黄曲酶尿酸氧化酶突变体的构建、表达、纯化及生物学活性分析

采用融合PCR的方法将黄曲霉尿酸氧化酶(UOX) 基因的307~309 bp的TGC(Cys) 突变为GCC(Ala),将所获得的突变体基因克隆到原核表达质粒pET-42a(+) 后转化大肠杆菌BL21(DE3)。经IPTG诱导,突变体蛋白 (UOX-Ala103) 得到高水平的可溶性表达,目的蛋白占总蛋白含量的45％。疏水柱及阴离子柱纯化后,UOX-Ala103蛋白纯度＞98％。Western blotting分析证实UOX-Ala103能与抗UOX单抗特异结合。与天然型相比较,其体外生物学活性增加约60％,在高尿酸血症小鼠模型体内也有良好的降解尿酸的活性。     

矮化香蕉及其野生型GA3ox基因的结构特点和表达分析

香蕉的矮化突变是香蕉无性繁殖后代最常见的表型变异之一,但其变异的分子调控机理目前尚未研究清楚; 而内源赤霉素是影响植物株高的重要激素之一,GA3-氧化酶是赤霉素生物合成后期的关键酶。为探究GA3-氧化酶编码基因对香蕉矮化的分子调控机理,该研究以威廉斯B6矮化突变体及其野生型亲本为材料,通过RT-PCR技术克隆得到矮化香蕉及其野生型亲本GA3ox基因的全长cDNA序列,并对其推测的氨基酸序列进行比对分析,同时利用qRT-PCR技术对GA3ox基因在不同组织中的表达水平差异进行分析。结果表明:(1)矮化香蕉GA3ox-A和野生型香蕉GA3ox-G的ORF长度均为864 bp,均编码287个氨基酸,经序列比对分析发现两条氨基酸序列之间存在5个位点的差异,从而产生具有不同性质的蛋白质。(2)氨基酸序列同源性分析表明,矮化香蕉GA3ox的氨基酸序列与油棕、海枣、椰子的同源性最高。(3)qRT-PCR显示,GA3ox基因在矮化香蕉叶片和茎秆中的表达水平整体上低于野生型,其中GA3ox在野生型茎秆中的表达水平是矮化植株的2.2～32倍。综上推测,GA3ox基因可能对香蕉茎杆的矮化变异具有重要的调控作用。该研究结果为揭示香蕉矮化突变的分子机制与筛选优良矮化香蕉株系奠定了基础。     

两种色型黄粉虫酚氧化酶原的cDNA克隆、生物信息学分析及表达水平检测

酚氧化酶是黑色素合成和昆虫免疫的关键酶, 通常以无活性的酚氧化酶原形式存在。为给黄粉虫Tenebrio molitor遗传分化和免疫防御研究提供参考, 本研究采用PCR和RACE技术克隆了黄、 黑两种色型黄粉虫幼虫的酚氧化酶原基因Tm-ppo, 对其cDNA序列及其推导的氨基酸序列进行生物信息学分析, 采用实时荧光定量PCR检测其在两种色型黄粉虫不同发育阶段mRNA表达水平上的动态变化。结果表明： 从黄、 黑两种色型黄粉虫幼虫中克隆出的两个Tm-ppo cDNA序列全长均为2 199 bp, 碱基序列一致性为99%, 包含一个2 055 bp的开放阅读框, 编码684个氨基酸, 它们的编码蛋白有3个氨基酸差异： 第176位（P→A）、 256位（V→A）和648位（I→M）。这两个基因分别被命名为Tm-ppo-1和Tm-ppo-2 （GenBank登录号分别为JX987235和JX987234）。 Tm-ppo-1和Tm-ppo-2编码的酚氧化酶原异构体蛋白（分别为Tm-PPO-1和Tm-PPO-2）存在一个可能的酚氧化酶原水解活化位点（R50~F51残基之间）和一个双铜结合中心（第196~239位残基和第344~411位残基）; 同时含有一个类似巯基酯区域的序列（第579~588位残基）及一个C 末端保守基序（第634~645位残基）; 但它们无氨基端疏水信号肽序列, 也不存在跨膜区域。Tm-PPO-1和Tm-PPO-2的二级结构由大量的α 螺旋、 β-折叠和无规则卷曲组成; 三级结构分为前导域（第16~66位残基）、 不相邻的功能域Ⅰ（第3~15位残基和第67~181位残基）、 功能域Ⅱ（第182~419位残基）和功能域Ⅲ（第420~679位残基）4部分。此外, Tm-ppo-1和Tm-ppo-2在黄、 黑两种色型黄粉虫的各发育期均有表达, 并且不同发育阶段的mRNA表达水平呈现明显的变化规律： 幼虫期﹥成虫期﹥蛹期。同时, 环境温度对Tm-ppo-1和Tm-ppo-2的mRNA表达具有显著影响： 与常温对照组（25~30℃）相比, 42℃暴露24 h和48 h的两种色型黄粉虫幼虫、 蛹和成虫的mRNA表达量明显下调。相同试验条件下, 黑色型黄粉虫幼虫和成虫的Tm-ppo-2 mRNA表达量明显高于黄色型幼虫和成虫的Tm-ppo-1 mRNA表达量, 但两种色型黄粉虫蛹的Tm-ppo异构体表达量无显著差异。本研究为进一步探讨黄粉虫的遗传分化和免疫防御提供了有益参考。     

黄河三角洲河滩与潮滩芦苇对盐胁迫的生理生态响应

研究黄河三角洲两种生境芦苇对盐胁迫的生理生态响应差异,能为退化滨海湿地生态修复中芦苇植株来源的选择提供重要的理论支持。在盐胁迫(300 mmol/L NaCl)下,比较研究了黄河三角洲河滩芦苇(低盐生境)和潮滩芦苇(高盐生境)叶片中的Na⁺含量、根部分生区Na⁺流速、叶片的光合作用参数、H₂O₂的含量、抗氧化酶的活性、丙二醛和脯氨酸的含量。结果表明:盐胁迫显著提高了河滩芦苇叶片中Na⁺含量,但对潮滩芦苇叶片Na⁺影响不显著。进一步通过非损伤微测技术研究发现,盐胁迫后,潮滩芦苇比河滩芦苇的根部分生区的Na⁺外排流速更高(潮滩芦苇:(1982.05±122.74) pmol cm^-2 s^-1vs.(87.93±12.94) pmol cm^-2 s^-1,P<0.01;河滩芦苇:(1574.16±458.90) pmol cm^-2     

‘阳光玫瑰’雄性不育株花蕾发育期抗氧化酶活性和内源激素含量的变化北大核心CSCD

以葡萄品种‘阳光玫瑰’及其实生后代雄性不育株‘Y-14’为试材,研究花蕾发育期抗氧化酶活性和内源激素含量的变化,阐明葡萄雄性不育新种质的生理生化特征。结果表明:(1)与‘阳光玫瑰’相比,雄性不育株‘Y-14’花蕾的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,而丙二醛(MDA)含量显著增高。(2)‘Y-14’花蕾的生长素(IAA)含量高于‘阳光玫瑰’,而脱落酸(ABA)含量显著低于‘阳光玫瑰’;‘Y-14’花蕾的赤霉素含量(GA_(3))在花蕾发育前期低于‘阳光玫瑰’,而其茉莉酸甲酯(MeJA)在后期显著低于‘阳光玫瑰’;‘Y-14’花蕾的反式玉米素核苷(TZR)含量较‘阳光玫瑰’偏低。(3)在单核早期,‘Y-14’花蕾的ABA含量变化平缓,而‘阳光玫瑰’的ABA含量急剧升高,与此同时GA_(3)含量开始高于‘阳光玫瑰’,而MeJA含量则在单核早期低于‘阳光玫瑰’且差异逐渐显著。研究认为,‘阳光玫瑰’实生后代不育株‘Y-14’花蕾发育期SOD、POD、CAT活性和MDA、IAA、ABA、GA_(3)、MeJA含量异常变化可能导致了雄性不育的发生,而且单核早期可能是‘Y-14’雄性不育产生的关键时期。     

真菌漆酶基因研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,也是木质素生物合成的关键酶之一,目前已发现多种生物能产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫、细菌等。其中,以真菌中的白腐菌研究最多。近年来,由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境垃圾处理方面具有广阔的应用前景,漆酶研究越来越受到国际上的重视。同时,随着分子生物学相关技术的发展,漆酶研究已深入基因水平,已有多种漆酶基因获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。本文概述了真菌漆酶基因研究的最新进展。     

甘肃鼢鼠哈氏腺组织结构及其抗氧化能力

为探讨甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)哈氏腺的结构特征及其在低氧应激下的抗氧化能力,用组织解剖学方法观察甘肃鼢鼠哈氏腺整体及其显微结构,分光光度计测定哈氏腺低氧应激前、后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及丙二醛(MDA)含量。结果显示,甘肃鼢鼠哈氏腺肥大,包围在眼周,位于颧骨下的颞窝,为管泡状腺体,由柱状细胞构成,依胞质中分泌物含量分为厚细胞和薄细胞。常氧下,甘肃鼢鼠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著高于SD大鼠(Rattus norvegicus),但谷胱甘肽还原酶活性显著低于SD大鼠;在低氧应激4 h后,甘肃鼢鼠超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性迅速升高,显著高于SD大鼠,谷胱甘肽还原酶的活性在低氧2、4和6 h无显著性变化,但均显著低于SD大鼠;在低氧8 h后,甘肃鼢鼠谷胱甘肽还原酶的活性较低氧2~6 h显著升高。甘肃鼢鼠丙二醛含量在常氧和低氧应激中均显著低于SD大鼠。结果说明,甘肃鼢鼠在低氧应激后,哈氏腺通过提高抗氧化酶超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,清除低氧诱导产生的多余自由基,谷胱甘肽还原酶在抗氧化中不起主要作用。地下鼠甘肃鼢鼠抗氧化模式与地面鼠明显不同。     

动物血红素过氧化物酶参与细菌氧化Mn(Ⅱ)的研究进展

锰氧化物是自然环境中一种重要的高活性矿物,在多种元素的生物地球化学循环中起着重要作用。细菌对锰氧化物的形成具有推动作用。截至目前,研究者已从环境中分离出多株锰氧化细菌,并在氧化机理的研究上取得了一定的进展。目前细菌中已知的锰氧化酶包括多铜氧化酶和动物血红素过氧化物酶。与多铜氧化酶相比,动物血红素过氧化物酶在蛋白结构与氧化方式上都具有自己的特点。本文结合国内外最新研究结果,在氧化菌株、氧化酶和基因、氧化方式及影响因素等方面对动物血红素过氧化物酶参与细菌氧化Mn(Ⅱ)的研究进行了总结,对未来研究方向进行了展望。