刘露露 , 徐溢 , 王人杰 , 崔飞云 , 刘海涛 , 陈李
2018, 34(3):320-333. DOI: 10.13345/j.cjb.170264
摘要:生物被膜是细菌及其自身分泌的胞外聚合物组成的微生物群落,其形成是受多种机制共同调控的多阶段动态过程,具有较强的耐药性且难以清除,给医疗、食品等行业带来了巨大的威胁。近年来,生物被膜的相关研究领域备受关注,尤其是针对生物被膜的有效检测技术。本文在简要介绍生物被膜的特点、形成过程及群感效应对生物被膜的调控作用基础之上,总结了生物被膜常用的检测方法,重点针对电化学阻抗技术在生物被膜检测中的应用进行调研和讨论,并对基于微流控芯片的生物被膜电化学阻抗原位检测进行了综述和展望。
曹蒋军 , 吴宗辉 , 童廷婷 , 朱庆宗 , 赵二虎 , 崔红娟
2018, 34(3):334-351. DOI: 10.13345/j.cjb.170265
摘要:间质表皮转化因子 (Mesenchymal to epithelial transition factor,MET) 蛋白作为一种受体酪氨酸激酶,通常存在于上皮细胞中,被HGF等配体激活后,能够参与调控细胞的增殖、凋亡、迁移侵袭和细胞形态等多种生物学功能。随着研究的深入,MET已被证实在多种恶性肿瘤中异常表达或基因扩增,其与肿瘤患者的预后有着密切的关系。因此,针对MET的抑制剂研究发展比较迅速,且其良好的抗肿瘤效果也得到了证实。本文结合目前本实验室的研究,对MET的结构、功能及其抑制剂研究的现状等进行了综述,为今后的研究者提供一个阶段性的数据资料。
2018, 34(3):352-359. DOI: 10.13345/j.cjb.170261
摘要:多胺是普遍存在于生物体中的一种脂肪族阳离子胺。多胺通过离子键和氢键的形式与生物大分子结合,调节生物大分子的生物学活性,调控细胞的生长和发育。多胺对核酸的作用一直是关注热点,而针对蛋白质的影响目前研究较少。本文主要针对多胺调控代谢相关酶、通道蛋白质和其他功能性蛋白质以及相关规律和机制进行综述,并从蛋白质结构和功能角度探讨了多胺与蛋白质之间的相互作用关系,同时总结了多胺与蛋白质相互作用研究在疾病治疗中的应用前景和面临的问题。
2018, 34(3):360-368. DOI: 10.13345/j.cjb.170241
摘要:部分重组蛋白药物存在半衰期短的缺陷,临床给药频率高,且大多为注射给药,严重影响患者使用依从性。长效重组蛋白药物是近年来生物技术药物发展的重要趋势之一。对蛋白分子进行改造或修饰,延长重组蛋白药物的半衰期,实现长效以减少给药频率主要通过4种方式:化学修饰、构建突变体、蛋白融合、糖基化修饰。针对上述4种长效化方式及已上市相关产品进行了综述。展望未来,紧跟国外先进技术和质量标准发展,进一步提高国产长效重组蛋白药物质量水平,推进国内相关产品标准升级,推动创新长效重组蛋白药物开发及专利布局是未来几年国内该领域的发展方向。
2018, 34(3):369-378. DOI: 10.13345/j.cjb.170247
摘要:m6A是真核生物mRNA中重要的转录后修饰,METTL3作为m6A甲基转移酶复合物中的重要组分,在细胞重编程、胚胎干细胞和诱导多能干细胞的干性维持、胚胎发育等过程中发挥重要作用。为了揭示猪METTL3的表达模式,对不同物种METTL3蛋白序列进行了比对,用RT-PCR检测了METTL3基因在不同猪组织和细胞中的表达情况,并确认了METTL3的细胞核定位。为了研究METTL3对猪干细胞多能基因表达的调控作用,克隆了猪METTL3编码区序列,设计了METTL3干扰片段,并构建了相应的过表达和沉默载体。发现干扰METTL3的表达后,猪多能干细胞出现类似na?ve状态的细胞克隆,NANOG、OCT4和LIN28A表达水平显著升高。在猪多能干细胞培养基中添加m6A甲基化抑制剂环亮氨酸培养细胞48 h后,试验结果与干扰METTL3表达的结果一致。本研究为优化猪多能干细胞的培养体系提供了新的方向和依据。
邓发军 , 潘宇 , 常飞 , 房伟 , 方泽民 , 肖亚中
2018, 34(3):379-388. DOI: 10.13345/j.cjb.170198
摘要:为解决大肠杆菌高密度发酵生产β-葡萄糖苷酶过程中溶氧不足的问题,分别采用双顺反子和T7启动子系统在Escherichia coli中引入透明颤菌血红蛋白 (VHb) 以改善溶氧的利用、提高菌体的生物量,进而增加β-葡萄糖苷酶的产量。以双顺反子形式诱导表达VHb时,在摇瓶低溶解氧条件下的最高生物量达到4.24±0.29 (OD600),与无VHb表达的对照组相比提高了35.03%,同时β-葡萄糖苷酶发酵酶活达到了 (9.78±0.55) U/mL,比对照组提高了25.38%。在3 L发酵罐中使用双顺反子形式共表达VHb时,β-葡萄糖苷酶发酵总酶活达到141.23 U/mL,与无VHb表达的对照相比提高了35.57%。以T7启动子对VHb进行表达后,在摇瓶和发酵罐中β-葡萄糖苷酶的发酵酶活均低于对照组。这些结果表明,在大肠杆菌中以双顺反子形式共表达β-葡萄糖苷酶和VHb能够提升菌体对低溶氧的耐受能力,提高菌体生物量和β-葡萄糖苷酶的产量。
2018, 34(3):389-395. DOI: 10.13345/j.cjb.170299
摘要:琥珀酸是一种高附加值的有机酸,广泛用于食品、化工和农药领域。解脂酵母Yarrowia lipolytica作为新型强健的非传统酵母,近年来逐渐吸引了研究者的注意。前期通过基因敲除琥珀酸脱氢酶基因构建了一株产琥珀酸的重组解脂酵母PGC01003。由于糖酵解和TCA循环流量不协调,PGC01003分泌大量副产物乙酸,限制了琥珀酸产量的进一步提高。为降低乙酸的溢出,实现自然低pH值发酵生产琥珀酸,首先干扰旁路代谢,异源表达来自鼠沙门氏菌的乙酰辅酶A合酶,乙酸的产量下降至4.6 g/L,比对照降低了24.6%。而基因敲除乙酰辅酶A水解酶基因得到的重组菌PGC11505,发酵96 h乙酸分泌量只有0.4 g/L,琥珀酸产量提高到7.0 g/L,琥珀酸的转化率为0.30 g/g,为进一步构建高产琥珀酸的细胞工厂奠定基础。
范修德 , 李娜 , 王西强 , 孙文刚 , 李倩 , 李汉超 , 王小云 , 贾皑
2018, 34(3):396-406. DOI: 10.13345/j.cjb.170325
摘要:观察利用融合表达载体pET28-Trx合成的人血小板源性生长因子B (Human platelet-derived growth factor B,hPDGF-B) 免疫原的免疫原性,及其诱导小鼠产生针对hPDGF-B的腹水抗体对人HepG2细胞增殖的抑制作用。本研究首先选择hPDGF-B的第103–118及152–167氨基酸序列作为抗原表位,构建pET28-Trx-重组原核表达载体,表达并纯化获得6×his Trx-hPDGF-BΔ103-118及6×his Trx -hPDGF-BΔ152-167重组蛋白;然后使用纯化后的重组蛋白免疫小鼠,并给予腹腔注射H22肿瘤细胞制备腹水抗体,ELISA法检测抗体滴度,Western blotting法检测纯化腹水抗体与膜结合的PDGF-B结合能力;最后通过CCK8实验检测外源性PDGF-BB和两种纯化腹水抗体对肝癌HepG2细胞增殖的作用。研究发现上述两种重组蛋白作为免疫原均可诱导小鼠产生高滴度的PDGF-B中和性抗体;两种hPDGF-B纯化腹水抗体能明显抑制PDGF-BB对肝癌HepG2细胞增殖的促进作用。结果提示,Trx-PDGF-B重组蛋白作为免疫原有望为PDGF-B疫苗的制备提供新的方法,也为临床上肝癌的治疗提供了一种新的思路。
2018, 34(3):407-420. DOI: 10.13345/j.cjb.170350
摘要:基于微滴式数字聚合酶链式反应 (Droplet digital polymerase chain reaction, ddPCR) 设计一种检测肠癌游离循环DNA (Circulating cell free DNA, cfDNA) 中 KRAS (V-Ki-ras2 Kirsten ratsarcoma viral oncogene homolog) 基因突变的新方法并评估其灵敏度和准确性。根据肠癌病人KRAS基因的突变类型设计并合成,采用ddPCR扩增并评估其灵敏度和准确性;根据AMRS-PCR引物设计原理设计KRAS基因的实时定量PCR扩增引物并评估其准确性,进而比较ddPCR和qPCR二者之间的优缺点;最后针对52例肠癌病人的cfDNA采用ddPCR进行检测,研究ddPCR在cfDNA KRAS基因突变检测的应用。成功使用ddPCR和qPCR两种方法对KRAS野生型及7种突变型建立检测方法,使用质粒标准品及实际样品验证该两种方法可行并对其假阳性率、线性范围及检测下限等性能进行了评价,最后成功对52例临床患者和20例正常人的血浆cfDNA样本进行检测,临床灵敏度为97.64%,临床特异性为81.43%。ddPCR的检测性能优于qPCR,LOD达到个位数DNA拷贝,最低可确认突变浓度达到0.01%–0.04%。样本提取效率在方法学建立中也十分重要,直接影响到灵敏度和Cut Off值的判定。临床患者检测结果显示其KRAS突变率接近报道水平。
2018, 34(3):421-428. DOI: 10.13345/j.cjb.170254
摘要:N-聚糖酶是一类广泛应用于糖蛋白的N-糖基化修饰研究中的去糖基化酶。本研究通过RT-PCR从水稻中克隆了一个高GC含量 (69.48%) 的N-聚糖酶基因 (OsPNGase A, XM_015775832),通过无缝克隆技术构建酵母分泌型表达载体pPICZ(α)A-OsPNGase A,在毕赤酵母SMD1168H中进行诱导表达,发酵液经DEAE Sepharose阴离子交换层析和HisTrap HP金属离子螯合层析纯化,产量可达到12.3 mg/L,比活力为258 U/mg。SDS-PAGE结果显示,纯化的OsPNGase A为单一条带且与预期分子量一致。OsPNGase A能作用于水稻中重组表达的人转铁蛋白 (TRF)、玉米中重组表达的鸡蛋抗生物素蛋白 (Avidin) 以及辣根过氧化物酶 (HRP),并且对Avidin的酶切效果优于商业化的PNGase F。OsPNGase A反应的最适pH和温度分别为pH 6.0和40 ℃,在中性和碱性以及含有100 mmol/L还原剂β-ME和DTT的条件下仍具有活性。水稻OsPNGase A的成功表达为植物糖蛋白的研究提供一个新的工具酶,酵母分泌表达体系的建立为PNGase A的大量制备奠定了基础。
王小利 , 杨怡姝 , 沈思嗣 , 王先良 , 冯甜 , 胡秦 , 曾毅
2018, 34(3):429-439. DOI: 10.13345/j.cjb.170268
摘要:旨在建立一个细胞-细胞融合系统,高效筛选对HIV-1病毒细胞-细胞间传播有抑制作用的药物。构建了pEGFP-Tat质粒,将pEGFP-Tat质粒和HIV-1包膜质粒共转染HEK-293T细胞,成为表达Tat蛋白和包膜蛋白的效应细胞,然后与表达CD4及辅助受体和β-半乳糖苷酶、荧光素酶双报告基因的靶细胞TZM-bl融合,建立了细胞-细胞融合系统,并进行条件优化,确定了最佳的融合体系。用阳性融合抑制剂maraviroc以及没有融合抑制作用的AZT和raltegravir作用于该体系,证明该系统可以特异性有效筛选具有细胞融合抑制作用的药物。用该系统测试了8个样本,发现两种样品对融合有一定的抑制作用。该方法背景值低,特异性强,可用来高效筛选具有切断HIV-1病毒细胞-细胞间传播作用的抗病毒药物。
2018, 34(3):440-448. DOI: 10.13345/j.cjb.170305
摘要:降钙素原 (Procalcitonin,PCT) 是降钙素的前体物质,与人体细菌感染情况严重程度相关。通过PCT抗体与量子点偶联,自制试纸条,开发一种高灵敏度、快速便捷的PCT检测产品,对其初步应用。PCT单抗效价达107,PCT蛋白与量子点偶联,具有较好稳定性。试纸条线性检测范围0.15–120 μg/L,灵敏度0.007 μg/L,回收率范围91%–113%,批内批间变异系数小于8%。自制的荧光检测试纸条与市场上已有的降钙素原ELISA试剂盒进行比对,检测结果良好,基本能够完成临床样品的检测。
桑亚通 , 沈丹 , 陈伟 , 产舒恒 , 顾浩 , 高波 , 宋成义
2018, 34(3):449-458. DOI: 10.13345/j.cjb.170306
摘要:随着人类等生物大规模基因组测序工作的完成,认识和理解基因组上表达调控元件成为后基因组时代的重要研究任务,增强子捕获技术是一种鉴定基因组上增强子元件及其对基因表达调控机制的有效方法。本研究选择Tol2转座子系统介导制备的稳定增强子捕获品系TK4系 (头部和躯干特异性GFP表达),利用Splinkerette PCR (sp-PCR)、原位杂交和比较基因组学等技术手段进行所捕获增强子的解析研究。将TK4系的F1代与野生型斑马鱼杂交,收集受精卵,于6 hpf (Hour post fertilization)、24 hpf、48 hpf、3 dpf (Day post fertilization)、4 dpf、5 dpf六个发育阶段通过荧光显微镜检测绿色荧光蛋白报告基因的表达模式;然后通过sp-PCR方法克隆到Tol2转座子插入位点斑马鱼基因组侧翼序列,经比对分析表明插入位点位于基因组23号染色体27749253位置,在rps26基因的intron1中,且报告基因插入方向与基因方向相反。在插入位点100 kb的基因组范围内有7个基因,分别为arf3a、wnt10b、wnt1、rps26、IKZF4、dnajc22和lmbr1l。通过VISTA程序对不同脊椎动物基因组同源序列比对结果显示,在rps26基因下游有2个潜在保守的非编码序列区CNS1 (Conserved non-coding sequence)和CNS2,为可能的增强子元件。胚胎原位杂交表明:rps26基因的两个转录本有母源性表达,rps26-201在合子中的表达早于rps26-001,而TK4系斑马鱼的GFP在早期 (6 hpf) 不表达,后期rps26与GFP的表达模式既存在相似性,也存在差异性,提示两者可能既接受共同的增强子调控,但也存在不同增强子调控,所获得的2个潜在的增强子 (CNS1和CNS2) 可能对附近的基因 (包括rps26) 发挥差异的时空表达调控作用。本研究首次成功获得rps26基因附近2个潜在增强子,为深入研究这两个增强子对基因组附近基因的表达调控机制奠定基础,本研究所采用的结合技术手段也为增强子解析提供参考。
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