目的 利用CRISPR/Cas9-SAM系统构建CHD5基因过表达慢病毒载体,并分析其对膀胱癌细胞T24增殖,迁移和侵袭能力的影响.方法: 针对CHD5基因设计3个sgRNA(sgRNA-1,sgRNA-2,sgRNA-3),将sgRNA连入LV-sgRNA-MS2-P65-HSF1-Neo载体,经293T细胞包装后获得高滴度慢病毒颗粒.病毒以MOI=10感染膀胱癌细胞T24.RT-qPCR和Western blot分别检测感染病毒后T24细胞CHD5 mRNA和蛋白表达水平,CCK8实验,流式分析,划痕实验和Transwell实验检测CHD5过表达对T24细胞增殖,凋亡,迁移和侵袭能力的影响.结果: 成功构建CHD5过表达慢病毒载体.慢病毒感染T24细胞后,RT-qPCR和Western blot证实,T24细胞CHD5的mRNA和蛋白表达水平显著高于空白组和阴性对照组(P<0.05),并且sgRNA-3-MS2-P65-HSF1序列的作用最为显著.CCK8及流式分析结果显示,过表达CHD5抑制T24细胞增殖,促进凋亡,与对照组相比,均有统计学意义(P<0.001).划痕和Transwell实验结果表明,过表达CHD5可抑制T24细胞迁移和侵袭能力(P<0.01).结论: 成功构建CHD5过表达慢病毒.过表达CHD5能促进膀胱癌细胞T24凋亡,抑制其增殖,迁移和侵袭能力.
建立基于Cre/loxp重组酶系统调控的海马和新皮质特异性GABAA受体γ2亚基(GABRG2)基因条件基因敲除小鼠模型,为深入研究海马区和新皮质GABRG2在癫痫发生中的功能作用提供动物模型.将引进的GABRG2 fl/wt转基因小鼠与海马和新皮质特异性表达Cre +/+重组酶工具鼠分别进行繁配和鉴定,然后再将2种小鼠进行杂交并对其子代小鼠的基因型进行鉴定,其子代基因型为GABRG2 fl/wtCre +的小鼠为构建的海马区和新皮质特异性GABRG2基因条件性敲除小鼠.利用PCR技术鉴定小鼠基因型,Real-Time PCR和Western blot技术检测GABRG2基因在小鼠海马和新皮质中的mRNA水平和蛋白质水平的表达情况.PCR结果显示子代小鼠基因型符合GABRG2 fl/wtCre +;海马与新皮质特异性GABRG2基因敲除小鼠海马和新皮质中GABRG2的mRNA水平和蛋白质水平显著低于对照组;热造模过程中,实验组小鼠癫痫发作更明显.利用Cre/Loxp技术成功构建了海马与新皮质GABRG2基因敲除小鼠,可为进一步研究GABRG2在癫痫发生中的作用机制奠定基础.
目的 探究miR-186-5p对小鼠3T3-L1前脂肪细胞增殖,分化的影响及其潜在的分子机制.方法: qRT-PCR检测miR-186-5p在不同周龄小鼠白色脂肪组织及3T3-L1前脂肪细胞增殖分化过程中的表达变化;通过脂质体将miR-186-5p mimics,inhibitors转染入增殖液或分化液培养的3T3-L1细胞后,利用CCK-8,EdU和qRT-PCR检测3T3-L1前脂肪细胞增殖变化,油红O染色观察其脂滴形态;通过生物信息软件TargetScan和双荧光报告系统分别对miR-186-5p靶基因进行预测和确认.结果: (1)miR-186-5p在1~6周龄小鼠的白色脂肪组织及3T3-L1前脂肪细胞自然分化过程中表达量均逐渐上调.(2)与阴性对照相比,mimics或inhibitors转染分别显著地促进或抑制了miR-186-5p的表达.(3)过表达miR-186-5p后,3T3-L1前脂肪细胞的增殖速率减慢,脂滴增大增多;而抑制miR-186-5p后,3T3-L1前脂肪细胞增殖速率增快,脂滴数量减少,且粒径变小.其中过表达miR-186-5p显著地降低了野生型Wnt5a和Mapk1 3'-UTR活性,而突变相应的绑定位点可解除该抑制作用.结论: miR-186-5p可抑制3T3-L1前脂肪细胞增殖,且通过直接靶向Wnt5a和Mapk1以促进其分化为成熟脂肪细胞.
目的通过原核表达系统表达人Nek2蛋白,优化表达条件并纯化Nek2蛋白,制备抗Nek2多克隆抗体.方法 将Nek2基因片段构建到原核表达载体pET30a(+)上,转化大肠杆菌BL21 (DE3);加入诱导剂IPTG诱导表达,对诱导温度,诱导剂IPTG终浓度,诱导时间等条件进行优化;利用12% SDS-PAGE后250mmol/L KCl染色切胶纯化蛋白质,将纯化后的Nek2蛋白进行质谱鉴定;纯化Nek2蛋白免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体,运用ELISA,Western blot和免疫荧光实验检测多克隆抗体效价和特异性.结果 构建了pET30a(+)-Nek2重组原核表达质粒,诱导的重组人Nek2蛋白主要以包涵体的形式存在;蛋白质的最适诱导表达条件为28℃,180r/min条件下加入终浓度为0.2mmol/L IPTG诱导32h;质谱分析纯化后的蛋白质为Nek2蛋白,最终获得浓度为1.35mg/ml纯化后的Nek2蛋白;纯化蛋白免疫小鼠,多克隆抗体效价大于1∶243 000,且具有良好的抗原特异性;免疫荧光实验显示Nek2主要定位于细胞质和细胞核.结论: 利用重组人Nek2蛋白获得具有良好抗原特异性的抗Nek2多克隆抗体.
犬布鲁氏菌病是一种世界范围内导致家畜流产和人波状热的人畜共患病, 最近随着相关宿主动物如犬类饲养数量的增多,家庭儿童的感染案例报道屡见不鲜,所以研究犬布鲁氏菌具有重要公共卫生意义.使用了全球的91个菌株,利用贝叶斯方法对菌株分群,基于core-SNPs和分子钟模型构建进化树进行种群结构和时空分布分析,使用COG功能聚类进行功能差异研究.发现的4个系统发育群(PG)与它们的地理来源显著相关,PG1~3中,存在亚洲到非洲及欧美间的传播;PG4定殖于北美,且耐药基因逐渐缺失.功能基因在4个PG中的存在/缺失谱不同,PG3功能最完整,其他PG各具独特的功能基因缺失,特别是PG2大多缺失ABC型转运系统组分.掌握犬布鲁氏菌在全球的分布和传播,理解其基因组变异有助于开发新的诊断和疫苗靶点,以对抗由犬布鲁氏菌引起的人类流行病.
背景 尖孢镰刀菌亚麻专化型[Fusarium oxysporum Schl.f.sp.Lini(Bolley) Snyder & Hansen]是一种引起亚麻枯萎病的土传真菌,对亚麻的产量及质量有严重的危害.研究表明,在小麦赤霉菌中C2H2型锌指转录因子Pcs1调控中间瓶梗(intercalary phialides)产生分生孢子.目的:鉴定pcs1同源基因Folpcs1在镰刀菌中的作用.方法: 对Folpcs1的基因组DNA及cDNA测序后,利用Split-Marker 基因敲除技术破坏该基因.构建含有潮霉素抗性基因(hph)的基因缺失盒.通过聚乙二醇(PEG)转化野生型原生质体法,获得了Folpcs1基因缺失突变株(ΔFolpcs1),并利用PCR法进行正负筛选.为了对缺失突变体互补,将pcs1及其上下游侧翼序列构建到pZWH1中后,回复到ΔFolpcs1中.结果: 测序结果表明,有一个654bp的内含子,cDNA序列长度为2 846bp.通过观察发现,敲除突变体的生长速率明显降低,培养基中几乎观察不到分生孢子.回复突变体回复了野生型菌株的生长速率及分生孢子产生过程.结论: 说明Folpcs1负责菌丝的营养生长和分生孢子的产生.
天然来源的多糖底物上常存在乙酰基取代,特异性的乙酰酯酶能够切割这些底物上的乙酰基,从而有利于聚糖底物的进一步降解.对Bacillus sp. N16-5甘露聚糖利用基因簇上编码的乙酰酯酶AesA进行了基因克隆和异源表达,并对其酶学性质进行了研究.aesA基因长957bp,编码318个氨基酸,属于碳水化合物酯酶第7家族.AesA对4-甲基伞形酮乙酸酯(4-methylumbelliferyl-acetate)表现出较好的催化活性,金属离子Fe3+,Fe2+,Mn2+及Cu2+对AesA活性均有不同程度的促进作用.AesA与甘露聚糖酶ManA对乙酰化的甘露聚糖底物具有显著的协同作用.此项研究有助于理解嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp.N16-5对甘露聚糖的水解机制,并且在甘露聚糖降解中具有潜在的应用前景.
乙酰辅酶A被广泛应用到生物医学研究中,使用TPP代替昂贵的ATP为辅因子合成乙酰辅酶A受到广泛关注.新阿波罗栖热袍菌(Thermotoga neapolitana)来源的丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶(TnPFOR)在大肠杆菌中进行了重组表达,分析了其酶学特性,并探讨了利用嗜热酶(TnPFOR)酶法合成乙酰辅酶A.采用pET-20b(+)载体,将新阿波罗栖热袍菌来源的四亚基组成的嗜热酶(TnPFOR)在大肠杆菌中进行异源表达;通过热处理和阴离子交换层析法纯化嗜热酶(TnPFOR);重组表达的嗜热酶(TnPFOR)的最适反应温度和pH分别为90℃和6.5,TnPFOR在90℃下孵育1h时保留了50%活性.利用嗜热酶(TnPFOR),以TPP为辅酶合成了乙酰辅酶A,并探讨了不同温度,丙酮酸钠底物浓度和反应时间对乙酰辅酶A合成的影响.得到的优化条件为:最适反应温度为90℃,丙酮酸钠浓度为1.5mmol/L,反应时间为2min.
来源于黏细菌Myxococcus sp.V11的海藻糖合酶(trehalose synthase, EC 2.4.1.245)TreS II可通过转糖苷作用将麦芽糖转化成为海藻糖,在酶法生产海藻糖上显示出一定的应用潜力,但TreS II对热敏感,在60℃保温3h,酶活性丧失,限制了其应用范围.目的:拟探索TreS II影响热稳定性的氨基酸残基构成,通过对可能的氨基酸位点进行定点突变,以期获得耐热性的突变子,扩大TreS II应用范围.方法: 通过PCR介导的方法对TreS II可能影响到热稳定性的氨基酸Q3,A283,W374,R449和Y537进行定点突变,以野生型重组酶为对照,比较突变型与野生型的最适反应温度和最适反应pH,通过测定不同温度下保存不同时间后的残留酶活,检测突变子的耐热效果.结果: 研究表明突变子Q3D,A283R,W374D,R449Q和Y537H的比酶活与野生型无显著差异,且最适pH 和最适反应温度也未发生改变;A283R,Y537H在60℃条件下,3h后活性剩余68%;Q3D,W374D,R449Q在温度60℃时,3h后活性剩余35%.结论: TreS II分子结构中与金属离子结合的几个氨基酸残基的改变对蛋白质分子的耐热性具有显著影响.
环氧化物水解酶可催化外消旋环氧化物的动力学拆分或对映归一性水解制备手性环氧化物或邻二醇,具有广阔的应用前景.为提高宇佐美曲霉环氧化物水解酶 (AuEH2) 催化外消旋对甲基苯基缩水甘油醚 (rac-pMPGE) 的对映体选择率 (E).通过分子动力学模拟 (MD) 选取相互作用频率最高的位点A250替换为其他19种氨基酸;选取对映选择性显著提高的突变体测定其动力学参数 (Km和kcat) 及区域选择性系数 (βS和βR),并利用重组大肠杆菌全细胞拆分rac-pMPGE.突变体AuEH2A250H的E值从12.7提高至38.4,重组菌比活力为51.9U/g湿细胞;其水解 (S)-pMPGE的kcat/Km从10.0mmol/(L·s)提高至12.8 mmol/(L·s),而水解 (R)-pMPGE的kcat/Km从1.13mmol/(L·s)降低至0.35mmol/(L·s);全细胞拆分20mmol/L rac-pMPGE获得 (R)-pMPGE的ees为>99%,产率从33.0% 提高至40.7%.A250位点的突变对AuEH2的对映选择性和酶活力具有显著影响;高对映选择性的AuEH2突变体在制备高光学纯的 (R)-pMPGE中具有应用潜力.
免疫疗法是预防和治疗疾病的有效手段之一.近年来,肿瘤免疫疗法已成为一种新型治疗方法,相关肿瘤疫苗已在多种肿瘤的治疗中被证明有效.然而,在肿瘤疫苗的设计中,肿瘤抗原免疫原性弱,应答率低等问题是目前面对的一大挑战,佐剂的加入为问题的解决提供了一种新的方法和思路.免疫佐剂在提高肿瘤抗原免疫原性,激活机体适应性免疫应答等方面起着十分重要的作用.为了解近几年免疫佐剂的发展及其研究现状,针对目前常用的抗肿瘤佐剂进行综述,并总结了其对免疫系统的作用机制,为后续的疫苗设计策略提供帮助.
外泌体是多泡体与细胞质膜融合后释放的细胞外囊泡.它们携带有源自分泌细胞的功能性蛋白质,脂质和核酸,能够介导细胞间通信,并在生物体的致病过程中发挥重要作用.当前,对外泌体在病毒感染中的作用机制研究,以及外泌体作为病毒感染诊断和治疗的潜在标志物研究仍处于初级阶段.首先阐述了外泌体的组成和生物学发生机制;然后重点阐述了外泌体在病毒感染中的作用机制,尤其是其在免疫调节中的作用;最后探讨了外泌体作为病毒感染诊断和治疗的潜在标志物的可能性及其应用前景.
脂肪作为机体内最大的分泌器官,可以通过释放激素,细胞因子等调节其他的组织器官.近年来研究发现,脂肪组织可以释放外泌体并通过体液循环传递信号至其他组织器官,调节其靶器官的生理功能,且针对不同的靶器官,外泌体会产生不同的作用效果.机体的稳态是各组织间相互作用的结果,外泌体的发现,为脂肪组织与其他组织互作提供了稳定的物质基础,但是,脂肪外泌体的作用依旧存在着许多未知效果.从脂肪组织外泌体的发现,鉴定,以及脂肪外泌体与肝脏,肌肉和其他组织器官的相互作用等方面进行综述,为脂肪外泌体的研究提供理论依据,以便更好地探索生命的奥秘.
成纤维细胞生长因子5(fibroblast growth factor 5,FGF5)是成纤维细胞生长因子家族(FGFs)的成员之一,在哺乳动物毛囊,神经系统,睾丸等多个部位及胚胎发育过程中均有表达.研究发现,FGF5具有广泛的生物学活性,如作为毛发生长重要的调节因子其编码基因突变将导致毛发异常生长,作为丝裂原在干细胞增殖,血管生成和肢体肌发育等方面发挥重要作用,以及在高血压,肿瘤等方面具有重要的生物学功能.目前,FGF5在多种疾病中的功能和作用机制尚需进一步深入研究,但其在毛发生长,干细胞增殖及在心血管疾病等方面的生物学作用具有重大的意义和临床应用价值.总结了近些年FGF5的研究进展,系统阐述了FGF5在毛发生长,干细胞增殖分化,心血管疾病及癌症等方面的相关作用机制,为进一步深入研究FGF5在疾病治疗中的作用和开发利用提供参考.
在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制.在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑.最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat, PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂.之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins /multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF),细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM),细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性.RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻,果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要.对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考.
DNA水凝胶作为一种生物合成分子,既具有DNA分子的特异性,生物可降解性和分子识别等特性,又具有水凝胶的高亲水性等特征.刺激响应型DNA水凝胶主要是在环境因素的刺激下,利用常规DNA序列经Watson-Crick碱基互补配对形成的DNA分支结构或多种功能核酸的特殊DNA序列形成的i-motif结构;T-A·T三螺旋结构,C-G·C +三螺旋结构及G-四链体结构等对环境的响应行为使水凝胶形成及应用.近年来,刺激响应型DNA水凝胶因其在温度,pH,光,金属离子,生物分子等单刺激因素,以及光热,金属离子,有机物,温度与pH等多刺激因素下的独特应答性质,在生物传感,生物成像,药物递送,生物材料等方面得到了广泛的应用.综述了刺激响应型DNA水凝胶的形成方法,分类及其核酸来源,形成后的表征手段以及在环境刺激下的响应行为与应用,概括了目前刺激响应型DNA水凝胶的研究热点,并就其未来发展趋势做出了预测.
木糖醇由于其特殊的物理,化学性质在众多领域被广泛应用,全球需求量日益增多.目前,木糖醇的工业生产方法是由纯D-木糖在高温,高压下化学催化法制得的,该方法存在原料要求高,能耗高,条件苛刻,污染重等问题.生物发酵技术可以利用菌株发酵价格低廉的农作物废弃物来制备木糖醇,由于其原料来源广,能耗低,条件温和,环境友好等优点而备受关注,是一种潜在的具有吸引力的化学过程替代品.然而,由于发酵产物木糖醇含量低,微生物发酵法制备木糖醇的路线尚未在工业上得到实践.综述了生物法制备木糖醇过程中影响木糖醇产率的因素以及可能的菌种改造技术,并给出了生物技术生产木糖醇目前面临的挑战,进一步展望了生物法制备木糖醇的研究方向.
糖基化修饰是一类重要的翻译后修饰,对蛋白质的表达调控,折叠,分泌和功能等方面发挥着关键作用.酶是由活细胞产生的具有高度特异性和高效催化性的生物催化剂,酶的糖基化修饰对其生物催化特性和稳定性具有重要影响.研究糖基化修饰对酶蛋白的影响机制需要获取糖基化酶蛋白的结构,X-射线晶体衍射学是获得结构信息的重要技术手段,在糖基化酶蛋白的晶体衍射研究中,复杂,多样,不均一的糖基化修饰限制了该类酶的晶体生长,这是影响糖基化的酶蛋白结构解析的关键瓶颈问题.因此,如何提高糖基化的酶蛋白可结晶性是当前蛋白质结构研究的热点和难点.糖苷酶的去糖基处理,糖基转移酶抑制剂的引入和异源表达体系优化等手段都是当前研究领域提高糖基化的酶蛋白可结晶性的重要策略,这些手段可以在避免损害糖基化的酶蛋白稳定性和催化活性的同时提高其均一性.
老黄酶OYE家族酶是一类广泛分布的能够催化烯烃化合物不对称还原的酶类,其能够用于多种手性化合物的制备.分析了OYE家族酶的系统分类及催化反应类型,针对目前该类酶在应用过程中出现的稳定性差,活性低及底物特异性强等问题,综述了蛋白质工程方法对该类酶进行改造的研究进展,为深入研究该家族酶的催化机制及进一步改造提供参考,同时为进一步拓展OYE酶的工业化应用奠定基础.
