不同宿主朊病毒的发现历程

朊病毒是畸形的致病因子,能够诱导特定正常胞内蛋白进行异常折叠,在动物、人类、真菌、植物、细菌以及病毒中先后发现了朊病毒。本文回顾了各类不同宿主朊病毒的发现、确认过程及其研究进展,以期为生物学教学提供参考。

谷朊粉对豌豆植物蛋白肉产品特性的影响

以豌豆蛋白为原料,添加不同比例的谷朊粉,在相同条件下采用高水分(60%~80%)挤压技术制备植物蛋白肉,研究不同谷朊粉含量对产品理化性质和结构特性的影响。结果表明,随着谷朊粉含量的增加,植物蛋白肉的硬度和咀嚼度先升高后降低,弹性显著升高(P<0.05),颜色逐渐变浅,溶液的黏度增加。植物蛋白肉的复水率随着谷朊粉的增加先升高后降低,内部孔隙数量明显增加且分布变得均匀。谷朊粉的加入使植物蛋白肉的二级结构含量发生变化,无规则卷曲向β-折叠进行转化,有序结构的含量先增加后减少。综上,谷朊粉的加入能够显著改善植物蛋白肉的理化性质和结构特性,改善拉丝效果及纤维结构,提高与真肉的类似度。

朊蛋白与p53突变在卵巢浆液性癌组织中表达的相关性及预后意义

目的:探讨卵巢浆液性癌组织中朊蛋白表达水平及其与p53突变的相关性。方法:选取2012年11月10日至2019年10月30日北京大学第三医院妇产科收治的Ⅰ~Ⅳ期卵巢浆液性癌139例,同时选取20例正常卵巢组织、20例卵巢良性肿瘤组织作为对照。免疫组化、p53突变测序法检测朊蛋白表达水平及p53突变类型。结果:朊蛋白在卵巢浆液性癌组织中阳性表达率明显高于卵巢良性肿瘤组织和正常卵巢组织,差异均有统计学意义(59%vs 30%、20%,P分别为0.034、0.003)。卵巢浆液性癌中p53突变率高达84.89%(118/139),主要位于第5外显子(29.66%,35/118)以及DNA结合域的热点突变位点(50.84%,60/118);朊蛋白高表达组中p53构象突变率为71.93%(41/57),显著高于朊蛋白低表达组(45.90%,28/61),差异有统计学意义(P=0.004)。p53构象突变与卵巢浆液性癌淋巴结转移(P=0.005)及耐药(P=0.009)密切相关。p53构象突变患者的平均疾病无进展生存期[(34.99±2.72)月vs(43.01±2.35)月,P=0.036]及平均总生存期[(47.94±3.40)月vs(56.00±2.89)月,P=0.049]均低于p53接触突变患者。结论:卵巢浆液性癌组织中朊蛋白呈高表达,并与p53构象突变相关。p53构象突变与卵巢浆液性癌不良预后相关。

谷朊粉对大豆分离蛋白膜理化性质的影响

为利用枧水处理的谷朊粉(WG)改良大豆分离蛋白(SPI)膜性质,考察了m_(WG)∶m_(SPI)分别为0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6时对复合膜理化性质的影响,测定膜的微观结构、蛋白结构、机械性能等理化性质。扫描电子显微镜结果显示添加的WG主要聚集在复合膜下表面,当m_(WG)∶m_(SPI)超过2∶8时膜的下表面网络结构会遭到破坏。根据傅里叶变换红外光谱和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳的结果,发现WG会阻碍SPI分子之间的交联。SPI膜的抗拉伸强度和断裂伸长率分别为6.60 MPa和54.91%,伴随WG的添加抗拉伸强度逐渐下降而断裂伸长率逐渐上升。复合膜的水蒸气阻隔能力和上表面接触角随着WG比例的增加而增大。当m_(WG)∶m_(SPI)增加到2∶8时,WG/SPI复合膜的b*值达到了18.72的高值。差示扫描量热法的结果表明,在m_(WG)∶m_(SPI)为1∶9时,复合膜的热稳定性最高。研究结果表明适当添加枧水预处理的WG能提高SPI膜的部分物理性质,这将为SPI膜理化性质改良提供新的途径。

文山高峰牛朊蛋白基因(PRNP)23 bp和12 bp插入/缺失多态性分析研究

为探讨文山高峰牛朊蛋白基因(prion protein gene,PRNP)启动子区23 bp和第一内含子区12 bp插入/缺失多态性特征,本研究采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)和琼脂糖凝胶电泳的方法对文山高峰牛PRNP基因23 bp和12 bp位点进行基因分型,得出其多态性数据;通过与文献所报道的牛PRNP数据进行比较分析,得出文山高峰牛对疯牛病抗病性的强弱。结果表明:文山牛PRNP基因启动子区23 bp等位基因频率以缺失型为主(0.654);第一内含子区12 bp等位基因频率分别为插入型0.913,缺失型0.087;缺失型单倍型频率极低(0.082);与德国、英国以及瑞士3个国家所报道的患BSE病牛和健康牛相比较存在显著差异(P<0.05),12 bp等位基因插入/缺失频率与水牛不存在显著差异(P>0.05)。由此可见,较高的12 bp插入型等位基因和极低的缺失型单倍(23 bp插入-12 bp缺失)频率,使得文山高峰牛对BSE疾病具有较好抗病力,通过抗病育种分析能够有效预防疯牛病的发生;对中国地方牛种质资源进行相关抗病性评估,有利于为牛的抗病分子选育提供数据支撑。

谷朊粉对挂面血糖生成指数的影响及机理研究

为了改善普通挂面血糖指数偏高的现象,研究添加谷朊粉对小麦粉挂面体外血糖生成指数(eGI)的影响,并从挂面蒸煮特性、流变学特性、糊化特性和谷蛋白大聚体(GMP)等方面进行机理探讨。结果表明:当谷朊粉添加量分别为1%、5%、10%和15%时,挂面eGI逐渐降低且较普通挂面降低率分别为6.07%、8.97%、12.21%和14.76%;面条的硬度、咀嚼性、弹性和内聚力整体呈增大趋势,黏性降低,耐煮性增强;面团的韧性整体呈增大趋势,延展性和能量增大,糊化温度升高且热稳定性得到改善,GMP含量增加;面条eGI与面条黏性呈极显著正相关,与混粉峰值黏度、回生值和吸水率呈显著正相关,与熟面拉断力、延伸距离和延展性呈极显著负相关,与谷朊粉添加量、能量和GMP含量呈显著负相关;添加谷朊粉后蛋白网络结构更加致密宽厚,蛋白包裹淀粉颗粒的程度增加,淀粉糊化受到抑制。添加谷朊粉使包裹淀粉颗粒的面筋网络得到强化,抑制了淀粉的糊化,同时通过空间位阻抑制了淀粉的消化水解,使面条煮后eGI降低。

谷朊粉添加量对面粉糊化和馒头品质的影响

研究了谷朊粉对小麦粉糊化特性的影响,并对添加谷朊粉的馒头进行了质构特性和感官评价分析,为制备高品质的面食制品提供理论依据。结果表明,谷朊粉添加量对小麦粉糊化峰值温度、终止温度及糊化焓的影响存在差异性,对馒头的弹性和黏聚性无显著性影响。添加适量谷朊粉可增大馒头的硬度、黏性和咀嚼度,且外观、色泽等感官指标也明显改善,当添加量为6%时,面粉的糊化温度最高,馒头综合品质最佳。

玉米朊在药剂学中的应用进展

玉米朊是从玉米中提取的一种醇溶性蛋白,已被《中国药典》收载。玉米朊因具有可再生、无毒、生物相容、可生物降解等特性,成为药物辅料的热门选择。玉米朊可以提高药物稳定性及口服生物利用度,控制药物释放,增强药物靶向性,从而有效提高药物疗效。此外,玉米朊含有游离的羟基和氨基,这些羟基和氨基提供了许多修饰位点,使其能够与其他材料杂交,以创建功能化的药物递送系统。本文旨在系统地介绍玉米朊的物理性质及其在药剂学上的应用,以促进其进一步开发利用。

产朊假丝酵母发酵蛋白桑的培养基优化

以蛋白桑桑叶为研究对象,利用产朊假丝酵母菌进行培养料发酵试验。根据单因素试验结果,设计并实施了葡萄糖、磷酸二氢钾(KH2PO4)、硫酸铵[(NH4)_(2)SO_(4)]、硫酸镁(MgSO_(4))、蒸馏水五因素四水平的正交试验,发酵后测定了产朊假丝酵母菌的菌数,确定了最佳的培养基配方,即1.2 g葡萄糖、0.025 g KH2PO4、0.05 g(NH4)_(2)SO_(4)、0.001 g MgSO_(4)、16 mL蒸馏水。在此培养基中,产朊假丝酵母菌能以菌数多达10.05亿/g进行生长繁殖。

与朊毒体相关的鱼类朊蛋白研究概况

疯牛病(mad cow disease),即牛传染性海绵状脑病(bovine transmissible spongiform encephalopathy,BSE)的俗称,是一种慢性消耗性、致死性、中枢神经系统退行性疾病。疯牛病被认为与朊毒体(Prion)有关,朊毒体是由正常朊蛋白(Prion protein,或者PrPC)发生构象改变后形成的异常蛋白(PrPSc)。疯牛病的发生引起了世界各国政府和科学界的高度重视,PrP的起源及其功能研究已成为研究热点。鱼类PrP相关蛋白的研究正在展开中,由于鱼类PrP相关蛋白与朊蛋白的结构相似,鱼类感染TSE类似病存在理论上的风险。本文全面地综述了疯牛病的概况、朊毒体的特性、朊毒体与哺乳动物朊蛋白、鱼类PrP相关蛋白(PrP1、PrP2和PrP3)及鱼类其他PrP相关蛋白的研究情况,为国内水生动物PrP相关蛋白研究提供参考。

牛、羊、人叠朊基因的克隆与分析

为了解我国哺乳动物叠朊基因Prnd的生物信息,本实验采用PCR方法克隆了秦川黄牛、甘肃土种绵羊和汉族人的Prnd,运用分子生物学软件对这些序列进行了分析比较。结果表明,获得的三种哺乳动物的Prnd均位于1个单一的外显子内,与GenBank登录的相应序列具有高度同源性。秦川黄牛与甘肃土种绵羊Prnd的同源性为96.8%,推导氨基酸序列同源性为93.3%。汉族人Prnd与秦川黄牛和甘肃土种绵羊Prnd的同源性均为80%,推导的氨基酸序列同源性均为76.3%。氨基酸一级结构分析显示3种Prnd编码的叠朊均由氨基端的信号肽、中间的成熟蛋白和羧基端的GPI锚结合区组成。二级结构预测表明,3种Prnd编码的叠朊均由3个α-螺旋和2个β-片层组成。本研究获得的这3种主要哺乳动物的Prnd信息为一进步研究叠朊的结构与功能奠定了基础。

全长朊粒蛋白淀粉样纤维引发细胞毒性的机制研究

目的 朊病毒病(prion disease)是一类由朊粒蛋白(PrP)发生错误折叠、聚集形成致病性的PrPSc导致的具有高致死率的神经退行性疾病。本文在细胞和动物水平开展了PrP纤维诱导内源PrP聚集和毒性机制的研究。方法 通过超速离心结合蛋白质免疫印迹实验检测PrP聚集;通过氧化压力实验,使用Annexin V-FITC/PI双染检测细胞凋亡;运用细胞超薄切片技术检测细胞线粒体形态;在动物水平,分离新生小鼠的前额叶,进行横断切片培养,在脑片上接种PrP纤维。结果 PrP纤维种子可以诱导内源PrP聚集,PrP纤维可以诱导细胞内氧化压力升高和细胞凋亡,PrP纤维可以引起线粒体损伤,PrP纤维可以诱导小鼠前额叶内源PrP聚集。结论 本文在细胞和动物水平证实体外组装的PrP淀粉样纤维具有细胞毒性和潜在的感染性。

谷朊粉对小米淀粉理化性质的影响

为探究谷朊粉对小米淀粉理化性质的影响,利用快速黏度分析仪(RVA)、差示扫描量热仪(DSC)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)等技术手段,探究不同含量的谷朊粉对小米淀粉理化性质的影响。实验结果表明:谷朊粉从0 g增加到9 g时,小米淀粉消化率降低,即快消化淀粉和慢消化淀粉含量降低而抗性淀粉含量增加,淀粉溶解度降低约20%,小米复合淀粉体系的热焓值从13.14 J·g^(-1)降低到9.47 J·g^(-1),样品的峰值黏度和最终黏度分别从2574±47.13 mPa·s和27.14±28.95 mPa·s降低到874±33.64 mPa·s和1033±74.03 mPa·s。此外,小米复合淀粉随着谷朊粉浓度的增加,O-H伸缩振动峰强度降低,表明体系内部的分子间氢键作用力减弱,减少了淀粉分子的交联有序结构的形成、水分的迁移,从而抑制淀粉回生过程。从而表明,谷朊粉的添加能够降低小米淀粉的溶解度、膨胀力及消化率,并抑制小米淀粉的老化过程。该试验初步阐明了谷朊粉对小淀粉理化性质的影响,增加小米产品的多样性,为后续探究谷朊粉影响小米淀粉理化性质的分子机制提供了研究基础。

添加谷朊粉对大豆拉丝蛋白质构的影响

采用质构仪的TPA模式、穿刺模式及剪切模式研究2种不同原料的拉丝蛋白质构。结果表明,拉丝蛋白添加谷朊粉后表面会变得粗糙、质地会变疏松、空隙度会增大,其质构参数如硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性、剪切力做功等也增大。因此,在拉丝蛋白中添加谷朊粉,可增强其组织结构蓬松度和强度。

产朊假丝酵母菌体蛋白饲料的研究进展

目前,蛋白饲料资源短缺是制约饲料工业和畜牧行业发展的主要因素,而微生物蛋白由于其蛋白含量高、营养物质丰富、生产效率高、产量高等特点被广泛用于食品加工和饲料行业,是解决蛋白饲料资源短缺的重要方法之一。产朊假丝酵母是一种生产微生物蛋白的优良菌种,可作为添加剂应用于蛋白饲料的生产。本文对产朊假丝酵母在蛋白饲料中的作用及应用研究进行综述,并对产朊假丝酵母的应用前景进行展望,以期为产朊假丝酵母在蛋白饲料中的应用提供参考。

三种哺乳动物朊蛋白基因的克隆与分析

以外周血液的总DNA为模板,运用PCR方法克隆了汉族人、秦川黄牛和甘肃土种绵羊的Prnp基因,运用分子生物学软件对这些序列进行了分析比较。结果表明,获得的3种哺乳动物的Prnp基因均位于1个单一的外显子内,与GenBank中登录的相应序列具有高度同源性,达99.0%。牛与绵羊Prnp基因同源性为97.3%,推导氨基酸序列同源性为96.5%。人Prnp基因与黄牛和绵羊Prnp基因的同源性分别为86.7%和87.1%,其氨基酸序列的同源性均为90.0%。3种Prnp基因均有富含G-C的重复区,编码的PrP蛋白均由氨基端的信号肽、中间的成熟蛋白和羧基端的GPⅠ锚结合位点组成。基因型分析表明,秦川黄牛和甘肃土种绵羊可能存在感染海绵状脑病的风险。

朊病毒致病机理的研究进展

就细胞型朊蛋白PrPc的分子生物学特性、朊蛋白的生理功能、致病性朊蛋白PrPsc对免疫系统的影响、朊病毒的外周致病机理以及相关细胞因子、化学因子与朊病毒神经侵袭之间的关系、朊病毒从外周到中枢的转运机制、入侵门户、血液传播及朊病的其他病理标志和检测方法的研究做一综述。

表达木质素降解酶的基因工程产朊假丝酵母菌部分生物学特性研究

木质素是农作物秸秆饲用化利用的主要限制因素,现仅有少数微生物产生木质素降解酶,且产量少、酶活低,不适合工业化生产,酶蛋白的高效异源表达是提高木质素降解酶产量的有效途径。工程菌ZHMX4和ZHQX1是分别从黄孢原毛平革菌和云芝栓孔菌中扩增出木质素过氧化物酶基因(lip)和漆酶基因(lac),利用同源整合重组技术构建所得的工程菌。对前期构建的表达木质素降解酶工程菌ZHMX4和ZHQX1进行了部分生物学特性研究,包括木质素降解酶适宜反应条件、木质素降解酶基因拷贝数和工程菌降解天然木质素能力的测定及工程菌营养需要分析,了解2株工程菌特性的同时为后续研究工作奠定基础。结果显示:工程菌ZHMX4和ZHQX1产木质素降解酶最适反应温度和pH分别为30℃、3.0和30℃、4.5;2株工程菌各2 mL(添加量为109 cfu/g)混合对100 g玉米秸秆进行发酵时,木质素的降解率达到50.12%;根据Biolog YT微孔板试验结果,可优化2株工程菌的培养基,在培养基中添加一些营养物质,可促进工程菌的生长。

朊蛋白基因家族及其在传染性海绵样脑病(TSEs)中的作用

朊蛋白基因家族包括4个基因:PRNP(PrP的编码基因),PRND(Doppel的编码基因),PRNT(Prt的编码基因)和SPRN(Shadoo的编码基因)。其中,PRNP,PRND和PRNT3个基因位于同一个55kb的区域内(PRNP-20kb-PRND-3kb-PRNT),而SPRN基因位于另一条染色体上。这4个基因被称为"朊蛋白基因复合体"(Prion gene complex),在不同种属之间相当保守。传染性海绵样脑病(TSEs)的发生不仅受到PRNP基因的调控,朊蛋白基因家族的其它3个基因在定位、结构、表达及其编码产物上与PRNP基因存在很多相似性,提示其它3个基因很可能作为TSEs研究的候选基因。文章从朊蛋白基因家族的结构特征、编码产物的结构及其相互关系、朊蛋白基因家族在TSEs中发挥的作用等三方面进行综述,以期为研究TSEs致病机制提供新的思路。

谷朊粉与乙基纤维素对冻干苹果粉吸湿性的影响

为加强谷朊粉(wheat gluten,WG)对冻干苹果粉吸湿性的抑制作用,提高其贮藏品质,选用具有低吸湿性的乙基纤维素(ethyl cellulose,EC)按不同比例替代部分WG制备冻干苹果粉,研究WG与EC对冻干苹果粉吸湿行为、宏观形貌及水分迁移规律的影响。结果表明,在相对湿度75%环境下,EC添加量每增高10%,冻干苹果粉的平衡吸湿率约降低2.26%。Peleg模型对该类冻干苹果粉样品的吸湿等温线拟合效果最好,且这些样品的吸湿等温线均属于Ⅲ型。此外,冻干苹果粉的宏观照片和低场核磁共振分析结果表明,苹果浆、WG和EC的最优添加配比为7∶2∶1,不仅对冻干苹果粉吸湿性有一定抑制作用,还可避免EC添加量过高导致的高自由度水分增多,更有利于冻干苹果粉保持良好的粉末状态。