2017年, 第37卷, 第1期 
刊出日期:2017-01-25
  

  • 全选
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    研究报告
  • 李超, 刘波, 陶玉芬, 李昕潼, 刘建生, 刘红旗
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 1-6. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170101
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    目的:构建肠道病毒71型(Enterovirus71,EV71)的线性中和抗原表位与诺如病毒P结构域融合基因的重组质粒,在大肠杆菌中表达诺如病毒P结构域与EV71中和抗原表位的嵌合蛋白。方法:根据已报道的3个EV71线性中和抗原表位的氨基酸序列,按大肠杆菌密码子表达使用的偏好性优化和设计各线性中和抗原表位的核苷酸序列,将这些表位以单个或不同的组合克隆至含诺如病毒P结构域和GST标签的质粒中,经测序确认后,分别转化到E. coli BL21(DE3)感受态细胞中,通过IPTG诱导融合蛋白表达。用GST融合蛋白纯化磁珠对融合蛋白进行纯化,最后通过免疫印迹法确认融合蛋白的表达及嵌合蛋白的抗原性。结果:测序结果表明,成功地构建了含EV71病毒3个单表位和4个串联中和抗原表位的诺如病毒P结构域重组质粒,而且这7个含线性中和抗原表位的嵌合蛋白在大肠杆菌中都以可溶形式得到了表达。免疫印迹分析表达蛋白的抗原性结果表明,表达的嵌合蛋白都能与抗诺如病毒P结构域抗血清反应。除了含单表位的SP55和SP28嵌合蛋白外,其它的嵌合蛋白均能与抗EV71病毒的抗血清反应。结论:成功地在大肠杆菌中表达了诺如病毒P结构域和EV71病毒中和抗原表位的嵌合蛋白,且具有抗原性,这为诺如病毒和EV71病毒的二价疫苗及检测方法的研发奠定了基础。

  • 辛林, 杨伟锋, 张厚停, 李祎帆
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 7-13. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170102
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    目的:探讨叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒对胃癌细胞生长的影响。方法:制备靶向性叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒,原子力显微镜观察其形态,激光粒度分析仪测定纳米粒的粒径;倒置荧光显微镜观察叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒的转染效率;采用蛋白质印迹法检测胃癌细胞Prdx6蛋白的表达变化;CCK8细胞增殖实验检测胃癌细胞的存活率。结果:①制备成功叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA向纳米粒。②荧光显微镜下观察靶向性叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒转染胃癌细胞的效率明显高于非靶向纳米粒;胃癌细胞转染靶向组纳米粒后Prdx6蛋白的表达显著低于非靶向组。③与对照组相比,叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒能够明显抑制胃癌细胞的增殖(P<0.01)。结论:①叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒可高效转染胃癌细胞。②转染叶酸-壳聚糖Prdx6 shRNA纳米粒后胃癌细胞的生长明显受抑制。

  • 胡立强, 郑文, 钟艺, 杜丹, 杨浩, 龚萌
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 14-20. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170103
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    RC28蛋白是从野生蕈类皱盖罗鳞伞中分离得到的新型抗病毒蛋白。前期通过3'-RACE方法,从皱盖罗鳞伞总RNA中克隆获得包含RC28编码区的cDNA,并通过TA克隆获得质粒pMD18-T-RC28。以该质粒为模板,设计特异性引物,PCR扩增RC28片段,分别插入大肠杆菌表达载体pET28a(+)和毕赤酵母表达载体pPIC9K中,形成在N端表达组氨酸标签的重组RC28表达粒体。将这两种RC28表达质粒转化各自的宿主菌后,筛选阳性克隆,构建稳定表达体系。诱导表达后,用SDS-PAGE电泳和Western blot分析RC28的表达情况。放大表达体系后用Ni-NTA柱纯化获得RC28蛋白,并用MTT法测试重组表达蛋白质的抗病毒活性。在实验条件下,大肠杆菌和毕赤酵母中均能表达可溶性重组RC28,纯化后蛋白质得率分别是3.5mg/L发酵液及0.2mg/L发酵液。但抗病毒活性实验表明,大肠杆菌体系表达的RC28蛋白活性较差,而毕赤酵母系统表达的RC28蛋白的抗病毒活性与天然蛋白接近。

  • 张璟, 张文强, 秦慧民, 毛淑红, 薛家禄, 路福平
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 21-26. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170104
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    果蝇的neverland基因是胆固醇7,8位脱氢的重要酶基因。为了探究其在胆固醇脱氢反应中的催化机制,将neverland分别克隆至表达载体pIEx-6及pXY212,再转染导入S2细胞并电转化到S. cerevisiae W303-1A中表达。Western blot结果证实NVD蛋白在重组S2细胞及S. cerevisiae W303-1A中实现了表达。胆固醇转化实验经HPLC分析发现,重组S2细胞可以将胆固醇转化为7-脱氢胆固醇,而重组S. cerevisiae W303-1A并不能实现胆固醇的7,8位脱氢。此外,在重组S. cerevisiae W303-1A和S2细胞的破碎液共同转化胆固醇及NVD体外转化实验中也未发现产物7-脱氢胆固醇的生成。实验结果显示,neverland基因在S2细胞中具有生物活性而在S. cerevisiae中没有生物活性,表明它在胆固醇脱氢时需要其它的伴侣蛋白协助,实验结果为进一步研究其催化机制提供了理论基础。

  • 王利群, 鲁洪中, 储炬, 王永红
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 27-37. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170105
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    通过在进气中混入部分CO2气体,在分批培养和恒化培养两种培养方式下研究了不同dCO2水平对黑曲霉产糖化酶的影响。在分批培养方式下,较高的dCO2对细胞的生长具有抑制作用,并且随着dCO2水平的增加,抑制程度加强,但是较高浓度的dCO2对糖化酶的合成有利。而恒化培养时,低稀释率D1=0.05/h下,较高的dCO2对细胞的生长并没有明显的抑制作用,但有利于糖化酶合成。高稀释率D2=0.08/h下,较高的dCO2对细胞的生长有明显的抑制作用,并且抑制程度随着dCO2水平的增加而加大。以上实验结果表明,dCO2对细胞生长和糖化酶合成的影响不仅和dCO2水平有关,也和培养方式及细胞所处的特定代谢状态有关。这对于黑曲霉产糖化酶工业放大过程中补料分批发酵中比生长速率的设计具有很好的指导作用。

  • 张震阳, 杨艳坤, 战春君, 李翔, 刘秀霞, 白仲虎
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 38-45. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170106
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    巴斯德毕赤酵母是甲醇酵母,作为应用最广泛的真核表达系统之一,在以甲醇为唯一碳源时可以利用醇氧化酶启动子PAOX1进行外源蛋白的表达,但是这一过程会被甘油阻遏。近几年有研究表明,甘油转运体不仅有运输甘油的功能,还与甘油、甲醇的代谢有一定的联系。目的:构建了甘油转运体GT2(PAS_chr3_1076)缺失菌株P. pastoris X-33 ΔGT2,研究该菌株的甘油去阻遏效应和在不同碳源培养基中诱导PAOX1启动子驱动外源蛋白的表达水平。方法:构建以甲醇诱导型启动子PAOX1调控外源基因EGFP的表达载体PAOX1-EGFP,经酶线性化后电转野生型菌株P. pastoris X-33获得重组菌株x-EGFP;通过同源重组的方法敲除GT2基因,获得ΔGT2-EGFP敲除菌株;以ΔGT2-EGFP和X-EGFP为出发菌株,在甘油、甲醇,以及甘油甲醇混合为碳源诱导醇氧化酶AOX1及绿色荧光蛋白EGFP的表达和生长情况,并检测在以甘油为唯一碳源时,胞外的甘油含量。结果:在以甘油甲醇混合碳源培养时,突变体ΔGT2-EGFP菌株中AOX1单位酶活比野生型菌株高出近35%,单位荧光强度要高出近70%;在以甘油为唯一碳源时,X-EGFP最终收获时的生物量比ΔGT2-EGFP多,且发酵液中甘油含量相对较少;以混合碳源培养时ΔGT2总外源蛋白表达水平最高。结论:实验表明,GT2参与甘油的吸收与代谢,ΔGT2突变株可在一定程度上解除甘油对甲醇的代谢抑制,暗示甘油转运体与PAOX1相关,且基于此研究结果有望优化出更高效的酵母表达系统。

  • 谢喜珍, 林娟, 谢勇, 叶秀云
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 46-52. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170107
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    采用Vibiro sp.ZC-1发酵制备琼胶酶,粗酶液经过中空纤维柱浓缩、硫酸铵沉淀、DEAE-阴离子交换层析,得到一个电泳纯的琼胶酶组分AgaZC-1,其分子质量约为45kDa,比活力为114.613U/mg。对AgaZC-1进行酶学性质分析,结果表明,其最适反应pH为7.0,在pH为5.0~9.0时保温1h仍能保持80%以上的酶活力;最适反应温度为50℃,在45℃条件下保温1h酶活力保持在60%以上。在高浓度(5mmol/L)下,Fe3+、Cu2+、Sn2+和Zn2+能完全抑制琼胶酶的活性,在低浓度(1mmol/L)下,Cu2+、Ba2+、Na+、Zn2+、Ag+、Sr3+、K+对琼胶酶活性具有明显抑制作用。琼胶酶的动力学参数KmVmax分别为0.538mg/ml和6.33μmol/(L·min),对琼胶底物具有高度专一性,降解产物主要为新琼四糖和新琼六糖。

  • 技术与方法
  • 卓丽霞, 王莹, 张春萍, 段静, 张亚妮
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 53-57. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170108
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    α-溶血素(α-hemolysin,αHL)是金黄色葡萄球菌分泌的一种水溶性穿孔毒素,在双脂膜上可组装成结构稳定的七聚体蛋白纳米孔,是理想的单分子检测器件。以大肠杆菌BL21(DE3)pLysS作为表达宿主菌株诱导表达野生型和单位点突变型α-溶血素,超滤膜分子截留法纯化蛋白质,使用兔血红细胞膜将αHL单体组装成七聚体蛋白纳米孔,并在人工脂双层膜上构建适于单分子分析的分子器件。通过溶血实验和单通道电流记录,证实αHL溶血活性良好,组装的αHL七聚体纳米孔在双脂膜上打孔能力和离子通透性良好,结构稳定,可作为理想的单分子检测器件。此方法为大量制备αHL单体及其在单分子分析和应用研究方面奠定了基础。

  • 陈建武, 任红艳, 华文君, 刘西梅, 綦世金, 周黎, 欧阳艳, 毕延震, 杨烨, 郑新民
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 58-63. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170109
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    同源重组介导的基因打靶技术因其准确性高、引入的突变可以预测,已经成为功能基因组研究的重要工具。但是在真核生物体内,天然同源重组的概率极低,对后续的筛选和鉴别造成很大困扰。因此,建立一个广谱性的高效筛选策略极为重要。研究基于“双荧光”的可视化筛选,通过提高筛选效率,从而建立了一种显著提高同源重组打靶效率的新策略。该策略以绿色荧光蛋白基因和新霉素基因为正筛选标记,以红色荧光蛋白基因为负筛选标记。经过G418筛选后,挑取仅表达绿色荧光蛋白的抗性克隆,用于跨界PCR检测。研究尝试运用上述新策略,借助CRISPR/Cas9技术,对猪肌抑素基因进行同源重组介导的基因打靶。在选取的T1和T2两个靶位点处,“双荧光”策略筛选的细胞阳性率分别达到80.5%和86.7%,筛选效率得到显著提高。研究建立的“双荧光”可视化筛选策略具有高效性和广谱性,在动物基因编辑领域具有广阔的应用前景。

  • 刘珊, 李元, 祝俊
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 64-70. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170110
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    以廉价易得的L-苏氨酸为原料,利用在大肠杆菌中重组表达的苏氨酸脱氨酶和亮氨酸脱氢酶,并偶联基于酮还原酶的NADH再生系统一锅法制备L-2-氨基丁酸。以L-2-氨基丁酸的产率为指标,考察了一锅法酶催化制备L-2-氨基丁酸的最适pH、L-苏氨酸浓度及异丙醇浓度。在最适pH 7.5~8.0,L-苏氨酸浓度50g/L,添加5%的异丙醇及0.5g/L NAD+,分别加入0.6g/L苏氨酸脱氨酶、2g/L亮氨酸脱氢酶及2g/L酮还原酶,反应20h,可实现L-2-氨基丁酸的摩尔产率为99%,产量为43g/L。该结果为L-2-氨基丁酸的制备提供了一种新的思路。

  • 赵一瑾, 王腾飞, 汪俊卿, 王瑞明
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 71-80. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170111
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    海藻糖是自然界中普遍存在的一种非还原性双糖,是一种极好的天然干燥剂和保鲜剂。海藻糖合酶能够催化α,α-1,4-糖苷键连接的麦芽糖直接转化为α,α-1,1-糖苷键连接的海藻糖,是生产海藻糖的首选。为获得具有良好展示效果的海藻糖合酶,将其高效稳定的展示于枯草芽孢杆菌芽孢表面,实验同时分别选取增强型绿色荧光蛋白(EGFP)和海藻糖合酶(Tres)作为模型蛋白,以来自枯草芽孢杆菌的芽孢衣壳蛋白CotC作为枯草芽杆菌表面展示的锚定蛋白进行表面展示研究。利用流式细胞仪分析EGFP在芽孢表面展示的情况,结果表明芽孢衣壳蛋白CotC可以将EGFP固定在芽孢的表面。然后将荧光蛋白基因egfp通过酶切替换为海藻糖合酶基因tres,将重组菌株使用pH7.5的缓冲液清洗并重悬,与底物浓度为30%的麦芽糖在50℃水浴条件下作用2h,反应产物利用HPLC检测,能够检测到海藻糖峰,通过计算得到的酶活为252U/ml。说明海藻糖合酶基因通过与芽孢衣壳蛋白CotC融合后可被展示在芽孢的表面。

  • 邓义熹, 李继东, 李乐, 蒙国基, 于玉根
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 81-88. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170112
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    陶瓷羟基磷灰石广泛用于各种生物分子的分离和纯化,但在层析应用上,纯化洗脱过程中填料表面氢原子的释放容易导致其性能和寿命降低。研究了一种可以延长CHT填料使用寿命的方法,通过在洗脱步骤前加入一种称为表面中和体系(SNS)的溶液,结合释放的氢原子,使得整个体系处于一个接近中性pH的状态。先筛选出有效调整pH的SNS条件,通过钙离子流失的监测证实该条件的有效性。再通过在WLB304单克隆抗体纯化工艺中加入SNS之后,对羟基磷灰石填料载量、pH和压力的变化、杂质的去除能力进行考察。结果表明,加入SNS可以有效减少钙离子流失,同时并不会影响CHT层析工艺的效果。

  • 综述
  • 李连伟, 张阿梅, 马占山
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 89-96. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170113
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    代谢组是细胞新陈代谢过程中小分子代谢物的集合。新陈代谢为细胞提供生理活动必需的物质和能量。代谢组直接反映细胞的新陈代谢过程,对代谢组的研究体现细胞的功能。细胞功能的异常会导致代谢组的异常,因此通过代谢组数据即可分析出细胞的健康状况。对代谢组物质的提取鉴定过程和代谢组数据的分析方法,主要是对代谢组数据整理和代谢网络推断过程进行综述。

  • 张中素, 杨瑞刚, 朱凌云, 吴小敏
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 97-103. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170114
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    萜类化合物种类繁多、结构复杂,在医药、能源等领域具有重要的应用价值。当前萜类化合物主要是从植物中提取或化学法合成,费效比较高,而微生物合成成本低、效率高,更具有发展潜力,但由于萜类代谢通路复杂、微生物自身代谢调控精细以致难以人为操控,多数萜类化合物尚未通过微生物合成获得可观的产量。对此,对提高微生物合成萜类化合物的策略进行综述,旨在为萜类化合物在微生物中的生产与研究提供参考。

  • 行业分析
  • 卢姗, 李苏宁, 范红
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 104-110. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170115
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    近年来,肿瘤免疫治疗研究取得了突破性进展,相关技术与产品研发呈爆发式增长,众多生物技术公司和制药公司纷纷投入其中,国际竞争日趋激烈。未来我国如何能够抓住机遇,在国际竞争中脱颖而出是当前亟待思考的问题。通过对肿瘤疫苗,以CAR-T和TCR-T为代表的过继细胞疗法和以PD-1/PD-L1靶点为核心的免疫检查点抗体及药物研究的主要产品、技术和研究方向的全面梳理,加深对本领域发展现状的整体把握。通过分析上述代表性肿瘤免疫疗法的技术特点和发展趋势,为研发工作提供参考,同时针对我国在该领域的研发现状与存在的问题,提出加强统筹规划、注重基础研究、重视专利保护以及加强科学监管的发展建议,为如何更好的发展我国肿瘤免疫治疗领域提供参考意见。

  • 李敏
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 111-118. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170116
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    疫苗是目前人类预防疾病最有效的武器,是每个人都脱离不开的公共医疗产品,为全人类的健康做出了巨大贡献。目前全球大约有68种疫苗上市销售,能够预防34种疾病。近年来全球疫苗市场稳步增长,疫苗销售额逐年增加,2015年全球疫苗销售总额达到296亿美元,辉瑞、默沙东、赛诺菲、葛兰素史克、诺华五大巨头占据市场销售额的85%以上,多种疫苗产品取得较好销售成绩。中国疫苗市场规模也在迅速增长,2015年疫苗市场产值达到183.7亿元,2015年疫苗批签发数量达到7.04亿瓶,疫苗生产企业产品种类不断丰富,疫苗研发能力逐渐增强。新兴国家疫苗市场正在逐步发展,其中印度表现优异,中国疫苗产业国际化方面虽落后于印度,但也取得了不少进步,走向国际市场已经成为不可逆转的趋势。

  • 沈平, 武玉花, 梁晋刚, 卢新, 章秋艳, 王颢潜, 刘鹏程
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 119-128. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170117
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    21世纪是生物技术的世纪,加快转基因技术研发已成为世界各国增强核心竞争力的战略决策。介绍了全球转基因作物的研发、种植及应用状况。农业生物技术产业进入全球化布局的新阶段,各国纷纷规划和布局,以期在渐趋垄断的技术与市场中争得先机。经过20年的发展,我国在生物技术研发领域已取得长足进步,抗虫棉大面积推广,产生了良好的经济效益和社会效益。但受消极舆论环境等因素的影响,推动其他转基因作物产业化的进程缓慢。我国是一个人口大国,粮食供需矛盾突出,大力发展生物技术产业是我国未来的必然选择。我国一方面要在确保安全的基础上坚持走自主创新之路;另一方面政府要建立及时的信息披漏机制,营造良好的舆论环境,从国计民生出发,在科学的基础上自主决策,推动我国生物技术产业的健康、有序发展。

  • 评论
  • 胡瑞法, 王玉光, 石晓华
    中国生物工程杂志. 2017, 37(1): 129-132. https://doi.org/10.13523/j.cb.20170118
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