微生物亚硝酸盐还原酶的研究进展

亚硝酸盐还原酶(Nitrite reductase,简称NiR,EC1.7.2.1)是催化亚硝酸盐(Nitrite,简称NIT)还原的一类酶,可降解NIT为NO或NH3,是自然界氮循环过程的关键酶。本文详细阐述亚硝酸盐还原酶的分类、结构特点、催化机制以及现阶段的应用领域,为深入研究亚硝酸还原酶提供参考。     

夜间增温对亚高山针叶林主要树种无机氮吸收的影响

吸收营养物质是植物根系的主要生理功能。氮素吸收是植物体内氮代谢的第一步, 也是最关键的一步。为了全面地认识亚高山针叶林在全球气候变化背景下对两种主要无机氮(NH₄⁺和NO₃^-)吸收特点的变化, 该研究以川西亚高山针叶林优势树种——云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies fargesii var. faxoniana)为材料, 通过红外辐射加热器模拟增温, 利用非损伤微测技术(non-invasive micromeasurement technology)研究了这两个树种吸收NH₄⁺和NO₃^-特点的变化, 同时还探究了NH₄⁺和NO₃^- 之间的相互作用对植物吸收这两种离子的影响。研究结果显示: 在云杉根系中, NH₄⁺和NO₃^-的最大吸收速率分别发生在距离根尖最顶端17-18 mm区域和17 mm处, 而岷江冷杉对这两种离子的最大吸收速率分别发生在距离根尖顶端11 mm和11.5 mm处。增温对云杉和岷江冷杉根系吸收NH₄⁺和NO₃^-有促进作用。在增温条件下, NO₃^-能够促进云杉根系对NH₄⁺的吸收, 而NH₄⁺则抑制了其对NO₃^-的吸收。无论是否增温, 岷江冷杉对NH₄⁺的吸收都不受NO₃^-的影响, 而在增温条件下, NH₄⁺会抑制岷江冷杉对NO₃^-的吸收。     

一组丝瓜籽小分子核糖体失活蛋白LuffinS的分离、纯化和性质

通过硫酸铵分级沉淀、ＣＭ－５２阳离子交换层析、ＨＲＬＣ分子排阻层析及ＦＰＬＣＭｏｎｏＳ离子交换层析等步骤,从丝瓜籽中分离到一组分子量为８ｋＤ左右的小分子核糖体失活蛋白——ＬｕｆｉｎＳ１、ＬｕｆｉｎＳ２、ＬｕｆｉｎＳ３。末端分析结果表明,它们的Ｎ端氨基酸分别为Ａｌａ、Ｐｒｏ和Ｔｈｒ。氨基酸序列分析确定了ＬｕｆｉｎＳ２的Ｎ端９个氨基酸的序列是Ｐｒｏ－Ａｒｇ－Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ｇｌｎ－Ｇｌｕ－Ａｌａ－Ｐｈｅ－Ａｓｐ。ＬｕｆｉｎＳｓ对核糖体的失活机制与天花粉蛋白（ＴＣＳ）一致,是ＲＮＡＮ－糖苷酶催化型的。它们对无细胞蛋白质生物合成的抑制活性较ＴＣＳ略强,ＩＣ５０分别为１．３×１０－１１、１．０×１０－１０和６．３×１０－１１ｍｏｌ／Ｌ左右。因此ＬｕｆｉｎＳｓ有可能开发成免疫毒素的高效“弹头”。     

严重急性呼吸系统综合征冠状病毒N蛋白对甘油三酯和总胆固醇含量的影响

目的:研究严重急性呼吸系统综合征冠状病毒(SARS-CoV)N蛋白对甘油三酯和总胆固醇含量的影响。方法:检测分析144例SARS患者甘油三脂和总胆固醇含量在发病后的变化;将小鼠随机分组,分别注射生理盐水和SARS-CoV N蛋白,连续给药9 d后检测小鼠血清中甘油三酯和总胆固醇含量的变化。结果:SARS患者的甘油三酯和总胆固醇含量随发病时间有升高变化(P0.05),在发病40 d前后甘油三酯和总胆固醇含量超标的病例数占本时间段内的病例数的比例显著高于其他时间段,而且超标的含量也明显升高。SARS-CoV N蛋白使小鼠体重明显高于对照组(P0.05),甘油三酯含量在39和51 d明显高于对照组(P0.05),总胆固醇含量在21和39 d也明显高于对照组(P0.05)。结论:SARS-CoV N蛋白可以升高小鼠的甘油三酯和总胆固醇的含量,其升高最为明显的时间段与SARS患者的甘油三酯和总胆固醇含量升高的时间段基本一致。由此推测,SARS-CoV N蛋白可能是促使SARS患者发病后甘油三酯和总胆固醇含量升高的重要原因。     

微生物源脂肽的生物合成和分子调控

微生物源脂肽具有抑制真菌和细菌的生长、抗病毒和抗肿瘤等多种生物活性,在农业生物防治、临床医疗、环境治理等多种领域具有巨大的应用潜力。然而,低产量一直是影响其推广应用的瓶颈。深入了解脂肽合成的关键因素和调控策略对于提高其产量和纯度至关重要。本文概括了3大家族脂肽surfactin、fengycin和iturin的结构、功能及应用前景,介绍了NRPS和NRPS-PKS两种合成系统的结构域和功能,阐释了脂肽生物合成过程中侧链脂肪酸的合成、脂肪酸的活化及与氨基酸的连接、肽链的延伸和环化三个阶段的模块组装和酶催化活动,以及三大家族脂肽合成操纵子开放阅读框的组成;总结了导入或缺失关键基因、定点突变、模块替换、强启动子替换、修饰前体路径等多种遗传操作对脂肽产量的影响,以及群体感应肽信息素、sigma因子等全局调控因子对脂肽合成基因表达的调节。指出利用多组学联用深入探讨脂肽合成的全局分子调控机制和加强结构域蛋白互作和分子动力学研究是提高脂肽产量和纯度以及创造新脂肽的理论基础,提出了利用基因组装和编辑等合成生物学方法及代谢工程技术提高脂肽产量和挖掘新型脂肽靶向性的可能途径,为推进脂肽的生产和应用进程提供科学参考。     

禽流感病毒H9N2血凝素基因和神经氨酸酶因在大肠杆菌中的表达

克隆、表达和鉴定禽流感病毒H9N2 HA,NA基因序列,为制备抗体和基因工程疫苗打下基础。在成功克隆禽流感病毒H9N2全长HA、NA基因并测序的基础上,将部分基因序列克隆到表达载体pET32a(+)上,全基因序列克隆到表达载体pGEX4T-1上,构建了重组表达质粒pET32a(+)/HA(截短)、pET32a(+)/NA(截短)、pGEX4T-1/HA、pGEX4T-1/NA,转化大肠杆菌BL21/rosetta,IPTG诱导表达,利用Ni2+亲和层析柱和GSTrap4B亲和层析柱对重组蛋白进行纯化,并用Western Blotting和ELISA方法检测其抗原性。结果重组蛋白在大肠杆菌中可以高效表达,SDS-PAGE显示其相对分子质量与预计大小一致。ELISA和Western Blotting实验证实,重组蛋白具有良好的抗原性。本研究成功克隆和表达了禽流感病毒H9N2 HA、NA基因序列。为禽流感病毒H9N2诊断试剂和疫苗的开发等进一步的研究奠定了基础。     

外源供氮水平对大豆生物固氮效率的影响

采用稳定性同位素15N自然丰度(15N natural abundance)技术,以小麦为参照植物,研究了盆栽条件下,在外源供氮0、0.8、2.0、4.0 mmol·L-1水平下大豆的生物固氮百分率以及生物固氮数量对植物氮的贡献.结果显示:(1)0～2.0 mmol·L-1外源供氮可显著提高大豆的生物量和固氮百分率,且于2.0 mmol·L-1处理下地上生物量最高,达104 g·m-2,比CK增加了48%;(2)在0.8 mmol·L-1的供氮水平下大豆生物固氮量最高,为1.318 g·m-2,占大豆植株总吸氮量的70.4%,而在4.0 mmol·L-1供氮水平下生物固氮量仅占植株总吸氮量的44%;随供氮水平的升高,大豆生物固氮量占总吸氮量的比重下降,说明在高水平外源氮下,大豆生物固氮能力受到抑制;(3)大豆生物固氮百分率、固氮数量及吸氮数量与地上生物量间均呈显著正相关关系.结果表明,应用稳定性15N同位素技术可以定量大豆的生物固氮效率,根瘤菌接种配合低浓度外源氮有利于大豆生物固氮潜能的释放,对提高大豆产量、减少化肥投入有积极的指导意义.     

SHIV1157ipd3N4细胞适应株的制备及其生物特性

目的体外制备SHIV1157ipd3N4病毒中国恒河猴细胞适应株,在细胞水平和中国恒河猴体内评价其生物学特性。方法用SHIV1157ipd3N4病毒阴道感染中国恒河猴,在血浆病毒载量高峰期采血分离外周血单核淋巴细胞（PBMCs）,与正常中国恒河猴PBMCs共培养。定期测定培养液中的P24抗原水平。当病毒复制达高峰期时收集培养上清,分装并冻存。测定病毒RNA载量、P24抗原浓度和TCID50。静脉感染中国恒河猴,研究该批次SHIV1157ipd3N4在体内的病毒学、免疫学指标变化及变异情况,分析其基本的生物学特性。结果本研究共制备了243 mL SHIV1157ipd3N4病毒原液,gp120序列分析表明病毒未发生变异,CCR5的嗜性也未发生改变。病毒载量为1.586×108 copies/mL,P24抗原水平为1.16×103 pg/mL,TZM-bl细胞测定病毒的TCID50为3.16×103/mL。1 mL SHIV1157ipd3N4静脉成功感染中国恒河猴G1004V,高峰期病毒载量达到1.0×106 copies/mL以上。结论此次制备的SHIV1157ipd3N4细胞适应株生物学特性稳定,适合作为毒种库构建SHIV1157ipd3N4/中国恒河猴模型。     

茎瘤固氮根瘤菌ORS571 GGDEF和EAL结构域蛋白的预测及功能研究

[目的]环二鸟苷酸c-di-GMP是细菌中广泛存在的第二信使,能够调控多种细胞功能。c-di-GMP的合成与水解分别由含有GGDEF结构域和EAL结构域的蛋白催化。本研究针对茎瘤固氮根瘤菌ORS571的GGDEF和EAL结构域相关蛋白进行基因组学分析,并对三个同时含有GGDEF和EAL结构域的蛋白（AZC_3085、AZC_3226和AZC_4658）进行功能研究。[方法]利用SMART数据库对含有GGDEF和EAL结构域的蛋白进行结构域预测。利用CLUSTALW程序对蛋白序列进行比较分析。通过同源重组的方法构建突变株,并对突变株的细胞运动能力、胞外多糖合成、生物膜形成及与豆科宿主的结瘤等表型进行测定。[结果]茎瘤固氮根瘤菌ORS571中一共存在37个GGDEF和EAL结构域蛋白。突变株△4658的运动能力较野生型有下降,但是其胞外多糖合成能力、生物膜形成能力和竞争性结瘤能力较野生型有提高。此外,实验结果表明突变株△4658的胞内c-di-GMP水平高于野生型。突变株△3085和△3226的各种表型与野生型相比没有明显差异。[结论]茎瘤固氮根瘤菌ORS571编码如此大数量的GGDEF和EAL结构域蛋白,表明c-di-GMP可能在其信号转导过程中起到非常重要的作用。同时具有GGDEF和EAL结构域的蛋白AZC_4658对茎瘤固氮根瘤菌ORS571的运动能力、胞外多糖合成、生物膜形成及与宿主的结瘤起到一定的调节作用。     

用人MHC转基因小鼠模型鉴定高致病禽流感病毒核蛋白CTL表位

目的:筛选高致病禽流感病毒核蛋白(NP)中可用于高致病禽流感病毒感染检测或疫苗设计的CTL表位,为评价疫苗接种效果和开发新型疫苗奠定基础。方法:根据NCBI公布的NP的核苷酸序列设计特异性引物,以2006年深圳株高致病禽流感H5N1病人分离的病毒cDNA为模板扩增NP全长基因(1500 bp)并测序。通过生物信息学方法,预测NP氨基酸序列中潜在的HLA-A觹0201限制性表位。构建重组pJW4303-NP核酸疫苗并肌肉免疫HLA-A2/DP4转基因小鼠,利用ELISPOT法筛选特异性CTL表位。结果:克隆了2006年深圳株高致病禽流感NP基因,构建的重组pJW4303-NP核酸疫苗能在体外COS-7细胞中表达,免疫小鼠后能引起小鼠产生特异性的体液免疫和细胞免疫。结论:生物信息学和转基因小鼠模型筛选相结合的方法,能用于高致病性禽流感核蛋白CTL表位的筛选。