基于核酸适体的外泌体分子识别研究进展

自研究者证实外泌体承担了细胞外RNA等物质的运输功能以来,关于外泌体来源与功能的研究一直备受关注.近年来外泌体被发现具有作为疾病生物标志物的潜力,使得拥有特定表面蛋白以及特定装载物的外泌体成为分析化学领域有价值的检测对象.从化学本质角度来说,外泌体的获取与分析需要依赖特异性的分子识别过程.核酸适体作为分子识别单元,因其特异性强、亲和力高、生物活性稳定、易于合成和保存、而且其序列和结构上具有可编程性,易于设计和修饰,已成功地用在外泌体相关的生物传感体系中.本文从外泌体的化学组成及其具有生理、病理意义的组分出发,从外泌体通用生物标志物识别、癌细胞来源外泌体的检测及外泌体蛋白谱的分析这3个方面综述了以核酸适体作为分子识别单元在外泌体分析领域的代表性工作,总结了现有的靶向外泌体的核酸适体序列信息以及应用场景,阐述了利用化学合成与修饰以及DNA自组装等化学调控手段增强核酸适体分子识别性能的最新进展,并从适用于外泌体分子识别的核酸适体的筛选以及化学修饰的角度,对未来的研究方向进行了展望.

超高效液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱鉴定灵芝中脂质成分

脂质是灵芝重要活性成分之一,但目前对灵芝胞内脂质成分的构成研究甚少。本研究采用UPLC-ESI-MS/MS技术,对灵芝发酵菌体的胞内脂质构成进行分析。结果显示,灵芝细胞中共鉴定到296种脂质,其中甘油酯112种、磷脂148种、鞘脂34种和甾醇2种;甘油酯和磷脂分别占总脂质的44.70%和38.06%,鞘脂和甾醇分别占总脂质的17.08%和0.16%。分析甘油酯中主要成分为甘油三酯,占甘油酯总含量的67.36%;磷脂中主要成分为磷脂酰乙醇胺,占磷脂总含量的62.64%;鞘脂中主要成分为神经酰胺,占鞘脂总量的60.33%;此外,本研究检测出27种游离脂肪酸,其中20种为不饱和脂肪酸,相对含量为65.59%;7种为饱和脂肪酸,相对含量为34.41%。本研究系统性地分析了灵芝细胞中的脂质构成,为进一步开展灵芝细胞中脂质相关研究奠定基础。

忍冬桑黄和蛹虫草共发酵联产真菌多糖初步研究

忍冬桑黄和蛹虫草两种药用真菌均可产活性多糖,共发酵模式是产生新化合物或提高化合物含量或药效的潜在方式。本研究尝试用忍冬桑黄和蛹虫草共发酵联产真菌多糖,并对其共发酵所得的菌丝体多糖开展抗氧化活性试验。结果表明,当忍冬桑黄和蛹虫草预先分别发酵3d和1d后再同时接种共发酵,两菌可以较好地进行共生长,菌体总量和总多糖得率显著高于两菌单独进行发酵时的相应量。进一步对适宜两菌共发酵的培养基进行了优化,获得适宜两菌共发酵高产多糖的培养基组成为:可溶性淀粉30g/L、牛肉粉12g/L、磷酸氢二钾和硫酸镁各1.5g/L。共发酵菌丝体中多糖和黄酮含量均高于两菌单个菌体中的相应含量,但三萜含量和桑黄菌体中的三萜含量没有显著差异。抗氧化活性试验表明,共发酵菌体多糖、忍冬桑黄菌体多糖和蛹虫草菌体多糖对DPPH·自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基均具有清除作用,其中共发酵菌体多糖对3种自由基的清除作用显著强于两菌单个菌体多糖的清除效果。本研究表明忍冬桑黄和蛹虫草共发酵联产真菌多糖具有可行性。

9,10-环甲基十七烷酸干预下灵芝深层发酵合成三萜酸的动力学特征

利用Sigmoid模型对比研究了添加9,10-环甲基十七烷酸(9,10-CMA)前后灵芝深层发酵产三萜酸的动态变化特征。研究显示,灵芝对照组中三萜酸在4–9d大量合成,并于第9天达到最大值(268.62mg/L);添加9,10-CMA组中三萜酸的合成量于第8天时达到最大值(343.52mg/L)。添加9,10-CMA后,灵芝菌丝体细胞对底物葡萄糖的利用速度加快,细胞比生长速率在3.2天达到最大值(Μmax),为0.94d^-1,显著高于对照组的0.88d^-1(在第3.4天获得);葡萄糖比消耗速率在第1.7天达到最大值(QS, max),为8.34d^-1,显著高于对照组的6.80d^-1(在第2.1天获得)。胞内三萜酸比合成速率显著提高,在第6.2天达到最大值(QITA,max)13.76d^-1,是对照组9.66d^-1的1.42倍。两组中灵芝三萜酸的合成与细胞生长均呈现部分偶联关系,添加9,10-CMA后,没有改变细胞生长和三萜酸合成在发酵过程中的相互关系。

9,10-环甲基十七烷酸诱导灵芝三萜酸合成的信号转导和基因表达分析

为探究9,10-环甲基十七烷酸(9,10-CMA)诱导灵芝三萜酸合成的相关信号机制,分析了NO信号的介导作用。结果表明,在NO信号分子介导下,9,10-CMA可有效地刺激灵芝菌丝体中三萜合成关键酶细胞色素CYP450和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活化以及三萜酸的合成。NO可作为灵芝菌丝体中CYP450产生和PAL活化的上游分子发挥作用。在9,10-CMA诱导下,通过荧光定量PCR分析了6个关键酶基因在灵芝三萜酸合成过程的动态表达。结果表明,在9,10-CMA诱导下与灵芝三萜酸合成相关的角鲨烯合成酶基因sqs、细胞色素P450单加氧酶CYP5150L8基因和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因hmgr的上调最显著,提示这3个酶在三萜诱导过程中具有重要作用。

外源物质对灵芝多糖和β-葡聚糖发酵的影响

研究了14种外源物质(化合物)对灵芝细胞生长和发酵合成多糖和β-葡聚糖的影响。结果表明,连翘水提物(3g/L)对灵芝细胞生长具有显著促进作用;薏苡仁酯(3g/L)对灵芝胞内多糖和β-葡聚糖的合成均具有促进作用;而桔梗水提物、硝酸铈铵、硝酸镨、茉莉酸甲酯和硝普钠对灵芝细胞生长和产物合成均具有抑制作用。进一步通过Box-Behnken试验设计和响应面法分析,建立了添加薏苡仁酯发酵产β-葡聚糖的二次多项式模型,经分析得到产β-葡聚糖的最优条件为:薏苡仁酯添加量10.5g/L、接种量16%、添加时间第88小时、发酵初始pH 7.00。在此条件下获得β-葡聚糖的产量可达(40.67±8.43)mg/L,与未添加薏苡仁酯的对照组相比,提高了41.86%;多糖产量为(0.99±0.21)g/L,与对照组相比,提高了31.99%。结果提示所得添加薏苡仁酯的优化条件可定向诱导灵芝β-葡聚糖的合成,同时也表明在灵芝液体发酵体系中添加薏苡仁酯发酵产多糖和β-葡聚糖具有一定的实用价值。

蛹虫草光受体研究进展

光调控真菌的生长发育和代谢产物合成,是大多数食用菌子实体分化必不可少的环境因子。蛹虫草是一种具有重要药用价值的食用真菌,光因素对蛹虫草的分生孢子数量、生长速率、子实体发育、昼夜节律以及次级代谢产物虫草素和类胡萝卜素的合成均有较大的影响。目前,基于蛹虫草全基因组的解析和遗传操作系统的建立,已鉴定出7种光受体,white collar-1(WC-1)、WC-2、Drosophila-ArabidopsisSynechocystis-humantypecryptochromes(CRY-DASH)、CRY-2、环丁烷嘧啶二聚体光裂合酶(cyclobutane pyrimidinedimer,CPD)、VIVID(VVD)和光敏色素(phytochrome,PHY)。本文较系统地总结了上述光受体的蛋白结构特征,全面阐述了光受体介导光信号调控蛹虫草菌丝生长、子实体发育及次级代谢产物合成等方面的分子机制,并对后续研究进行了展望,为深入研究蛹虫草光受体的具体功能和相关机制提供参考。

一株新分离的云芝栓孔菌Z-1应用于木质素降解及染料脱色

木质素是一种非结晶性的复杂三维网状酚类高分子聚合物,被认为是木质纤维素生物质抗降解的天然屏障。探索并开发高效降解木质素的微生物资源已成为近些年来的研究焦点。本研究对新分离的一株具有潜在木质素降解能力的菌株Z-1开展了系列研究。首先通过形态学和系统发育分析将菌株Z-1鉴定为云芝栓孔菌Trametes versicolor。平板定性检测初步表明云芝栓孔菌T.versicolor Z-1具有较强的产过氧化物酶和漆酶能力。以木质素为唯一碳源时,T.versicolor Z-1对木质素的降解率和脱色率分别可达13.38%和26.43%。酶活检测分析表明该菌主要是通过分泌漆酶和锰过氧化物酶(manganese peroxidase,Mn P)降解木质素。利用傅里叶变换红外光谱(fourier transform-infrared spectroscopy,FT-IR)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)及气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectroscopy,GC-MS)对云芝栓孔菌T.versicolor Z-1降解后木质素残渣结构以及代谢物的鉴定分析结果证实了该菌对木质素的强降解能力,并表明该菌对木质素的降解途径包括酚醚键的断裂、芳香环侧链氧化裂解以及芳香环开环反应等。此外,该菌还对多种芳香类染料展现出了强的脱色能力,其中对刚果红、孔雀石绿和考马斯亮蓝R-2503种染料的脱色率达到100%。本研究表明云芝栓孔菌T.versicolor Z-1具有应用于工业化木质素降解与芳香化合物类染料脱色的开发前景。