Recent advances in the structural analysis of adenylation domains in natural product biosynthesis

Adenylation (A) domains catalyze the biosynthetic incorporation of acyl building blocks into nonribosomal peptides and related natural products by selectively transferring acyl substrates onto cognate carrier proteins (CP). The use of noncanonical acyl units, such as nonproteinogenic amino acids and keto acids, by A domains expands the structural diversity of natural products. Furthermore, interrupted A domains, which have embedded auxiliary domains, are able to modify the incorporated acyl units. Structural information on A domains is important for rational protein engineering to generate unnatural compounds. In this review, we summarize recent advances in the structural analysis of A domains. First, we discuss the mechanisms by which A domains recognize noncanonical acyl units. We then focus on the interactions of A domains with CP domains and embedded auxiliary domains.     

苏铁Cycas revoluta珊瑚根内生真菌的多样性

苏铁类植物是目前发现的唯一一类具有珊瑚根结构的裸子植物,是探究植物-微生物互作的理想材料。本研究通过高通量测序技术对中国13个地区栽培苏铁Cycas revoluta珊瑚根中的内生真菌组成及多样性进行分析,结果表明苏铁内生真菌多样性较高,但各地区间内生真菌的组成及多样性差异不显著,显示苏铁和珊瑚根内生真菌的共生与栽培地无关。     

球孢白僵菌转录因子BbMSN2与其结合基序变体的结合特性分析

球孢白僵菌是一种广谱性杀虫真菌,为了探索其转录因子BbMSN2识别启动子核心序列的能力,本研究外源表达并纯化了BbMSN2蛋白,合成了3个含有不同数量核心序列(AGGGG/ CCCCT)的核酸探针和6个核心序列点突变的核酸探针,将BbMSN2蛋白和核酸探针体外结合,通过凝胶迁移实验检测核酸探针及结合蛋白的迁移情况。研究发现,目的蛋白与含有核心序列的核酸探针结合时,核酸探针发生了凝胶迁移现象,其中核心序列数量对凝胶迁移的协同效益不显著。但目的蛋白与核心序列点突变核酸探针结合时,凝胶迁移现象明显减弱。上述结果表明,转录因子BbMSN2可以和含有核心序列核酸探针结合并发生相互作用,且对识别序列具有很强的特异性。本研究为深入探索BbMSN2转录调控机制奠定了试验基础。     

纳布啡鞘内注射对糖尿病神经痛模型大鼠行为能力及背根神经节TRPV1表达的影响

摘要 目的：探讨纳布啡鞘内注射对糖尿病神经痛（diabetic neuropathic pain, DNP）模型大鼠行为能力及背根神经节瞬时受体电位V1（transient receptor potential V1,TRPV1）表达的影响。方法：将糖尿病神经痛模型大鼠（n=48）随机平方为三组-模型组、纳布啡1组与纳布啡2组,每组16只。纳布啡1组与纳布啡2组分别给予纳布啡鞘内注射0.5 μg/10 μL与1.0 μg/10 μL,模型组给予注射等剂量的0.9 %氯化钠溶液,每天1次。分别于治疗第7 d、第14 d,采用血糖仪测定与记录空腹血糖（fasting blood glucose,FBG）水平并进行机械痛阈检测;治疗第14 d、第28 d,采用酶联免疫法检测血清IL-6与TNF-α含量,采用免疫印迹法检测背根神经节TRPV1蛋白的相对表达。结果：模型组、纳布啡1组与纳布啡2组治疗第7 d、第14 d的空腹血糖水平都高于20.00 mmol/L,组内与组间对比差异不具有统计学意义（P>0.05）。纳布啡1组与纳布啡2组治疗第7 d、第14 d的机械痛阈高于模型组（P<0.05）,也高于治疗前（P<0.05）,纳布啡2组与纳布啡1组差异具有统计学意义（P<0.05）。纳布啡1组与纳布啡2组治疗第14 d、第28 d的血清白细胞介素（Interleukin,IL）-6与肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factor,TNF）-α含量明显低于模型组（P<0.05）,纳布啡2组明显低于纳布啡1组（P<0.05）。纳布啡1组与纳布啡2组治疗第14 d、第28 d的背根神经节TRPV1相对表达水平明显低于模型组（P<0.05）,纳布啡2组明显低于纳布啡1组（P<0.05）。结论：纳布啡鞘内注射在糖尿病神经痛模型大鼠的应用能改善行为能力,抑制背根神经节TRPV1的表达,还可抑制血清IL-6与TNF-α的释放,从而发挥镇痛治疗效用。     

化学交联质谱技术的研究进展

化学交联质谱技术是解析蛋白质结构和研究蛋白质相互作用的重要工具。近5年以来,该技术在方法和应用上都取得了很大的进步。方法上,一方面可断裂交联剂与新型分离富集方法展现了较好的应用前景,另一方面更加高效的交联肽段搜索引擎和质量控制方法为交联质谱数据分析提供了有力的工具。应用上,一方面与冷冻电镜技术结合解析了大量蛋白质的结构,另一方面从研究蛋白质复合物的相互作用发展到研究全蛋白质组水平的相互作用网络。化学交联质谱技术在方法和应用上的蓬勃发展,体现了这一技术的重要作用。本文对化学交联质谱技术的各个环节进行了详细的综述,包括交联剂选择、交联反应、酶切、交联肽段富集、液质联用、交联肽段鉴定、质量控制和生物学应用,重点介绍了最近5年的研究进展。最后,讨论了化学交联质谱技术面临的挑战及未来的发展方向。     

土壤呼吸对降雨变化和氮沉降交互作用响应的研究进展

土壤呼吸作为陆地生态系统碳循环的关键过程,对大气CO₂浓度变化有直接影响。研究其如何响应降雨变化、氮沉降增加等全球变化因子,成为近年全球变化领域的热点与难点。与土壤呼吸响应降雨变化或氮沉降增加单个因子相比,研究土壤呼吸对这两个因子交互作用的响应更接近真实的自然环境,可更准确地预估未来土壤碳排放的变化趋势。目前,相关研究涉及全球不同的陆地生态系统,从土壤、微生物和植物层面对其响应机理进行揭示。本文从土壤呼吸及其组分、相关的土壤性质、微生物及植物因素方面,较全面地梳理了不同陆地生态系统土壤呼吸响应降雨变化和氮沉降增加交互作用的研究进展,指出了现有研究中的不足及今后需加强的研究方向,以期为进一步揭示土壤呼吸对降雨变化和氮沉降增加交互作用的响应规律及机制提供参考。     

表施和混施污泥对团花根系生长的影响

林地利用被认为是污泥资源化利用的重要方式,但施用污泥对林木根系生长的影响报道较少。本研究通过根箱试验,分析表施和混施10%污泥对速生树种团花不同土层根系形态、土壤pH值和电导率动态变化及根系重金属含量的影响,并拟合土壤pH值、电导率和根系重金属含量与根长的关系。结果表明: 与不施污泥(对照)相比,混施污泥显著抑制了团花根长、根表面积和根体积增长,混施污泥120和240 d后,0～20 cm土层总根长分别为不施污泥的76.9%和67.4%;表施污泥对团花根长和根表面积的影响不显著,但显著提高了根体积。混施污泥显著提高了土壤pH值和电导率及根系重金属含量,混施污泥0～20和20～40 cm土层根系镉含量分别是不施污泥的11.5和10.0倍。线性回归拟合分析显示,不同处理0～20 cm土层的电导率与根长均呈显著负相关;表施和混施污泥根系镉含量与根长呈极显著负相关。上述结果表明,混施污泥抑制了团花根系生长,这可能是由于混施污泥提高了土壤电导率和根系镉含量所致,而表施污泥对团花根系生长的作用不明显。     

微生物相互作用中的空间自组织

微生物在全球生态系统中占据着重要地位, 其中一个重要的研究领域是微生物与环境(包括无机环境与生物环境)之间的相互作用。在生态相互作用过程中, 微生物常常通过自组织形成特定的空间模式。微生物的空间模式在种群稳定性、群落动态变化以及维持合作行为方面具有重要作用。本文中, 我们梳理了当下对微生物空间自组织及其所形成的空间模式的研究内容, 首先介绍什么是空间自组织, 再根据生态相互作用类型对自组织的空间模式进行描述, 其中重点讨论合作与竞争中的空间模式, 接着关注微生物空间自组织的过程, 最后我们指出空间自组织对整个群体的结构和功能稳定具有重要意义。研究微生物种群间相互作用中的空间模式, 有助于探索维持合作行为的新机制, 进而为微生物共生系统的构建提供新的理解。     

热带亚热带26种蕨类植物的吸收根解剖特征

植物吸收根的生理功能是从土壤中吸收水分和营养物质, 研究其解剖结构有助于揭示植物的环境适应策略。热带亚热带地区蕨类植物丰富, 生态和经济价值较高, 但目前对这一重要植物类群的吸收根解剖特征的研究仍然缺乏。该研究测定了分布在热带亚热带地区4种典型森林的共26种蕨类植物吸收根的解剖特征, 分析它们的种间差异, 结合系统发育与全球自然分布区的气候因子解释根系性状的变异。同时, 通过收集亚热带木本被子植物和温带蕨类植物相关的已发表数据, 比较不同类群的根系性状相关关系的差异。结果表明: (1)这些蕨类植物吸收根特征的种间差异显著, 8个根系性状的种间变异系数范围为20.61%-41.75%。(2)除皮层厚度外根系性状无显著的系统发育信号, 说明性状变异受系统发育的影响较小; 气候因子显著影响根系特征, 根直径和皮层厚度随着最干月(季)降水量减少而增大。(3)随着吸收根直径的减小, 亚热带木本被子植物趋于具有更低的皮层厚度/中柱直径比值, 而蕨类植物则相反; 与温带蕨类相比, 该研究中蕨类植物具有更大的根直径、皮层厚度和管胞直径。该研究有助于提高对热带亚热带蕨类植物根系生理生态适应性的认识。     

土壤湿度对香樟幼苗根系生长和构型的影响

以1年生香樟(Cinnamomum camphora)幼苗为试材,设置对照组(CK)、中度干旱处理(M)、重度干旱处理(S)三个处理,比较不同土壤湿度下香樟幼苗不同时期地上部分生长和根系构型,探究香樟幼苗根系对不同土壤湿度的适应性及其耐旱机制。结果表明,中度和重度干旱处理组的香樟根系及地上部分干物质积累、根系长度、根系表面积、根系直径和根尖数均显著小于对照组(P<0.05)。同时干旱显著增加香樟幼苗的根系拓扑指数,降低香樟根的分形维数和平均分枝角度(P<0.05)。可见土壤湿度程度及处理时间显著影响香樟根系的生长及在土壤中的布局。较低土壤湿度可显著抑制根长的延长、根表面积扩大和根的增殖,且随着土壤湿度的继续降低以及处理时间延长,香樟幼苗根系的生长受到水分亏缺的抑制作用加重,根系建成成本增高的同时,根系分枝的复杂性降低,根系必须通过朝着更陡、更深的方向生长伸长来提高水分吸收效率。建议在园林绿化工程养护过程中制定科学的水分管理策略,以满足香樟生长过程中对土壤水分的需要。