中间锦鸡儿CiCHIL克隆及其黄酮代谢功能研究

植物的次生代谢产物能够为植物的果实和花着色、有助于种子的形成、花粉的传播、适应外界逆境及防御害虫的攻击。苯丙烷代谢途径是植物中一个重要的次生代谢途径,苯丙烷代谢通路上有几条主要的分支,分支下游产生了上千种化合物。查耳酮异构酶（chalcone isomerase,CHI）是苯丙烷通路上的一个关键酶,催化查耳酮到黄烷酮的反应,主要作用是帮助底物进行正确的分子内环化反应,生成的黄烷酮类化合物成为苯丙烷代谢途径下游产物的底物。从中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中克隆得到一个CHI基因家族成员,序列分析和系统进化分析表明,该基因属于CHIL基因亚家族成员,命名为CiCHIL。实时荧光定量PCR检测发现,该基因受UV-B诱导且过表达CiCHIL具有较强的抵御紫外胁迫的能力。对过表达株系进行RNA和蛋白质水平的检测,对挑选出来的过表达株系进行总黄酮含量检测,发现过表达株系总黄酮含量显著高于野生型。     

Ⅱ型葡萄糖异构酶N端随机卷曲序列的嫁接效应

木糖/葡萄糖异构酶（xylose/glucose isomerase, XIase/GIase）是果葡糖浆生产的关键用酶,也是重要的模式酶,其组成域的结构和功能一直是研究的热点。本研究采用重叠PCR技术将源自超嗜热菌Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus的Ⅱ型葡萄糖异构酶（TTGIase）N端31个氨基酸序列融合到嗜热菌Thermobifida fusca的I型葡萄糖异构酶（TFGIase）的N端,构建了融合蛋白N-TFGIase。发酵实验结果显示,在相同培养和诱导条件下,N-TFGIase菌体单位浓度产酶量比TFGIase高出约40%;酶学检测结果显示,N-TFGIase比酶活较TFGIase高出26%,最适温度较TFGIase高出5℃,75℃下的半衰期较TFGIase延长30%,最适pH较TFGIase降低1.0。序列分析表明,TTGIase N端序列的mRNA二级结构不形成有阻碍的颈环结构,提高了融合蛋白的表达效率;其含有的31个氨基酸残基的疏水性指数均小于0,利于融合蛋白的初始折叠和包装;其含有的酸性氨基酸残基比例约为碱性氨基酸残基比例的两倍,减小了酸性介质环境对融合蛋白分子表面的影响。实验结果提示,将来自超嗜热菌的Ⅱ型XIase/GIase的N端随机卷曲序列融合到I型XIase/GIase N端,能够提高后者的热稳定性、酸稳定性和表达效率等酶学性质,与我们的预测结果相一致,这为酶的分子改造和生产应用提供了参考。     

甜菜夜蛾拓扑异构酶I氨基酸突变对其DNA解旋活性的影响

【目的】为了探究甜菜夜蛾 Spodoptera exigua 拓扑异构酶I（topoisomerase I, Top I）氨基酸突变对其DNA解旋活性的影响。【方法】通过克隆甜菜夜蛾 Top I 基因,构建原核表达载体,采用完全重叠PCR定点突变技术,向甜菜夜蛾Top I 的V420, L530, A653和S729（根据人Top I 氨基酸序列编号）4个位点引入突变,将改造成功的重组 Top I 基因转化至大肠杆菌BL21 (DE3)中,诱导重组蛋白表达、纯化,测定Top I突变对其解旋活性的影响。【结果】完全重叠PCR能实现甜菜夜蛾 Top I 定点突变。重组蛋白在体外得到稳定的表达,表达产物经SDS-PAGE电泳分析在96.0 kDa处出现特异性条带。通过对重组蛋白分离纯化并测定对质粒pBR322解旋酶活性,发现引入V420I, L530P和A653T突变后Top I的比活力显著降低,而引入S729T突变后比活力与野生型蛋白无显著差异。【结论】本研究证明在甜菜夜蛾Top I中引入V420I, L530P和A653T突变后,其对底物pBR322的解旋活性显著降低,为后期探索甜菜夜蛾Top I的定点突变与其对喜树碱及其衍生物敏感性的关系奠定了基础。     

喜盐鸢尾花色形成关键基因的克隆及表达分析

喜盐鸢尾(Iris halophila Pall.)及其变种蓝花喜盐鸢尾(I.halophila Pall.var.sogdiana(Bung)Grubov)因耐盐碱及其多种花色而具有盐碱地园艺开发价值。本文根据喜盐鸢尾内轮花被转录组测序结果,利用基因特异性引物从这2种植物中分别克隆了编码查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、类黄酮-3',5'-羟基化酶类(F3'5'H-like)等基因的部分片段,并对它们在内轮花被中的表达水平进行实时定量PCR分析。序列分析结果确认在喜盐鸢尾中所克隆的CHS(311 bp)、CHI(457 bp)、F3'5'H-like(496 bp)3个基因(部分)未见文献报道与NCBI等数据库记录。其中F3'5'H-like基因与经典的属于细胞色素P450CYP75A亚家族的F3'5'H不同,而与万带兰的F3'5'H-like同属于CYP76AB亚家族,为一类新的蓝花相关基因。实时定量PCR表达分析结果表明,与黄花的喜盐鸢尾相比,蓝花喜盐鸢尾中CHS与F3'5'H-like显著上调表达,可能是其花色不同于喜盐鸢尾的主要原因。     

氧化还原对铁结合的大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ活性的调控

大肠杆菌拓扑异构酶 I（E. coli TopA）属于 I 型拓扑异构酶,在DNA复制、转录、重组和基因表达调控等过程中发挥关键作用。E. coli TopA 不仅能结合锌,还可以结合铁。细胞内过量铁可与锌竞争,通过与锌指结构域结合减弱其 DNA 结合能力和改变蛋白质空间构象,从而抑制TopA拓扑异构酶活性。然而,铁结合形式TopA的氧化还原特性以及氧化还原条件对其活性的影响仍不清楚。本研究通过紫外分光光谱和体外DNA拓扑异构酶活性分析,发现体外纯化得到的铁结合形式的 TopA 呈氧化状态,能够被二硫苏糖醇和连二亚硫酸钠还原,原本氧化状态下无活性的TopA在还原条件下,可恢复其拓扑异构酶活性。当还原剂被去除后,铁结合的TopA在空气中能够重新被氧化,且其活性重新受到抑制。这说明,氧化还原条件对铁结合的 TopA 功能具有可逆调节作用。通过金属 蛋白体外结合实验进一步发现,无金属结合的TopA蛋白(apo-TopA)在无氧条件下,与 Fe²⁺ 和 Fe³⁺ 均能结合,但与Fe²⁺ 结合能力较弱,并且TopA结合的Fe³⁺ 被还原成Fe²⁺ 后,结合力显著下降,能够被铁螯合指示剂菲咯嗪快速捕获。此外,蛋白质内源性荧光光谱分析实验表明,铁结合的TopA在氧化还原的不同状态时,其在330 nm左右的荧光值有显著差异。这提示,氧化还原条件可能通过影响铁离子与TopA的结合状态,引起蛋白质空间构象改变,从而对TopA的拓扑异构酶活性进行调节。此研究表明,铁结合TopA的拓扑异构酶活性会受到细胞内氧化还原信号的可逆调控,也提示I型拓扑异构酶可能是细胞铁超载通过氧化损伤引起细胞功能障碍（或铁死亡）的靶点之一。     

钠氢交换蛋白的研究进展

钠氢交换蛋白是一类存在于细胞膜表面的离子转运泵蛋白家族.它负责将细胞内H 与胞外Na 按照1:1的比例进行交换来调控细胞内pH的动态平衡,影响细胞的容积、运动、分化、凋亡和营养吸收,从而参与许多复杂的生理和病理过程.迄今为止,钠氢交换蛋白家族已发现有9个成员,各亚型间具有结构相似性和组织分布特异性.深入研究NHE的结构、功能及基因表达调控,将为人和哺乳动物的营养生理、疾病治疗提供新的思路和方法.     

雨生红球藻中IPP异构酶基因的系统发育分析

通过系统进化树的构建对IPP异构酶的系统发育进行分析研究。结果表明,不同来源的IPP异构酶基因均是单系分支,并且各个分支有着不同进化模式;似然比分析结果发现,绿藻来源的IPP异构酶有9．8％的氨基酸位点经受了正选择的压力,其基因的进化模式不同于高等植物和细菌中的IPP异构酶基因。     

拓扑树间的通经拓扑距离

给出了一种新的系统树间的拓扑距离,使用NJ,MP,UPGMA等3种方法对13种动物的线粒体中14个基因（含组合的）DNA序列数据进行系统树的构建,利用分割拓扑距离和本文给出的通经拓扑距离对这14种系统树这间及其与真树进行比较。结果显示,NJ法对获得已知树的有效率最高,MP法次之,UPGMA法最低。这14种DNA序列所构建的系统树与已知树的拓扑距离基本上是随其DNA序列长度增加而减小,但两者的相关系数并未达到显著水平,分割拓扑距离在总体上可反映树间的拓扑结构差异,但其测度精确度比通经拓扑距离要低。     

细菌中D-氨基酸生物合成及调控作用研究进展

细菌中普遍存在L/D型氨基酸,与L-氨基酸(L-AAs)不同,D-氨基酸(D-AAs)不参与蛋白质合成,而与细胞壁肽聚糖的合成有关,直接影响细菌细胞壁的形状、数量和强度。D-AAs在细菌表征、药物抑菌性、靶标确定等方面具有重要的作用。目前,外源添加D-AAs参与肽聚糖合成的机制已有一些研究进展,其荧光衍生物已应用于细菌可视化,特异性探测细胞壁形成/重塑、细菌生长和细胞形态。但D-AAs如何影响细菌生长及其抗逆性的机制尚未研究清楚。对D-AAs的研究现状进行综述,重点介绍D-AAs在细菌中的生物合成机制和参与细胞壁合成的机制、非典型DAAs对细菌的调控以及在细菌可视化中的应用,并对D-AAs未来研究方向进行了展望。     

基于拓扑分析方法鉴定与胃癌相关的生物标志物

胃癌(gastric cancer, GC)是最常见的恶性肿瘤之一。由于GC发病隐匿的特性,其早期检测困难。因此,研究与GC早期诊断和预后相关的生物标志物至关重要。从GEO数据库下载了3组基因表达数据集GSE79973、 GSE19826和GSE13911,通过Limma包筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并使用DEGs、 STRING V11数据库和Cytoscape构建了DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,通过4种拓扑分析方法取交集筛选hub基因,并通过单变量Cox分析、多变量Cox分析、 Lasso回归分析、生存分析、通路分析以及文献法验证hub基因。从3个数据集中分别筛选了1 599个、 333个和662个DEGs。通过拓扑分析方法筛选了4个hub基因,即CDK1、AURKA、PTTG1和UBE2C。GO和KEGG富集分析结果表明4个hub基因参与了细胞外基质-受体相互作用、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、小细胞肺癌和蛋白质消化吸收等通路。...