目的:确定α-Synuclein蛋白与线粒体相互作用的功能结构域,并检测该结构域对线粒体功能的影响。方法:构建重组融合蛋白质粒pCMV-myc/α-Syn-WT、pCMV-myc/α-Syn-N和pCMV-myc/α-Syn-△N,转染人胚肾HEK293T细胞,通过免疫共沉淀明确α-Synuclein蛋白与线粒体相互作用的功能结构域。使用表达α-Synuclein蛋白的病毒上清感染小鼠多巴胺能神经细胞MN9D,通过免疫荧光、流式细胞术检测线粒体膜电位及Cytochrome c释放。结果:成功构建了pCMV-myc/α-Syn-WT、pCMV-myc/α-Syn-N和pCMV-myc/α-Syn-△N融合蛋白质粒,免疫共沉淀明确α-Synuclein N-端为其功能结构域,JC-1染色发现N-端使线粒体膜电位降低,流式细胞术证实N-端使Cytochrome c释放明显增加。结论:α-Synuclein N-端是其与线粒体相互作用的功能结构域,N-端降低线粒体功能。
目的 探讨骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)与聚乳酸/羟基乙酸共聚物(poly (lactide-co-glycolide),PLGA)三维生物支架在软骨源性形态发生蛋白1(cartilage-derived morphogenetic protein 1,CDMP1)和转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)作用下向软骨细胞表型分化及体内修复喉软骨缺损的能力。方法 在体外高密度细胞悬液与PLGA共同构筑的三维立体培养体系下CDMP1和(或)TGF-β1联合诱导BMSCs向软骨细胞分化,观察诱导后细胞表型的表达;将培养体系移植入动物体内,从大体、组织学方面观察其对喉软骨缺损的修复效果。结果 诱导后的培养体系可表达特异性软骨基质Ⅱ型胶原和GAG;将培养体系移植入动物体内,可有效的修复喉软骨缺损。结论 BMSCs与PLGA三维生物支架在CDMP1和TGF-β1作用下所得组织工程化软骨可以有效的修复喉软骨缺损。
锥虫是人的血液寄生虫,对热带乃至拉丁美洲贫困地区影响极大,但目前的传统治疗药物存在副作用大、有效性不断降低的问题。根据亮氨酰tRNA合成酶在微生物中可作为药物靶点的事实,在新型抗锥虫药物筛选中,通过对锥虫的亮氨酰tRNA合成酶的克隆、表达和纯化,以及该酶活性测定的优化,建立了该酶抑制物的筛选系统。筛选结果表明,这一以锥虫亮氨酰tRNA合成酶为靶标的抗锥虫药物筛选系统可以有效筛选抗锥虫化合物,选出的化合物有一定的抗锥虫特异性,并可以用于化合物的进一步优化和测定其半抑制浓度。使用这一系统筛选到了对锥虫有较好抑制作用,但对人类细胞毒性较小的一系列新型化合物,因而锥虫亮氨酰tRNA合成酶很可能成为开发有效抗锥虫药物的新靶标。
目的:表达和纯化两种小鼠RHOX5蛋白的截短型突变体,确定完整的RHOX5蛋白及其两种截短型突变体与MDFIC蛋白结合的能力。方法:生物信息学分析小鼠同源异型框蛋白RHOX5的cDNA序列,分别对RHOX5的两种截短型片段RHOX5 N和RHOX5 C进行PCR、分别扩增RHOX5的两种截短型片段RHOX5 N和RHOX5 C并将其克隆至pGEX4T3原核表达载体,构建重组表达质粒。用重组表达质粒分别转化大肠杆菌RosettaTM2(DE3)菌株,经IPTG诱导后,使用Glutathione-Sepherase 4B颗粒对融合蛋白进行小批量亲和纯化,通过SDS-PAGE电泳分离目标蛋白,确定融合蛋白的表达。进行GST-pull down实验,检测完整的RHOX5蛋白及其两种截短型突变体与MDFIC蛋白结合的能力。 结果:在大肠杆菌RosettaTM2(DE3)中有效地实现了GST-RHOX5、GST-RHOX5 N和GST-RHOX5-C-3种融合蛋白的可溶性表达;经Glutathione Sepherase 4B颗粒亲和纯化后,获得了纯化后GST融合蛋白;GST-pull down实验证实,含有homeodomain的RHOX5蛋白和RHOX5C截短型突变体可以与MDFIC蛋白相结合,而RHOX5N截短型突变体则丧失了与MDFIC蛋白结合的能力。 结论:实现了RHOX5及其两种截短型突变体的原核表达和纯化,证实RHOX5蛋白的homeodomain结构域是其与MDFIC结合的关键部位。
化学合成H5N1亚型禽流感病毒M2蛋白N端胞外域基因序列3拷贝基因(3M2e),与人结核杆菌hsp70蛋白基因融合,克隆至原核表达载体pET-32a(+),构建表达载体pET-3M2e 与pET-3M2e-hsp70。重组质粒转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导重组蛋白获得表达,通过镍亲和层析获得纯化的融合蛋白,利用Western blot鉴定重组蛋白免疫原性。将纯化的重组蛋白免疫20日龄的禽流感非免鸡,以人工合成的M2e与KLH偶联后免疫鸡作为阳性对照,以pET-32a(+)载体蛋白注射组作为阴性对照,初免后2周加强免疫。通过抗M2e抗体检测、 细胞病变抑制试验与间接免疫荧光试验评价重组蛋白免疫后产生的体液免疫反应; 利用流式细胞分群及细胞因子产量检测评价重组蛋白免疫后产生的细胞免疫反应。加强免疫后4周用100EID50的H9N2亚型AIV攻毒,通过Real-time PCR检测攻毒后3、5、7天免疫鸡泄殖腔棉拭子中病毒的含量。结果表明,重组蛋白3M2e hsp70免疫组能够刺激免疫鸡产生较高的抗体水平及细胞免疫应答,并且攻毒后泄殖腔棉拭子中病毒含量明显降低。
将输卵管特异表达启动子调控的人组织激肽释放酶(human tissue kallikrein,hKLK1)表达盒插入至AAAV转移载体pAITR中,与AAAV包装载体pcDNA-ARC及腺病毒辅助质粒pHelper三质粒利用磷酸钙沉淀法共转染AAV-293细胞,制备输卵管特异表达hKLK1的rAAAV。将获得的重组病毒以每只鸡2×1010病毒颗粒数翅静脉注射正常产蛋母鸡,RT-PCR结果显示hKLK1只在输卵管部位表达;酶活性检测结果表明:注射后第2天就可以检测到rhKLK1的活性,第3周表达量最高,达107.3U/ml,表达时间持续6周之久;用含rhKLK1的蛋清灌喂自发性高血压大鼠(SHR),可使其血压下降70mmHg,5天后回升到饲喂前水平。以上结果表明重组禽腺联病毒介导的鸡输卵管暂态生物反应器不仅具有很好的组织特异性,而且可指导外源基因长期稳定的表达。
探索灵芝在以蕨渣为主要成分的固态基质中的培养条件,可为蕨渣的开发利用提供理论依据。以蕨渣为主要原料,采用响应面法对灵芝培养条件(基质蕨渣比例、基质含水量和培养温度)进行优化。结果表明,基质蕨渣比例、基质含水量和培养温度对灵芝菌丝日平均生长速率均有极显著的影响(p<0.01),且基质含水量与培养温度之间、基质蕨渣比例与基质含水量之间存在交互作用。优化出灵芝培养条件为蕨渣比例85%,基质含水量62.5%,培养温度27℃,在此条件下,灵芝菌丝日平均生长速率为3.48mm/d。多元回归分析结果显示,基质蕨渣比例、基质含水量、培养温度与菌丝日平均生长速率之间回归模型高度显著,可用于实际生产预测。首次报道了利用蕨渣培养灵芝,为蕨渣进一步的开发研究奠定基础。
植物真菌病害给农业生产带来了巨大损失,因此对高效、低毒、低残留的生物农药的开发迫在眉睫。洋葱伯克霍尔德菌CF-66(Burkholderia cepacia CF-66)对真菌类病原菌具有强烈的抑制作用。其发酵液经减压浓缩和乙酸乙酯萃取得到粗提液,粗提液经反复硅胶柱层析和反相高效液相色谱(RP-HPLC)多步柱层析,首次分离纯化得到一种环二肽——cyclo(Phe-Pro)(cFP)。利用气质联用(GC-MS)系统和HPLC进行定性和定量,结果表明分离纯化物质呈单峰,纯度较高且经标准曲线算出其浓度约为15 mg/ml。MIC值的测定结果表明该物质对立枯丝核菌、黄瓜菌核、玉米弯孢病菌等植物病原菌及冻土毛霉、黄曲霉、米根霉等食品腐败菌均具有较强的抑制作用。经显微镜观察发现,该物质可使丝状真菌菌丝生长异常,菌丝由光滑细长变得粗糙、弯曲、短粗且顶端膨大呈泡状。
以pPIC9为模板,通过PCR扩增获得酿酒酵母的α-交配因子(α-factor),并克隆至酿酒酵母胞内表达载体pYES2/CT中,构建了一种新型酿酒酵母附加型分泌表达载体pYES2/CT/α-factor(pYCα)。再将甘露聚糖酶基因(mannase,man)通过酶切、连接克隆至pYCα的α-factor的下游,构建了pYCα-man重组载体检验pYCα的分泌性能和稳定性。结果显示α-factor可引导甘露聚糖酶基因在胞外分泌表达,在曲利本兰培养基上形成明显的水解圈,进一步分析重组菌胞外和胞内酶活,结果显示对照INVSc1/pYCα的两种酶活都未检测到,而INVSc1/pYCα-man具有明显的胞外酶活,未检测到胞内酶活,说明构建的pYCα具有良好的分泌性能;稳定性实验表明重组质粒连续培养150 h仍具有良好的稳定性。
从氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)的基因组DNA上扩增出木糖醇脱氢酶基因xdh,构建了诱导型表达载体pSE-xdh,导入E.coli JM109后获得了高效表达木糖醇脱氢酶基因的重组菌JM109/pSE-xdh。通过HisTrap HP亲和层析和SephacrylS300分子筛两步纯化从细胞中得到纯酶,并对酶学性质进行研究。XDH最适还原反应的pH值为5.0,最适还原反应的温度为35℃;最适氧化反应的pH值为11.0,最适氧化反应的温度为30℃。重组菌中的XDH依赖NADH,对NADH的米氏常数Km=57.8 mmol/L,最大反应速率Vmax=1209.1 mmol/(ml·min)。重组菌的XDH酶活力为13.9 U/mg。利用重组菌和原始菌混合静止细胞转化D木酮糖,16 h 28.0 g/L D木酮糖生成16.7 g/L木糖醇,而原始菌单独转化只生成8.3 g/L木糖醇。
为了提高蒜氨酸酶的稳定性并实现酶的反复利用,研究了影响蒜氨酸酶固定化的因素及固定化蒜氨酸酶的酶学性质。蒜氨酸酶的固定化以壳聚糖微球为载体,戊二醛为交联剂,固定化的最适条件为:戊二醛浓度4%,给酶量20.2U,交联时间2h。固定化蒜氨酸酶的最适pH值7.0,最适温度35℃,米氏常数Km 7.9 mmol/L,操作稳定性比较好,连续使用10次后酶活力损失低于10%。
番茄红素的抗氧化能力目前在类胡萝卜素中最强,是近年来国际上功能食品成分研究的热点。在国内首次利用龟裂链霉菌(Streptomyces rimosus)发酵生产番茄红素,建立了分光光度计法和HPLC法等番茄红素测定方法;以一株龟裂链霉菌Fc作为出发菌株,进行紫外诱变,筛选到一株突变高产菌株Fc’,其番茄红素产量较出发菌株提高2.5倍;通过摇瓶发酵实验优化培养条件,使菌株Fc’的番茄红素产量达到230 mg/L,并且在不添加任何阻断剂的情况下,利用链霉菌发酵可获得纯度较高的番茄红素。该结果为今后利用链霉菌工业化生产番茄红素奠定了良好基础。
考察了不同培养基中硅藻(Nitzschia laevis)合成二十碳五烯酸(EPA)的情况,筛选出了EPA合成的基础培养基8LDM,即将LDM培养基中营养物质浓度提高7倍。采用此培养基进行发酵,EPA的产量达到了95.22mg/L,是采用f/2和LDM发酵最大值的4.24倍和4.36倍。
大肠杆菌难以表达大的蛋白,毒性蛋白以及膜蛋白,“Npu DnaE内含肽表达系统“使这些蛋白的表达成为可能。该系统的基本原理是:在特定位点处将目标基因(编码T7 RNA聚合酶的基因)断裂成两部分,然后分别与Npu DnaE内含肽的N端,C端片段融合,两种融合基因分别表达纯化,在体外将两种融合蛋白等摩尔比混合即可产生有功能的T7 RNA聚合酶。理论上,该体系也可用于合成其他大的蛋白,毒性蛋白或膜蛋白。
目的:建立并初步评价一种针对重要肠道病原菌的多重PCR基因芯片检测方法。方法:对筛选出的特异引物进行多重PCR优化,将引物分别按种属内混合和种属间混合的方案排查引物间的竞争性抑制现象,再将不同菌属的模板混合,用相对应的混合引物扩增,探寻高效特异的引物组合。分别掺入和不掺入荧光素,验证其对混合PCR反应的影响,并与芯片杂交,探寻多重PCR扩增效率对芯片杂交的影响。分析不同数量引物组合产生的杂交结果,筛选出无交叉反应的最优引物组合。结果:种属内引物混合均得到特异性扩增结果。种属间混合霍乱弧菌和空肠弯曲菌得到部分预期条带,随着混合引物数量的增加,交叉抑制现象也增多。杂交信号强度随多重PCR扩增效率的增加而增强。反应中掺入荧光素的扩增条带产量低于无荧光素的产物。可将35对混合引物拆成3个体系分别标记样品,以避免假阴性结果。结论:PCR反应中掺入荧光素降低扩增效率和杂交效率,但并不影响对杂交结果的判读和数据分析。基因芯片杂交信号强度取决于多重PCR的扩增效率。肠道病原菌多重PCR基因芯片检测方法具有较高的特异性,混合PCR可以分别按照种属内和种属间的引物组合方案用于多病原的筛检。该基因芯片检测可以采用3个引物体系完成样品标记。
利用反向斑点杂交技术,设计出特异性基因分型探针,并将探针固定在带正电荷的尼龙膜上,与PCR扩增带有地高辛标记的临床血清样本进行杂交。通过优化杂交反应条件,建立起简单、快速、特异地检测HBV基因型的方法。利用该方法对重庆地区临床样本进行分型检测,并与直接测序结果比较。结果表明新建的HBV基因分型方法可对拷贝数在103以上的血清样本准确分型,特异性达到96.67%。重庆地区感染HBV主要以B型为主。
MegaBACETM 1000 DNA测序仪是由美国Pharmacia公司生产的一种高通量的DNA测序仪,利用这套测序仪,可以进行DNA测序、遗传分析等相关研究。但该公司生产的用于遗传分析的DNA标记物(marker)(ET550-R Size Standards)价格不菲,出于节省成本的考虑,自行开发了荧光标记物,经过验证,这个标记完全可以在MegaBACE 1000 DNA测序仪上使用。利用这套标记物和自己开发的标记物识别软件,构建了一套基于MegaBACE 1000 DNA测序仪的改良的、高通量的AFLP操作流程。
以透明质酸分解酶基因(Hyl)为改造目标, 利用同源重组技术获得 Hyl基因敲除的重组菌。首先以兽疫链球菌的基因组DNA为模板扩增出部分透明质酸分解酶基因(Hyl-1),然后将其克隆到载体pMD19-T上,再以质粒pUC19为模板, PCR扩增得到氨苄青霉素抗性基因,通过反向PCR将其插入Hyl-1基因的中部,得到基因敲除载体pMD19T-SA。该载体与质粒pBR322分别用EcoRⅠ、PstⅠ双酶切后进行连接,得到基因敲除的重组载体pBR322SA,PCR 及限制性酶切分析,构建的敲除载体与设计结果相符。最后,利用这两种敲除载体通过同源重组技术得到一株重组菌,经PCR 及酶活鉴定,这株菌的Hyl 基因已缺失。
对羟苯基丙酮酸双加氧酶(ρ-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD;EC 1.13.11.27)催化生物体内对羟苯基丙酮酸与O2作用形成尿黑酸的反应,是植物体中质体醌和生育酚生物合成途径的关键酶。当其活性受到抑制时,植物体中作为类胡萝卜素生物合成途径中最终电子受体和光合链电子传递体的质体醌的生物合成受阻,进而导致类胡萝卜素合成减少,光合链电子传递受阻,致使植物体出现白化症状。目前已经开发了多种以HPPD为靶标的除草剂,该类除草剂及抗除草剂转基因植物研究具有广阔的前景。对这一新型白化型除草剂靶标酶以及耐该类除草剂转基因植物的研究进展作了简要综述。
大多数植物能和丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)真菌形成菌根共生体。AM能够促进植物对土壤中矿质营养的吸收,尤其是磷的吸收。磷的吸收和转运由磷酸盐转运蛋白介导。总结了植物AM磷酸盐转运蛋白及其结构特征,分析其分类及系统进化,并综述了AM磷酸盐转运蛋白介导的磷的吸收和转运过程及其基因的表达调控。植物AM磷酸盐转运蛋白属于Pht1家族成员,它不仅对磷的吸收和转运是必需的,而且对AM共生也至关重要,为进一步了解菌根形成的分子机理及信号转导途径提供了理论基础。
随着广宿主载体系统的发展,Tn5及其衍生载体已经广泛应用于革兰氏阴性细菌的分子遗传学研究。主要综述了Tn5转座突变技术在生防细菌生防机理研究、细菌必需基因的鉴定、病原细菌毒力相关基因研究、代谢调控基因研究和菌株的遗传改良方面的应用研究进展。
啤酒工业上应用的啤酒酵母菌株在生产中都会存在着某些方面的缺陷。通过分析啤酒酵母某些代谢产物的代谢途径,寻找改变其代谢流量的方法,然后用分子生物学手段对其代谢流量加以改变,来调节啤酒酵母某些产物的代谢水平已经成为啤酒酵母育种的新方式。对酵母的底物利用、可操作性、控制有害副产物的产量及改善啤酒风味等方面的研究成果进行了综述。