Prolonged Alzheimer-like tau hyperphosphorylation induced by simultaneous inhibition of phosphoinositol-3 kinase and protein kinase C in N2a cells

Co-injection of wortmannin (inhibitor of phosphatidylinositol-3 kinase, PI3K) and GF109203X(inhibitor of protein kinase C, PKC) into the rat brain was found to induce spatial memory deficiency and enhance tau hyperphosphorylation in the hippocampus of rat brain. To establish a cell model with durative Alzheimer-like tau hyperphosphorylation in this study, we treated N2a neuroblastoma cells with wortmannin and GF109203X separately and simultaneously, and measured the glycogen synthase kinase 3 (GSK-3)activity by y-32p-labeling and the level of tau phosphorylation by Western blotting. It was found that the application of wortmannin alone only transitorily increased the activity of GSK-3 (about 1 h) and the level of tau hyperphosphorylation at Ser^396/Ser^404 and Ser^199/Ser^202 sites (no longer than 3 h); however, a prolonged and intense activation of GSK-3 (over 12 h) and enhanced tau hyperphosphorylation (about 24 h) were observed when these two selective kinase inhibitors were applied together. We conclude that the simultaneous inhibition of PI3K and PKC can induce GSK-3 overactivation, and further strengthen and prolong the Alzheimerlike tau hyperphosphorylation in N2a cells, suggesting the establishment of a cell model with early pathological events of Alzheimer‘s disease.     

栗精碱对棉铃虫中肠组织可溶型海藻糖酶的抑制效应

【目的】研究一种植物源化合物栗精碱对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)5龄幼虫中肠组织可溶型海藻糖酶的活体和离体抑制效果,初步探索其抑制作用。【方法】经过离子交换层析和疏水层析从棉铃虫5龄幼虫中肠组织分离纯化得到可溶型海藻糖酶,通过凝胶过滤层析确定其分子量。分别用不同浓度的抑制剂进行离体和活体抑制研究,得出栗精碱对可溶型海藻糖酶的抑制率和抑制中浓度(IC50),并采用Lineweaver-Burk和Dixon作图法分析抑制类型。【结果】棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶比活力为2.022 U/mg,回收率为67.57%,纯化倍数为23.84,分子量约为67 k Da。离体抑制研究表明,3.75,7.5,15和30μmol/L的栗精碱对可溶型海藻糖酶的抑制率分别为42.00%,50.30%,58.32%和67.33%;抑制中浓度(IC50)为7.32μmol/L。通过LineweaverBurk和Dixon作图法,确定栗精碱是棉铃虫中肠组织可溶型海藻糖酶的一种有效的竞争性抑制剂,Ki值为4.9μmol/L。活体抑制研究表明,分别注射浓度为30,15和7.5μmol/L栗精碱10和20 h后,棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶活性被显著抑制(P0.05)。相应地,注射后随着时间的延长,血淋巴海藻糖含量连续增加。而注射栗精碱20 h后,血淋巴葡萄糖浓度显著下降,使棉铃虫的能量供给出现障碍。【结论】结果表明,栗精碱是棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶的一种有效的抑制剂,可为下一步开发有效的棉铃虫杀虫剂提供理论支持。     

红霉素对支气管上皮细胞谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）的影响

目的：探讨红霉素对支气管上皮细胞16-HBE谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）和谷胱甘肽（GSH）的影响。方法：应用红霉素5μg／ml分别孵育细胞16-HBE细胞2h,8h,16h,24h。分别应用显色法,Westemblot和荧光定量PCR方法检测细胞内GSH,γ-GCS重链蛋白和mRNA的表达。结果：经红霉素孵育后,16、24h后,细胞内GSH、γ-GCS重链蛋白和mRNA的表达较对照组增加。结论：红霉素对支气管上皮细胞谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）和GSH的合成有上调作用。     

蔗糖磷酸合成酶(SPS)与果实品质及成熟衰老的研究进展

从蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphate synthase,SPS）基本性质、SPS与果实糖的积累、相关酶类和外源刺激、乙烯和呼吸、果实软化的火系及SPS基因的克隆与表达调控等几方面综述了国内外近年来对SPS的研究进展。     

腺苷甲硫氨酸合成酶的基因及结构研究进展

腺苷甲硫氨酸合成酶催化ATP和L-甲硫氨酸合成腺苷甲硫氨酸,在不同生物体和不同组织中腺苷甲硫氨酸合成酶的存在形式和编码酶的基因都有差别,本文综述了不同生物的腺苷甲硫氨酸合成酶的基因、酶结构、酶反应动力学及应用前景。     

基于前体供给途径遗传改造提高褐黄孢链霉菌纳他霉素的产量

纳他霉素(natamycin)是一种高效、广谱、安全的抗真菌剂,广泛应用于食品防腐与医药领域。纳他霉素可由多种链霉菌发酵产生。它是以乙酰辅酶A、丙二酰辅酶A及甲基丙二酰辅酶A为前体经Ⅰ型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)催化合成的多烯大环内酯类化合物。本研究以纳他霉素产生菌——褐黄孢链霉菌为研究材料,分别对不同前体分子供给途径中的关键酶进行过表达,并确定影响纳他霉素产量的关键前体供给途径。研究结果发现：通过过表达乙酰辅酶A合成酶(acetyl-CoA synthase,ACS)加强乙酰辅酶A合成途径,以及通过过表达甲基丙二酰辅酶A变位酶(methylmalonyl-CoA mutase,MCM)加强甲基丙二酰辅酶A合成途径,重组菌株纳他霉素产量分别比野生型菌株提高了44.19%和20.51%。共过表达ACS和MCM,重组菌株纳他霉素产量获得进一步提升(达1123.34mg/L),比野生型菌株提高了66.29%。上述发现为通过前体代谢工程的策略构建纳他霉素工业高产菌株提供了参考,也为其他聚酮类天然产物高产工程菌株的构建提供了借鉴。     

长链脂酰辅酶A合成酶家族与恶性肿瘤

脂肪酸代谢紊乱容易导致癌症的发生。长链脂酰辅酶A合成酶家族(long chain acyl-coenzyme A synthetase family,ACSLs)负责激活长链脂肪酸,在脂肪酸代谢中发挥重要作用。但在癌细胞中,其调控作用经常被解除,细胞内脂肪酸的分布、种类和数量发生改变,进而导致癌症和其他代谢性疾病的发生。ACSLs 在哺乳动物中包括5种亚型,分别为ACSL1、3、4、5和6。ACSL1在甘油三脂的合成和分配中发挥重要作用;ACSL3有助于脂滴的形成,脂滴对维持脂质稳态具有重要作用;ACSL4的表达与类固醇激素相关,在铁死亡途径中发挥重要作用;ACSL5可以催化外源性脂肪酸的代谢,但不能催化从头合成脂肪酸的代谢;ACSL6在脑内的脂肪酸代谢及生殖器官中精子发生和卵巢功能维持等方面发挥重要作用。ACSLs的调控因子包括转录因子、共激活因子、激素受体、蛋白激酶和小的非编码RNA等。它们通过介导脂肪酸代谢,广泛参与线粒体介导的能量代谢,内质网应激和肿瘤炎性微环境等。此外,ACSLs还作为独立预后因素,成为各种癌症临床诊断和治疗的生物标志物和治疗靶点。近年来,越来越多的研究表明,ACSL家族在癌症的发生发展进程中发挥重要作用。本文从ACSL基因家族,ACSLs与恶性肿瘤及基于ACSLs脂代谢的肿瘤治疗方面进行阐述,为后续ACSL基因家族的研究及肿瘤的靶向治疗提供理论依据和候选分子靶标。     

UV-B照射培养对酵母菌生理活性物质的影响

研究了UV-B照射培养过程中酵母细胞内各种生理活性物质的变化。实验结果显示,UV-B照射培养过程中,酵母细胞中RNA、蛋白质、海藻糖、麦角甾醇和葡聚糖含量均有不同程度的提高,其中RNA含量由0h的8.94%增加到72h的9.88%;蛋白质含量在72h时达到最大值,比培养初期提高0.28%;海藻糖在60h达到最高值,约为113.9mg·g-1酵母;麦角甾醇含量在84h达到最大值为15.43mg·g-1酵母;葡聚糖在72h时的含量占细胞壁干重的22.60%。而酵母细胞中谷胱甘肽的含量和超氧化物歧化酶活性则均呈下降趋势。说明UV-B照射对酵母生长产生较大影响,多种生理活性物质的含量出现不同变化。     

基因组步移技术克隆思茅松α-蒎烯合成酶基因及表达分析

蒎烯合成酶(α-pinene synthase, APS)是α-蒎烯生物合成的关键酶。本研究利用同源克隆及基因组步移法从思茅松中克隆得到一个α-蒎烯合成酶基因,命名为PkAPS (GenBank登录号为KX394684),基因全长3 523 bp,含有10个内含子,其c DNA全长1 956 bp,编码651个氨基酸残基。生物信息学分析显示PkAPS属于萜烯合成酶家族蛋白;系统进化树分析显示PkAPS与马尾松α-蒎烯合成酶亲缘关系最近。基因表达分析显示:PkAPS在高产脂思茅松个体各组织的表达量均高于低产产脂思茅松个体;而在高产脂思茅松不同组织中的表达比较中,PkAPS在小枝中的表达量最高。本研究将有利于进一步研究思茅松α-蒎烯合成酶调控机理及培育高产α-蒎烯思茅松新品种的研究。     

解淀粉芽胞杆菌关键酶基因过表达对鸟苷积累的影响

【目的】研究鸟苷生物合成途径中的3个关键酶编码基因(prs,purF,guaB)过表达对解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)发酵生产鸟苷的影响。【方法】利用穿梭表达载体PBE43,构建含有prs、purF和guaB基因的单独表达载体和prs、purF基因的串联表达载体,将它们分别转入鸟苷生产菌B.amyloliquefaciens TA208后,通过实时定量PCR测定各工程菌株内相关基因的转录水平;通过酶活检测分析关键酶基因扩增对肌苷酸脱氢酶活性的影响;通过摇瓶发酵实验考察工程菌株与对照菌株的生长、耗糖和鸟苷积累情况。【结果】转录分析结果表明prs、purF和guaB基因过表达的同时都伴随着自身转录水平的显著上调。与此同时,prs和purF基因单独表达均轻微下调了嘌呤操纵子的转录水平,但是guaB基因的过表达并不影响嘌呤操纵子和prs基因的转录。酶活分析结果表明prs和purF基因扩增并不影响肌苷酸脱氢酶的活性,guaB基因的扩增使其活性提高了126%。摇瓶发酵实验发现prs和purF基因的单独过表达均未促进宿主菌合成鸟苷,而含guaB基因过表达载体的工程菌鸟苷产量较出发菌株提高20.7%。将prs和purF基因串联表达后,鸟苷产量提高14.4%,糖苷转化率增加6.8%。【结论】过表达guaB基因能够大幅提高鸟苷产量,而prs和purF基因只有实现协同表达才能对宿主菌积累鸟苷产生积极影响,为通过代谢工程技术提高鸟苷产量奠定了研究基础。