琥珀酸脱氢酶或琥珀酰辅酶A合成酶缺失促进大肠杆菌积累5-氨基乙酰丙酸

5-氨基乙酰丙酸 (ALA) 是生物体内四吡咯类化合物的合成前体,在农业及医药领域应用广泛,是极具开发价值的高附加值生物基化学品。目前利用外源C4途径的重组大肠杆菌发酵生产ALA的研究主要利用LB培养基并添加葡萄糖和琥珀酸、甘氨酸等合成前体,成本较高。琥珀酸在C4途径中以琥珀酰辅酶A的形式直接参与ALA的合成。文中在以葡萄糖为主要碳源的无机盐培养基中研究了琥珀酰辅酶A下游代谢途径琥珀酸脱氢酶编码基因sdhAB和琥珀酰辅酶A合成酶编码基因sucCD缺失对ALA积累的影响。与仅表达异源ALA合成酶的对照菌株相比,sdhAB和sucCD缺失菌株ALA的产量分别提高了25.59%和12.40%,且ALA的积累不依赖于琥珀酸的添加和LB培养基的使用,从而大幅降低了生产成本,显示出良好的工业应用前景。     

大豆查尔酮合成酶(CHS)基因的克隆、表达及其在雪莲提取液中的代谢产物分析

以中国大豆为材料,利用PCR方法克隆查尔酮合成酶（Chalcone synthase,CHS）全基因,采用SOE法克隆得到去掉内含子的查尔酮合成酶基因,核酸序列分析表明,该基因编码区长1170bp,编码390个氨基酸,与已报道的CHS的cDNA序列同源率达到97%。构建pET-GMCHS工程表达质粒,通过大肠杆菌E.coli BL21（DE3）高效表达系统表达大豆CHS。 通过12% SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,获得了分子量在42.9KD的一条蛋白质特异表达带。液相色谱分析大肠杆菌E.coli BL21（DE3）高效表达系统在雪莲提取液中的代谢产物,样品和空白对照样对比,样品在273nm,3.0min出现新的吸收峰,质谱分析结果表明CHS利用雪莲提取液中代谢中间产物合成了新的黄酮类物质。     

豚鼠耳蜗中ATP对一氧化氮/环磷酸鸟苷途径的激活作用

实验研究了豚鼠耳蜗中ATP和一氧化氮／环磷酸鸟苷途径(nitric oxide／cyclic guanosine monophosphate,NO／cGMP pathway)的关系。将40只耳廓反射灵敏的健康白色豚鼠随机分为5组,分别对其离体的耳蜗即刻灌流人工外淋巴基础液(artificial perilymph basic solution,APBS)以及溶于人工外淋巴基础液的ATP、一氧化氮合酶抑制剂左旋-N^G-硝基精氨酸(L-N^G-nitroarginine,L-NNA) ATP、可溶性鸟苷酸环化酶抑制剂1H-[1,2,4]草酸重氮[4,3-a]喹恶啉(1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one,ODQ) ATP和A-23187(Ca^2 载体),收集耳蜗组织标本,利用放射免疫方法测定耳蜗组织中的cGMP的平均含量,比较各组之间耳蜗组织cGMF平均含量的差异。试验结果显示,向刚离体的耳蜗中灌流ATP和A-23187可以引起耳蜗组织中的cGMP含量升高,而灌流L-NNA和ODQ则可以抑制ATP所引起的耳蜗组织中cGMP含量的升高,提示在耳蜗组织中ATP可以通过升高细胞内Ca^2 浓度的作用而激活NO／cGMF途径。从本实验结果可以提出假说：耳蜗中ATP从神经末梢释放,通过提高细胞内Ca^2 的浓度,有激活NO／cGMP途径的作用,而NO／cGMP又能对ATP进行负反馈调节,两者共同调节耳蜗的生理功能,在耳蜗中存在ATP／Ca^2 -NO／cGMP通路。     

热锻炼能提高菜豆细胞可溶性蛋白,SOD,膜ATP酶和质子泵在体外的…

以菜豆为实验材料,研究了蛋白质分子和生物膜在体外热稳定性的变化和原因,实验结果表明：热锻炼可增加细胞的耐热性,并赋予ＳＯＤ、膜ＡＴＰ酶和生物膜质子在体外的热稳定性;通过对可溶性蛋白热变性后的浊度分析和用ＡＮＳ荧光探针探测蛋白质的结构变化,发现蛋白热变性的原因是疏水区的暴露和相互轩聚,＾３５Ｓ－Ｍｅｔ标记分析和二维电泳谱揭示,热锻炼诱导合成的热激蛋白具有阻止蛋白质热变性和生物膜热破坏的功能。     

慢性缺氧对大鼠左右心室功能、心肌肌原纤维Ca~（2＋），Mg~（2＋）－ATP

模拟５０００ｍ中度缺氧时,大鼠右室功能显著加强,而左室功能加强不显著;左右心室肌原纤维Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性下降,肌球蛋白同功酶Ｖ２和Ｖ３百分含量增加,Ｖ１百分含量减少。８０００ｍ重度缺氧时,右室功能减弱,但无统计学意义,左室功能减弱有显著性;ＡＴＰ酶活性和同功酶的变化超过５０００ｍ组。此外,右室ＡＴＰ酶活性与ＰＡＰ呈反比且有显著性,左室ＡＴＰ酶活性与ＣＡＳＰ虽也呈反比但无显著性;右室同功酶Ｖ３百分含量与ＰＡＰ呈正比,左室同功酶Ｖ３百分含量与ＣＡＳＰ不呈比例。上述结果表明,因短期突发严重缺氧引起的心肌供氧不足对左心室心肌的直接损伤作用大于右心室心肌。     

转铁蛋白在低钾刺激Madin Darby狗肾细胞钠-钾ATP酶中的作用

体外低钾培养肾细胞能刺激细胞膜钠-钾ATP酶。本研究利用Madin Darby狗肾细胞能在无血清培养液中健康生存48h这一特征,研究体外低钾刺激细胞膜钠-钾ATP酶所依赖的血清中的活性因子,观察了表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子(IGF1)、前列腺素1(PGE1)和转铁蛋白(tranderrin)在这一过程中的作用。结果表明,在无血清培养液中低钾并不能刺激细胞膜钠—钾ATP酶,而添加转铁蛋白可模拟血清的作用。转铁蛋白能剂量依赖性地增加ouabain结合位点,对细胞膜钠-钾ATP酶作用呈良好的时间效应关系。在低钾无血清培养液中,细胞膜钠-钾ATP酶α1亚基启动子活性增强,α1与β1亚基蛋白质表达的增加依赖于转铁蛋白的存在。进一步研究结果表明,低钾在转铁蛋白的无血清培养液环境中能增加细胞对铁的摄取(^59Fe),该作用可被铁螯合剂(deferoxamine,DFO;35 μmol/L)所阻断。DFO也可阻断转铁蛋白依赖性低钾刺激细胞膜钠-钾ATP酶数目的增多,α1亚基启动子活性增强,α1与β1亚基蛋白质表达增加。以上结果表明,低钾对细胞膜钠-钾ATP酶活性的刺激作用依赖于转铁蛋白所调节的铁的摄取。     

人胱硫醚β合成酶原核表达纯化及鉴定

目的:构建人胱硫醚β合成酶(human cystathionineβ-synthase,hCBS)基因原核表达载体,在E.coli BL21(DE3)中表达,并进行纯化和酶活性检测。方法:以胰腺细胞cDNA文库为模板,采用聚合酶链式反应(PCR)扩增hCBS基因蛋白编码区的全序列,克隆入原核表达载体pET32a(+),构建重组质粒pET32a(+)-hCBS。经限制性内切酶双酶切及DNA序列分析鉴定目的基因后与人CBS基因(基因bank号:BT007154.1)完全一致,转入E.coli BL21(DE3)中,由IPTG诱导表达融合蛋白。结果:经SDS-PAGE、Western blot分析,证明诱导表达的蛋白为重组人CBS(rhCBS)。再由Ni-NTA树脂亲和层析,并脱盐冷冻干燥后获得重组rhCBS(约19 mg/L培养物),并测得其比活力约为57 kU/g。结论:成功地表达纯化出具有功能活性的重组蛋白rhCBS,为进一步研究该酶的相互作用蛋白以及其在生物学和临床科学的作用奠定了基础。     

生物合成谷胱甘肽种间耦合ATP再生系统的构建

利用重组大肠杆菌Ⅱ 1中的谷胱甘肽合成酶系和面包酵母WSH J7中的ATP生物合成酶系 ,构建了一个以葡萄糖为能源的种间耦合ATP再生系统。经过通透性处理的酵母细胞几乎不能消耗葡萄糖。在反应体系中添加 1mmol/LAMP和 0 0 5mmol/LNADH ,即可启动酵母的酵解途径。提高耦合系统中的葡萄糖浓度 ,可促进GSH的合成。当葡萄糖浓度为 40 0mmol/L时 ,系统内GSH浓度达到 1 0 4mmol/L(3 2 g/L)。Mg2 +缺乏时 ,耦合系统和外加ATP的非耦合系统均不能合成谷胱甘肽。耦合系统中Mg2 +与ATP形成螯合物 ,可能是导致耦合系统中GSH产量较低的原因。在耦合系统中补加Mg2 +,反应 6h时GSH浓度达到 1 4 3mmol/L(4 4g/L)。     

Genealogy and phylogeography of Cyprinid fish Labeo rohita （Hamilton, 1822） inferred from ATPase 6 and 8 mitochondrial DNA gene analysis

ATPase 6/8 gene （842 bp） of mitochondrial DNA was sequenced in Labeo rohita samples （n = 253） collected from nine rivers belonging to four river basins; Indus, Ganges, Brahmaputra and Mahanadi. Analysis revealed 44 haplotypes with high haplotype diversity （Hd） 0.694 and low nucleotide diversity （π） 0.001. The within population variation was larger （83.44%） than among population differences （16.56%）. The mean Fsv value （0.166; P 〈 0.05） for overall populations revealed moderate level of genetic structuring in the wild L. rohita populations. The haplotype network presented a single clade for wild L. rohita population, from different rivers. Negative values for Fu＇s index （Fs）, mismatch distribution analysis indicated period of expansion in L. rohita population. The time after recent expansion was estimated for each population, between 0.042 to 0.167 mya. The pattern of Isolation by Distance （IBD） was not significant （r = -0.113, P 〈 0.287）, when all the sampling locations were compared （Mantel test）, however, when an outlier （Indus, Brahmaputra and Mahanadi） was removed from the whole population set, a clear positive correlation between pairwise Fsv and geographic distance （Km） was seen. The analysis of data demonstrated that ATPase6/8 gene polymorphism is a potential marker to understand genetic population structure of wild L. rohita existing in different rivers. The study identified population substructure in wild L. rohita with common ancestral origin [Current Zoology 60 （4）： 460--471, 2014].     

离子转运蛋白调控钝齿棒杆菌离子和pH稳态促进L-精氨酸合成

L-精氨酸是一种半必需氨基酸,广泛应用于食品、制药、饲料等行业。【目的】当前对L-精氨酸生产菌株的研究,极少涉及离子转运领域。在本研究中,发现在发酵时适量添加外源K~+有利于促进钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum) SYPA5-5合成L-精氨酸。【方法】在C. crenatum SYPA5-5发酵培养基外源添加0.5 g/L和2.5 g/L的K_3PO_4,取对数期发酵样品进行转录组数据分析,挖掘出K~+转运相关的阳离子转运ATP酶CTAP1以及单价阳离子/H~+逆转运蛋白Mrp1A,研究其在C. crenatum SYPA5-5快速合成L-精氨酸阶段,对菌株生长及L-精氨酸合成的影响。【结果】对基因ctap1和mrp1分别进行敲除和过表达,深入研究突变株对L-精氨酸合成的影响。研究发现同时过表达离子转运蛋白CTAP1和Mrp1A更有利于胞内离子、pH稳态和渗透压调节,最终提高L-精氨酸的产量。在补料分批发酵中分别过表达Mrp1A、CTAP1以及同时过表达Mrp1A和CTAP1的菌株L-精氨酸产量分别达到61.4 g/L、63.9 g/L和65.3 g/L,产率分别为0.383 g/g、0.392 g/g和0.395 g/g,比C. crenatum SYPA5-5分别提高了34.9%、38.0%和39.1%。【结论】CTAP1是特异性的K~+转运ATP酶,可以将培养基中的K~+运输到胞内。同时Mrp1A可将胞内K~+和Na~+等单价阳离子运输到胞外,将胞外H~+运输至胞内,中和胞内L-精氨酸所导致的碱性环境,从而维持胞内pH稳定。CTAP1和Mrp1A的研究为解析离子转运机制和L-精氨酸合成之间的联系奠定了基础。