“酶的研究与应用”专题的教学设计

依照课标精神对“酶的研究与应用”专题进行了较为详细的分析和设计，包括制定专题教学目标、提供教学建议等内容，并提供一个课题的教学设计。     

Loosening Xyloglucan Accelerates the Enzymatic Degradation of Cellulose in Wood

In order to create trees in which cellulose, the most abundant component in biomass, can be enzymatically hydrolyzed highly for the production of bioethanol, we examined the saccharification of xylem from several transgenic poplars, each overexpressing either xyloglucanase, cellulase, xylanase, or galactanase. The level of cellulose degradation achieved by a cellulase preparation was markedly greater in the xylem overexpressing xyloglucanase and much greater in the xylems overexpressing xylanase and cellulase than in the xylem of the wild-type plant. Although a high degree of degradation occurred in all xylems at all loci, the crystalline region of the cellulose microfibrUs was highly degraded in the xylem overexpressing xyloglucanase. Since the complex between microfibrils and xyloglucans could be one region that is particularly resistant to cellulose degradation, loosening xyloglucan could facilitate the enzymatic hydrolysis of cellulose in wood.     

酸提高绿茶提取物对脂肪酸合酶的抑制活性

脂肪酸合酶和肥胖、癌症等人类重大疾病相关.获取高活性脂肪酸合酶抑制剂有重要应用价值.50％乙醇的绿茶提取物具有抑制脂肪酸合酶和经口服降低大、小鼠体重的功能.该提取物在酸的作用下可明显地提高其抑制脂肪酸合酶的能力.采用1 mol/L硫酸或盐酸在100℃下处理绿茶提取物,发现该提取物对脂肪酸合酶的抑制活性随时间逐步提高.在25℃至120℃温度下,提高处理温度使抑制活性提高的速度加快和程度加大. 用1 mol/L盐酸120℃处理35 min或3 mol/L盐酸100℃处理30 min可使绿茶提取物抑制脂肪酸合酶的半抑制浓度下降20倍左右,达到1 μg/ml以下.用pKa值4.76至1.27的1 mol/L浓度的4种有机酸在100℃作用150 min使绿茶提取物抑制活性分别提高到1.48至5.84倍.提高酸的浓度也使被作用的提取物的抑制活性提高的更多.表现抑制活性提高的速度及程度和氢离子浓度正相关.判断绿茶提取物在酸作用下抑制活性的提高来源于其中所含儿茶素在氢离子作用下发生了化学变化.初步实验表明其变化过程比较复杂,确定其分子机制还需进一步的研究工作.     

Effects of Overexpression of the Endogenous Farnesyl Diphosphate Synthase on the Artemisinin Content in Artemisia annua L.

Artemisinin is a novel effective antimalarial drug extracted from the medicinal plant Artemisia annua L. Owing to the tight market and low yield of artemisinin, there is great interest in enhancing the production of artemisinin. In the present study, farnesyi diphosphate synthase （FPS） was overexpressed in high-yield A. annua to Increase the artemisinin content. The FPS activity in transgenic A. ennue was twoto threefold greater than that In non-transgenic A. annua. The highest artemisinin content in transgenic A. annua was approximately 0.9% （dry weight）, which was 34.4% higher than that in non-transgenic A. annua. The results demonstrate the regulatory role of FPS in artemisinin biosynthesis.     

体外肿瘤微血管生成模型的建立

本研究以体外微血管培养模型为基础,用鼠尾胶原包埋大鼠动脉环,并将包埋的动脉环转移到种有人肺癌A549细胞单层的培养皿中,用MCDB 131无血清培养液对动脉环和肿瘤细胞进行共培养,从而建立肿瘤微血管体外生成模型。大鼠动脉环于培养后第3天从血管壁长出微血管芽,第6至10天长成微血管丛,两周后新生微血管开始萎缩;没有肿瘤细胞刺激的条件下,大鼠动脉环新生微血管数量明显减少。结果表明人肺癌A549细胞能够促进血管生成。体外大鼠动脉环肿瘤微血管培养模型操作简单、灵敏度高,适合研究肿瘤血管新生及其机制。     

超声对胃蛋白酶，胰蛋白酶，过氧化氢酶作用的研究

以胃蛋白酶,胰蛋白酶,过氧化氢酶溶液在超声处理下的酶活变化为指标研究超声对蛋白质作用的机理和影响因素。结果表明超声对蛋白质的破坏程度随着功率的升高或处理时间的延长而增加;三种酶在超声作用下酶活变化形式和程度各不同;浓度是影响超声对酶作用效果的一个重要因素,可通过调整酶溶液浓度来减少酶所受到的破坏程度。自由基清除剂甘露醇和非离子表面活性剂吐温-80可以对酶活在超声作用下起到一定的保护作用,说明自由基和超声空穴是超声破坏酶结构的重要机理,研究结果同时表明对于不同的酶,超声的破坏作用可能有不同的发挥主导作用机理。     

我国用现代生物技术生产壳寡糖

大连中科格莱克生物科技有限公司采用自主研发的酶反应-膜分离耦合技术建成了年产30吨壳寡糖生产基地,对推动我国壳寡糖的应用及糖生物工程产品产业化具有重要意义。     

谷子种质资源抗黑穗病鉴定与过氧化物酶研究

对全国2050份谷子种质资源进行了抗黑穗病鉴定,对不同抗、感黑穗病的谷子种质资源进行了过氧化物酶活性、过氧化物酶同工酶的比较研究。结果表明,谷子不同种质资源对黑穗病的抗性存在着明显的差异。谷子种质资源对黑穗病的抗性比较稳定。谷子感染黑穗病后,抗病品种的过氧化物酶活性明显高于感病品种。过氧化物酶同工酶可以作为一种遗传标记。     

微细胞介导人14号染色体自A9细胞转移至DT40细胞

为了获得含人14号染色体的DT40细胞,用于人抗体基因的表达研究.本研究利用微细胞介导的染色体转移技术,将A9细胞中的人14号染色体转移至DT40细胞中.首先,摸索秋水仙胺诱导A9细胞微核形成最佳浓度与最佳时间,以终浓度为10 mg/mL的细胞松驰素B破坏细胞骨架,离心分离微细胞,获得的微细胞依次经8μm、5μm、3μm滤膜过滤后与受体细胞DT40融合,细胞铺板后加入G418筛选.然后,对长出的抗性克隆进行基因组DNA检测及FISH杂交,分析人14号染色体在DT40杂合细胞克隆中的存在情况.结果显示,成功获得含人14号染色体的DT40(#14)细胞,三轮试验共获得抗性克隆30个,人14号染色体有效转移率为1×10-6.实验结果表明,人14号染色体完整的自A9细胞转移至DT40细胞,获得的DT40(#14)细胞可用于制备含人抗体基因的人类人工染色体,用于人抗体基因的表达研究.     

ΦC31位点特异性整合酶DNA结合功能域的鉴定

DNA结合功能域的确定是阐明位点特异性重组酶整合机制的关键,而对酶DNA结合功能域进行突变研究是提高酶整合效率和整合特异性的重要方法.为了鉴定ΦC31位点特异性整合酶的DNA结合功能域,依据对ΦC31整合酶序列的生物信息学分析结果,利用PCR和克隆技术在pET22b原核表达载体上构建ΦC31整合酶重组截短突变体表达质粒,将获得的表达质粒转化入大肠杆菌BL21(DE3)菌株扩大培养并用IPTG诱导融合蛋白的表达,经镍柱纯化获得了纯度达90%以上的重组蛋白,分子量也与预期大小一致,Western印迹确定了重组蛋白的特异性.凝胶迁移滞后实验显示野生型以及截短突变体蛋白ΦC311-528、ΦC311-472、ΦC311-413能与细菌附着位点DNAattB和噬菌体附着位点DNAattP结合的条带,而截短突变体ΦC311-353、ΦC311-279、ΦC311-120观察不到相应的结合条带.6个截短突变体质粒在体内重组活性蓝白斑实验中均表现为蓝斑,显示出皆丧失体内重组活性.研究证实,ΦC31整合酶半胱氨酸富集域(第353～413位氨基酸)具有DNA结合的功能,而C末端缬氨酸富集区(第528～613位氨基酸)也与其重组活性相关.这为进一步了解ΦC31整合酶的结构与功能,最终引导其结构进化,提高其特异性和整合效率奠定了基础.