枯草芽孢杆菌抗菌肽生物合成的研究进展

革兰氏阳性菌模式生物--枯草芽孢杆菌能分泌多种肽类及由肽类衍生的抗菌活性物质,按合成途径不同,可分为核糖体肽和非核糖体肽。其中,非核糖体肽分子量较小,一般为3000Da以下,其生物合成是通过多功能复合酶系--非核糖体肽链合成酶来完成的,多发生在菌体生长停止之后;而核糖体肽分子量较大,其合成多于菌体快速生长时期。非核糖体肽链合成酶和核糖体肽的合成及其调控均需基因参与,而这一系列基因就构成了各种抗菌肽生物合成的基因簇。对核糖体肽和非核糖体肽的生物合成及其相关调控机制进行了综述。     

滑桃树种子提取物对其内生菌活性化合物的影响北大核心CSCD

Streptomyces sp.WXC菌株是从滑桃树(Trewia nudiflora)种子中分离到的一株内生菌,滑桃树种子提取物对Streptomyces sp.WXC菌株的生长和活性化合物的表达有促进作用。运用HPLC、RT-PCR和Real-time PCR技术,研究Streptomyces sp.WXC菌株在加入滑桃树种子提取物和不加入滑桃树种子提取物的两种条件下,其活性化合物富伦菌素B产量及其生物合成基因表达量的差异。结果显示,滑桃树种子提取物诱导了活性化合物富伦菌素B生物合成基因的表达,从而提高了富伦菌素B的产量。首次揭示了植物与其内生放线菌之间的化学作用。     

ε-聚赖氨酸生物合成及其产生菌遗传转化研究进展

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是由25-35个L-赖氨酸(L-lysine)通过α-ε酰胺键连接的具有很强抗菌活性的聚合物,是自然界中迄今为止仅发现的2种均聚氨基酸(ε-聚赖氨酸和γ-聚谷氨酸)之一。目前,研究发现ε-聚赖氨酸的合成酶是一种非核糖体肽合成酶,它催化前体物质L-lysine经多轮缩合反应合成链长不均一的ε-聚赖氨酸,与I型聚酮合成酶的合成过程相似。ε-聚赖氨酸的合成不受降解酶控制。同时,针对产生菌遗传转化的穿梭质粒载体pLAE001和pLAE003已构建成功,为进一步探索ε-聚赖氨酸生物合成提供了条件。本文主要就ε-聚赖氨酸生物合成及产生菌遗传转化体系进行综述。另外,扼要介绍了作者所在课题组的相关研究工作、取得的进展并提出了相应的见解,论文最后部分对组合生物合成在ε-PL产生菌菌种改造中的应用前景进行了探讨。     

粤蓝链霉菌榴菌素生物合成基因orf20的功能

【目的】在大肠杆菌中,转录因子SoxR作为胞内氧化还原感应器,参与抗氧化胁迫的全局性调控。粤蓝链霉菌榴菌素生物合成基因簇内存在一个类soxR基因orf20,但其生理功能仍不清楚。【方法】将orf20基因在大肠杆菌中进行表达,分析携带重组质粒的大肠杆菌对百草枯抗性的变化。同时通过修改后的PCR-targeting方法构建粤蓝链霉菌orf20删除的突变株,分析突变株的表型变化和对百草枯抗性水平的变化。【结果】重组ORF20在羧基端含有组氨酸标签,并在大肠杆菌中获得可溶性表达,携带重组质粒pET28b-orf20的大肠杆菌对百草枯的抗性水平显著提高。粤蓝链霉菌orf20删除突变株仍具有产孢能力,生长特性没有改变,对百草枯的抗性水平也没有变化,但榴菌素的产量大幅提高,是野生株的3.3倍。【结论】在大肠杆菌中,orf20基因的编码产物能够被百草枯激活,替代SoxR参与抗氧化胁迫的调控。在粤蓝链霉菌中,orf20基因不参与抗氧化胁迫,而对榴菌素的产生有负调控效应。     

穿心莲内酯类成分积累与生物合成的调控研究进展

穿心莲是我国重要的南药之一,其主要活性成分穿心莲内酯类成分具有清热解毒、抗菌消炎等功效,在抗HIV病毒、抗血栓、保肝等方面具有显著效果。由于其人工合成困难,通过栽培调控或育种方法增强穿心莲体内内酯类成分的生物合成对提升穿心莲药材质量具有重要意义。为给相关研究提供参考,该文综述了穿心莲内酯类成分积累与植物发育的关系,栽培措施和环境因子对穿心莲内酯类成分积累的影响,以及近十年来国内外在穿心莲内酯类成分的生物合成及其分子调控机制等方面取得的研究进展,并提出了未来在以增强穿心莲内酯类成分生物合成和提高穿心莲内酯类成分积累为目标的研究中需重点关注的3个方面:(1)深入解析穿心莲内酯的生物合成通路及关键基因的功能,从分子水平上阐明穿心莲内酯类成分积累的机制;(2)结合分子生物学方法和作物栽培学理论深入研究穿心莲生长发育与产量和质量形成的规律及相互关系;(3)揭示穿心莲内酯生物合成的信号调控网络。     

小鼠衰老对不同组织中亚精胺的影响

目的:本研究以模式小鼠C57BL为对象,研究小鼠在衰老过程中不同组织器官内源性亚精胺含量的变化。方法:利用高效液相色谱检测小鼠心脏和肝脏组织中亚精胺含量,进一步应用qRT-PCR以及Western blot检测在衰老过程中,不同组织器官中亚精胺生物合成途径的关键基因表达变化,利用亚精胺处理细胞检测DNA损伤应答能力。结果:随着衰老的发生心脏(199.09±17.12)和肝脏组织(168.92±5.12)中亚精胺含量显著降低,分别为78.01±13.52、62.05±6.73,差异有统计学意义(P0.05);不同组织器官中亚精胺生物合成途径的关键基因Odc、Srm、Amd1的表达随衰老的发生明显下调,并且伴随着DNA损伤应答障碍;利用亚精胺处理细胞,能够增强细胞对DNA损伤的应答反应。结论:衰老的小鼠中内源性亚精胺含量降低,并且其合成途径的关键基因转录水平降低,导致细胞对DNA损伤应答能力减弱,从而加速机体衰老进程。     

微生物来源褐藻胶(alginate)生物合成及应用前景

褐藻胶及其制品在医药、食品及化工等领域具有重要价值。除褐藻以外,微生物是褐藻胶的另一重要来源。虽然微生物来源的褐藻胶未能够实现规模化生产,但是由于微生物合成褐藻胶具有发酵条件可控、产物单一、结构稳定并且易于纯化等优势,引起广泛的关注。并且利用生物工程技术已经实现了对微生物来源褐藻胶结构的调控和改造,促进了褐藻胶的高值化利用。此文综述了微生物褐藻胶生物合成的概况,并对利用基因工程改造褐藻胶的发展趋势和应用前景进行了论述。     

Regulation of Ethylene Biosynthesis and Signaling by Protein Kinases and Phosphatases

Ethylene, a gaseous plant hormone, plays critical roles in plant growth, development, and response to environment. Ethylene-regulated processes are initiated by the elevation of ethylene biosynthesis, which is under tight control by a complex signaling network. An elevated level of ethyl- ene is then perceived by ethylene receptors in local and neighboring cells, which activates signaling pathways that lead to ethylene responses. Different types of tissues/cells have differential capacities in producing ethylene and dif- ferential sensitivity to ethylene, which are crucial to the diverse functions of ethylene in plants. This report high- lights recent advances in our understanding of kinases and phosphatases in ethylene biosynthesis and signaling.     

miRNAs生物合成过程的调控

miRNAs是一类短的(20-23nt)非编码的单链RNA分子,在转录后水平上通过抑制靶基因的表达而影响生物体的生长、发育以及癌症发生。miRNAs的成熟需要一系列大型蛋白复合体参与的协同加工,目前对miRNAs生物合成过程调控的研究还处于初始阶段。本文主要综述了影响miRNAs的生物合成过程及活性的因素以及相关调控机制。癌症的发生通常伴随着异常的miRNAs表达谱,miRNAs生物合成调控机制的深入研究必将为癌症的基因治疗技术以及新型疗法的开发提供重要的理论基础和指导意义。     

以生物合成为基础的代谢工程和组合生物合成

代谢工程和组合生物合成在筛选和发展新型药物方面日益成为生物、化学和医药界关注的重点。基于聚酮和聚肽类天然产物的独特化学结构和良好生物活性,研究它们的生物合成机制,将为合理化遗传修饰生物合成途径获得结构类似物提供遗传和生物化学的基础,实现利用现代生物学和化学的技术手段在微生物体内进行药物开发的目的。