宏基因组学挖掘新型生物催化剂的研究进展

微生物蕴藏着大量具有工业应用潜力的生物催化剂。然而,传统培养方法只能从环境中获得不到1%的微生物。宏基因组学是通过提取某一特定环境中的所有微生物基因组DNA、构建基因组文库并对文库进行筛选,寻找和发现新的功能基因的一种方法。它绕过了微生物分离培养过程,成为研究环境样品中不可培养微生物的有力手段。因此,从宏基因组中挖掘新型生物催化剂一直倍受生物学家的关注。以下主要对宏基因组文库的样品来源、DNA提取方法、文库的构建和筛选策略的选择这4个方面的研究状况进行了综述,列举了近年来利用宏基因组技术所获得的新型生物催化剂,并对其今后的研究方向提出了展望。     

瓜实蝇对虚拟波长下不同颜色的趋性（英文）

利用害虫对不同颜色的趋性进行害虫防治, 如利用黄板对实蝇的监测和防治已有很长的历史, 然而尚未见把颜色量化进行实蝇对颜色偏嗜性研究的报道。为探明对瓜实蝇Bactrocera cucurbitae最具吸引力的颜色及其虚拟波长, 本试验应用Dan Bruton的虚拟波长与RGB值的函数关系, 把RGB值转换为虚拟波长; 选择RGB值［(0, 213, 255), (0, 255, 146), (54, 255, 0), (129, 255, 0), (195, 255, 0), (255, 255, 0), (255, 190, 0)和 (255, 119, 0)］的颜色进行打印, 这些颜色对应的虚拟波长分别是480, 500, 520, 540, 560, 580, 560和600 nm; 在八面体内进行瓜实蝇对8种颜色的偏嗜性试验。结果表明： 波长在520~560 nm 之间对应的颜色对瓜实蝇的吸引率高于其他虚拟波长对应的颜色, 而540 nm (黄绿色, RGB值为 129, 255, 0)对应的颜色纸对瓜实蝇的吸引率最大。此外田间颜色偏嗜性试验也证实了黄绿色对瓜实蝇有最强的引诱作用。结果说明, 黄绿色（虚拟波长540 nm）是吸引瓜实蝇的关键颜色, 黄绿色粘虫板可作为监测与防治瓜实蝇的一种有效方法。     

高通量药物筛选技术的研究现状及光学编码技术在其中的应用

高通量药物筛选是创新药物研究的重要内容,本文综合介绍了高通量药物筛选的研究现状及发展趋势,及目前遇到的一些问题,如随着样品的体积达到微升量级时,目前所采用的孔板筛选遇到了一些难以克服的障碍,使化合物和药物靶点的相互作用难以进行等。针对这些问题,本文介绍了一种新的以自编码光谱识别微球为基础的新型高通量药物筛选技术在高通量药物筛选中的应用,同时简要介绍了我们目前所做的一些工作。     

微核技术研究进展

微核试验作为检测染色体损伤最常用而有效的细胞遗传学检测方法之一,经济、简便、快速,在敏感性、特异性和准确性方面,与经典的染色体畸变分析方法基本相当。主要综述国内外微核检测技术的最新研究进展,尤其是微核的自动化检测技术。其中流式细胞仪自动化检测和激光扫描细胞仪自动化检测,以及微核试验高内涵筛选方法由于其特有的优势,应用和发展前景广阔。     

理性设计盐桥构建伯克霍尔德菌脂肪酶热稳定突变体

【目的】借助蛋白质工程技术提高伯克霍尔德菌ZYB002脂肪酶LipA的热稳定性,以期更好地将其应用于工业生产中。【方法】利用YASARA、Fold X、Rosetta、Gromacs等生物信息学软件,构建1个脂肪酶Lip A的热稳定性提高的微型突变体电子文库;通过对突变体的结构信息和自由能变化进行评估,筛选出潜在的有价值的突变体。继而利用基因定点突变技术,构建上述候选突变体的突变基因文库,通过实验筛选出热稳定性提高的脂肪酶LipA突变体。【结果】利用上述方法,从构建的20个脂肪酶LipA突变体中,筛选到热稳定性有显著提高的3个突变体LipA-Asn~(125)Asp、LipA-Asn~(125)Glu和LipA-Gln~(262)Glu。经55°C处理12 min后,上述3个突变体的T1250值较野生型分别提高4.0°C、5.5°C和4.4°C;在55°C下的半衰期较野生型分别提高了2.2倍、3.8倍和2.6倍。【结论】利用生物信息学软件,构建脂肪酶LipA突变体电子文库,结合蛋白质的结构信息,可以快速筛选到热稳定性提高的脂肪酶LipA突变体。     

Asymmetric synthesis of the four diastereoisomers of a novel non-steroidal farnesoid X receptor (FXR) agonist: Role of the chirality on the biological activity

An asymmetric synthetic strategy was designed for the preparation of the four possible diastereoisomers of 3,6-dimethyl-1-(2-methylphenyl)-4-(4-phenoxyphenyl)-4,8-dihydro-1H-pyrazolo[3,4-e][1,4]thiazepin-7-one, a non-steroidal FXR agonist, we recently discovered following a virtual screening approach. The results obtained from an AlphaScreen assay clearly demonstrated that only the isomer endowed with 4R,6S absolute configuration is responsible for the biological activity. A deep investigation of the different putative binding modes adopted by these enantiomerically pure ligands using computational modeling studies confirmed the enantioselectivity of FXR towards this class of molecules.     

High-throughput screening of bacteriorhodopsin mutants in whole cell pastes

A high-throughput screening method has been developed which enables functional analysis of bacteriorhodpsin in whole cell pastes. Reflectance spectra, from as little as 5 ml of Halobacterium salinarum cells, show close correspondence to that obtained from the purified purple membrane (PM), containing bacteriorhodopsin (BR) as the sole protein component. We demonstrate accurate quantification of BR accumulation by ratiometric analysis of BR (A_max 568) and a membrane-bound cytochrome (A_max 410). In addition, ground-state light- and dark-adapted (LA and DA, respectively) spectral differences were determined with high accuracy and precision. Using cells expressing the BR mutant D85N, we monitored transitions between intermediate-state homologues of the reprotonation phase of the light-activated proton pumping mechanism. We demonstrate that phenotypes of three mutants (D85N/T170C, D85N/D96N, and D85N/R82Q) previously characterized for their effect on photocycle transitions are reproduced in the whole cell samples. D85N/T170C stabilizes accumulation of the N state while D85N/D96N accumulates no N state. D85N/R82Q was found to have perturbed the pK_a of M accumulation. These studies illustrate the correspondence between pH-dependent ground-state transitions accessed by D85N and the transitions accessed by the wild-type protein following photoexcitation. We demonstrate that whole cell reflectance spectroscopy can be used to efficiently characterize the large numbers of mutants generated by engineering strategies that exploit saturation mutagenesis.     

毕赤酵母发酵生产颗粒性乙肝表面抗原的条件优化

乙型肝炎病毒的流行对人们的生命健康造成了极大的威胁, 而有效准确的诊断和预防性疫苗是阻止其流行的主要手段, 乙肝表面抗原是诊断试剂和疫苗的主要成分。本试验在构建稳定表达HBsAg的毕赤酵母菌株后, 对其发酵条件进行了研究。采用摇瓶分批培养方法, 探讨了不同培养基、溶解氧、诱导物甲醇的浓度以及pH值等因素对菌体生长与重组蛋白表达的影响。在10 L发酵罐上采用分批补料培养的方法研究了进行扩大培养生产重组HBsAg。结果表明, FBS无机盐合成培养基是理想的工业发酵培养基, 溶解氧对菌体的生长与表达有显著的影响, 甲醇诱导最佳终浓度为1% (V/V), 发酵的最适pH值为5.4~6.0。发酵罐放大培养后, ELISA和 SDS-PAGE分析表明重组HBsAg获得了高效表达, 最终菌体生物量达到310 OD600, 表达量达到27 mg/L。电子显微镜观察表达重组乙肝抗原可以自组装为22 nm类病毒颗粒, 为HBV的新一代早期血清学诊断和疫苗的大规模生产提供了一定的参考。