蛋白质结构和功能关系的教学实例——绿色荧光蛋白的发现和发展

蛋白质是生命的物质基础,几乎参与生命活动的每一个过程。蛋白质功能也存在多样性,如生物催化、代谢调节、免疫保护、转运储存等作用,这些功能的发挥都与蛋白的结构密切相关。因此,“蛋白质的结构与功能”是生物化学课程中的重要章节,涉及到生物学、化学、分子生物学等多学科的交叉,具有理论抽象和知识点繁杂等特点。本文以“绿色荧光蛋白的发现和发展”为例,探讨了蛋白质结构和功能关系教学的具体设计和实践,希望使“蛋白质的结构与功能”的课程教育更加简明易懂,并提高学生对课堂内容的重视度,旨在为生物化学教学改革提供参考。     

中国新记录蓝藻—绿色微囊藻及其毒性的初步研究

蓝藻植物中的微囊藻属(Microcystis),是存在于湖泊、池塘、水库等环境中普生性藻类,其中一些种类能产生毒素。到目前为止,对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)及其它的毒性研究国内外都进行了大量的工作;但对绿色微囊藻(Microcystis viridis)的形态描述、生态特性及     

分枝杆菌LY-1内源性表达元件的筛选及其在降低Cas9蛋白毒性中的应用

【背景】分枝杆菌LY-1因能够将天然植物甾醇代谢转化为重要甾体药物中间体,目前已成为工业上的优势生产菌株。高效的CRISPR/Cas9基因编辑技术是工业菌株代谢工程改造进行产量性状提升的关键。然而由于Cas9蛋白的高表达毒性问题且分枝杆菌中已公开报道的可用表达元件较少,极大地限制了Cas9蛋白在该菌株中的适度表达。【目的】筛选内源性表达元件,利用合适的表达元件启动Cas9蛋白的表达,降低其对菌株的毒性。【方法】依据文献和前期研究获得的分枝杆菌基因转录组水平数据,并结合启动子在线预测网站BDGP(https://www.fruitfly.org/seq＿tools/promoter.html),筛选内源性表达元件。以增强型绿色荧光蛋白作为报告基因对表达元件的强度进行评估,并采用不同强度的表达元件启动Cas9蛋白的表达。【结果】获得了23个不同表达强度的表达元件,采用中等强度的表达元件及弱表达元件都降低了Cas9蛋白对分枝杆菌LY-1的毒性,实现了Cas9蛋白在该菌株中的适度表达。【结论】建立了分枝杆菌LY-1内源性表达元件库,为后续菌株中高效CRISPR/Cas9基因编辑技术的构建及关键...     

用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统高效表达绿色荧光蛋白标记的HBVe抗原

通过基因工程操作,使乙型肝炎病毒ｅ抗原（ＨＢｅＡｇ）基因与绿色荧光蛋白基因（ＧＦＰ）融合,用新型Ｂａｃ－ｔｏ－Ｂａｃ杆状病毒表达系统在昆虫细胞中高效表达了ＨＢｅＡｇ－ＧＦＰ双功能融合蛋白。经ＥＬＩＳＡ法和荧光显微镜观察证实,表达产物既能发射易于检测的绿色荧光,又具有ＨＢＶ的ｅ抗原活性,为免疫诊断新方法的建立进行了有益的探索     

利用体细胞核移植技术制作人胰岛素原转基因牛 （英文）

通过体细胞核移植技术制作了人胰岛素原转基因牛。在CMV启动子指导下以内部核糖体进入位点序列(IRES)连接的新霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因组成了双重标记基因的筛选系统,用于转基因细胞的富集以及细胞和植入前胚胎的筛选。转基因通过电穿孔的方法(900V/cm,5ms)转入体外培养的牛胎儿成纤维细胞,基因转染细胞在添加G418 (800μg/mL)的培养基中培养10天以富集转基因细胞。选择表达绿色荧光蛋白的转基因细胞作为核供体进行体细胞核移植,重构胚经体外培养至囊胚阶段,选择表达绿色荧光蛋白的囊胚进行胚胎移植。为比较基因转染以及供体细胞所处周期对转基因细胞核移植胚胎发育的影响,用作核移植供体的转基因细胞或非转基因细胞先饥饿培养2—4天(0.5 ?S) ,然后恢复培养(10?S) 10 h使细胞同步化于G1期,以正常培养的细胞作为对照进行核移植。结果表明,转基因细胞作为核供体得到的核移植胚胎的体外囊胚发育率低于以非转基因细胞为核供体的对照组(23.2% VS 35.2 %,P<0.05) ;转基因细胞周期同步化处理与否对其克隆胚囊胚发育率无显著影响(23.2% VS 18.9 %,P>0.05)。胚胎移植后2个月直肠检查发现7头受体牛(每头移植2—4枚胚胎)中有一头妊娠,并最终发育足月产下一头小牛。聚合酶链反应(PCR)检测和DNA测序分析表明其为转人胰岛素原基因的转基因克隆牛。     

苜蓿银纹夜蛾多核衣壳核型多角体病毒AcMNPV P78/83蛋白初步研究

AcMNPV ORF9编码病毒核衣壳蛋白P78/83,该蛋白在宿主细胞内以磷酸化和去磷酸化两种形式存在,能够与细胞骨架成分肌动蛋白相互作用,序列分析表明其具有与WASP蛋白类似的结构,推测可能在病毒粒子的包装、运输等过程中起重要作用.本文利用Bac-to-Bac系统构建了P78/83与绿色荧光蛋白融合表达的重组AcMNPV,激光共聚焦显微镜观察表明,重组病毒感染Sf21细胞12h后绿色荧光主要集中分布于细胞质中,24h及以后绿色荧光主要集中分布于细胞核中.感染试验表明,超表达P78/83对病毒的生长无明显的影响.     

用共聚焦激光扫描显微镜观测GFP标记的内生固氮菌Klebsiella oxytoca SA2侵染水稻根

用高效绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）突变体EGFPmut2的基因标记内生固氮菌－－产酸克雷伯氏菌（Klebsiella axytoca (Fluegge)Lautrop）SA2,用标记菌接种限菌培养条件下生长的水稻（Oryza sativa L.）幼苗,在接种后1、2、4 、8、12、16和21d,用共聚焦激光扫描显微镜对水稻鲜根进行光学切片,显示了标记菌从水稻根成熟区表面向根内入侵的过程。定殖在根表面的标记菌主要从侧根伸出的位置侵入侧根皮层,从邻近发生侧根的位置进入内皮层和维管柱。SA2还能从初生根成熟区无侧根伸出的位置侵入皮层向维管柱迁移。SA2入侵水稻根引发了水稻根局部的过敏反应以阻滞细菌地下海主侵,表现为侵入根内的细菌周围的根细胞细胞壁变厚,在蓝光下发出很强的黄绿荧光。     

蚜虫新型预警网络的构建及其绿色防控技术研究

在公益性行业（农业）科研专项的支持下,项目组在我国大豆和小麦主产区进行了蚜虫监测预警及绿色防控技术的研究。构建了基于吸虫塔的蚜虫监测预警网络系统,在蚜虫基础生物学研究、天敌资源普查及其控蚜作用研究的基础上,研发了多项以生物防治为主体的蚜虫绿色防控技术,包括天敌人工助迁、人工饲养天敌释放、作物邻间作措施、物理防控、隐蔽性施药等。相关技术措施在我国的东北、华北等大豆蚜、麦蚜为害严重的大豆产区和小麦主产区共建立了4个规模较大的试验示范区,取得了较好的综合效益。