2002, 42(3).
摘要:应用噬菌体随机展示肽库和硫氧还蛋白表面展示技术,建立了在表位水平研究病毒流行病学的方法,并以丙型肝炎病毒核心区蛋白做了初步验证,证明该方法高效可行。
2021, 61(2):346-356.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200220CSTR: 32112.14.j.AMS.20200220
摘要:单增李斯特菌是重要的食源性病原微生物,抗氧化应激是李斯特菌生存和致病的关键机制之一。活性氧(reactive oxygen species,ROS)浓度升高会破坏氧化还原平衡,使机体处于氧化胁迫的应激状态,进而导致生物大分子如蛋白质的损伤。蛋白质中半胱氨酸等含硫氨基酸对ROS尤其敏感,半胱氨酸残基脱氢氧化生成二硫键,可以稳定蛋白质空间构象,增加蛋白质的半衰期,进而使蛋白质免受损坏。抗氧化修复通常指的是对半胱氨酸残基的氧化还原过程,即二硫键的形成与打开。硫氧还蛋白家族包含硫氧还蛋白、谷氧还蛋白和Dsb-样蛋白系统,是生物体中常见的氧化还原修复系统。本文根据现有的文献报道,结合本课题组的研究进展,对单增李斯特菌硫氧还蛋白家族进行综述,以期为完善单增李斯特菌硫氧还蛋白调控系统提供参考。
2023, 63(3):1269-1282.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220581CSTR: 32112.14.j.AMS.20220581
摘要:【目的】以单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)硫氧还蛋白Lmo1903为研究对象,研究其在细菌环境适应过程中的抗氧化应激生物学作用。【方法】使用生物信息学方法分析Lmo1903的进化关系和关键活性位点,使用酶切连接的方法构建Lmo1903蛋白表达载体,获得纯化的重组蛋白,以胰岛素为底物分析其氧化还原酶学活性;同时制备鼠源多克隆抗体,分析其在细胞内的定位;采用核苷酸定点突变技术构建CX1X2C基序中的半胱氨酸点突变蛋白,分析关键位点半胱氨酸对Lmo1903酶活的影响;采用同源重组原理构建lmo1903基因缺失株Δlmo1903和回补株CΔlmo1903,研究lmo1903在单增李斯特菌生长、运动和抗氧化应激方面发挥的功能。【结果】生物信息学分析显示,Lmo1903含有CX1X2C基序,与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的TrxA的亲缘关系较近,属于硫氧还蛋白家族成员,主要定位在细菌细胞质中,具有较强的还原酶学活性,突变CX1X2C基序中的半胱氨酸残基会显著降低Lmo1903的还原酶活能力。缺失lmo1903不影响单增李斯特菌的生长能力,但显著减弱了细菌在铜离子胁迫环境中的氧化应激耐受能力,且影响鞭毛合成相关因子的转录水平和细菌的运动能力。【结论】本研究首次证实了单增李斯特菌硫氧还蛋白Lmo1903具有还原酶学活性,介导细菌运动和对氧化环境的适应。
2020, 60(8):1616-1628.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190484CSTR: 32112.14.j.AMS.20190484
摘要:在原核生物中,硒蛋白合成需要tRNASec(SelC)与硒代半胱氨酸合成(Sec synthase,SelA)、硒代半胱氨酸特异性延伸因子(Sec-specific elongation factor,SelB)之间相互作用。[目的] 基于大肠杆菌掺硒机器,寻找tRNASec骨架上关键核苷酸位点,为解决硒蛋白目前面临的掺硒效率较低、产量低的问题提供新思路。[方法] 以大鼠细胞质型硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase 1,TrxR1)为掺硒模式蛋白为定点突变tRNASec,转化至BL21(DE3)gor-获得阳性重组菌株(携带pET-TRSter/pSUABC),用于表达大鼠硒蛋白TrxR1,然后使用2,5ADP-Sepharose亲和层析和凝胶过滤两步法分离纯化TrxR1,最后利用经典硒依赖型DTNB还原反应测定TrxR1的酶活,分析关键核苷酸位点,评价掺硒效率。[结果] 在存在SECIS元件的前提下,当SelA、SelB、tRNASec共表达时,与野生型相比,携带突变型tRNASec所共表达的TrxR1酶活力呈现不同程度的降低,其中E.coli tRNASec的G18、G19这两个位点的所有的TrxR1酶活远低于野生型(<10%);然而,a26和b7的酶活相对较高。[结论] E.coli tRNASec骨架上G18和G19位点对于维持tRNA稳定性和灵活性发挥了关键作用,位点突变引起tRNA结构变化会影响tRNASec与掺硒元件的互作,因此有望通过改造tRNA核苷酸位点来提高硒蛋白的掺硒效率。
2022, 62(9):3358-3372.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210793CSTR: 32112.14.j.AMS.20210793
摘要:[目的]本研究旨在构建单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes)硫氧还蛋白Lmo1609的基因缺失株,分析Lmo1609的氧化还原酶学活性,及其在细菌生长、运动过程中发挥的作用,并探究了Lmo1609参与细菌抗氧化应激和致病的生物学基础。为阐明其抗应激生物学作用以及完善李斯特菌的感染机制奠定分子基础。[方法]利用同源重组原理构建lmo1609基因缺失株及回补株。通过分子生物学、应激生物学和感染生物学等手段,对Lmo1609的生物学功能进行探索。以胰岛素为底物分析其氧化还原酶学活性;通过构建lmo1609缺失株和回补株,比较野生株和突变株在运动性、生长能力、抗氧化应激、细胞黏附、侵袭和增殖能力等方面的差异,进而鉴定Lmo1609的生物学功能。[结果]缺失lmo1609后,单增李斯特菌在生长能力上无明显变化,而运动能力明显减弱;对H2O2的敏感性增强;对细胞的黏附侵袭能力没有差异;对小鼠的致病力没有显著影响。[结论]本研究首次证实了单增李斯特菌硫氧还蛋白Lmo1609具有还原酶学活性,参与调控细菌的运动和对H2O2的氧化应激耐受,不介导单增李斯特菌的致病性。
2022, 62(3):993-1003.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210344CSTR: 32112.14.j.AMS.20210344
摘要:【目的】探究丙酮丁醇梭菌硫氧还蛋白系统在生长和代谢过程中的功能。【方法】使用ClosTron系统对硫氧还蛋白系统中的硫氧还蛋白还原酶基因(trxB)进行插入失活,得到突变株,通过Southern杂交方法验证插入内含子的拷贝数;在基本培养基中进行分批发酵,比较并分析突变株的生长特点;通过pH控制,利用限磷的连续发酵方法使丙酮丁醇梭菌稳定地在产酸期和产溶剂期生长,分析野生型菌株和突变株在稳定的产酸期和产醇期的生长和产物合成情况;通过添加不同浓度的过氧化氢检测野生型和突变株的抗氧化压力。【结果】抗性筛选和基因测序结果表明,成功构建了硫氧还蛋白还原酶失活的突变株,命名为Clostridium acetobutylicum trxB::int(29)。在分批发酵中,突变株和野生型菌株的最大生长量相近,细胞在600 nm处的光吸收值(OD600)达到6.5,但是突变株在36 h的OD600达到最大,较野生型推迟12 h;在连续发酵的产酸期,野生型菌株与突变株生长变化不大,OD600分别稳定在4.6和4.4,且葡萄糖的消耗和酸产量相差不大;在产溶剂期,突变株的OD600稳定在3.5,低于野生型的4.0,同时,丙酮产量达到25.5 mmol/L,高于野生型(18 mmol/L),丁醇产量达到36.1 mmol/L,低于野生型(48 mmol/L);添加低浓度的过氧化氢对突变株的影响不大,高浓度的过氧化氢对突变株造成的损伤大于野生型。【结论】硫氧还蛋白还原酶基因的失活不是致死突变,突变株在产酸期的生长和产酸能力与野生型相近,表明该基因的失活没有影响产酸期的代谢过程;trxB基因的失活主要影响了产溶剂期的氧化还原平衡,造成丙酮/丁醇的比率升高。
2022, 62(3):1049-1060.DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210396CSTR: 32112.14.j.AMS.20210396
摘要:【目的】探讨紫草素(shikonin,SKN)协同依布硒啉(ebselen,EbSe)抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)的作用及机制。【方法】分光光度法测定紫草素-依布硒啉抗金黄色葡萄球菌活性;碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色检测紫草素-依布硒啉杀菌效果;透射电子显微镜观察紫草素-依布硒啉对金黄色葡萄球菌细胞形态的影响。通过荧光探针二氯荧光素二乙酸酯(2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate,H2DCFDA)检测紫草素-依布硒啉上调细菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)产量的能力;利用5,5-二硫代双(2-硝基苯甲酸)[5,5-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid),DTNB]实验检测紫草素-依布硒啉对硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase,TrxR)活性的影响。通过加入还原剂二硫苏糖醇(DL-dithiothreitol,DTT)清除ROS进行挽救实验,复测相关指标,对上述结果进行验证。收集临床多重耐药金黄色葡萄球菌(multidrug-resistant Staphylococcus aureus,MDRS),通过分光光度法测定紫草素-依布硒啉对MDRS的抑菌活性。【结果】依布硒啉与紫草素均对金黄色葡萄球菌有抗菌活性,且10 μmol/L依布硒啉与5 μmol/L紫草素可发挥显著的协同抑菌活性(P<0.000 1)。紫草素-依布硒啉可协同抑制TrxR活性(P<0.01),同时显著上调金黄色葡萄球菌胞内ROS产量(P<0.001)。通过回补实验发现,DTT可挽救紫草素-依布硒啉对金黄色葡萄球菌的损伤。紫草素-依布硒啉对MDRS有明显的抑菌活性(P<0.000 1)。【结论】紫草素-依布硒啉可通过协同靶向TrxR,诱导细菌胞内产生大量ROS,介导金黄色葡萄球菌死亡。