目的:蛋白质糖基化在调节疫苗免疫原性中发挥着重要作用。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的刺突蛋白(S蛋白)受体结合域(RBD)含两个N-糖基化位点(N331、N343),探讨RBD糖基化修饰对蛋白质表达水平及免疫原性的影响。方法:利用糖基工程酵母及哺乳动物细胞表达系统构建并表达了野生型RBD抗原和3种N-糖基化位点突变的RBD抗原,即野生型RBD-WT、去糖基化抗原(RBD-N1、RBD-N2、RBD-2N),经纯化得到目的抗原,免疫小鼠后比较重组RBD疫苗诱导产生的抗体水平。结果:RBD糖基化位点突变显著影响蛋白质表达量,在酵母细胞和哺乳动物细胞表达系统中具有相似特点,突变任一位点均导致表达量降低,尤其是突变N343糖基化位点,或两个位点同时突变时表达量降低更显著。RBD抗原免疫小鼠结果表明,用突变N343糖基化位点的抗原免疫小鼠,发现该糖基化位点的突变致使特异性抗体滴度和假病毒中和抗体滴度显著降低。结论:糖基化修饰对RBD蛋白表达水平及免疫原性至关重要,其中N343糖基化位点在调节蛋白质表达水平及免疫原性中发挥关键作用。
长期或过度的炎症反应会对人体造成严重伤害,发现小分子药物白皮杉醇(PCT)可以作为一种潜在的抗炎药物。采用活性氧(ROS)检测实验,发现在一定安全范围内,随着PCT浓度增加,对斑马鱼炎症损伤缓解作用逐渐提高,缓解程度存在剂量依赖效应,表明PCT具有抗氧化作用。通过中性粒细胞和巨噬细胞标记的转基因斑马鱼系Tg(coro1a:GFP;lyz:Dsred),发现PCT对CuSO4造成细胞损伤及氧化应激诱导的炎症反应的影响,使用不同浓度PCT处理CuSO4诱导的神经性炎症斑马鱼,可见斑马鱼体内迁移至脊椎神经丘部位的中性粒细胞数量明显减少,表明PCT对炎症趋化的中性粒细胞聚集到损伤部位具有修复作用。同时,qPCR检测结果证明与单独使用CuSO4处理组相比,PCT处理可显著下调白细胞介素-6(IL-6)、环氧合酶2(COX-2)及肿瘤坏死因子α(TNF-α)等炎症标志基因的表达,从而保护斑马鱼免受CuSO4诱导的炎症损伤。显示PCT在模式生物斑马鱼中具有抗炎、抗氧化作用,对未来PCT作为抗炎药物奠定了理论基础。
目的:探究缺氧调控因子锌指蛋白92(zinc finger proteins 92,ZNF92)在肝细胞癌生长和侵袭中发挥的功能及其可能的调控机制。方法:(1)利用RNA-seq筛选出缺氧抑制因子ZNF92并通过RT-qPCR和Western blot检测缺氧环境(1% O2)对ZNF92的mRNA表达水平和蛋白质表达水平的影响。(2)利用慢病毒载体构建敲低ZNF92基因的肝癌细胞系。(3)通过CCK-8实验、划痕试验和Transwell实验确定ZNF92基因对肝癌细胞HepG2、SMMC7721生长和侵袭的影响。(4)通过在敲低ZNF92基因的稳定肝癌细胞系中瞬时转染锌指E盒结合同源盒1 (zinc finger E-box binding homeobox,ZEB1)的siRNA,通过Western blot确定ZEB1转染成功,并在该细胞系中检测ZNF92能否通过调控ZEB1的表达调控上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)进程。(5)通过在敲低ZNF92基因的稳定肝癌细胞系中瞬时转染缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)的siRNA,检测ZNF92是否可能通过HIF-1α影响细胞迁移和侵袭。结果:(1)缺氧抑制ZNF92的mRNA表达和蛋白质表达。(2)ZNF92调控EMT的关键转录因子ZEB1的蛋白质表达影响EMT进程。(3)ZNF92抑制肝癌细胞迁移和侵袭,但不影响肝癌细胞增殖。(4)ZNF92通过ZEB1部分调控肝癌细胞迁移和侵袭。(5)ZNF92可能通过HIF-1α调控ZEB1以影响肝癌细胞迁移和侵袭。结论:新缺氧抑制因子ZNF92可能通过HIF-1α影响EMT进程,进而通过调控ZEB1影响肝癌细胞的迁移和侵袭。
1,3-丁二醇(1,3-butanediol)是应用于化工合成、食品药品、日化生产等领域的重要二元醇,以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主菌,利用乙酰辅酶A乙酰基转移酶PhaA、NAD(P)H依赖型乙酰乙酰辅酶A还原酶PhaB1、丁醛脱氢酶Bld构建1,3-丁二醇代谢合成途径,在此基础上探究醛酮还原酶PA1127及NAD激酶(NAD kinase,NADK)对重组菌株代谢生产1,3-丁二醇的影响,并对产1,3-丁二醇重组菌株进行培养条件优化,以期提高重组菌株的1,3-丁二醇产量。采用多质粒共转化系统和多顺反子系统两种形式构建重组质粒,转化获得多酶共表达重组菌株。在转化试验或发酵结束后,利用丹磺酰法(DNS法)检测葡萄糖消耗量、通过吸光值检测比较菌体量和NADPH水平、采用GC和HPLC对1,3-丁二醇和副产物进行定量分析。成功构建由PhaA、PhaB1、Bld组成的1,3-丁二醇代谢合成途径,并实现葡萄糖向1,3-丁二醇的转化;NADK过表达使重组菌株合成1,3-丁二醇的能力提高,同时使乙酸、乳酸、乙醇等副产物产量增加,发酵过程培养条件及培养基组分的优化可提高重组菌株1,3-丁二醇产量达0.531 g/L。此结论可为1,3-丁二醇生物合成研究提供理论依据。
基因密码子拓展技术利用正交翻译系统,重新分配密码子并在目标蛋白质中位点特异地掺入非典型氨基酸。该技术拓展了蛋白质的结构和功能,在生物技术、医药研发等领域展示出极大潜力。吡咯赖氨酸正交翻译系统凭借独特的正交性与底物特异性成为目前应用广泛的密码子拓展工具。系统介绍了吡咯赖氨酸正交翻译系统的关键组成与优化方法,主要包括氨酰tRNA合成酶与tRNA的突变策略和非典型氨基酸供给优化策略。汇总了利用吡咯赖氨酰tRNA合成酶变体实现掺入的各类非典型氨基酸。接着,梳理了吡咯赖氨酸正交翻译系统在蛋白质翻译调控、生物医药研发和编码非L-α-氨基酸等领域的前沿进展。最后,探讨了吡咯赖氨酸正交翻译系统当下面临的机遇与挑战。
流感是一种主要由甲型流感病毒引起的呼吸道传染病,接种流感疫苗被认为是预防和控制甲型流感病毒大规模流行最经济、最有效的措施之一。多年来各种类型的流感疫苗在预防和控制甲型流感病毒传染方面发挥了很大作用。流感病毒存在多种亚型,且易于突变重组,世界卫生组织(WHO)每年都会预测南北半球候选流感病毒毒株,指导各国疫苗企业生产流感疫苗。尽管如此,疫苗与流行株的不匹配现象也普遍存在,导致所注射疫苗保护效果差甚至无保护效果。为了克服现有流感疫苗的局限性,迫切需要一种能提供长期和广谱保护作用的通用流感疫苗,近年相关研究机构和疫苗企业也转向通用流感疫苗的研发,并对其寄予很大期望。对近年国内外已批准上市的传统流感疫苗、新型和通用疫苗,特别是DNA/mRNA疫苗研发的新进展,以及未来通用型流感疫苗的发展方向进行较为系统的综述和分析,以期为我国开发高效广谱的新型流感疫苗提供重要理论参考。
含Src同源2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶(SHP2)作为第一个蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatase,PTP)家族被证实的原癌蛋白,具有调节多种信号通路的能力,包括RAS-RAF-ERK、PI3K-AKT和JAK-STAT等,是抗肿瘤药物研究的重要靶点。SHP2在促进肿瘤细胞耐药及调节肿瘤微环境中的免疫细胞功能方面也发挥着重要作用。变构抑制剂的发现推动了SHP2药物的研发进程,已有多个变构抑制剂药物正在进行单药或联合用药临床试验。与此同时,蛋白质水解靶向嵌合体(proteolysis targeting chimeras, PROTACs)作为一种新型药物设计方式,被广泛应用于靶向SHP2的药物开发中。总结靶向SHP2的变构抑制剂的临床研究结果,梳理PROTAC-SHP2药物研发进展,以期为SHP2药物分子的设计及改进提供启发。
干细胞是组织工程理想的种子细胞来源,其体内示踪和命运调控对阐述组织修复过程中的作用机制与效果尤为重要。目前已开发多种荧光材料用于生物学领域,其中近红外光激发镧系掺杂上转换荧光纳米颗粒(UCNPs)是一种新型的荧光纳米粒子,能发射紫外光或可见光用于干细胞生物成像或行为调控,具有广泛的应用前景。现对UCNPs 进行概述,并重点关注其潜在的示踪与治疗优势。首先简要回顾UCNPs的结构与发光机制,接下来详细介绍增强UCNPs生物学性能的手段。随后,重点阐述UCNPs 在干细胞成像、示踪,以及调控成骨向、神经向和软骨向分化的应用。最后,提出UCNPs在干细胞领域应用的局限性和对前景的展望,希望能引起更多研究者对该领域的了解与关注。
天然产物是一类极具价值的化合物,种类繁多,功能各异,广泛应用于医药、食品及化工等多个领域。随着合成生物学的发展,微生物细胞在合成植物天然产物方面展现出巨大潜力,为药物研发、食品科学及化妆品工业提供了新的生产途径。然而,当前仍面临诸多挑战,植物天然产物多具杀菌、消炎等功效,其在微生物细胞中的过量生产会对细胞产生毒性作用,同时其合成过程中有毒中间体的积累也会加剧细胞毒性。因此,提高微生物对植物天然产物的耐受性尤为重要。近年来,随着对微生物细胞工厂的不断优化,植物天然产物的产量逐步提高,对微生物细胞耐受性的研究也逐渐增多。然而,对于这一领域的系统总结相对较少。因此,对微生物细胞合成植物天然产物耐受方面的研究进行全面综述,重点阐述提升微生物细胞耐受性的策略、当前存在的主要挑战,并对该领域的发展前景进行展望。
泰乐菌素是由弗氏链霉菌发酵产生的16元环大环内酯类抗生素,可用于预防和治疗革兰氏阳性菌所引发的细菌感染,在畜牧业应用广泛,具有较高的经济效益和学术研究价值。介绍了泰乐菌素的结构特征和作用机制,并重点综述了弗氏链霉菌生产泰乐菌素的生物合成调控机制、高产菌株选育,以及泰乐菌素的异源生物合成策略的研究进展,为深入了解泰乐菌素生物合成及代谢调控提供有益借鉴。
近年来,小分子药物研发日趋困难,抗体等大分子药物趋于同质化。随着肽合成技术的迭代更新和对疾病生理学的深入研究,多肽药物作为大小分子之间的“独特药物”得到快速发展。因具有适应证广、安全性高、疗效显著、特异性强等优点,多肽药物被广泛应用于肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等的预防、诊断和治疗,开发前景广阔,已成为新型药物研发领域的热点之一。为进一步推动我国多肽药物行业的创新发展,概述了多肽药物的合成技术,探讨了其开发过程中的技术难点,结合定量和定性分析方法,深入剖析了国内外多肽药物的研发现状、市场格局和面临的机遇及挑战,明确了我国在多肽药物领域的发展潜力,展望了未来发展前景,并从技术研发、市场主体和行业规范等方面提出针对性建议,以期为研究人员、行业从业者及相关政府部门提供有益参考。
