2018, 58(3):361-371. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170189
摘要:干扰素刺激基因(Interferon-stimulated genes,ISGs)作为由干扰素(Interferons,IFNs)诱导表达的基因,在宿主抵抗病毒感染的过程中发挥着至关重要的作用。越来越多的研究表明,ISGs能够靶向病毒复制的不同阶段进而抵抗病毒感染。由于ISGs成员众多,且各自的结构及其在细胞中的定位也各不相同,这决定了ISGs在宿主体内以不同机制来发挥抗病毒作用。本文将简要介绍IFNs如何通过JAK-STAT通路调控ISGs的表达,并归纳和讨论不同ISGs家族蛋白较为典型的抗病毒机制。
2018, 58(3):372-379. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170374
摘要:胞吐体(Exocyst)是真核生物细胞内由8个亚基组成的复合体,在后高尔基体产生的分泌囊泡与细胞膜特定位置的定向与拴系过程中发挥重要作用。一些小G蛋白通过直接与胞吐体的亚基相互作用,对极性胞外分泌进行精确的时空调节。丝状真菌的生长是通过菌丝顶端的极性生长来完成的,并且具有极强的分泌蛋白质能力,是研究胞吐体的理想系统。胞吐体对丝状真菌的形态发生和致病性都有极大的影响。本文综述了当前在丝状真菌中胞吐体的研究进展,包括它的组成、亚基定位、相关功能和调控。
2018, 58(3):380-390. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170184
摘要:[目的]通过综合分析苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis) HD73菌株Sigma54缺失突变体的转录组数据和蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus) ATCC 14579菌株CcpA缺失突变体的转录组数据,并进行启动子与CcpA蛋白的体外结合验证,明确Bt HD73菌株中Sigma54和CcpA共同调控的基因,丰富了对微生物的代谢调控网络的认识。[方法]以转录组测序结果为基础,通过基因同源性的比对在Bt HD73菌株中寻找受Sigma54和CcpA共同调控的基因,在这些基因中找到具有cre序列的启动子,通过凝胶阻滞验证这些启动子与CcpA蛋白的结合。[结果]Bt HD73菌株中有31个基因受Sigma54和CcpA共同调控,其中14个基因的启动子序列包含cre序列,这些启动子都可以与CcpA蛋白发生体外结合。[结论]Bt HD73菌株中有14个基因直接受CcpA的调控,同时其转录受Sigma54的控制。
张鹏飞 , 李小连 , 王自强 , 袁向华 , 李建军 , 杜昱光
2018, 58(3):391-400. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170185
摘要:[目的]内切甘露聚糖酶是一类重要的半纤维素酶,能够有效水解半纤维素的第二大组分甘露聚糖,已广泛应用于工业生物技术领域。[方法]本文对来源于腐生真菌构巢曲霉(Aspergillus nidulans)的一个内切甘露聚糖酶在毕赤酵母中进行过表达及详细的酶学性质研究。[结果]该甘露聚糖酶在摇瓶和发酵罐条件下都成功获得表达,发酵罐条件下的蛋白质表达量高达3.9 mg/mL;该酶的最适pH和温度分别为4.0和60,在pH 5.0–9.0之间表现出了很好的稳定性;在温度≤40时,该酶非常稳定,当温度≥60,该酶的稳定性大大降低;Co2+和Zn2+促进了该酶的活性,而Pb2+、Cu2+、Mn2+等金属离子表现出了一定的抑制作用。[结论]该构巢曲霉来源的内切甘露聚糖酶能在毕赤酵母中高效表达,表现出了一定的耐酸、耐碱及耐热等性能,具有开发为商品酶的潜力,为深入开发构巢曲霉来源的其他糖苷酶奠定了基础。
2018, 58(3):401-410. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170186
摘要:[目的]研究黄脂菌素产生菌灰黄链霉菌中编码ArsR家族转录调控蛋白(Arsenical resistance regulator)的xanR3基因的功能。[方法]利用大肠杆菌和链霉菌双亲本接合转移的方法,构建xanR3基因缺失突变株及回补突变株。利用cDNA在相邻同方向的基因间隔区进行PCR确定黄脂菌素生物合成基因簇中的转录单元。利用荧光定量RT-PCR方法进行突变株中黄脂菌素生物合成基因簇转录水平的检测。[结果]对得到的xanR3基因缺失突变株及回补突变株进行发酵,发现xanR3基因缺失突变株产黄脂菌素能力下降,回补菌株中黄脂菌素产量相比缺失突变株有一定程度的恢复,但仍未达到野生型水平。经鉴定,黄脂菌素生物合成基因簇中共有18个共转录单元,其中4个共转录单元在∆xanR3突变株中转录水平明显下降。[结论]ArsR家族转录调控基因xanR3是黄脂菌素生物合成的正调控基因。
产竹华 , 侯艳平 , 狄文婕 , 赵春贵 , 曾润颖 , 杨素萍
2018, 58(3):411-422. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170191
摘要:[目的]对深海太平洋火色杆菌(Flammeovirga pacifica WPAGA1)全基因组进行生物信息学分析,筛选获得琼胶酶基因aga0950,采用基因工程手段对该基因的功能和性质进行验证和分析。[方法]采用Illumina HiSeq2500测序技术进行基因组测序分析;采用克隆表达和镍柱纯化方法获得纯aga0950基因表达产物;采用薄层层析(TLC)和离子色谱(IC)法分析酶降解琼胶产物;采用二硝基水杨酸法(DNS)测定琼胶酶活性。[结果]基因组序列分析表明,菌株WPAGA1全基因组拥有13个β-琼胶酶相关基因;氨基酸序列比对显示,同源性为60%–85%,其中aga0950是具有GH16家族典型特征的基因,同源性为67%。纯化的重组酶Aga0950比活力达51770 U/mg,具有高效降解琼胶活性,降解终产物为新琼四糖和新琼六糖;最适温度为50℃,最适pH为4.0–10.0;Co2+、Mn2+和Fe3+促进酶活,Cu2+抑制酶活。[结论]深海菌株WPAGA1具有丰富的琼胶酶基因;属于GH16家族的琼胶酶基因aga0950表达产物具有高效降解胶琼活性和良好的热、酸、碱稳定性。
吴玉珍 , 洪亚天 , 刘全力 , 徐海津 , 白艳玲 , 张秀明 , 乔明强
2018, 58(3):423-431. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170201
摘要:[目的]在酿酒酵母中异源表达双孢蘑菇来源的酪氨酸酶基因PPO2,并研究酪氨酸酶在酿酒酵母胞内及胞外的酶学特性。[方法]提取双孢蘑菇总RNA,通过RT-PCR克隆酪氨酸酶基因PPO2,构建表达载体pSP-G1-PPO2,并转化至酿酒酵母进行表达,采用镍亲和层析纯化蛋白并研究其酶学性质。[结果]在酿酒酵母中正确表达了大小为65 kDa的酪氨酸酶蛋白。重组酶能催化底物酪氨酸产生黑色素。体外活性测定表明,酪氨酸酶催化最适温度为45 ,以酪氨酸和多巴为底物时最适pH分别为7.0和8.0。在酿酒酵母中测得底物酪氨酸浓度低于2.5 mg/mL时,黑色素的产量与底物浓度呈现正相关性。[结论]来源于双孢蘑菇的酪氨酸酶基因PPO2在酿酒酵母中成功表达,重组酶具有良好的酶学特性。利用酪氨酸酶产物黑色素的产量与底物浓度呈现正相关性这一特性,可将其作为细胞酪氨酸产量的传感器,为高通量筛选酪氨酸高产菌株提供了思路。
2018, 58(3):432-442. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170221
摘要:[目的]研究Ⅲ型效应子SKWP对青枯菌OE1-1在寄主植物体内增殖能力的影响。[方法]构建青枯菌RK7197(野生型突变体,带Gm抗性)和SKWP单基因缺失突变体(带PB抗性),通过竞争力指数分析SKWP各效应子对青枯菌OE1-1在叶片组织内增殖能力的影响。[结果]竞争力指数适合在寄主植物茄子上分析各效应子功能,6个SKWP效应子对OE1-1细菌增殖能力影响不同,SKWP4影响最明显。[结论]竞争力指数可提供一个新视野来分析SKWP各效应子对青枯菌OE1-1在寄主茄子上增殖能力的影响。
张彤彤 , 耿增超 , 许晨阳 , 张晓鹏 , 杜璨 , 王志康 , 王强 , 韩欢 , 林云
2018, 58(3):443-454. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170228
摘要:[目的]以秦岭辛家山林区落叶松为研究对象,观察鉴定与其共生的外生菌根真菌。[方法]通过野外调查结合形态学和分子生物学鉴定方法。[结果]鉴定出31种外生菌根真菌,分属2门4目11科11属,分别有毛革菌属(Tomentella)、丝盖伞属(Inocybe)、红菇属(Russula)、Amphinema、蜡蘑属(Laccaria)、蜡壳耳属(Sebacina)、鹅膏菌属(Amanita)、牛肝菌属(Boletus)、丝膜菌属(Cortinarius)、乳菇属(Lactarius)和硬皮马勃属(Scleroderma),丝盖伞属是优势类群。阳坡外生菌根真菌多样性高于阴坡。对菌根根际土与非根际土化学性质分析表明,pH值显著低于非根际,速效磷、速效钾含量显著高于非根际。对根际土化学性质与外生菌根侵染率相关性分析表明,落叶松外生菌根侵染率与土壤pH值呈显著正相关;与速效钾呈极显著正相关;与全氮、速效磷呈显著负相关。[结论]落叶松外生菌根真菌多样性丰富,且受坡向影响。外生菌根真菌可降低根际pH,提高根际有机质、全氮、速效磷、速效钾、水溶性钙和水溶性镁的含量。外生菌根侵染率受土壤pH值、全氮、速效磷、速效钾的影响。
白雪瑞 , 王权 , 凌娇 , 万莹 , 陈永军 , 方维焕 , 孙卫东 , 蒋蔚
2018, 58(3):455-466. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170232
摘要:[目的]探究两套Ⅲ型分泌系统T3SS1和T3SS2影响副溶血弧菌生物学特性及细胞致病性的差异和相关性。[方法]以T3SS1和T3SS2主要结构基因vcrD1和vcrD2为研究对象,利用同源重组技术分别构建单基因和双基因缺失株ΔvcrD1、ΔvcrD2、ΔvcrD1-vcrD2,以及互补株CΔvcrD1和CΔvcrD2;分析各菌株的生长特性、生物被膜形成能力、运动性的差异;比较各菌株对细胞毒性以及对细胞炎性因子转录水平的影响。[结果]与野生株相比,各缺失株的生长速度无显著差异。缺失株ΔvcrD1生物被膜形成能力、运动性和细胞毒性均极显著下降;缺失株ΔvcrD2主要表现为细胞炎性因子IL-1β和IL-6转录水平的显著上调,同时对细胞毒性作用下降。双基因缺失株ΔvcrD1-vcrD2在缺失株ΔvcrD1的基础上,生物被膜形成能力、运动性、细胞毒性均进一步显著下降,但在细胞炎性因子的转录水平上,则与ΔvcrD1一致,与野生株相比均无显著差异。[结论]T3SS1和T3SS2对副溶血弧菌生物学特性和细胞致病性的影响存在差异。T3SS1主要影响细菌的生物被膜形成、运动性及细胞毒性作用;T3SS2不影响生物被膜形成、运动性等生物学特性,参与细菌对细胞炎性反应中的负调控作用,同时具有一定的细胞毒性作用。T3SS1有助于副溶血弧菌在环境中的生存,而T3SS2可有利于细菌在宿主体内免疫逃避的过程。T3SS1和T3SS2对副溶血弧菌生物学特性和细胞致病性的影响可能存在一定的相关作用,具体机制有待进一步研究。
张德福 , 赵禹宗 , 刘东 , 冯娇 , 张明 , 曲道峰 , 周冬生 , 励建荣 , 殷喆 , 王丽
2018, 58(3):467-475. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170233
摘要:[目的]研究质粒介导宋内志贺氏菌1173耐药基因blaCTX-M-64转移的机制。[方法]用双纸片协同扩散法验证1173是否产超广谱β-内酰胺酶(ESBL),用PCR扩增鉴定其携带的耐药基因,接合转移实验检验其耐药质粒是否可通过接合转移给其他细菌,并对接合子是否产ESBL和携带耐药基因进行检验,利用VITEK® 2检测1173和接合子的耐药谱,提取质粒进行高通量基因组测序,并对质粒序列进行生物信息学分析,以研究其耐药基因转移机制。[结果]1173是产ESBL的多药耐药宋内志贺氏菌,携带的耐药基因有blaCTX-M-64和blaTEM,其中的blaCTX-M-64可通过接合转移作用传递给受体菌EC600,并使接合子具有相应的耐药谱。经序列测定和生物信息学分析表明,介导blaCTX-M-64水平转移的是ISEcp1-blaCTX-M-64-Δorf477转座单元。[结论]质粒携带的blaCTX-M-64介导1173对多类抗菌药物的耐药,ISEcp1-blaCTX-M-64-Δorf477转座单元介导blaCTX-M-64在细菌间的转移。
谢守锋 , 芦晨阳 , 胡晓婧 , 蒋程恺 , 康前进 , 白林泉 , 邓子新
2018, 58(3):476-488. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170235
摘要:[目的]从菌株Streptomyces albus DSM 41398的发酵产物中发掘结构多样的由I型聚酮合酶催化形成的化合物,以期找到具有新颖结构或强生物活性的化合物。在结构鉴定的基础上,对其生物合成途径进行分析。[方法]利用HPLC分析方法,通过系统比较野生型菌株S.albus DSM 41398与I型聚酮合酶编码基因簇失活突变株的发酵产物差异,实现目标化合物的定向分离。然后,利用1H-和13C-NMR以及HR-ESI-MS进行化合物的结构鉴定。最后,利用生物信息学等方法对化合物的生物合成途径进行推测和分析。[结果]从5 L的S.albus DSM 41398发酵产物中,分离得到了2个具有抗肿瘤活性的聚酮类化合物放线吡喃酮和洋橄榄菌素,分别定位了它们的生物合成基因簇,并分别对其生物合成途径进行了推导。其中,放线吡喃酮的生物合成基因簇为首次报道。[结论]本研究一方面为基因组发掘S.albus DSM 41398中其他由I型聚酮合酶催化形成的化合物提供参考,另一方面也为相关化合物的结构修饰改造奠定了良好的基础。
2018, 58(3):489-500. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170241
摘要:[目的]来自Paenibacillus polymyxa WLY78的固氮基因簇(nifBHDKEfNXhesAnifV)可以转化入Escherichia coli中表达并使重组大肠杆菌合成有固氮活性的固氮酶。本文拟通过对重组大肠杆菌E.coli 78-7的转录组分析以提高其固氮能力。[方法]对固氮条件(无氧无NH4+)和非固氮条件(空气和100 mmol/L NH4+)培养的重组大肠杆菌E.coli 78-7进行转录组分析。[结果]nif基因在两种培养条件下显著表达,说明在重组大肠杆菌中可规避原菌中氧气和NH4+对nif基因的负调控。对于固氮过程必需的非nif基因,如参与钼、硫、铁元素转运的mod、cys和feoAB,这些基因在两种培养条件下表达水平有差异。而参与铁硫簇合成的suf和isc基因簇在两条件下表达水平差异巨大。此外,参与氮代谢的基因在固氮条件下显著上调。[结论]重组大肠杆菌中与固氮相关的非nif基因在该菌的固氮过程中具有较大影响,本文对在异源宿主中调高固氮酶活性研究具有重要意义。
高清清 , 邵启文 , 叶正琴 , 夏乐 , 高崧 , 焦新安 , 刘秀梵
2018, 58(3):501-510. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170255
摘要:[目的]探究双组份系统RstA/RstB中效应基因rstA对尿道致病性大肠杆菌毒力的影响。[方法]利用λ Red重组系统构建UPEC U17 rstA缺失株U17ΔrstA,并构建相应的回复株,通过体内外试验评价rstA基因缺失对UPEC毒力的影响。[结果]生长曲线的测定结果显示,在LB普通培养基中,缺失株生长速度与野生株相似,但在LB贫铁培养基中,缺失株生长速度较野生株相比明显下降;体外环境应激试验结果显示,缺失株在强酸、强碱、高渗透压、尿素、氧化应激等环境压力下的生存能力与野生株相似;菌株生物被膜检测结果显示,缺失株的生物被膜形成能力与野生株相当;荧光定量PCR检测结果显示,rstA基因在贫铁环境下的表达水平较正常条件下显著上调,暗示贫铁环境可能是rstA发挥效应的刺激信号。6周龄BALB/c小鼠尿道感染试验结果显示,rstA缺失株在尿液、膀胱、肾脏中的带菌量显著低于野生株,而回复株毒力恢复至野生株水平,表明rstA缺失能显著降低UPEC U17的毒力。[结论]rstA与尿道致病性大肠杆菌的致病性相关,为潜在的毒力因子。
2018, 58(3):511-519. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170438
摘要:[目的]研究在体外情况下和厚朴酚对白色念珠菌的抑制作用及其可能机制。[方法]采用微量稀释法测定和厚朴酚对白色念珠菌的最低抑菌浓度(MIC80)和最低杀菌浓度(MFC);用透射电镜观察不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌超微结构的影响;采用Annexin V-FITC/PI染色法分析不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌细胞凋亡的影响;用DCFH-DA染色法测定不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌细胞内活性氧积累的影响;用JC-1染色法分析不同浓度和厚朴酚对白色念珠菌线粒体膜电位的影响;用碘化丙啶染色、考马斯亮蓝G-250染色检测和厚朴酚对白色念珠菌细胞膜通透性的影响;通过测定加入麦角甾醇后,和厚朴酚对白色念珠菌的抑制作用的变化,检测和厚朴酚对白色念珠菌细胞膜的影响。[结果]和厚朴酚对白色念珠菌具有很强的抑制作用,MIC和MFC分别为16 μg/mL和32 μg/mL。对白色念珠菌细胞壁、细胞膜和胞浆均有明显的影响。和厚朴酚是通过增加活性氧的产生和破坏线粒体功能来诱导白念珠菌的细胞凋亡和坏死。它也影响细胞膜的通透性,这可能和细胞壁的破坏和与麦角固醇的结合有关。[结论]和厚朴酚通过产生活性氧并伴随着一系列的细胞损伤这种复杂的机制从而对白色念珠菌产生抑制作用,使和厚朴酚成为一种潜在的抗真菌药物。
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