Protein Disulfide Isomerase 2 of Chlamydomonas reinhardtii Is Involved in Circadian Rhythm Regulation

Protein disulfide isomerases （PDIs） are known to play important roles in the folding of nascent proteins and in the formation of disulfide bonds. Recently, we identified a PDI from Chlamydomonas reinhardtii （CrPDI2） by a mass spectrometry approach that is specifically enriched by heparin affinity chromatography in samples taken during the night phase. Here, we show that the recombinant CrPDI2 is a redox-active protein. It is reduced by thioredoxin reductase and catalyzes itself the reduction of insulin chains and the oxidative refolding of scrambled RNase A. By immunoblots, we confirm a high-amplitude change in abundance of the heparin-bound CrPDI2 during subjective night. Interestingly, we find that CrPDI2 is present in protein complexes of different sizes at both day and night. Among three identified interac- tion partners, one （a 2-cys peroxiredoxin） is present only during the night phase. To study a potential function of CrPDI2 within the circadian system, we have overexpressed its gene. Two transgenic lines were used to measure the rhythm of phototaxis~ In the transgenic strains, a change in the acrophase was observed. This indicates that CrPDI2 is involved in the circadian signaling pathway and, together with the night phase-specific interaction of CrPDI2 and a peroxiredoxin, these findings suggest a close coupling of redox processes and the circadian clock in C. reinhardtii.     

不依赖天然外显子的蛋白质内含子定向进化筛选系统

蛋白质剪接技术为在蛋白质水平上直接对蛋白质进行修饰和加工提供了一种全新的解决方案,因而在蛋白质工程及相关领域具有非常广阔的应用前景。现阶段,大部分天然的蛋白质内含子在异源蛋白质中剪接活性非常低,极大限制了蛋白质内含子的开发和应用。为了开发一个可以同时对蛋白质内含子通用性和剪接活性进行筛选的系统,利用Bsa I限制性内切酶识别位点和切割不重合的特性,将Ter ThyX内含子(不含外显子序列)插入到卡那霉素抗性蛋白基因的多个位点。并且摒弃了以往需要结合天然外显子以实现剪接的方法,可以同时对蛋白质内含子的剪接活性和通用性进行筛选。Western blot结果和卡那霉素平板生长结果表明,通过卡那霉素筛选系统可以精确的将蛋白质内含子剪接反应与卡那霉素抗性结合起来,仅从卡那霉素平板上的菌落生长情况即可完成蛋白质内含子剪接活性阳性突变的筛选,是一个快速,稳定的定向进化筛选系统。     

糙米蛋白质含量与矿质元素含量的相关分析及NIRS模型的建立

利用162份不同类型水稻种质,采用微量凯氏定氮法测定蛋白质含量,原子吸收分光光度法(atomic absorption spec-trophotometry,AAS)测定Mg、Ca、Fe、Zn、Cu和Mn等6种矿质元素含量,火焰光度法测定K含量,分光光度法测定P含量。对糙米蛋白质与矿质元素、矿质元素间进行相关分析;并利用测定的蛋白质含量的化学值,采用偏最小二乘法(partial leastsquares,PLS)建立糙米蛋白质预测的校正模型。结果表明,糙米矿质元素含量大小顺序为P>K>Mg>Ca>Zn>Fe>Cu>Mn,蛋白质与P、K、Cu和Mn等矿质元素极显著或显著正相关;通过比较光谱预处理方法在不同谱区的处理效果:采用一阶导数预处理、谱区为11995.7～7498.3/cm和6102～4597.7/cm建立校正模型的检验和预测效果最佳,糙米蛋白质的近红外测定值和化学测定值之间有较高的相关性,其校正决定系数为92.89,外部验证决定系数为89.91;筛选到小黑谷、小红米和紫糯米等高蛋白、富矿质营养的种质材料,可作为富营养稻米品种创新的亲本材料;通过利用蛋白质和矿质元素间的相关性,借助近红外分析技术(Near-infrared Reflectance Spectroscopy,NIRS)辅助测定蛋白质含量,并间接选择富矿质营养水稻种质,聚合高蛋白和富2种以上矿质元素,可能是水稻营养品质育种的一条有效途径。     

双孢蘑菇子实体发育后期差异表达蛋白质分析

为探讨双孢蘑菇子实体发育后期的蛋白质表达变化,对双孢蘑菇As2796子实体采收期、成熟期和开伞期的蛋白质组进行了双向电泳(2-DE)分析,发现了16个表达差异明显的蛋白质。通过质谱分析(MALDI-TOF/TOF MS)和数据库检索,有14个差异蛋白质获得鉴定。其中磷酸烯醇式丙酮酸水合酶与能量代谢相关,T-蛋白复合体1、蛋白酶体、5-甲基四氢三谷氨酸-同型半胱氨酸甲基转移酶、1-吡咯琳-5-羧酸脱氢酶、精氨酸酶与氨基酸或蛋白质代谢直接相关,而GTP结合蛋白则参与细胞的多种生命活动,在细胞的生长发育过程中起着重要的作用。另外7个为功能未知的蛋白质。     

外源NO对增补UV-B辐射下兴安落叶松幼苗叶片光合色素和叶绿素荧光特性的影响

在增强UV-B辐射下,以3年生兴安落叶松幼苗为实验材料,研究了外源NO供体硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)对幼苗的光合色素（Chla、Chlb和Car）和叶绿素荧光参数的影响。方差分析结果表明0.5 mmol·L^-1的SNP对增补UV B胁迫下的兴安落叶松幼苗产生显著影响。0.5 mmol·L^-1的SNP能够显著抑制增补UV-B辐射后光合色素、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′和qP的明显下降以及Chla /Chlb、F_o和NPQ的升高。表明了外源NO能够减轻UV-B辐射胁迫下兴安落叶松幼苗光合反应中心的生理损伤,从而增强兴安落叶松幼苗对增补UV-B辐射胁迫环境的适应能力。     

铜胁迫条件下土壤微生物对海州香薷光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探讨铜（Cu）胁迫条件下土壤微生物对海州香薷（Elsholtzia splendens）光合生理和叶绿素荧光参数的影响,实验设置添加Cu（Cu胁迫）、接种土壤微生物、添加Cu与接种土壤微生物等3个处理,以不添加Cu与不接种土壤微生物为对照（CK）。结果表明：接种土壤微生物处理的植株相对叶绿素含量、净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）均显著高于CK;且对初始荧光（F_o）和最大光化学效率（F_v/F_m）均有显著性影响。与CK相比,添加Cu降低了海州香薷的P_n和气孔导度（G_s）,但胞间CO₂浓度（C_i）的变化与P_n相反,表明其对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。添加Cu的植株相对叶绿素含量显著下降,但Cu胁迫下接种土壤微生物提高了植株相对叶绿素含量,差异显著。在Cu胁迫条件下,接种土壤微生物的植株具有较高的F_v/F_m及较低的F_o,显著提高了海州香薷的WUE、P_n、G_s。说明接种土壤微生物可通过提高相对叶绿素含量、改善叶绿素荧光和光合作用来减轻Cu胁迫对海州香薷植株造成的伤害,从而提高海州香薷耐受Cu胁迫的能力。     

二斑叶螨刺吸胁迫对白三叶叶绿素含量和两种保护酶的影响

本文采用室内人工接螨法,研究了二斑叶螨Tetranychus urticae Koch不同虫口密度和不同为害时间对白三叶生理的影响。结果表明:在0、5和10头/小叶3个虫口密度下,二斑叶螨取食为害2、4、6和8 d后白三叶植株体内叶绿素含量、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性有不同程度的变化。二斑叶螨为害后,在同一虫口密度下,随着为害天数的增加白三叶植株体内叶绿素含量呈下降的趋势、而POD和PPO活性呈上升趋势;在同一为害时间内,虫口密度越高,叶绿素含量下降的幅度越大,酶活力增加幅度越明显;方差分析表明,3个虫口密度下白三叶体内叶绿素含量、POD、PPO活性差异显著(P<0.05)。     

淡足侧沟茧蜂寄生对甜菜夜蛾幼虫血淋巴总糖、蛋白质及虫体脂质含量的影响

为探讨淡足侧沟茧蜂Microplitis pallidipes Szepligeti调控寄主的生理机制,测定了淡足侧沟茧蜂寄生后,甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)幼虫血淋巴总糖、蛋白质及虫体脂类含量的变化。研究结果表明,寄生后连续5 d的观察时间内,甜菜夜蛾幼虫血淋巴总糖含量从寄生后第1天开始就高于未寄生寄主幼虫,且在寄生后第2至5天达到显著水平;除寄生后第3天外,被寄生寄主幼虫血淋巴总蛋白质含量始终低于未寄生幼虫,且在寄生后第1、4、5天达到显著水平;甜菜夜蛾被寄生后,虫体脂质含量始终高于未寄生幼虫,且从寄生后第2天开始达到显著水平。本研究揭示,淡足侧沟茧蜂寄生刺激了寄主甜菜夜蛾幼虫血淋巴总糖合成,但抑制了其蛋白质合成,同时也刺激了甜菜夜蛾虫体脂质合成。     

乳酸乳球菌表面展示技术

乳酸乳球菌(Lactococcus lactis,L.lactis)是革兰氏阳性益生菌,作为食品安全级微生物,它在当今社会的多个方面得到运用。利用基因工程手段可以将多种外源蛋白质表达并展示在乳酸乳球菌的表面,使蛋白质的生物学功能得以展示,进而应用于工业和农业。又由于乳酸乳球菌不产生脂多糖和其他毒素,所以也能很好地运用于医学等相关研究。