G 蛋白偶联受体寡聚体结构研究进展

G蛋白偶联受体(GPCR)是细胞膜上最大的一类受体,其通过构象变化激活下游G蛋白从而介导细胞响应多种来自内源和外界环境中的信号。自GPCR被发现以来,研究者就一直在努力解析GPCR的构象,x射线晶体衍射技术和GPCR蛋白质结晶技术的发展使得越来越多的GPCR单体在静息状态,以及与不同配体甚至G蛋白结合的晶体结构被成功解析。另一方面,FRET和电子显微技术的运用得到了GPCR二聚化和多聚化的多方面证据。本文将结合近年来该领域的进展,对GPCR寡聚体的结构和构象变化予以系统的综述,这些成果为研究GPCR的功能机制及其特异性的靶点药物开发提供了重要的基础。     

木糖醇脱氢酶基因高拷贝表达载体构建及在酿酒酵母中的表达

木糖醇脱氢酶（xylitol dehydrogenase, XDH）可以氧化木糖醇生成木酮糖,处于木糖代谢的节点位置。利用PCR方法克隆得到了休哈塔假丝酵母（Candida shehatae） 20335的木糖醇脱氢酶基因、质粒pKT0150的ADH1终止子序列和G418抗性基因（KanR）,以及酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) W5特定的2.2 kb的rDNA片段。以酿酒酵母整合载体p406ADH1为骨架,利用基因工程手段构建一个多拷贝整合表达载体pLX-AGRX。将重组载体pLX-AGRX线性化转入到酿酒酵母W5后,通过高浓度G418筛选和PCR双重鉴定,证实重组载体pLX-AGRX已整合到酿酒酵母W5基因组上,测定木糖醇脱氢酶酶活可达65.957 4 U/mg。     

一株葡萄糖和木糖共发酵高效产乙醇重组运动发酵单胞菌的性能评价

木糖是木质纤维素原料水解液中的第二大组分,木糖和葡萄糖的充分利用是有经济性地生产纤维素乙醇的关键。通过基因克隆手段构建了一株可以高效利用木糖产乙醇的重组运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis TSH01,并进行了利用单糖溶液、混合糖溶液及玉米秸秆水解液发酵产乙醇效率的研究。结果表明,利用单一葡萄糖或单一木糖溶液发酵时,当糖浓度为8%、发酵72 h后,糖利用率分别为100%和98.9%,乙醇代谢收率分别为87.8%和78.3%;利用8%葡萄糖和8%木糖的混合溶液发酵时,72 h后,葡萄糖和木糖的利用率分别为98.5%和97.4%,乙醇代谢收率为94.9%。利用含3.2%葡萄糖和3.5%木糖的玉米秸秆水解液发酵72 h后,葡萄糖和木糖的利用率分别为100%和92.3%,乙醇代谢收率为91.5%。此外,磷酸二氢钾对发酵过程中木糖利用率以及乙醇收率的提高有明显促进作用。     

D-木糖对高脂血症大鼠脂代谢调节的作用机制

为了探讨D-木糖对于高脂血症模型大鼠(Rattus norregicus)脂代谢的调控作用及其分子机制,以高脂饲料饲喂Wistar雄性大鼠7周建立了高脂血症模型大鼠,以同批次饲喂普通饲料的大鼠作为正常对照组;后将高脂血症模型大鼠再分为4组,包括高脂血症模型组,高浓度D-木糖给药组(给药剂量按照大鼠的体重为1.2 mg/g·d),中浓度D-木糖(给药剂量0.6 mg/g·d)给药组,低浓度D-木糖给药组(给药剂量0.3 mg/g·d)。给药组以灌胃方式给药,正常对照组和高脂血症模型组动物同时灌胃等量生理盐水。6周后处死动物取材,计算脂/体比;肝冰冻切片观察肝的病理学变化;肝匀浆处理,以蛋白质印迹法测定高密度脂蛋白受体(HDL-R)的表达变化;同时测定相关血液生化指标。结果表明,高脂血症模型大鼠给予D-木糖干预后,各剂量给药组的体重与脂/体比显著低于高脂血症模型组(P<0.05),二者谷胱甘肽过氧化物酶、总脂酶表达差异显著(P<0.05),但胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白的差异不显著(P>0.05);病理学改变表现突出,高浓度给药组肝细胞坏死与高脂模型组以及中低浓度给药组相比明显减轻,小叶结构完整,脂肪变程度轻,且较少炎性浸润;HDL-R蛋白表达水平在正常对照组与高脂血症模型有显著差异,各剂量给药组HDL-R水平呈现一定的药物浓度依赖性,高浓度给药组更接近于正常对照组。说明高脂血症大鼠经D-木糖治疗后,肝脂肪性变和肝细胞坏死程度减轻,肝细胞HDL-R的缺乏得到明显改善,证实D-木糖在改善高脂血症大鼠肝细胞损伤状况、保护肝组织结构与功能完整的过程中发挥调节作用。     

发酵木糖生产乙醇的野生菌和转基因菌的研究进展

木糖发酵是利用植物纤维原料生物转化制取乙醇工业化生产的技术基础和关键。野生酵母中有些种属菌株可以高效利用木糖产生乙醇,其中毕赤酵母（Pichiastipim）的乙醇转化速度最高达到0．99g／L／h,转化率几乎接近理论值0．5g／g,发酵液中最高乙醇浓度可迭到（61±9）g／L。但工业生产中要达到毕赤酵母所要求的微氧最佳发酵条件比较困难。近十几年来许多研究尝试根据代谢工程原理,利用基因工程技术对酿酒酵母进行改造。从而提高其发酵木糖产生乙醇的能力。这些研究大多是将毕赤酵母的一些木糖发酵关键酶基因（XYL1、XYL2、XYL3以及ADHl、ADH2等）转入酿酒酵母细胞内,并试图得到正常转录和表达。但到目前为止,大部分的重组菌株的乙醇发酵性能还没有达到工业生产的要求。     

毕赤酵母木糖还原酶定点突变改善其对双辅酶的亲和力

通过毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶(xylose reductase, XR)基因定点突变,获得NADH高亲和力的毕赤酵母木糖还原酶(PsXR),改善了辅酶不同而导致的酿酒酵母胞内氧化还原失衡.同时克隆了PsXR编码基因,通过BLAST工具进行同源性搜索,并用生物软件进行序列比对和结构分析,确定突变位点.用融合PCR方法进行定点突变,并在大肠杆菌表达系统中进行融合表达,且对表达产物进行HIS-TAG亲和纯化,分光光度法检测酶活性,计算比活力.本研究成功获得突变XR编码基因,并收集了纯化的突变蛋白.酶活性检测和比活力计算显示,3种突变酶对2种辅酶的亲和力在一定程度上都发生了变化.与未突变的PsXR相比,3种突变酶对辅酶NADPH的亲和力均显著下降,突变酶M3对辅酶NADH的亲和力未发生变化,而突变酶M1和M4对辅酶NADH的亲和力显著升高,其中突变酶M1对NADH的亲和力明显提高,对NADPH的亲和力明显下降,其活性主要依赖辅酶NADH,提示K270R位点在XR与辅酶结合中起关键作用.     

辅酶工程在酿酒酵母木糖代谢工程中的研究进展

辅酶工程（cofactor engineering）是代谢工程的一个重要分支,它通过改变辅酶的再生途径,达到改变细胞内代谢产物构成的目的。介绍了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)木糖代谢工程中,利用辅酶工程解决氧化还原平衡问题的研究进展,包括引入转氢酶系统,增加代谢中可利用的NADPH,实现NADH的厌氧氧化等策略。同时介绍了改变XR、XDH辅酶偏好的研究进展。     

嗜冷嗜酸β-1,4-木聚糖酶及其钙离子依赖型碳水化合物结合模块

【目的】β-1,4-木聚糖酶是木聚糖降解的关键酶之一,嗜冷嗜酸木聚糖酶在功能性低聚木糖的制备中具有重要作用,但相关报道较少。【方法】从太平洋火色杆菌(Flammeovirga pacifica)菌株WPAGA1基因组发掘到一条新型的木聚糖酶序列,经基因合成、质粒构建和表达,并对其进行分离纯化及酶学性质研究。【结果】该木聚糖酶(Xyl4513)具有2个保守结构域,一个属于糖苷水解酶11家族(glycoside hydrolase family 11,GH11)催化模块(Xyl4513-T),另一个属于碳水化合物结合模块(carbohydrate-binding module,CBM) 60家族(CBM4513),这是一种非常罕见的GH11家族木聚糖酶含有CBM的现象。纯化后的Xyl4513最适反应温度和pH值分别为30℃、3.0,这一特性说明Xyl4513为嗜冷嗜酸β-1,4-木聚糖酶;而截短的木聚糖酶Xyl4513-T最适反应温度和pH值分别为20℃、4.0,且催化效率(k_cat/K_m)较前者下降了20%,说明CBM4513对酶稳定性和催化效...     

寡聚核苷酸用于治疗的前景探讨

寡聚核苷酸用于治疗的前景探讨陆长德（中国科学院上海生物化学研究所２０００３１）具有专一顺序的寡聚核苷酸可用于阻断有害基因的表达,是一种全新的治疗方法。由于它具有很高的特异性,它的降解产物对人体无毒,因此很有吸引力。近年来,寡聚核苷酸用于治疗的研究已进人动物和临床试验阶段,表现出很大的潜力。一、寡聚核苷酸阻断墓因表达的作用机制根据基因表达的中心法则,从贮存在ＤＮＡ中的信息产生有功能的蛋白质,其其中间体是信使RNA。