发链霉菌底盘细胞作为异源表达宿主有其得天独厚的优势。本综述从底盘细胞开发的意义入手,重点阐述链霉菌底盘细胞构建的策略及现状,随后通过实例阐述了各种底盘链霉菌的实际应用。     

ε-聚赖氨酸高产菌选育与发酵性能评价

【目的】选育ε-聚赖氨酸(ε-PL)高产菌,并探究不同碳源对其发酵性能的影响。【方法】借助基因组重排和核糖体工程两种育种手段强化ε-PL产生菌的合成能力,并利用p H冲击工艺评价不同碳源对ε-PL发酵的影响。【结果】经过4轮基因组重排和4轮核糖体工程连续选育,获得1株高产突变株Streptomyces albulus GS114,其摇瓶ε-PL产量达到3.0 g/L,较出发菌提高了1.7倍。该改造菌株在5 L发酵罐中分别以葡萄糖和甘油为碳源进行192 h的补料-分批发酵时,ε-PL发酵产量分别达到了43.4 g/L和45.7 g/L,较出发菌提高了11.0%和14.9%,而菌体量分别减少了24.0%和33.2%,ε-PL得率提高了34.2%和30.7%。【结论】基因组重排结合核糖体工程育种是一种有效的ε-PL高产菌选育手段,研究结果将为ε-PL高产菌改造和工业生产碳源选择提供直接指导。     

Act0988拮抗菌株鉴定及培养条件与菌株生长关系研究北大核心CSCD

Act0988菌株产对柑橘青霉等多种霉菌具抗菌活性的代谢产物,对菌株进行鉴定、研究培养条件与菌株生长的关系,以为后续开发菌株产抗菌物质的培养基筛选及发酵工艺技术的研究奠定基础。以菌株的形态、培养特征、生理生化特征及16S rDNA序列分析进行菌种鉴定,三角瓶液体振荡培养研究碳氮源、温度、pH及氧与菌株生长的关系。结果表明,Act0988菌株为多产色链霉菌(Streptomyces polychromogenes),菌株生长最佳碳源为可溶性淀粉,发酵液生物量5.8 mg/mL;酵母膏与蛋白胨为最佳氮源,生物量5.7 mg/mL左右。菌株最适温度28℃,生物量6.0 mg/mL。最适初始pH7.0,生物量6.2 mg/mL;最适装液量60 mL/500mL,生物量6.3 mg/mL。Act0988菌株易培养,发酵液抗菌活性强,菌株产抗菌物质具有突出的开发利用潜力。     

综述: 与神经退行性疾病相关的RNA结合蛋白在线粒体损伤中的作用

线粒体是细胞内制造能量的细胞器,它还负责各种细胞信号的整合,参与协调多种复杂的细胞功能.线粒体是动态变化的,连续不断地进行分裂与融合,这是其功能维持和增殖遗传的关键.在过去20年中,参与线粒体分裂与融合的核心因子陆续被发现,它们在进化上高度保守,但是在形成分裂与融合复合物中的详细分子机制还有待于深入研究.线粒体分裂与融合的动态变化,是线粒体质量控制的重要组成部分,其动态平衡在细胞发育和稳态维持中起重要作用.线粒体动态变化失衡和功能失调,则会导致多种神经退行性疾病的发生.这些研究的发现为探索线粒体生物学及与疾病的关系开拓了令人振奋的新方向.     

裂解多糖单加氧酶高效催化的研究进展

裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases,LPMOs)是一类新发现的铜离子依赖性的氧化酶,常具有多种模块化组合,能够高效氧化降解生物质多糖.LPMOs的催化结构域为β三明治结构,活性中心含有一个铜离子.该酶的催化反应过程相对于糖苷水解酶类更加复杂,LPMOs结合底物后,首先要接受电子供体提供的电子,通过电子传递链传递给活性中心的Cu[Ⅱ],将其还原为Cu[Ⅰ],Cu[Ⅰ]结合并活化分子氧后,再氧化降解多糖链的糖苷键,生成氧化产物和非氧化产物.近年来的研究表明,在木质纤维素降解酶系中加入LPMOs能显著提高其对结晶纤维素的转化效率,因此LPMOs相关研究的深入开展可以拓展人们对其高效降解机制的认识,从而为高效降解酶系的复配以降低工业规模的生产成本等提供理论指导.本文综述了该领域相关研究的最新进展,分析了LPMOs潜在的研究方向与工业化应用的前景.     

蝉虫草样品的分级萃取与化学成分分析

利用索氏萃取技术,依次采用石油醚、乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇和甲醇等5种溶剂对蝉虫草纯粉进行分级萃取,运用傅里叶变换红外光谱分析法和气相色谱-质谱联用技术对5级萃取物进行分析鉴定。傅里叶变换红外光谱分析显示萃取物中含有与烯烃类、羧酸类、酯类、醇类和酮类等化合物相关的C-H、C=O、C-O和C=C等官能团。气相色谱-质谱联用技术共鉴定出有机小分子化合物34种,以酯类和脂肪酸类为主,多为碳链长度为15-20的长链脂肪酸及对应的酯,其中十八碳不饱和脂肪酸相对含量高达28.95%;分别存在于两种或以上萃取物中的有机化合物共有11种;仅存于石油醚萃取物中的化合物6种,乙酸乙酯萃取物中3种,丙酮萃取物中2种,无水乙醇萃取物中6种,甲醇萃取物中6种。在一定极性范围内,利用溶剂的极性梯度变化,可实现蝉虫草中活性物质的按极性梯度分离;采用分级萃取技术可有效分离蝉虫草中部分化学成分。鉴定结果充实了蝉虫草中化合物的种类资源,为蝉虫草中活性物质谱图库的完善、构效关系的建立及蝉虫草产品的利用开发提供支撑。     

基于核酸适配体的生物分析新方法研究进展

核酸适配体是从随机文库中采用SELEX技术筛选所得的单链短链寡核苷酸片段(通常为15-80个ss DNA或ss RNA)。其能够折叠形成独特稳定的三维结构,通过静电相互作用,氢键,范德华力,碱堆叠或多种作用力组合特异性地与多种靶标结合。适配体因具有构象变化能力而被用作生物分析中的理想识别配体。目前,基于适配体的生物分析新方法得到广泛研究,并用于蛋白多肽类药物分析、疾病标志物诊断、外泌体检测、循环肿瘤细胞检测和病毒检测等方面。本文综述了核酸适配体用于生物分析方法开发的最新进展,比较和讨论不同分析方法,并对基于适配体的生物分析新方法提出了设想和展望,为开发新的生物分析方法和检测技术提供了思路和借鉴。     

长链非编码RNA及其与疾病相关性的研究进展*

人类基因组中,用于蛋白质编码的核酸序列约占1.5%,另外98.5%的非蛋白编码基因被视为"噪音"序列,并未引起人们的注意。随着测序技术的发展,人们发现大部分的基因被转录成RNA,其中多数为长度大于200nt且不编码蛋白质的长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA),其作用机制包括支架分子、引导分子等,广泛参与细胞发育、增殖及迁移过程,且其水平的改变又与肿瘤、代谢性疾病等相关。本文主要对lncRNA的分类、作用机制及涉及的疾病等进行综述,为进一步研究lncRNA的功能机制奠定基础。     

胎盘特异性基因4 mRNA基因在孕妇外周血中的检测及临床价值

目的:应用实时荧光定量PCR(RT-PCR)技术对不同孕周孕妇外周血浆胎盘特异性基因4(PLAC4)m RNA基因进行检测,寻找唐氏综合征产前诊断的可靠生物学标志物,为无创性产前诊断提供新的突破口。方法:按入组标准随机选取健康育龄未妊娠女性5例,正常健康妊娠孕妇60例(早期妊娠20例、中期妊娠20例、晚期妊娠20例),唐氏筛查高危孕妇8例,正常分娩24 h女性5例。共收集外周血浆样本78例。应用RT-PCR技术,检测样本中的PLAC4 m RNA基因含量,并进行相对定量分析。结果:健康育龄未妊娠女性及正常分娩后24 h女性外周血浆中均无游离胎儿PLAC4 m RNA基因的存在;正常健康妊娠孕妇不同孕周标本均检测到PLAC4 m RNA基因,以早期妊娠作为对照,中期妊娠是早期妊娠的1.99倍,晚期妊娠是早期妊娠的3.73倍;唐氏筛查高危孕妇均检出PLAC4 m RNA基因,含量是早期妊娠的6.36倍。结论:PLAC4 m RNA基因有望成为唐氏综合征产前诊断的可靠性生物学标志物。     

高通量血液透析治疗慢性肾衰竭尿毒症的疗效及对尿毒症毒素、免疫球蛋白及肺功能指标的影响

目的:探讨高通量血液透析(HFHD)治疗慢性肾衰竭尿毒症的疗效及对尿毒症毒素、免疫球蛋白及肺功能指标的影响。方法:选取90例于2012年1月-2017年3月期间在喀什地区第一人民医院治疗的慢性肾衰竭尿毒症患者,依据随机数字表法将其分为对照组(n=45)和观察组(n=45),对照组给予血液透析滤过(HDF)治疗,观察组给予HFHD治疗,两组均透析治疗1个月。对比两组患者透析前后症状缓解情况及尿毒症毒素、免疫球蛋白及肺功能指标水平,记录两组相关并发症的发生情况。结果:透析治疗结束后观察组患者缓解率为91.11%(41/45),高于对照组的73.33%(33/45)(P0.05)。两组患者透析后血磷(P~-)、血钾(K~+)、甲状旁腺激素(PTH)、β2-微球蛋白(β2-MG)水平明显低于透析前,血钙(Ca~(2+))水平明显高于透析前(P0.05);观察组透析后K~+、Ca~(2+)、P~-等尿毒症毒素水平与对照组比较差异无统计学意义(P0.05),观察组透析后PTH、β2-MG水平明显低于对照组(P0.05)。透析后,两组患者的免疫球蛋白Ig M、Ig A、Ig G水平均较透析前上升,且观察组高于对照组(P0.05)。透析后,两组患者残气量(RV)均低于治疗前,最大肺活量(FVC)、肺活量(VC)、肺总量(TLC)均高于治疗前,且观察组RV低于对照组,FVC、VC、TLC均高于对照组(P0.05)。观察组并发症发生率为8.89%(4/45),低于对照组的24.44%(11/45)(P0.05)。结论:HFHD治疗慢性肾衰竭尿毒症能够安全有效地清除尿毒症毒素,缓解患者的临床症状,且能够提高患者的免疫功能和肺功能。