目的:皮肤溃疡是糖尿病常见且难治的并发症之一。拟探讨植物源羧乙基壳聚糖水凝胶对糖尿病皮肤溃疡的治疗效果。方法:用化学交联方法制备植物源羧乙基壳聚糖透明质酸(hyaluronic acid-carboxyethyl chitosan, HA-CECS)水凝胶,对其结构和生物相容性进行表征。将8~10周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为模型对照组(Control)、凝胶实验组(HA-CECS)、商品化凝胶对照组(Commercial control)。利用链脲佐菌素构建糖尿病小鼠模型,并进一步构建全层皮肤损伤模型。HA-CECS组和Commercial control组分别于创面涂抹等体积HA-CECS水凝胶和商品化凝胶,Control组涂抹等体积生理盐水;用透明无菌贴覆盖固定创面;每隔2~3天换药。分别在第7天和第14天麻醉动物并处死,取创面组织;检测创面组织的病理学改变、血管新生水平及巨噬细胞表型。结果:(1)核磁共振氢谱和傅里叶红外扫描分析结果证实CECS被成功制备;HA-CECS水凝胶对成纤维细胞无明显毒性作用,并减少脂多糖诱导的 CD80+促炎巨噬细胞极化。(2)动物实验结果表明,与Control组小鼠相比,HA-CECS组小鼠的创面愈合率、新生表皮厚度、胶原蛋白沉积及CD31表达水平均显著增加(P<0.001),皮肤组织中CD68+iNOS+巨噬细胞数量显著降低(P<0.01),CD68+CD206+巨噬细胞数量显著增加(P<0.01)。与Commercial control组相比, HA-CECS组小鼠的创面愈合率显著增加(P<0.05)、新生表皮厚度和胶原蛋白沉积水平减少(P<0.05)、皮肤组织中CD31表达水平显著增强(P<0.001)、皮肤组织中CD68+CD206+巨噬细胞数量显著增加(P<0.01)。结论:HA-CECS水凝胶有效促进糖尿病小鼠皮肤损伤的修复。
目的:基于内源性抗体介导的抗原呈递细胞(antigen-presenting cells,APCs)靶向策略,探讨鼠李糖(rhamnose,Rha)修饰增强α-溶血素(α-hemolysin,Hla)为组分的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)疫苗的APCs靶向能力以及免疫活性和中和活性。方法:表达并纯化Hla与野生型Hla(wild-type Hla,WT Hla)。利用Sortase A(SrtA)介导的连接反应将不同价态Rha定点修饰在Hla的C端,构建相应缀合物,并进行SDS-PAGE和Western blot表征。以THP-1细胞分化的巨噬细胞为模型,利用流式细胞术评估缀合物靶向APCs能力。用缀合物免疫小鼠,通过ELISA检测免疫后小鼠血清中的抗体滴度及亚型,并通过毒素中和试验评估血清对WT Hla及金黄色葡萄球菌ATCC 29213培养上清液的中和活性。结果:成功获得5种缀合物H1~H5,产率63%~91%。体外靶向APCs实验表明,5种缀合物均能有效靶向APCs,其中H3的靶向能力最强,其平均荧光强度(mean fluorescence intensity,MFI)是对照组的61.4倍。小鼠免疫试验与中和试验表明,第3组小鼠血清(缀合物H2免疫)产生最高抗-Hla IgG抗体滴度,对WT Hla的中和活性最强,其NT50值是未修饰Hla免疫组的1.47倍;第5组小鼠血清(缀合物H3免疫)对ATCC 29213分离株培养上清液的中和活性最强,其NT50值是未修饰Hla免疫组的3.4倍。结论:Rha修饰可作为一种有效策略,改善Hla为组分的金黄色葡萄球菌疫苗的免疫原性及免疫活性。
帕金森病(PD)是一种常见于中老年的中枢神经系统退行性疾病。儿茶酚异喹啉类物质(CTIQs)由于能导致多巴胺能神经元死亡,被认为是能引起PD的潜在内源性神经毒素。Salsolinol合成酶作为合成该类物质之一salsolinol(Sal)的关键酶,可能作为关键因子在PD致病过程中发挥重要作用。前期研究发现其与泛素蛋白在氨基酸序列上高度相似,属于泛素样蛋白(UBL)家族。进一步对比分析发现,两者在空间结构和催化功能方面存在相似性但又有差异,Salsolinol合成酶最适温度更接近生理体温,并且酶活性与pH密切相关,即仅在正常生理pH条件下才会表现出较高活性,而在模拟细胞损伤的pH条件下则会表现出活性抑制。研究拓宽了对Salsolinol合成酶和泛素样蛋白功能的认识,也为深入理解PD发病机制及开发针对性治疗策略提供支持。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在工业发酵时面临的噬菌体污染是行业难题。以饲料中常用的枯草芽孢杆菌K28为宿主分离得到一株裂解性噬菌体PJNB028,对其进行了生物学特性测定、全基因组注释和系统进化分析和抗性菌筛选。PJNB028可在宿主菌平板形成圆形、透亮、边缘清晰且有晕环的噬菌斑。PJNB028携带162 308 bp的线性双链DNA,G+C含量为34%,含有237个开放阅读框(open reading frame, ORF),属于Caudoviricetes纲。最佳感染复数(MOI)为1,较为耐酸不耐碱(pH 3~11),对紫外线较敏感;PJNB028的潜伏期为10 min,爆发期为70 min,爆发量为291 PFU/cell;在70~80℃高温下处理1 h效价明显降低,37℃作用8 h噬菌体对枯草芽孢杆菌繁殖体具有良好的抑菌效果。PJNB028能裂解莫哈韦芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等50%(n=20)的芽孢杆菌。通过噬菌体与宿主菌共培养筛选出3株抗性菌株,部分抗性菌株在发酵中表现出更高的α-淀粉酶活性及菌株效价。根据PJNB028生物学特性和基因组分析,可使用抗性菌株或结合热碱液、高温灭菌和紫外线消毒等防控噬菌体,为以后防治芽孢杆菌噬菌体污染提供了可靠的研究素材。
卤代化合物在制药和农业领域具有广泛应用价值,尤其是以卤代色氨酸为前体的生物碱及吲哚类物质已经被开发成新型农药和新型抗生素。基于卤素催化的卤代反应是一种绿色、高效的卤代色氨酸合成策略。通过在大肠杆菌中表达来自链霉菌的黄素依赖型卤素酶及黄素还原酶成功实现了卤代色氨酸生产。通过外源添加不同卤素离子(Cl-、Br-),成功获得了系列单卤和多卤取代的色氨酸产物。在此基础上,进一步引入不同酶系探究卤素酶的底物偏好性,通过分子动力学模拟明确了二氯取代色氨酸的卤代顺序。同时通过发酵条件优化,进一步提升了6-氯色氨酸的产量,最终滴度达到了3.18 mg/L。通过全细胞催化实现了系列单卤和多卤取代的色氨酸生成,为后续功能性衍生物的绿色制造与应用提供了技术基础。
MORF4L1作为染色质重塑与基因组稳定的核心调控因子,其蛋白质稳定性受泛素-蛋白酶体系统动态调控,但其特异性E3泛素连接酶尚未完全阐明。整合APEX2邻近标记技术与定量蛋白质组学,系统解析MORF4L1的互作网络,并鉴定其新型E3连接酶。通过构建稳定表达Flag-APEX2-MORF4L1的HEK-293T细胞株,结合NEDD8激活酶(NAE)抑制剂MLN4924处理,筛选到112个高可信度相互作用蛋白。GO富集分析显示,差异蛋白显著富集于DNA甲基化依赖的异染色质形成及染色体分离调控通路,并首次揭示MORF4L1与mRNA代谢相关蛋白的广泛关联,提示其作为“染色质-RNA界面”调控因子的新功能。进一步的验证发现CRL4泛素连接酶复合体的底物识别亚基DCAF15直接结合并介导MORF4L1的多聚泛素化降解。Co-IP与TUBE 牵拉沉淀实验(pull-down experiment)证实,DCAF15通过动态互作调控MORF4L1的蛋白质周转,且该通路可能独立于已报道的SCFFBXL18通路,共同维持其功能稳态。研究表明,APEX2技术凭借其活细胞原位标记与分钟级动态捕获能力,可有效解析低丰度瞬时互作(如E3酶-底物结合事件),为蛋白质泛素化调控研究提供了方法学范式。DCAF15-MORF4L1调控轴的发现,不仅拓展了对MORF4L1在癌症及代谢性疾病中的调控机制认知,更为靶向干预其蛋白质稳定性(如利用DCAF15分子胶药物)提供了新策略。
白血病抑制因子(LIF)在多种癌症中呈现过表达,可促进肿瘤细胞增殖、迁移、免疫逃逸和耐药,成为肿瘤发生与发展的关键因子。因此,靶向LIF信号通路成为抗肿瘤治疗的新兴策略。从结构生物学的角度出发进行综述,系统概述LIF的结构特征及其与受体蛋白的分子相互作用,探讨LIF中和抗体MSC-1的分子作用机制,并分析靶向LIFR的小分子抑制剂EC359在抑制LIF信号转导中的潜在机制。这些分子互作分析为LIF信号通路的靶向药物设计和优化提供了重要的理论依据。
目的:系统综述外泌体经肺吸入治疗呼吸系统疾病的相关文献,以便更好地了解相关研究和提供参考。方法:以“肺吸入”、“外泌体”或“呼吸系统疾病”为关键词,通过中国知网、PubMed等对近10年来外泌体通过肺吸入治疗呼吸系统疾病的相关文献进行查询和分类。结果:不同生物来源的外泌体(如间充质干细胞、免疫细胞、植物源性外泌体等)通过吸入途径(典型如雾化吸入)或气管给予途径(如气管内滴注),能够靶向富集于肺组织,它们通过多机制协同改善肺部病理状态,有效治疗各类呼吸系统疾病。这些外泌体凭借表面携带的特异性蛋白或核酸,精准作用于肺部病变细胞,在递送治疗性药物或基因时,不仅能提高治疗效果,还可降低全身不良反应。外泌体主要通过调控巨噬细胞极化、调节NF-κB和PI3K/Akt等多条信号通路来减轻肺部炎症及促进受损肺组织修复。结论:肺吸入外泌体治疗呼吸系统相关疾病具有广泛应用前景,但其临床研究较少,有待进一步探索。
原位定向进化技术是基因工程领域十分强大的工具,为蛋白质工程、酶工程等提供了强有力的技术支持。原位定向进化技术在生物体内对目的基因或全基因组进行突变,获得突变体文库后通过施加一定的筛选压力获得具有预期表型的突变体,已在多种细菌、真菌中成功应用。提高突变率是原位定向进化成功的关键步骤之一,近年提高体内突变率、扩大突变窗口的方法不断更新,为原位定向进化发展奠定了坚实的基础。此外,增加突变类型、拓宽靶向范围也成为了研究热点。综述了原位定向进化技术,如噬菌体辅助定向进化、脱氨酶介导碱基编辑以及正交复制突变技术的原理和应用,并对原位定向进化技术面临的挑战和发展前景进行了展望。
芳香族硝基化合物作为重要的有机合成中间体,在医药、农药、材料等领域具有广泛应用。传统的化学硝化方法往往存在条件苛刻、选择性差、环境污染等问题。近年来,生物酶法硝化因高效、专一性以及环境友好等优点,成为绿色化学合成领域的研究热点。综述了近年来生物酶法硝化反应的研究进展,重点介绍了N-加氧酶、过氧化物酶、细胞色素P450酶和卤醇脱卤酶等生物催化剂在硝化反应中的应用,并对不同酶催化体系的反应机制、优缺点及适用范围进行了详细讨论。最后展望了未来硝化酶的研究方向,结合人工智能等新兴手段,有望加速硝化酶在硝基药物及功能材料合成中的应用。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是生活中常见的一种塑料,应用广泛,由于其结构稳定,在自然界中降解十分困难,严重危害生态环境和人类自身的生命健康。因此,PET塑料的降解和回收成为了研究热点,相比传统的物理、化学降解法,生物酶法降解法具备生态友好、可持续的优势,是一种极具潜力的方法。但天然PET降解酶因较低的活性和稳定性,限制了进一步应用。对此,研究者针对PET降解酶开发和优化了多种酶修饰方法和酶组装策略,来改善PET降解酶的催化性能和稳定性。主要对PET降解酶的多种酶修饰和组装研究进行归纳和总结,并展望了未来PET生物降解实现工业化应用所面临的主要限制和解决策略,以期对PET生物降解的进一步研究提供见解。
纤维素是地球上现存最丰富的可再生资源之一,其清洁高效利用是当前研究的重点。酶催化降解纤维素生产清洁能源是一种绿色高效的转化手段。纤维素降解酶是一种复合酶,主要由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成,根据对不同纤维素酶改造策略不同,分类综述了对3种纤维素降解酶的改造策略。大多数纤维素降解酶热稳定性和催化性能较差,利用基因工程和蛋白质工程手段对纤维素降解酶进行改造,使纤维素酶热稳定性和催化性能得到提高,对工业生产有着重要的现实意义,为拓宽纤维素降解酶的应用范围提供了帮助。
