紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

植物果实中维生素C合成代谢及其基因表达研究

维生素C(Vitamin C),又名抗坏血酸（Ascorbate acid,AsA）,是生物体中具有多效功能的必需化合物。整理了植物果实中维生素C的生理功能以及其中参与维生素C合成的L-半乳糖途径、D-半乳糖醛酸途径、L-古洛糖途径、肌醇途径和维生素C循环途径,并分析了相关基因的功能和表达。对参与维生素C合成与循环的16个基因：PMI、PMM、GMP、GME、GGP、GPP、GalDH、GLDH、GalUR、MIOX、GuLDH、MDHAR、DHAR、AO、APX、GR,及其在维生素C代谢途径中的作用进行了综述。植物果实中维生素C合成代谢途径多样,关键基因的表达会在不同程度上影响其合成代谢,了解植物果实中维生素C合成代谢及相关基因的功能和表达,可为生产富含维生素C的转基因水果和蔬菜奠定基础。     

桉叶素生物合成研究进展

作为桉叶油的主要成分,桉叶素是具有多种生物活性的单萜化合物,被广泛应用于药品、食品及化妆品等领域。桉叶油主要从桉树叶提取,该过程耗费大量人力及自然资源,且容易污染环境。近年来,随着微生物代谢工程与合成生物学的快速发展,加上越来越多萜类生物合成途径得到解析,为桉叶素的绿色生产提供了新的途径。对桉叶素的生物合成途径、桉叶素合酶的结构与功能及近年来桉叶素的微生物合成进行了综述,并对利用微生物代谢工程合成桉叶素等单萜化合物的瓶颈问题及解决方案进行了探讨和归纳,为构建高产桉叶素等单萜微生物工程菌株提供参考。     

L-脯氨酸-4-羟化酶的异源表达和合成反式-4-羟基-L-脯氨酸的条件优化

L-脯氨酸-4-羟化酶(L-Proline-4-hydroxylase,P4H)是依赖α-酮戊二酸(α-KG)和Fe2+的双加氧酶成员之一,在反式-4-羟基-L-脯氨酸(trans-4-hydroxy-L-proline,t-4Hyp)等重要手性化合物的生物合成中发挥关键作用。本研究构建了来源于Bradyrhizobium japonicum USDA 6的P4H重组大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)/p ET-28b-p4h BJ,SDS-PAGE和酶活检测结果表明,该菌株具有表达可溶性P4H和催化合成t-4Hyp的能力。通过优化,确定了该重组菌全细胞催化合成t-4Hyp较优的反应体系和条件:10 m L p H 6.5 80 mmol/LMES缓冲液、9 mmol/L L-Pro,6 mmol/L L-抗坏血酸,6 mmol/Lα-KG,0.8 mmol/L Fe SO4·7H2O,反应温度为35℃;在20 g/L湿细胞的催化反应中,t-4Hyp的合成量达到34.86 mg/L,比优化前(17.53 mg/L)提高了98.86%。该工作为进一步利用P4H生物催化法合成t-4Hyp奠定了一定的技术基础。     

炭样小单孢菌中抗生素生物合成相关蛋白的筛选

目的：筛选一株具有广谱抗菌活性的炭样小单孢菌JXNU-1中核苷类抗生素生物合成相关蛋白。方法：通过iTRAQ定量蛋白质组学技术对JXNU-1菌体生长期（36h）和产物合成期（108h）的差异蛋白进行鉴定和功能分析。结果：基于iTRAQ定量蛋白质组学技术共鉴定出炭样小单孢菌总蛋白质2390个,差异表达蛋白172个,在产物合成期（108h）表达上调76个、表达下调96个。通过蛋白GO和COG注释等功能分析,筛选出12个与抗生素合成密切相关蛋白和5个生物合成基因簇。结论：利用iTRAQ技术筛选出炭样小单孢菌JXNU-1的抗生素合成相关蛋白,为阐明该抗生素的生物合成机制奠定实验依据。     

谷胱甘肽生物合成及代谢相关酶的研究进展

谷胱甘肽是广泛存在于生物体内的一个含有γ-肽键的生物活性三肽,其中游离的巯基是其活性中心。在生物体内谷胱甘肽主要是由GSH I和GSH II两个酶依次催化合成,而GSH I和GSH II的进化过程复杂,由此衍生出多条生物合成途径,其代谢过程在不同生物体内也复杂多样。本文主要综述了谷胱甘肽生物合成及代谢相关酶的研究进展和利用基因工程手段提高胞内谷胱甘肽含量的策略。     

植物激素信号之间的相互作用

植物激素问的相互作用对植物的正常发育来说非常重要。不同植物激素之间存在相互协同、对抗和因果等关系,以精细调控植物的发育和对环境的反应等,植物激素信号之间的相互作用已成为植物细胞中不同信号间相互作用机制研究的模式系统。现对不同植物激素在生物合成、代谢、运输和信号转导途径等层次上的相互作用进行综述,并对这一领域的研究进行了总结和展望。     

植物中的一氧化氮信号分子

综述了NO分子在植物中的生物合成、主要生理功能以及在耐受生物胁迫和非生物胁迫响应中的作用,以及植物对NO信号转导过程中cGMP途径和其他途径的关系。