2012, 52(5):541-549.
摘要:摘要:苯并异色烷醌(benzoisochromanequinones,BIQs)家族抗生素是由链霉菌产生的聚酮类抗生素,其芳香聚酮母核结构中含有并联的两个芳香环和一个吡喃环,具有抗菌、抗肿瘤等多种生物学活性。BIQ 抗生素聚酮链的早期生物合成过程代表了芳香聚酮抗生素母核的典型合成机制,而不同的后期修饰则决定了它们结构和生物学活性的多样性。在过去的二十几年中,以放线紫红素和美达霉素为研究重点,BIQ 家族抗生素的生物合成机制逐渐得到揭示,但在后期结构修饰方面仍有许多问题有待解决。本文对BIQ家族抗生素的生物合成机制研究进行了综述,比较了不同BIQ 家族抗生素结构特点、生物学活性,并重点阐述了它们生物合成中的后期结构修饰和调控过程的研究进展,并对BIQ 抗生素在代谢工程方面的研究进行了展望。
2012, 52(5):550-557.
摘要:摘要:重组腺相关病毒(rAAV)已成为基因治疗领域应用最广泛的载体之一。临床前研究显示其具有很高的安全性,但人体免疫毒性仍是制约其临床疗效的关键,因此有关rAAV 免疫机制的研究成为近期热点。尽管天然免疫在获得性免疫反应中发挥重要作用,但与rAAV 有关的天然免疫研究过去一直未被重视。直到最近,才确认有至少3 种人体细胞( 树突状细胞、巨噬细胞和内皮细胞)参与了rAAV 的天然免疫,作用机制为可识别载体基因组的TLR9 或病毒衣壳TLR2 所介导,NF-κB 或干扰素调节因子(IRFs) 信号通路被激活,导致各种炎性因子及I 型干扰素的大量表达。自身互补型rAAV 诱导的TLR9 依赖性天然免疫较单链rAAV更为强烈。本文重点对近期发现的激活天然免疫反应的宿主与rAAV 的相互作用、涉及的信号通路、天然免疫对获得性免疫以及转基因表达的影响进行综述。
2012, 52(5):558-565.
摘要:摘要:【目的】江苏盐城一家养殖场的异育银鲫暴发疾病,通过对病原进行研究,旨在为该病的防治提供理论依据和参考。【方法】从病鱼体表病灶和内脏中分离出优势菌株,经人工感染试验证实为病原菌。采用传统的形态、生理生化表型鉴定与16S rDNA 序列分析相结合的方法确定菌株的分类地位。运用K-B琼脂法对病原菌株进行药物敏感性测定。【结果】综合菌株形态、生理生化表型以及16S rDNA 序列分析的结果,确定该分离株为腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)。回接感染试验证实腐败希瓦氏菌即是导致此次异育银鲫发病死亡的致病原,其半数致死量(LD50)为2.1×103cfu/g。该株腐败希瓦氏菌对吡哌酸、萘啶酸、氟哌酸、氟啶酸、氟苯尼考、利福平、美满霉素、氟罗沙星、恩诺沙星、复达欣、菌必治、先锋Ⅳ、罗红霉素和左氟沙星等抗生素敏感。【结论】首次报道了异育银鲫一种新的病原,说明腐败希瓦氏菌作为一种潜在的新病原也可 能会对异育银鲫的养殖造成威胁。
2012, 52(5):566-572.
摘要:摘要:【目的】调查yigP 基因启动子的活性,并对该转录调控序列进行分析。【方法】以lacZ 为报告基因,克隆启动子片段至启动子探针质粒中,通过检测β-半乳糖苷酶活性判断启动子活性,并通过克隆一系列逐步缩短的启动子片段来确定启动子所在区域。利用定点突变技术,对启动子的重要序列进行定点突变,调查其对启动子活性的影响。【结果】确定了yigP 基因启动子的区域,鉴定了启动子的-10 区和-35 区,并发现了启动子上游存在一个负调控序列,对该序列进行了初步的研究显示其中部分序列是这种负调控作用的核心序列。【结论】对yigP 基因的转录调控序列进行了鉴定,丰富了我们对基因转录调控的认识。
2012, 52(5):573-580.
摘要:摘要:【目的】为了解猪链球菌各血清型荚膜多糖合成相关基因保守区的功能与基因进化关系,【方法】在分析已知的猪链球菌1、2、7、9 型荚膜多糖合成相关基因簇序列,及其各orf 与猪链球菌33 个血清型基因组DNA 杂交结果的基础上,提出猪链球菌荚膜多糖合成相关基因簇具有与肺炎链球菌相似的盒样结构的假设。并采用PCR、测序和Southern 印迹杂交等方法验证这些假设。【结果】结果显示,猪链球菌的荚膜多糖合成相关基因簇确存在与肺炎链球菌相似的盒样结构,5'端的前4 个调节相关基因同源性极高,基因簇两端都有保守的侧翼基因,且在3'端的侧翼序列中找到了适于扩增荚膜多糖合成相关基因簇中血清型特异性区域的下游引物所在基因(aroA)。分析发现,各血清型的orfY、orfX、cpsA、cpsB、cpsC、cpsD 和aroA 的亲缘关系较近。
马晓伟 , 邢春杰 , 于金凤 , 王勇 , 陈子豪 , 王建新 , 周明国 , 陈长军
2012, 52(5):581-587.
摘要:摘要:【目的】揭示水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi) 对多菌灵的抗药性与其β-微管蛋白基因的相关性。【方法】结合形态学和TEF-1α基因序列对分离菌株进行鉴定;根据近源种拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)核基因组测序菌株7600 的β-微管蛋白核苷酸序列设计引物,采用PCR 方法克隆并比对分析了F.fujikuroi对多菌灵不同敏感性表型的5个菌株的β-微管蛋白基因全序列;利用实时定量技术(qRT-PCR)分析了β-微管蛋白基因在上述5 个菌株中的表达特性。【结果】F.fujikuroi 的β-微管蛋白基因核苷酸序列(GenBank 登录号:JQ026022)全长1671bp,包含4个内含子,编码447个氨基酸残基;2个敏感性菌株和3 个抗药性菌株的β-微管蛋白基因核苷酸序列同源性100% ;在无药剂处理下该基因在2 个敏感性菌株中的表达水平显著高于3 个抗药性菌株(p=0.05),且对同一菌株而言,药剂处理能够显著提高β-微管蛋白基因表达水平(p=0.05),但在相同药剂处理条件下,菌株间差异不显著。【结论】F.fujikuroi 对多菌灵的抗药性机制与β-微管蛋白无关,有待进一步研究。
2012, 52(5):588-593.
摘要:摘要:【目的】克隆丙酮丁醇梭状芽胞杆菌(Clostridium acetobutylicum)ATCC824丁醇合成途径关键酶基因,构建产丁醇的工程大肠杆菌。【方法】以C.acetobutylicum ATCC824 基因组为模板,分别扩增丁醇合成途径关键酶基因thil,adhE2 和BCS operon (crt-bcd-etfB-etfA-hbd)基因序列,构建BCS operon-adhE2-thil/pTrc99a/MG1655(pBAT)。重组菌E.coli pBAT 采用0.1 mmol异丙基-β-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导5h,测定乙酰基转移酶(THL)、3-羟基丁酰辅酶A 脱氢酶(HBD)、3-羟基丁酰辅酶A 脱水酶(CRT)、丁酰辅酶A 脱氢酶(BCD)、醛醇脱氢酶(BYDH/BDH)的酶活。并以该基因工程菌作为发酵菌种,采用好氧、厌氧和微好氧三种培养方式,检测丁醇产量。【结果】酶活测定结果显示:THL 酶活达到0.160 U/mg protein,酶活力提高了近30倍;HBD 酶活力提高了近5倍;CRT酶活达到1.53U/mg protein,野生菌株无此酶活;BCD 酶活力提高了32 倍;BYDH/BDH 酶活力无显著提高。3 种发酵培养结果显示在微好氧和厌氧条件下,均有丁醇产生,且丁醇的最大产量约为84 mg/L。【结论】本实验通过构建产丁醇基因工程大肠杆菌,实现了丁醇关键酶基因在大肠杆菌中的活性表达以及发酵产丁醇,为发酵法生产丁醇开辟了一条新的途径。
2012, 52(5):594-601.
摘要:摘要:原核生物中S2P 参与应答外界环境刺激,然而行光合作用的蓝细菌-集胞藻PCC6803 的S2P 同源蛋白功能未知。【目的】考察集胞藻PCC6803 中S2P 同源蛋白sll0862 是否参与外界环境刺激的应答。【方法】监测在高温和氧化胁迫的条件下sll0862 基因缺失突变株与野生株在生长速率或存活率上的差异,利用水样调制叶绿素荧光仪(water-PAM,脉冲-振幅-调制叶绿素荧光仪) 测量在高温和氧化胁迫的条件下突变株与野生株叶绿素荧光参数的差异,来考察其光合作用差异。【结果】sll0862 突变株与野生株在正常的培养环境中生长速率并无差异,但是将sll0862 突变株与野生株在48℃加热处理半小时后,sll0862 突变株的存活率明显低于野生株。当初始OD730值为0.1的藻液中添加终浓度为1 mmol/L 双氧水的时候,sll0862 突变株的生长速率比野生株明显低,而且氧化胁迫条件下突变株与野生株的调制叶绿素荧光有差异。【结论】集胞藻 PCC6803 中sll0862 基因的缺失导致突变体对高温与氧化胁迫响应出现缺陷,提示有功能的sll0862 参与响应热和氧化胁迫。研究结果为进一步阐述S2P 同源蛋白sll0862 在集胞藻PCC6803 中的功能奠定基础。
卢向锋 , 张鹏程 , 李倩延 , 刘辉 , 林小清 , 马晓航
2012, 52(5):602-610.
摘要:摘要:【目的】γ-丁基甜菜碱羟化酶是生物体内合成L-肉碱的关键酶。从假单胞菌(Pseudomonas sp.)L-1中克隆γ-丁基甜菜碱羟化酶基因,实现其在大肠杆菌(Escherichia coli)中的高效表达,并对表达产物进行酶学性质分析,为生物转化生产L-肉碱奠定基础。【方法】通过PCR 克隆γ-丁基甜菜碱羟化酶基因,并将其开放阅读框(ORF)克隆至融合表达载体pET-15b;表达产物经His·Bind Resin 纯化后对BBH 进行酶学性质及三维空间结构分析;并以静止细胞进行L-肉碱的转化。【结果】成功地克隆了一个γ-丁基甜菜碱羟化酶基因bbh(GenBank:JQ250036),并实现了其在E.coli中的高效表达。融合蛋白以同源二聚体的形式存在,单个亚基的分子量约46.5kDa,最适反应温度为30℃,最适反应pH为7.5。该酶在45℃以下稳定。在pH6.0时该酶有最高的pH稳定性。以表达bbh 基因的重组大肠杆菌静止细胞转化L-肉碱,L-肉碱产量可达12.7mmol/L。【结论】Pseudomonas sp.L-1γ-丁基甜菜碱羟化酶与现有报道的bbh 基因有较大的差异。由该基因表达的γ-丁基甜菜碱羟化酶能有效地转化γ-丁基甜菜碱生成L-肉碱。本研究不仅丰富了γ-丁基甜菜碱羟化酶基因资源,而且为L-肉碱的生物转化提供了一种新的转化方案。
2012, 52(5):611-619.
摘要:摘要:【目的】克隆高原唯一珍惜鹤类———黑颈鹤粪便分离菌Arthrobacter sp. GN14 的α-半乳糖苷酶基因agaAGN14,并对该酶进行序列分析、系统发育分析和重组酶的酶学特性分析。【方法】利用简并PCR 和GCTAIL-PCR 方法获得agaAGN14 全长,并对其氨基酸序列(AgaAGN14) 进行比对和neighbor-joining系统发育树的构建。将agaAGN14 重组到载体pET-28a(+)中并转化到Escherichia coli BL21(DE3)中异源表达。利用组氨酸标签纯化重组α-半乳糖苷酶rAgaAGN14 并进行酶学性质分析。【结果】agaAGN14 全长2109 bp,GC 含量66.8%,编码702个氨基酸(77.5 kDa)。AgaAGN14 与数据库中序列的最高一致性为53.7%,与其余胃肠道环境α-半乳糖苷酶的一致性<43%。系统发育分析将AgaAGN14 聚于具有催化域KWD和SDXXDXXXR 的α-半乳糖苷酶分支,与土壤微生物来源α-半乳糖苷酶距离相对较近,而与其余胃肠道环境α-半乳糖苷酶距离相对较远。rAgaAGN14 可水解pNPG、棉籽糖、密二糖、水苏糖、菜粕和棉籽粕,表观最适pH为6.5,在pH6.0-pH 9.0的范围内稳定并维持50%以上的酶活性。rAgaAGN14 的表观最适温度为45℃,在10℃、20℃ 和37℃内稳定并分别具有约28%、30%和80%的酶活。在45℃pH6.5条件下,rAgaAGN14 对pNPG的Km、Vmax和kcat分别为0.41mmol/L、18.28μmol/min/mg和25.36s-1。rAgaAGN14受Ag+、Hg2+及SDS抑制,受K+、Ca2+、Mn2+、Fe3+、Ni2+、Cu2+和β-mercaptoethanol部分抑制,受Co2+、Pb2+、Zn2+、Mg2+、Na+和EDTA 的影响较小。【结论】首次报道从黑颈鹤粪便中分离到Arthrobacter 菌,并对该属细菌α-半乳糖苷酶进行序列分析、系统发育分析、异源表达和重组酶的酶学特性分析。rAgaAGN14 序列较新颖,其酶学特性可能是同时适应黑颈鹤肠道环境和高原淡水湿地环境的结果。
2012, 52(5):620-628.
摘要:摘要:【目的】从红纹黄单胞菌中分离纯化了胞内α-氨基酸酯水解酶(AEH),并进行了酶学性质研究。【方法】采用乙酸丁酯破碎细胞,并相继用磷酸钙凝胶沉淀、硫酸铵分级沉淀、DEAE Sephadex A-50 阴离子交换处理、CM Cellulose 52 离子交换层析和Sephadex G-200 凝胶过滤层析纯化得到了电泳纯α-氨基酸酯水解酶,并研究了此酶的酶学性质。【结果】SDS-PAGE 显示α-氨基酸酯水解酶的亚基分子量为70 kDa。酶促合成头孢克洛的最适pH为6.8,最适温度为42℃,在pH5.0-8.0和35℃以下,酶保持了良好的稳定性。Mn2+和Ca2+对酶活有一定的促进作用,Cu2+、Fe2+及高浓度的丙酮对酶活有强的抑制作用。AEH 催化D-苯甘氨酸甲酯、D-对羟基苯甘氨酸甲酯和头孢克洛水解反应的kcat/Km分别为123.7±3.7mmol-1·s-1·L、2.9±0.6mmol-1·s-1·L和101.3±2.1 mmol-1·s-1·L,AEH 对D-苯甘氨酸甲酯的催化效率最高。AEH 催化双底物反应的机制为乒乓机制,催化合成头孢克洛的kcat为547.3±38.2 s-1。【结论】有关红纹黄单胞菌α-氨基酸酯水解酶的酶学性质研究相对较少,本文的研究将为该酶催化合成β-内酰胺类抗生素的工业化应用提供重要参数。
2012, 52(5):629-636.
摘要:摘要:【目的】通过对云冈石窟石质文物表面及云冈石窟周边岩石样品中微生物的研究,建立可用于快速检测石质文物中微生物的方法。【方法】选取云冈石窟石质样品和云冈石窟周边岩石样品作为研究对象,应用PCR-DGGE 技术对样品中的微生物群落结构进行了分析研究。【结果】根据系统发育树聚类分析,可以得出云冈石窟中检测出的微生物主要分为四大类群:γ-变形菌纲、鞘脂杆菌门、α-变形菌纲和放线菌纲; 根据GenBank 数据库中的序列比对结果,可以知道云冈石窟周边类似岩石样品中的微生物主要属于γ-变形菌纲、厚壁菌门和α-变形菌纲等。【结论】本实验成功检测出云冈石窟石质样品表面及云冈石窟周边岩石样品中的微生物类群,为云冈石窟的保护工作提供了有力依据,同时也证明了DEEG 和分子克隆技术相结合的方法是检测石质文物中微生物群落结构的一种可操作性强、快速、准确的检测手段。
陈明霞 , 李和阳 , 马云飞 , 史莹鑫 , 傅毅凌 , 郑天凌 , 郑森林 , 陈彬
2012, 52(5):637-644.
摘要:摘要:【目的】调查九龙江流域对厦门海域潜在的病原菌“污染”,为相关侵染性病害的预防和控制提供有价值的资料。【方法】通过TCBS(Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose) 培养基从九龙江河口沉积物中分离到158 株细菌,应用16S rRNA 基因-RFLP(限制性酶切图谱多样性分析)及16S rRNA 基因序列分析等方法对158 株细菌进行分子鉴定。【结果】研究结果表明九龙江口沉积物中分布的TCBS 菌群分别属于7个属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)占28%,气单胞菌属(Aeromonas)占24%,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)占19%,希瓦氏菌属(Shewanella)占13%,芽孢杆菌属(Bacillus)占11%,弧菌属(Vibrio)占4%,嗜冷杆菌属(Psychrobacter)占1%。不同站位TCBS 菌群的组成及各菌群的相对差异明显,其中上游区域以非嗜盐或耐盐细菌为主,下游区域以嗜盐细菌和耐盐细菌为主,具有典型的河口细菌分布特征。盐度对各TCBS 菌群的分布具有重要的影响。弧菌在整个河口区所占的比例不大(6%-19%)且集中在下游区域。【结论】九龙江口存在大量的条件致病菌,其中以气单胞菌属为代表的耐盐 菌,对厦门海域存在陆源性污染的风险;绝大多数弧菌属于海洋土著细菌,正常情况下(非流行性弧菌病期间)非来源于九龙江冲淡水的直接污染。
2012, 52(5):645-653.
摘要:摘要:【目的】为了研究珠三角地区养殖水体中各种含氮化合物循环转化的特征及其相关功能微生物的群落结构。【方法】构建人工模拟养殖系统,采用15N-稳定性同位素探测技术(stable isotope probing,15 N-SIP) 标记参与氮素迁移的微生物,通过氯化铯-溴化乙锭密度梯度超高速离心法分离15N 标记的DNA,并以此构建含15N-DNA 的细菌和古菌16S rRNA 基因克隆文库。【结果】15N 标记的基因组DNA 经过超高速密度梯度离心后成功与14N-DNA 分离;对克隆文库序列的分析表明:细菌文库得到的19 个可操作分类单元(Operational Taxa Units,OTUs)分别归为变形菌门(Proteobacteria) 和浮霉菌门(Planctomycetes)。变形菌门为绝对优势类群,占整个细菌克隆文库的99.2% ,其中优势菌群为丛毛胞菌属(Comamonas) (15.7%)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas) (12.4%)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae) (11.5%)和硝化杆菌属(Nitrobacter) (11.5%);古菌文库得到的9 个OTUs 归为奇古菌门(Thaumarchaeota )、泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)。【结论】将15N-SIP 技术应用于珠三角养殖水体氮素循环微生物群落结构的研究中,得到了丰富的氮素循环微生物群落的组成,这些信息为进一步分离纯化氮素降解微生物提供了重要的参考,为营造健康的水产养殖环境提供科学依据。
张峰 , 仲飞 , 李秀锦 , 王幸兴 , 张考 , 陈慧慧 , 李振 , 李文艳 , 潘红丽 , 韩冬梅
2012, 52(5):654-660.
摘要:摘要:【目的】研究重组猪肺表面活性蛋白A(SP-A) 在体外对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV) 感染的抑制作用。【方法】采用PCR 方法从含有猪SP-A 基因的质粒中扩增SP-A 基因,并将其插入到含有人CD5 信号肽序列的真核表达载体pcDNA3.1A-CD5 中,构建成SP-A 基因的真核分泌型表达载体pcDNA-CD5-SPA/MH。将重组表达载体通过磷酸钙介导转染HEK293T 细胞进行瞬时表达,通过Western blot方法鉴定表达产物,采用Ni-NTA 琼脂糖凝胶亲和层析法从培养基中分离和纯化重组SP-A蛋白,通过ELISA 方法检测SP-A蛋白与PRRSV 的结合活性。将SP-A蛋白与PRRSV孵育,然后感染MARC-145细胞和猪肺泡巨噬细胞,感染72 h后测定病毒滴度,分析重组SP-A蛋白对PRRSV感染的抑制作用。【结果】结果表明构建的真核表达载体能够介导SP-A 基因在HEK293T 细胞中进行分泌表达;表达的重组猪SP-A 蛋白能够与PRRSV进行剂量依赖性结合;用重组猪SP-A 蛋白与PRRSV 进行孵育,然后感染MARC-145 细胞和猪肺泡巨噬细胞,结果显示SP-A 处理的PRRSV 感染细胞后的病变程度明显低于对照组。感染72 h后,SP-A处理组的PRRSV 在MARC-145细胞和猪肺泡巨噬细胞的滴度明显低于SP-A非处理组。【结论】重组猪SP-A 在体外对PRRSV的感染有明显的抑制作用,揭示SP-A具有抗PRRSV 的活性。
2012, 52(5):661-667.
摘要:摘要:【目的】为进一步提高四氢嘧啶(1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-嘧啶羧酸;1,4,5,6-tetrahydro-2-methyl-4-pyrimidinecarboxylic acid;ectoine) 合成效率,【方法】利用步移PCR 方法克隆了Halomonas salina DSM 5928T四氢嘧啶特异性转运蛋白( ectoine-specific transporter;TeaABC) 编码基因teaABC,Red 重组技术构建了四氢嘧啶吸收缺陷突变株H. salina DSM 5928T(teaABC-)。【结果】H.salina DSM 5928T (teaABC-)10 L发酵罐的四氢嘧啶发酵,四氢嘧啶总浓度9.10(±0.08) g/L,合成效率为9.93(±0.09)g/L.d。【结论】四氢嘧啶吸收缺陷突变株H.salina DSM 5928T(teaABC-),解除了四氢嘧啶吸收对其合成的负反馈调节,从而显著提 高了四氢嘧啶合成效率。
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