血红蛋白基因在产CBHⅡ毕赤酵母工程菌中的表达

目的:提高毕赤酵母工程菌P.pastoris-CBHⅡ液体发酵产纤维二糖水解酶(CBHⅡ)的能力。方法:分别构建了用于胞外及胞内表达透明颤菌血红蛋白(VHb)基因的毕赤酵母重组表达质粒pPICZαA-vhb与pPICZαA(-s)-vhb。通过电转化将两种质粒转化巴氏毕赤酵母重组菌体P.pastoris-CBHⅡ菌株,经过筛选分别获得可正确表达具有生物活性的VHb蛋白的重组菌株P.pastoris-CBHⅡ-vhb(胞内表达VHb)及P.pastoris-CBHⅡ-vhb(-s)(胞外表达VHb)。结果:摇瓶发酵实验表明,血红蛋白在贫氧条件下可促进CBHⅡ的分泌表达,培养液上清的CMC酶活分别从出发菌株P.pastoris-CBHⅡ的1.81U/ml提高到2.04U/ml(胞内表达VHb)与1.93U/ml(胞外表达VHb)。VHb蛋白胞内表达菌株比胞外表达菌株效果更明显。

大豆耐盐相关基因的分离及其功能鉴定

利用大肠杆菌功能表达体系,从大豆开花40d未成熟种子的cDNA表达文库中筛选获得了11个耐盐相关cDNA克隆.对其中3个克隆的插入片段进行测序.结果显示,其中的Gm1013为一尚未报道的新基因片段;GmRPS25 2编码的蛋白质序列与西红柿40S核糖体蛋白S25有91%的同源性;GmAIP 2编码的蛋白质序列与大豆根铝诱导蛋白SALI3 2有97%的同源性.其中GmAIP 2可表达分子量为30 8kD的多肽.pET GmAIP 2转化后的大肠杆菌在含800mmol/LNaCl和700mmol/LKCl的液体培养基中生长状况明显好于对照菌,即前者表现出较短的生长迟滞期和较高的生长量.

四逆汤中脂类生物碱来源于酯交换反应的研究

目的研究附子中脂类生物碱(脂碱)的溶解性,确定四逆汤中脂碱的来源。方法利用电喷雾离子阱质谱分析比较生附子、四逆汤、煎煮后生附子药渣、生附子与半夏共煎液中的生物碱。结果在四逆汤中检测到少量脂碱,在生附子与半夏共煎液中未检测到脂碱,脂碱成为煎煮过生附子中的主要生物碱。结论脂碱在加热条件下也不溶于水,在四逆汤中检测到的脂碱来源于双酯型生物碱的酯交换反应。

钌(II)多吡啶配合物光断裂DNA的实验研究

研究了一系列钌(II)多吡啶配合物对pBR322DNA的光断裂作用,并与光谱法和粘度法的研究结果进行了对比.实验结果表明,钌(II)多吡啶配合物光断裂DNA的能力不仅与配合物与DNA相互作用的结合模式和结合强度有关,还与配合物自身的电子结构有关;钌(II)多吡啶配合物对DNA的光断裂存在立体选择性;其断裂机理是激发态的配合物与溶液中的氧分子发生能量转移生成单线态氧活性氧化物种,将鸟嘌呤碱基氧化而导致DNA断裂.本研究对于遗传工程中的化学核酸酶以及以DNA为靶标的药物设计有重要的意义.

草乌花煎煮过程中三酯型乌头生物碱的酯交换反应

目的研究草乌花煎煮过程中脂类生物碱的变化。方法利用电喷雾离子阱质谱分析,比较草乌花乙醇提取液、草乌花单煎液和草乌花煎煮后残渣中的生物碱。结果在草乌花单煎液中易溶于水的别那宁质量分数显著提高,未检测到脂肪酸酯型生物碱,三酯型脂类生物碱成为煎煮过草乌花中的主要生物碱。结论在草乌花煎煮过程中,双酯型和三酯型乌头生物碱除发生水解反应外,还发生酯交换反应生成双酯型和三酯型脂类生物碱。三酯型乌头生物碱的C8位乙酰基被各种长链脂肪酰基取代的酯交换反应为首次报道。

磁场治疗对实验动物体内钙分布的影响

目的:观察磁场对实验动物钙分布的影响,为磁场治疗骨质疏松提供有力的新证据。方法:实验于2005-01/06在深圳大学生命科学学院微生物基因工程深圳市重点实验室与南方医科大学公共卫生与热带医学学院军事预防医学重点实验室完成。①40只雌性SD大鼠分为4组,每组10只,切除大鼠卵巢建立骨质疏松模型,假手术组仅切除卵巢附近少量脂肪;去卵巢组卵巢切除后不进行曝磁处理;去卵巢+磁场组卵巢切除后曝磁;去卵巢+钙+磁场组卵巢切除后曝磁,并给予补钙。曝磁时间共30d。②普通雌性家兔随机分为3组,每组5只,磁场未处理组、2h后磁场处理组、同步磁场处理组。1个月后感应耦合等离子体发射光谱仪检测大鼠骨钙含量、液体闪烁计数仪测量雌激素和骨钙素变化。并进一步明确磁场对体内摄入钙分布影响,利用钙的同族元素锶和钙在生物体内代谢过程极为相似的特点,使用放射性核素锶-85示踪技术动态观察磁场处理后锶-85在实验普通家兔血液、骨骼、尿液和粪便中的存留情况,间接推论磁场对钙在体内代谢的影响。结果:实验大鼠和兔全部进入结果分析。①磁场处理可以促进骨钙含量增加犤去卵巢+钙+磁场组骨钙含量达(0.226±0.015)g/g,而去卵巢组为(0.204±0.013)g/g,F=13.14,P<0.05犦。②磁场处理不影响血清雌激素和骨钙素含量犤去卵巢+钙+磁场组为(5.1±2.1)ng/L,去卵巢组(4.0±1.3)ng/L,F=4.58,P>0.05犦。③磁场处理减少锶-85在血、尿和粪便中的停留,促进其在骨组织中的沉积,并抑制其自骨骼向骨外的转移。结论:磁场有促进血液中钙沉积到骨组织,抑制其从骨骼中丢失的作用,这也是磁场改善骨质疏松的机制之一。

水稻高效再生体系的建立及其对大豆Em基因的转化

以粳稻丰达1号成熟胚为外植体,建立了适合水稻转化的高效再生体系,通过农杆菌介导法将大豆Em基因转化水稻.结果表明:以NMB+500 mg·L-1脯氨酸+250 mg·L-1谷氨酰氨+300 mg·L-1水解酪蛋白+2 mg·L-12,4-D为作诱导培养基诱导愈伤组织,其诱导率为97%;愈伤组织分化率为65%;农杆菌介导法转化水稻愈伤组织,获得了26株再生植株;随机选取其中4株候选转基因水稻幼苗进行PCR筛选,初步证明大豆Em基因已整合到水稻基因组DNA中;RT-PCR检测结果表明,转入的外源大豆Em基因在转基因水稻中得以表达.本实验成功地建立了适合水稻转化的高效再生体系,为通过基因工程技术培育水稻新品种奠定了基础.

丙酮丁醇梭菌代谢工程菌的构建及其发酵性能

丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum可以利用葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、纤维二糖等多种底物,发酵糖获得丙酮、丁醇、乙醇等产物,是一种优良的木质纤维素同步糖化发酵菌种。为获得具有更优良发酵性能的木质纤维素发酵菌株,使用代谢工程技术对丙酮丁醇梭菌进行改造。将乙酰乙酰CoA硫解酶基因(thl)的启动子和末端两个同源片段以及醛/醇脱氢酶基因(adhE)的开放阅读框连接到pUC18上,构建成整合型质粒pTAEE,电转化丙酮丁醇梭菌后在红霉素抗性平板筛选转化子。通过PCR扩增及产物序列分析表明,质粒pTAEE中的adhE基因以单交换的方式整合到转化子基因组中,增强adhE的表达。重组菌T4的乙醇得率为2.3%,比野生菌提高了15%,乙醇浓度为0.39 g/L,与野生菌相当;丁醇得率为41.6%,比野生菌提高了69%,丁醇浓度为6.9g/L,比野生菌提高了41%,获得了发酵性能更高的丙酮丁醇梭菌代谢工程菌株。

细胞质处理小体(P-小体)与基因表达的调控

m RNA处理小体,又称P-小体(processing bodies,P-bodies),是细胞质中含有多种功能蛋白和RNA的聚集体.评述P-小体的形成和运动特点,以及其与小RNA、外切体相互作用,参与基因表达的调控.介绍了本实验室在P-小体植物细胞中的最新研究进展.指出P-小体是m RNA降解和储存的场所,在转录后水平参与基因表达的调控,P-小体在细胞中是动态变化的,P-小体中多样化的功能蛋白在P-小体的组装、功能行使中发挥重要作用.P-小体作为细胞质内m RNA的储存和降解结构在基因表达的转录后调控中起重要作用,其调控机制尚待进一步研究补充,P-小体与小RNA分子(micro RNA,mi RNA)调控的基因沉默之间也存在关联性.

植物凝集素SMLII基因启动子的克隆及序列分析

根据已克隆的丹参植物凝集素SMLII基因cDNA序列,利用染色体步移技术克隆出SMLII启动子区序列,并进行生物信息学预测分析该基因的功能,结果得到了该基因上游1 023 bp的启动子序列(GenBank Accession No:KF193867)。分析表明,在该序列中不但含有真核生物典型的核心启动子区TATA-box、CAAT-box,而且含有一些特有的上游启动子元件ABRE、ARE、ASF1MOTIFCAMV、HSE、IBOXCORE、WBOXATNPR1等重要的顺式调控元件及一些光反应相关元件。

雨生红球藻β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆与序列分析

利用RT-PCR技术,从雨生红球藻(Haematococcus pluvialis 34-1n)总RNA中扩增出β-胡萝卜素羟化酶基因cDNA序列,将此序列亚克隆于pMD 18-T simple Vector上,经过序列测定,表明该基因的开放阅读框为879bp,编码292个氨基酸,与雨生红球藻(H. pluvialis Flotow NIES-144)β-胡萝卜素羟化酶基因氨基酸序列相比,其在编码氨基酸的第33位有一个氨基酸的缺失。在15、314、9和56位上的氨基酸也存在差异。多序列比对分析表明,雨生红球藻与莱茵衣藻的亲缘关系较近,与其他高等植物以及细菌的亲缘关系相对较远。

CBHⅡ和EGⅣ的重构基因在里氏木霉中的组成型表达

重构基因cbh2-linker-CDeg4表达的融合蛋白同时获得具有外切葡聚糖酶CBH II和内切葡聚糖酶EG IV 2种催化活性,在纤维素降解等方面有着重要应用。本研究通过overlap PCR将里氏木霉丙酮酸脱羧酶(PDC)的启动子、纤维二糖水解酶cbh1的信号肽、重构基因cbh2-linker-CDeg4和pdc终止子依次连接,以质粒p PICZαA为基本骨架,构建表达载体p PIC-PCT。采用原生质体转化法将p PIC-PCT和含潮霉素抗性筛选标记的质粒p AN7-1共转里氏木霉。SDS-PAGE分析表明,重构基因cbh2-linker-CDeg4实现了在里氏木霉中的组成型表达,测得重组木霉发酵上清液的CMCNa酶活最高达到4.08 U/m L,是出发菌株的5.55倍,FPA酶活达到0.915 U/m L,较出发菌株提高了43.6%。酶学性质初步研究表明:粗酶液的最适p H为5.0,最适温度为50℃。

锌指蛋白在丝状真菌纤维素酶基因表达调控中的研究进展

简要介绍了C2H2型、C4型和C6型三类锌指蛋白,分别从三类锌指蛋白总结了其在丝状真菌纤维素酶基因表达调控中发挥的作用,举例分析了锌指蛋白在纤维二糖水解酶Ⅰ和纤维二糖水解酶Ⅱ编码基因上表达调控的过程,结合相关研究总结了锌指蛋白在丝状真菌产纤维素酶中应用,最后指出通过该方面研究将有助于在分子水平上揭示纤维素酶表达调控的机理,为高效率、低成本生产纤维素酶奠定基础。

阿尔茨海默病转基因小鼠肝内核受体和细胞色素氧化酶基因转录谱变化

目的探讨阿尔茨海默病(AD)病变与肝Ⅰ相药酶基因表达的相关性,为早期和长期药物干预AD病程提供实验参考。方法制备B6.129-PS1M146V/APPSwe/Tau P301L三重转基因AD模型小鼠(3×Tg AD小鼠)及同系非转基因正常小鼠(NTg小鼠)肝组织总RNA和总蛋白质样品,逆转录PCR/实时荧光定量PCR技术检测肝核因子4(HNF4)等7种核受体和细胞色素氧化酶P4501a2(Cyp1a2)等7种CYP基因mRNA相对表达量,比较基因转录谱差异;Western蛋白印迹法检测技术检测差异显著的目的基因蛋白质水平。结果与NTg小鼠相比,3×Tg AD小鼠HNF4、雌激素受体(ERα)及组成型雄甾烷受体均下调近66%(P<0.01),孕烷X受体和芳香烃受体分别上调1.84和1.64倍(P<0.05),糖皮质激素受体及受氧化应激激活的核因子E2相关因子未见显著变化;主要药物代谢酶Cyp2b10及Cyp2a5 mRNA分别降低至正常小鼠水平的3%(即下降97%,P<0.01)和30%(P<0.05),Cyp2e1、Cyp2j9、Cyp3a11基因的转录水平则分别上调了2.26倍、2.42倍和3.66倍(P<0.05);Cyp1a2和Cyp2d22基因转录在两种小鼠中无明显差异。Western蛋白印迹分析证实,3×Tg AD小鼠ERα和CYP2a5明显下降(P<0.05)而Cyp3a11表达则明显上升(P<0.05),蛋白质表达变化的趋势与其相应mRNA水平改变一致。结论 3×Tg AD小鼠肝内核受体基因及CYP酶基因转录谱发生显著改变,提示AD病变可能干扰机体肝代谢功能,对机体内源性及外源性化合物生物转运产生影响。

雌激素样化合物对人细胞色素氧化酶2A6基因的转录调控

目的建立尼古丁代谢酶CYP2A6报告基因高容量筛选系统,分析环境和天然雌激素样化合物对CYP2A6基因转录的影响。方法构建3种CYP2A6基因转录上游-2460^+1全长、增强子-启动子串联和3倍增强子-启动子串联的荧光素酶报告基因重组体pGL3-2A6 3UP,GL3-2A6 EP和pGL3-2A63EP,分别与雌激素受体α(ERα)及海肾荧光蛋白表达载体三重共转染人肝HepG2细胞。用双荧光素酶报告基因分析技术,选择确认对雌二醇诱导应答最强的CYP2A6报告基因系统;分别用氰戊菊酯、2,2',4,4'-四溴联苯醚、4-二羟基二苯基丙烷、全氟辛酸铵、淫羊藿苷、大豆苷元和槲皮素等7种拟雌激素化合物处理转染报告基因的HepG2细胞,同时设置雌二醇10 nmo·lL-1阳性和0.1%DMSO阴性对照,48 h后测定各组细胞相对荧光强度,分析评估拟雌激素物质对CYP2A6基因转录的诱导作用。结果 3种CYP2A6报告基因重组体中pGL3-2A6 3EP对雌二醇诱导应答最强,且呈显著量效依赖关系。7种拟雌激素化合物对CYP2A6报告基因均具显著诱导作用,其中,2,2',4,4'-四溴联苯醚1.0~100.0 nmol·L-1诱导倍变值为1.45±0.13~3.30±0.13(P<0.01),诱导效应最强。表现出相似的量效诱导关系,淫羊藿苷、大豆苷元和槲皮素10μmo·lL-1时的诱导倍变值为2.41~2.83(P<0.01)。结论建立灵敏可靠、重复性强的CYP2A6报告基因高容量筛选系统,证实多种拟雌激素物质通过激活ERα诱导CYP2A6报告基因转录。提示环境拟雌激素污染物和药材食材雌激素样活性物质可诱导个体尼古丁代谢酶基因表达,从而干扰个体尼古丁代谢清除活性及其对环境化合物致癌代谢活化水平。

里氏木霉纤维二糖水解酶Ⅱ在毕赤酵母中的高效表达

本工作采用巴氏毕赤酵母Pichiapastoris表达系统进行了里氏木霉Trichodermareesei纤维二糖水解酶Ⅱ(CellobiohydrolaseII)的表达。用RT-PCR的方法从经稻草粉诱导的里氏木霉培养物中分离出纤维二糖水解酶Ⅱ的基因,将其插入到巴氏毕赤酵母的表达载体pPICZαA中,并使之处于α-因子信号肽序列的下游,得到重组质粒pPICZαA-cbh2。通过电穿孔的方法用线性化的pPICZαA-cbh2转化巴氏毕赤酵母GS115菌株,经过大量筛选后得到可以高效表达纤维二糖水解酶的毕赤酵母菌株P.pastorisCBHⅡ1。在甲醇诱导的条件下培养P.pastorisCBHⅡ1,培养液中的CMC活性可达到3.82U/mL,SDS-PAGE分析结果表明纤维二糖水解酶在P.pastorisCBHⅡ1中的表达量远远高于里氏木霉。对表达产物进行了LC-MS分析,结果表明所表达的蛋白为里氏木霉的纤维二糖水解酶。

里氏木霉内切葡萄糖苷酶Ⅳ在毕赤酵母中的表达

进行了内切葡萄糖苷酶Ⅳ(EGⅣ)在毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统中的表达。采用RT-PCR的方法从里氏木霉(Trichoderma reesei)中分离到eg4基因。将eg4基因与毕赤酵母表达载体pPICZαA连接,得到重组质粒pPICZαA-eg4。将该重组质粒线性化后转化毕赤酵母GS115,eg4基因通过同源重组被整合到毕赤酵母的染色体上,并处于酵母α因子的下游,得到重组菌株P.pastoris-EGⅣ1。在甲醇诱导下,重组菌株P.pastoris-EGⅣ1可以合成并分泌EGⅣ,培养液的CMC活力达到2.11 U/mL。

大豆PM2蛋白及其结构域可提高烟草耐盐性

深圳市微生物基因工程重点实验室已利用大肠杆菌异源表达体系证明了大豆PM2蛋白(LEA3)的耐盐功能,并首次证实PM2蛋白序列中的22-氨基酸结构域(PM2B)为一主要耐盐结构域．为在高等植物中进一步验证PM2蛋白及22-氨基酸结构域的耐盐功能,将大豆PM2及PM2B基因克隆至植物表达载体pBI121,并利用农杆菌侵染法转化烟草叶盘,通过PCR扩增法鉴定转基因植株．结果表明PM2及PM2B基因已整合至转基因烟草的基因组DNA中,转化率分别为44．4％和62．5％．与含1．5％(质量分数)NaCl的培养基比较,转基因烟草植株的生长状况和叶片的叶绿素含量,结果表明转PM2和PM2B基因的烟草耐盐性明显高于对照(转化pBI121载体)植株．这说明转PM2和PM2B基因可提高烟草的耐盐能力．可见,PM2蛋白及22-氨基酸结构域在原核和真核细胞中的耐盐保护作用可能是相似的．

碱性纤维素酶及其应用的研究进展

碱性纤维素酶在碱性条件下具有内切β1,4葡萄糖苷酶活力,在加酶洗涤剂等行业具有重要的应用价值。目前已发现由芽孢杆菌和链霉菌产生的多种碱性纤维素酶,其中大部分的基因已被克隆、测序和表达,其催化反应特性、反应机理和应用也得到了较深入的研究。从碱性纤维素酶的产生菌、酶反应特性和反应机理、碱性纤维素酶的基因克隆和表达,以及碱性纤维素酶的应用等几个方面,介绍了有关碱性纤维素酶的最新研究进展。

植物抗逆蛋白(LEA3)22-氨基酸耐盐结构域在酵母细胞中的鉴定

大豆PM2蛋白属LEA3(late embryogenesis abundant3)蛋白。本文构建了编码PM2全长及含22-氨基酸结构域多肽(PM2、PM2A、PM2B和PM2C)的酵母表达载体。转化酵母得到四种重组菌。SDS-PAGE电泳和ESI-MS/MS或MALDI-TOF/TOF质谱结果表明,重组菌可表达目标多肽。测定对照菌及重组菌在无胁迫、高盐(1.5mol.L-1NaCl)和高渗透(2mol.L-1山梨糖)下的生长曲线。结果表明,在高盐胁迫下,四种重组菌胁迫后的恢复明显好于对照菌。多肽对高盐耐受能力的大小为:PM2C>PM2B≈PM2A≈PM2。证明大豆PM2蛋白的表达可提高酵母耐盐性,且22-氨基酸基序为PM2蛋白的耐盐结构域。结合前文在大肠杆菌中的结果,为"LEA蛋白可以类似机制参与原核和真核生物耐盐保护作用"的假说提供实验支持。然而,在高山梨糖胁迫下,对照菌和酵母重组菌的生长情况无明显差异。