His-234是毛白杨对香豆酸 ∶ CoA连接酶的重要酶催化活性残基

对香豆酸∶CoA连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase,4CL)是植物苯丙烷类代谢途径中的一个重要的酶．4CL以肉桂酸衍生物(香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等)、ATP和CoA为底物合成相应的酰基-CoA酯,这些酰基-CoA酯是一系列重要化合物(如木质素)的前体．4CL的酶催化反应分两步进行：第一步以肉桂酸衍生物和Mg² -ATP为底物合成酰基-AMP,第二步用CoA取代AMP,产生酰基-CoA酯,催化过程中酶的构象产生明显的变化．因为4CL在木质素的合成中所起的作用,这个酶是通过蛋白质工程方法改进林产品质量的重要靶标．我们通过X射线衍射技术,解析了毛白杨对香豆酸∶CoA连接酶1(Pt4CL1)与其中间产物对香豆酰-AMP的复合物晶体结构,与同家族成员结构比对,确定所获得的蛋白质结构为Pt4CL1催化第二步反应,即酰基-CoA酯合成的构象．结构分析表明：His-234残基在Pt4CL1的酶催化机理中起着多重作用,即通过侧链与AMP磷酸基团形成氢键,降低磷酸基团的负电荷,催化CoA的亲核取代反应;侧链可以采取两种不同的构象以调节CoA进入Pt4CL1的催化中心;His-234的侧链还可能夺取CoA巯基的质子,从而增强CoA的亲核反应活性．突变体酶活数据结果也显示His-234对Pt4CL1的活性非常重要,是Pt4CL1催化中心的活性残基．     

水果中阿斯巴甜的研究

采用高效液相色谱-三重四级杆串联质谱(HPLC-QQQ-MS/MS)对橙等8种水果中的苯丙氨酸、天冬氨酸和阿斯巴甜进行测定,采用气相顶空(HS-GC)对水果中的甲醇进行测定,并进行阿斯巴甜的模拟合成实验,研究在水果中是否存在阿斯巴甜及合成阿斯巴甜所必须的苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇以及它们之间的浓度关系。实验结果表明:8种水果中均含有阿斯巴甜、苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇。其中阿斯巴甜的含量为23.4～117μg/kg,天冬氨酸含量为8.72～186 mg/kg,苯丙氨酸含量为1.84～84.2 mg/kg,甲醇含量为1.81～248mg/kg。不同水果中阿斯巴甜含量差异不大,而苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇的含量差异较大。阿斯巴甜的含量与苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇的含量无明显相关性。     

合成生物学在微生物细胞工厂构建中的应用

通过微生物发酵的方法生产大宗化学品和天然产物能够部分替代石油化工炼制和植物提取。合成生物学技术的发展极大地提高了构建微生物细胞工厂生产大宗化学品和天然产物的能力。一方面综述了合成生物学在构建细胞工厂时的关键技术,包括最优合成途径的设计、合成途径的创建与优化、细胞性能的优化;另一方面,介绍了应用这些技术构建细胞工厂生产燃料化学品、大宗化学品和天然产物的典型案例。     

脂肪酸合成系统潜能的挖掘与释放

在全球石油资源不断减少和温室气体不断积累的情况下,急需发展可再生燃料能源及各种生物化工原料和产品。基于该目的,能够生产高能量密度液体生物燃料和高附加值化工品的微生物脂肪酸合成系统备受关注。首先介绍了大肠杆菌脂肪酸代谢系统的组成,然后详细总结了通过改造脂肪酸代谢途径生产脂肪酸以及脂肪酸衍生物的最新研究进展,并介绍了利用体外重建体系来研究脂肪酸合成途径对该系统进行深入挖掘,以及根据得到的信息指导体内脂肪酸途径的改造来释放脂肪酸合成系统的潜能。     

Comparative effects of insecticides with different mechanisms of action on Chrysoperla externa （Neuroptera＂ Chrysopidae）＂ Lethal,sublethal and dose-response effects

The comprehensive knowledge that the delayed systemic and reproduction side effects can be even more deleterious than acute toxicity, has caused a shift in focus toward sublethal effects assessment on physiology and behavior of beneficial insects. In this study, we assessed the risks posed by some insecticides with different mode of action through lethal and delayed systemic sublethal effects on the pupation, adult emergence, and repro- duction of the chrysopid Chrysoperla externa （Hagen, 1861; Neuroptera： Chrysopidae）, an important predator in pest biological control. The maximum field recommended dose （MFRD） and twice （2xMFRD） for chlorantraniliprole, tebufenozide, and pyriproxyfen were harmless to C. externa. In contrast, all the tested chitin synthesis inhibitors （CSIs） were highly detrimental to the predator, despite of their lack of acute lethal toxicity. There- fore, the safety assumed by using IGRs toward beneficial insects is not valid for chrysopids. Dose-response data showed that although all CSIs have a similar mechanism of action, the relative extent of toxicity may differ （novaluron 〉 lufenuron 〉 teflubenzuron）. For CSIs, the delayed systemic effects became obvious at adult emergence, where the predicted no observable effect dose （NOED） was 1/2 048 of the MFRD for novaluron （0.085 ng/insect）, and 1/256 of the MFRD for both lufenuron （0.25 ng/insect） and teflubenzuron （0.6 ng/insect）. Finally, this work emphasized the significance of performing toxicity risk assessments with an adequate posttreatment period to avoid underestimating the toxicities of insecticides, as the acute lethal toxicity assays may not provide accurate information regarding the long-range effects of hazardous compounds.     

LPS／D—GalN诱发ⅣF—KB转基因小鼠急性致死性肝损伤模型的建立

目的以NF—KB转基因BALB／c小鼠建立一个LPS／D—GaIN诱发的急性致死性肝损伤模型。方法采取腹腔注射高剂量的LPS／D-GalN建立急性致死性肝损伤小鼠模型,观察模型小鼠的促炎症细胞因子水平和NF—KB的活性改变,以及肝脏功能和病理改变情况。结果模型组小鼠生存时间为8—10h,模型建立后小鼠血清TNF—a、IL-6和MCP-1水平显著升高,在2—4h达到高峰;肝脏外观出现瘀血和出血,肝脏小叶被严重破坏,肝细胞严重坏死和出血;血清ALT／AST水平在模型诱发后持续迅速上升;整体成像显示胛-KB的活性在4～6h达到高峰。正常对照组小鼠以上指标无显著变化。结论成功建立LPS／D-GalN诱发的M-船转基因小鼠的急性致死性肝损伤模型。     

合成生物学研究有助于发展先进生物制造——访清华大学生命科学学院陈国强教授

《生物产业技术》：您认为目前合成生物学研究面临的主要挑战是什么？ 陈国强：我认为,目前合成生物学面临的第一个挑战是如何廉价地合成大量的DNA。现在大量地合成DNA成本还比较高,一个碱基对大约花费1～2元,DNA越长,合成的费用越高,难度也就越大。     

不同诱导子诱导虎杖愈伤组织白藜芦醇的生物合成

目的:研究不同胁迫条件对虎杖叶愈伤组织白藜芦醇含量的影响。方法:分别采用低温、热休克、紫外辐射、高盐、真菌诱激子、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MJ)处理虎杖叶愈伤组织,HPLC测定其中白藜芦醇的含量。结果:经过低温、紫外辐射、真菌诱激子、SA处理,白藜芦醇含量分别提高38%、20%、24%和18%(P<0.01),而热休克、NaCl高盐和MJ处理后,白藜芦醇含量与对照无显著差异(P>0.05)。结论:适当的胁迫条件能促进虎杖叶愈伤组织中白藜芦醇的合成。     

补充非寄主食物对芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂控害行为权衡的影响

芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂均为强卵育型(synovigenic)寄生蜂,成虫具有产卵寄生致死、寄主取食致死和寄主叮蛰直接致死3种寄主致死行为。为了明确成虫补充非寄主食物营养对2种姬小蜂控害潜力/控害行为的影响,本文比较研究了分别提供寄主食物和寄主食物+非寄主食物(10%葡萄糖)条件下的2种姬小蜂在初羽化前期(前6 d)内对美洲斑潜蝇幼虫的致死行为的影响。结果显示:在仅提供寄主食物时,芙新姬小蜂的寄生、取食和总体致死量均显著的高于潜蝇姬小蜂,但是直接致死能力却弱于后者;补充非寄主食物和仅提供寄主食物处理相比,两种寄生蜂的寄生量,取食量和总致死量均呈下降趋势。该研究显示:在初羽化前期,取食寄主食物的雌蜂比取食寄主食物+葡萄糖的雌蜂具有更强的致死能力。     

人工合成冬性六倍体小麦的研究

以冬性四倍体硬粒小麦(Triticum durum,2n=28,AABB)为母本与粗山羊草(Aegilops tauschii,2n=14,DD)杂交,得到的单倍体幼胚(n=21,ABD)经组织培养拯救,获得的幼苗经染色体加倍而成为合成小麦(AABBDD)。从中鉴定、筛选出冬性的合成小麦。幼胚仅在1/2 MS培养基上培养,成苗率为75.81%;根据幼胚的发育状态,将发育较完善的幼胚直接接种在1/2 MS培养基上,将发育不良的幼胚先接种于1/2 MS+2 mg/L 2,4-D培养基上进一步养育幼胚,之后视幼胚发育状况再将其转入1/2 MS培养基中培养成苗,此方法的成苗率为92.44%,较前者的成苗率提高了16.63%。染色体加倍在冬季塑膜拱棚内用0.05%秋水仙素进行半根法处理,较容易获得健壮苗,并且分蘖多。