科微学术
生物工程学报
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ISSN 1000-3061
CN 11-1998/Q
主管单位： 中国科学院 创刊时间：1985年
主办单位： 中国科学院微生物研究所 出版刊期：月刊
中国微生物学会 邮发代号：82-13
主 编： 邓子新 院士 出版日期：每月25日
执行主编： 李寅
收录类型：北大中文核心期刊、中国科技核心期刊、CSCD核心期刊、中国知网、Medline/PubMed、Scopus、AJ、JST、CSA(NS)、IC、EMBASE
主要栏目：综述、动物及兽医生物技术、环境生物技术、工业生物技术、合成生物技术、农业生物技术、医药生物技术、组织工程与细胞培养、生物技术与方法、生物育种与工艺优化、高校生物学教学
- 2024年第40卷第11期
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2024,40(11):1-6, DOI: 10.13345/j.cjb.240875
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc240875
摘要：
2024,40(11):3861-3871, DOI: 10.13345/j.cjb.240241
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113861
摘要：
细菌可以选择性地在肿瘤部位定殖并抑制肿瘤生长，是递送抗肿瘤药物的良好载体。以活细菌为载体递送抗肿瘤药物的系统具有生物相容性好、靶向性强等特点。然而，细菌自身的免疫原性限制了其作为药物递送载体的发展。本文从底盘细菌的选择、细菌负载药物策略、抗肿瘤药物递送应用及其局限性等方面进行了详细阐述，并展望了其未来的发展方向，为活细菌作为抗肿瘤药物递送载体的研究提供了参考。
细菌可以选择性地在肿瘤部位定殖并抑制肿瘤生长，是递送抗肿瘤药物的良好载体。以活细菌为载体递送抗肿瘤药物的系统具有生物相容性好、靶向性强等特点。然而，细菌自身的免疫原性限制了其作为药物递送载体的发展。本文从底盘细菌的选择、细菌负载药物策略、抗肿瘤药物递送应用及其局限性等方面进行了详细阐述，并展望了其未来的发展方向，为活细菌作为抗肿瘤药物递送载体的研究提供了参考。
2024,40(11):3872-3887, DOI: 10.13345/j.cjb.240111
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113872
摘要：
可视化检测是通过肉眼判读检测结果，不依赖复杂的光学检测系统的一种检测方法，大多基于可见光、气压变化和迁移距离等肉眼可直接观察的信号快速获取结果，被广泛应用于体外诊断行业。成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated protein, CRISPR-Cas)系统以其反应条件温和，无需热循环等控制，且具备较强的信号放大能力，在发展即时检测(point of care testing, POCT)技术中具有非常大的潜力。可视化检测与CRISPR-Cas系统的联用，极大地降低了核酸检测对实验室基础设施、精密仪器及专业人员的依赖程度，推动了核酸POCT技术和方法的发展。本文综述了CRISPR-Cas系统核酸可视化检测技术的信号输出方式及特点，并对该可视化检测技术应用中存在的问题进行了讨论，最后对其未来的临床转化进行了展望，为研发CRISPR-Cas可视化检测方法提供了参考。
可视化检测是通过肉眼判读检测结果，不依赖复杂的光学检测系统的一种检测方法，大多基于可见光、气压变化和迁移距离等肉眼可直接观察的信号快速获取结果，被广泛应用于体外诊断行业。成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated protein, CRISPR-Cas)系统以其反应条件温和，无需热循环等控制，且具备较强的信号放大能力，在发展即时检测(point of care testing, POCT)技术中具有非常大的潜力。可视化检测与CRISPR-Cas系统的联用，极大地降低了核酸检测对实验室基础设施、精密仪器及专业人员的依赖程度，推动了核酸POCT技术和方法的发展。本文综述了CRISPR-Cas系统核酸可视化检测技术的信号输出方式及特点，并对该可视化检测技术应用中存在的问题进行了讨论，最后对其未来的临床转化进行了展望，为研发CRISPR-Cas可视化检测方法提供了参考。
2024,40(11):3888-3901, DOI: 10.13345/j.cjb.240328
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113888
摘要：
衣康酸(itaconate)是免疫细胞三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循环的一种重要中间代谢物，由免疫应答基因1 (immune response gene 1, IRG1)编码的乌头酸脱羧酶1 (aconitate decarboxylase1, ACOD1)催化顺乌头酸脱羧产生，其通过调控炎症、重塑细胞代谢和参与遗传调控等方式在不同疾病中发挥重要调控作用。本文综述了衣康酸的结构、对不同疾病调控作用及其作用机制为衣康酸相关药物的研发提供理论依据。
衣康酸(itaconate)是免疫细胞三羧酸(tricarboxylic acid,TCA)循环的一种重要中间代谢物，由免疫应答基因1 (immune response gene 1, IRG1)编码的乌头酸脱羧酶1 (aconitate decarboxylase1, ACOD1)催化顺乌头酸脱羧产生，其通过调控炎症、重塑细胞代谢和参与遗传调控等方式在不同疾病中发挥重要调控作用。本文综述了衣康酸的结构、对不同疾病调控作用及其作用机制为衣康酸相关药物的研发提供理论依据。
2024,40(11):3902-3911, DOI: 10.13345/j.cjb.240072
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113902
摘要：
小G蛋白Rac1是肌动蛋白细胞骨架的主要调节因子。Rac1在无活性的GDP结合形式和有活性的GTP结合形式之间循环。Rac1除了促进病毒粒子复制、感染细胞，它还能够通过调控肌动蛋白细胞骨架重排、细胞黏附和侵袭来调节胶质瘤细胞的运动和侵袭等。此外，Rac1与肿瘤、癫痫等疾病的发生也有着非常密切的关系。本文针对小G蛋白Rac1近几年在细胞、病毒以及疾病相关的最新研究进行综述，发现Rac1的存在与病毒的复制和侵染密切相关，即抑制Rac1的存在可有效减少病毒的复制、运输，为研发针对Rac1靶点的各类治疗药物提供新思路。
小G蛋白Rac1是肌动蛋白细胞骨架的主要调节因子。Rac1在无活性的GDP结合形式和有活性的GTP结合形式之间循环。Rac1除了促进病毒粒子复制、感染细胞，它还能够通过调控肌动蛋白细胞骨架重排、细胞黏附和侵袭来调节胶质瘤细胞的运动和侵袭等。此外，Rac1与肿瘤、癫痫等疾病的发生也有着非常密切的关系。本文针对小G蛋白Rac1近几年在细胞、病毒以及疾病相关的最新研究进行综述，发现Rac1的存在与病毒的复制和侵染密切相关，即抑制Rac1的存在可有效减少病毒的复制、运输，为研发针对Rac1靶点的各类治疗药物提供新思路。
2024,40(11):3912-3929, DOI: 10.13345/j.cjb.240087
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113912
摘要：
具有特定功能和特性的蛋白质在生物医药、纳米材料等领域至关重要。蛋白质从头设计能够定制序列以生成具有所需结构、自然界中未存在的蛋白质。近年来，随着人工智能的迅猛发展，深度学习生成模型逐渐成为强大工具，许多功能性蛋白质的设计都达到了原子级别的精度。本文概述了蛋白质从头设计的演进，着重介绍了其最新算法模型，并分析了其存在的问题，如设计成功率低、精度不足以及对实验验证的依赖性，最后探讨了蛋白质设计的未来趋势，旨在为研究者和从业者提供有益参考。
具有特定功能和特性的蛋白质在生物医药、纳米材料等领域至关重要。蛋白质从头设计能够定制序列以生成具有所需结构、自然界中未存在的蛋白质。近年来，随着人工智能的迅猛发展，深度学习生成模型逐渐成为强大工具，许多功能性蛋白质的设计都达到了原子级别的精度。本文概述了蛋白质从头设计的演进，着重介绍了其最新算法模型，并分析了其存在的问题，如设计成功率低、精度不足以及对实验验证的依赖性，最后探讨了蛋白质设计的未来趋势，旨在为研究者和从业者提供有益参考。
2024,40(11):3930-3950, DOI: 10.13345/j.cjb.240193
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113930
摘要：
面向快速应对新发传染病的需求，与传统疫苗相比，mRNA疫苗技术在设计、生产和应用等方面具有优势，在新型冠状病毒疫情期间率先获得世界卫生组织的紧急使用推荐。mRNA疫苗设计的关键之一是确保编码蛋白在受种者体内稳定、充分表达。本文综述了近年来在提高mRNA疫苗翻译效率方面的相关研究进展和存在的问题，以期为相关研究提供帮助。
面向快速应对新发传染病的需求，与传统疫苗相比，mRNA疫苗技术在设计、生产和应用等方面具有优势，在新型冠状病毒疫情期间率先获得世界卫生组织的紧急使用推荐。mRNA疫苗设计的关键之一是确保编码蛋白在受种者体内稳定、充分表达。本文综述了近年来在提高mRNA疫苗翻译效率方面的相关研究进展和存在的问题，以期为相关研究提供帮助。
2024,40(11):3951-3973, DOI: 10.13345/j.cjb.240283
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113951
摘要：
前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，对男性健康构成严重威胁。前列腺特异性抗原(prostate specific antigen, PSA)检测、前列腺活检、磁共振成像等检测方法被广泛用于前列腺癌筛查，但特异性低且成本和风险均较高。因此，亟须开发特异性高、成本低、易于获取且稳定可靠的生物标志物，并以此为基础建立新型前列腺癌无创筛查和诊断方法。本文综述了前列腺癌生物标志物与联合检测方法用于前列腺癌诊断和预后评估的最新进展，并对不同的生物标志物和联合检测方法进行了深入的分析和比较，同时指出了未来研究的方向和挑战。本文强调开发高效、低成本且易于实施的生物标志对提高前列腺癌的早期诊断率、改善患者预后、降低医疗资源浪费的重要性，为前列腺癌的早期诊断、精准治疗和预后评估提供了重要的理论依据和技术指导，对于促进前列腺癌的临床研究和实践具有重要的参考价值。
前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，对男性健康构成严重威胁。前列腺特异性抗原(prostate specific antigen, PSA)检测、前列腺活检、磁共振成像等检测方法被广泛用于前列腺癌筛查，但特异性低且成本和风险均较高。因此，亟须开发特异性高、成本低、易于获取且稳定可靠的生物标志物，并以此为基础建立新型前列腺癌无创筛查和诊断方法。本文综述了前列腺癌生物标志物与联合检测方法用于前列腺癌诊断和预后评估的最新进展，并对不同的生物标志物和联合检测方法进行了深入的分析和比较，同时指出了未来研究的方向和挑战。本文强调开发高效、低成本且易于实施的生物标志对提高前列腺癌的早期诊断率、改善患者预后、降低医疗资源浪费的重要性，为前列腺癌的早期诊断、精准治疗和预后评估提供了重要的理论依据和技术指导，对于促进前列腺癌的临床研究和实践具有重要的参考价值。
2024,40(11):3974-3984, DOI: 10.13345/j.cjb.240203
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113974
摘要：
双特异性抗体药物相比于治疗性单克隆抗体药物有效性和安全性更强，逐渐成为新一代的治疗手段。随着基因工程技术的发展和产业的成熟，双/多特异性抗体药物研究数量不断增加，应用范围也在不断拓展，为满足临床需求和创造临床价值奠定了基础。本文综述了双/多特异性抗体药物的研发阶段和适应症、靶点组合、结构形式和作用机制，并探讨了双/多特异性抗体药物研发的关键点和差异化研发策略，有助于创新药物的快速发展，为推动这一类药物的临床转化应用提供了理论支持，并为临床实践提供了更精准和有效的治疗选择。
双特异性抗体药物相比于治疗性单克隆抗体药物有效性和安全性更强，逐渐成为新一代的治疗手段。随着基因工程技术的发展和产业的成熟，双/多特异性抗体药物研究数量不断增加，应用范围也在不断拓展，为满足临床需求和创造临床价值奠定了基础。本文综述了双/多特异性抗体药物的研发阶段和适应症、靶点组合、结构形式和作用机制，并探讨了双/多特异性抗体药物研发的关键点和差异化研发策略，有助于创新药物的快速发展，为推动这一类药物的临床转化应用提供了理论支持，并为临床实践提供了更精准和有效的治疗选择。
2024,40(11):3985-4005, DOI: 10.13345/j.cjb.240390
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24113985
摘要：
食源性致病菌是导致食品安全问题的重要因素之一，对国民健康造成严重危害，实现对食源性致病菌的快速检测是目前防治食源性疾病的关键策略。抗体具有高特异性、高灵敏度的优势，是食源性致病菌关键特异性识别元件的首选。本文介绍了不同种类的抗体及其特点，以及不同抗体技术在食源性致病菌快速检测中的应用，并提出抗体技术与其他食源性致病菌检测方法的联用可以有效提升检测效果；最后，对目前的研究现状与潜在问题进行了分析与总结，为食源性致病菌快速检测技术的发展提供了理论依据与实践思路。
食源性致病菌是导致食品安全问题的重要因素之一，对国民健康造成严重危害，实现对食源性致病菌的快速检测是目前防治食源性疾病的关键策略。抗体具有高特异性、高灵敏度的优势，是食源性致病菌关键特异性识别元件的首选。本文介绍了不同种类的抗体及其特点，以及不同抗体技术在食源性致病菌快速检测中的应用，并提出抗体技术与其他食源性致病菌检测方法的联用可以有效提升检测效果；最后，对目前的研究现状与潜在问题进行了分析与总结，为食源性致病菌快速检测技术的发展提供了理论依据与实践思路。
2024,40(11):4006-4018, DOI: 10.13345/j.cjb.240051
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114006
摘要：
随着合成生物技术的发展，重组蛋白将在医疗领域发挥重要作用。重组蛋白规模化生产是其在各领域普及、发展的基础。规模化生产过程中需要对内毒素进行去除与检测，将其在终产品中的含量降到安全水平。针对不同重组蛋白产品制定严格的内毒素限值要求是安全性评价的重要一环。本文综述了内毒素的致病性，讨论了重组蛋白生产过程中内毒素的去除及测定方法，介绍了生物制品、医疗器械、人用重组DNA制品等行业对内毒素检测限值的要求，重点介绍了重组蛋白注射产品的内毒素限值要求，明确无论重组蛋白表达宿主是否为细菌，均需对注射用重组蛋白的终产品进行内毒素检测，并需符合相关行业标准要求。本文将为重组蛋白规模化生产过程中内毒素的相关研究提供参考。
随着合成生物技术的发展，重组蛋白将在医疗领域发挥重要作用。重组蛋白规模化生产是其在各领域普及、发展的基础。规模化生产过程中需要对内毒素进行去除与检测，将其在终产品中的含量降到安全水平。针对不同重组蛋白产品制定严格的内毒素限值要求是安全性评价的重要一环。本文综述了内毒素的致病性，讨论了重组蛋白生产过程中内毒素的去除及测定方法，介绍了生物制品、医疗器械、人用重组DNA制品等行业对内毒素检测限值的要求，重点介绍了重组蛋白注射产品的内毒素限值要求，明确无论重组蛋白表达宿主是否为细菌，均需对注射用重组蛋白的终产品进行内毒素检测，并需符合相关行业标准要求。本文将为重组蛋白规模化生产过程中内毒素的相关研究提供参考。
2024,40(11):4019-4041, DOI: 10.13345/j.cjb.240121
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114019
摘要：
传统的给药方式存在生物利用度低、操作过程复杂、不适用于针头恐惧患者等问题。透皮给药可以避免这些问题，但是由于大多数药物难以直接穿透皮肤角质层使其应用受限。微针技术作为一种新兴的局部给药方式，能够以微创方式穿透皮肤角质层并将药物直接递送到病变部位，从而提高治疗效果。刺激响应型微针也因其具有时空可控性、药物递送效率高和潜在副作用小等优点而备受关注。本文重点介绍了刺激响应型微针的常用材料、各种刺激响应触发的微针类型及药物释放机制，阐述了其作为药物递送系统的生物医学应用，并探讨了刺激响应型微针面临的挑战和潜在解决方案。
传统的给药方式存在生物利用度低、操作过程复杂、不适用于针头恐惧患者等问题。透皮给药可以避免这些问题，但是由于大多数药物难以直接穿透皮肤角质层使其应用受限。微针技术作为一种新兴的局部给药方式，能够以微创方式穿透皮肤角质层并将药物直接递送到病变部位，从而提高治疗效果。刺激响应型微针也因其具有时空可控性、药物递送效率高和潜在副作用小等优点而备受关注。本文重点介绍了刺激响应型微针的常用材料、各种刺激响应触发的微针类型及药物释放机制，阐述了其作为药物递送系统的生物医学应用，并探讨了刺激响应型微针面临的挑战和潜在解决方案。
2024,40(11):4042-4056, DOI: 10.13345/j.cjb.240112
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114042
摘要：
流感病毒给全球公共卫生带来了严重威胁，疫苗接种是预防流感及严重并发症的有效手段。本研究分析了北半球2012–2022年间人类甲型流感病毒(influenza A virus, IAV)流行株血凝素(hemagglutinin, HA)中HA1亚基的氨基酸突变趋势和抗原显性位点变化情况。基于世界卫生组织(World Health Organization, WHO)公布的2022年北半球流感疫苗推荐株A/Wisconsin/588/2019 (H1N1)和A/Darwin/6/2021 (H3N2)的HA1氨基酸序列，通过马赛克(mosaic)遗传算法设计了3种Mosaic-HA1抗原并将其在293F细胞中进行表达、纯化。将纯化后的Mosaic-HA1抗原与明矾佐剂以1:1的体积比混合制备亚单位疫苗并免疫BALB/c小鼠以评价免疫效果。酶联免疫吸附实验表明Mosaic-HA1抗原能产生同时结合两种亚型HA1的IgG，其中结合H3蛋白、H1蛋白的特异性效价IgG效价分别达到105、103以上，攻毒实验表明Mosaic-HA1能抵抗H3N2和H1N1流行毒株的攻击。本研究通过对不同亚型IAV毒株HA1中免疫显性位点进行重新组合，为多价亚单位流感疫苗开发提供了新思路。
流感病毒给全球公共卫生带来了严重威胁，疫苗接种是预防流感及严重并发症的有效手段。本研究分析了北半球2012–2022年间人类甲型流感病毒(influenza A virus, IAV)流行株血凝素(hemagglutinin, HA)中HA1亚基的氨基酸突变趋势和抗原显性位点变化情况。基于世界卫生组织(World Health Organization, WHO)公布的2022年北半球流感疫苗推荐株A/Wisconsin/588/2019 (H1N1)和A/Darwin/6/2021 (H3N2)的HA1氨基酸序列，通过马赛克(mosaic)遗传算法设计了3种Mosaic-HA1抗原并将其在293F细胞中进行表达、纯化。将纯化后的Mosaic-HA1抗原与明矾佐剂以1:1的体积比混合制备亚单位疫苗并免疫BALB/c小鼠以评价免疫效果。酶联免疫吸附实验表明Mosaic-HA1抗原能产生同时结合两种亚型HA1的IgG，其中结合H3蛋白、H1蛋白的特异性效价IgG效价分别达到105、103以上，攻毒实验表明Mosaic-HA1能抵抗H3N2和H1N1流行毒株的攻击。本研究通过对不同亚型IAV毒株HA1中免疫显性位点进行重新组合，为多价亚单位流感疫苗开发提供了新思路。
2024,40(11):4057-4070, DOI: 10.13345/j.cjb.240325
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114057
摘要：
核仁复合孔相关蛋白4 (nucleolar complex associated 4 homolog, NOC4L)是一种重要的核糖体生物发生因子。为从翻译调控方面初步探究其在活化后T细胞中的作用，本研究首先利用构建好的Noc4lmCherry转基因报告小鼠，通过流式细胞术检测NOC4L在不同状态下的CD4+ T细胞中的表达水平；之后进一步检测在Th1和Th17细胞极化条件下，NOC4L随细胞增殖的表达情况；最后通过一系列体外实验检测在Th1和Th17细胞活化过程中与NOC4L相互作用的蛋白质，探究NOC4L发挥作用的可能机制。结果显示，NOC4L在活化的CD4+ T细胞中表达水平增加，并且NOC4L的表达与活化后T细胞的增殖水平及分裂特性密切相关；体外实验发现，在T细胞活化过程中，NOC4L与核糖体组装及增殖代谢相关蛋白之间存在相互作用。本研究为进一步探究辅助性T细胞的转录后调控奠定了基础，对深入理解T细胞的活化和调控机制具有重要意义。
核仁复合孔相关蛋白4 (nucleolar complex associated 4 homolog, NOC4L)是一种重要的核糖体生物发生因子。为从翻译调控方面初步探究其在活化后T细胞中的作用，本研究首先利用构建好的Noc4lmCherry转基因报告小鼠，通过流式细胞术检测NOC4L在不同状态下的CD4+ T细胞中的表达水平；之后进一步检测在Th1和Th17细胞极化条件下，NOC4L随细胞增殖的表达情况；最后通过一系列体外实验检测在Th1和Th17细胞活化过程中与NOC4L相互作用的蛋白质，探究NOC4L发挥作用的可能机制。结果显示，NOC4L在活化的CD4+ T细胞中表达水平增加，并且NOC4L的表达与活化后T细胞的增殖水平及分裂特性密切相关；体外实验发现，在T细胞活化过程中，NOC4L与核糖体组装及增殖代谢相关蛋白之间存在相互作用。本研究为进一步探究辅助性T细胞的转录后调控奠定了基础，对深入理解T细胞的活化和调控机制具有重要意义。
2024,40(11):4071-4083, DOI: 10.13345/j.cjb.240187
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114071
摘要：
刺突(spike, S)蛋白在新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)侵染宿主的过程中起着至关重要的作用，其中S1亚基的受体结合域(receptor binding domain, RBD)结构域与宿主的血管紧张素转换酶2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)受体结合，介导病毒侵入宿主细胞。因此，降解S1是预防SARS-CoV-2侵染的可行策略之一。本研究旨在开发一种针对S1的靶向降解工具。首先利用三质粒慢病毒系统构建了稳定表达S1的HEK 293细胞系，发现在该细胞系中过表达线粒体E3泛素连接酶1 (mitochondrial E3 ubiquitin protein ligase 1, MUL1)可以有效促进S1的泛素化修饰，并加速其通过蛋白酶体降解过程。进一步研究显示，MUL1催化的S1的多泛素修饰主要是以K48的侧链加成方式进行。此外，将特异性靶向识别S1的小肽LCB1与MUL1偶联，构建了嵌合型E3泛素连接酶LCB1-MUL1。研究发现，该嵌合酶活性依赖于MUL1，并且相比于MUL1，LCB1-MUL1表现出更高的催化效率，将胞内S1的蛋白质半衰期从12 h缩短至9 h。本研究阐明了MUL1通过催化S1的泛素化修饰并促进其通过蛋白酶体降解的机制，初步验证了针对S1蛋白设计的靶向降解嵌合酶LCB1-MUL1的有效性。
刺突(spike, S)蛋白在新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)侵染宿主的过程中起着至关重要的作用，其中S1亚基的受体结合域(receptor binding domain, RBD)结构域与宿主的血管紧张素转换酶2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)受体结合，介导病毒侵入宿主细胞。因此，降解S1是预防SARS-CoV-2侵染的可行策略之一。本研究旨在开发一种针对S1的靶向降解工具。首先利用三质粒慢病毒系统构建了稳定表达S1的HEK 293细胞系，发现在该细胞系中过表达线粒体E3泛素连接酶1 (mitochondrial E3 ubiquitin protein ligase 1, MUL1)可以有效促进S1的泛素化修饰，并加速其通过蛋白酶体降解过程。进一步研究显示，MUL1催化的S1的多泛素修饰主要是以K48的侧链加成方式进行。此外，将特异性靶向识别S1的小肽LCB1与MUL1偶联，构建了嵌合型E3泛素连接酶LCB1-MUL1。研究发现，该嵌合酶活性依赖于MUL1，并且相比于MUL1，LCB1-MUL1表现出更高的催化效率，将胞内S1的蛋白质半衰期从12 h缩短至9 h。本研究阐明了MUL1通过催化S1的泛素化修饰并促进其通过蛋白酶体降解的机制，初步验证了针对S1蛋白设计的靶向降解嵌合酶LCB1-MUL1的有效性。
2024,40(11):4084-4097, DOI: 10.13345/j.cjb.240110
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114084
摘要：
为了解生殖支原体(Mycoplasma genitalium, Mg) GroEL蛋白的致病机制，本研究运用生物信息学软件对Mg GroEL蛋白结构和功能进行预测和分析，构建pET-28a-GroEL重组质粒，使用0.2 mmol/L IPTG诱导蛋白表达，通过Ni-亚氨基二乙酸(iminodicitic acid, IDA)柱亲和纯化获得Mg rGroEL蛋白。将浓度为2 μg/mL的Mg rGroEL蛋白作用于人单核细胞白血病THP-1细胞，通过ELISA检测细胞上清液中炎症因子IL-1β和TNF-α的含量，使用全自动化学发光仪检测细胞上清液中炎症因子IL-6的含量，通过细胞免疫荧光和Western blotting观察NF-κB信号通路激活情况。结果表明，Mg GroEL蛋白是含有543个氨基酸的酸性带负电荷蛋白，相对分子质量为58.44 kDa，等电点为5.68，分子式为C2568H4300N700O825S8，为稳定的亲水性蛋白；二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主；Mg GroEL蛋白存在12个B细胞优势抗原表位和10个T细胞优势抗原表位。与肺炎支原体、无乳支原体、关节炎支原体、猪肺炎支原体和牛支原体的GroEL蛋白高度同源；Mg rGroEL蛋白能激活THP-1细胞NF-κB信号通路并促进IL-1β、IL-6和TNF-α的分泌。这些结果表明Mg GroEL具有较好的抗原性，能诱导宿主细胞发生炎症反应，本研究为进一步研究GroEL蛋白在Mg中的功能及其致病机制奠定了理论基础。
为了解生殖支原体(Mycoplasma genitalium, Mg) GroEL蛋白的致病机制，本研究运用生物信息学软件对Mg GroEL蛋白结构和功能进行预测和分析，构建pET-28a-GroEL重组质粒，使用0.2 mmol/L IPTG诱导蛋白表达，通过Ni-亚氨基二乙酸(iminodicitic acid, IDA)柱亲和纯化获得Mg rGroEL蛋白。将浓度为2 μg/mL的Mg rGroEL蛋白作用于人单核细胞白血病THP-1细胞，通过ELISA检测细胞上清液中炎症因子IL-1β和TNF-α的含量，使用全自动化学发光仪检测细胞上清液中炎症因子IL-6的含量，通过细胞免疫荧光和Western blotting观察NF-κB信号通路激活情况。结果表明，Mg GroEL蛋白是含有543个氨基酸的酸性带负电荷蛋白，相对分子质量为58.44 kDa，等电点为5.68，分子式为C2568H4300N700O825S8，为稳定的亲水性蛋白；二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主；Mg GroEL蛋白存在12个B细胞优势抗原表位和10个T细胞优势抗原表位。与肺炎支原体、无乳支原体、关节炎支原体、猪肺炎支原体和牛支原体的GroEL蛋白高度同源；Mg rGroEL蛋白能激活THP-1细胞NF-κB信号通路并促进IL-1β、IL-6和TNF-α的分泌。这些结果表明Mg GroEL具有较好的抗原性，能诱导宿主细胞发生炎症反应，本研究为进一步研究GroEL蛋白在Mg中的功能及其致病机制奠定了理论基础。
2024,40(11):4098-4110, DOI: 10.13345/j.cjb.240358
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114098
摘要：
蛋白质磷酸化修饰在结核病致病菌—结核分枝杆菌中扮演重要角色，有望成为抗结核药的新靶点。本研究以结核分枝杆菌近源菌—分枝菌酸小杆菌为研究对象，分析其在不同生长时期的磷酸化蛋白质。从分枝菌酸小杆菌对数期和平台期样品中共鉴定并定量了来自385个蛋白质的573个磷酸化肽段和816个磷酸化位点，构建了分枝菌酸小杆菌不同生长期的磷酸化蛋白质组数据集。之后定量比较了该菌在对数期和平台期显著差异表达的磷酸化蛋白质，经选择性离子检测(selected ion monitoring, SIM)验证了68个磷酸化水平上调的蛋白质，主要参与细胞增殖和蛋白质翻译等通路；69个磷酸化水平下调的蛋白质，主要参与三羧酸循环的通路。差异磷酸化蛋白质在细菌生长、增殖等重要生命活动过程显著富集，为分枝菌酸小杆菌和结核分枝杆菌蛋白质磷酸化功能的揭示提供了蛋白质组学数据支撑。
蛋白质磷酸化修饰在结核病致病菌—结核分枝杆菌中扮演重要角色，有望成为抗结核药的新靶点。本研究以结核分枝杆菌近源菌—分枝菌酸小杆菌为研究对象，分析其在不同生长时期的磷酸化蛋白质。从分枝菌酸小杆菌对数期和平台期样品中共鉴定并定量了来自385个蛋白质的573个磷酸化肽段和816个磷酸化位点，构建了分枝菌酸小杆菌不同生长期的磷酸化蛋白质组数据集。之后定量比较了该菌在对数期和平台期显著差异表达的磷酸化蛋白质，经选择性离子检测(selected ion monitoring, SIM)验证了68个磷酸化水平上调的蛋白质，主要参与细胞增殖和蛋白质翻译等通路；69个磷酸化水平下调的蛋白质，主要参与三羧酸循环的通路。差异磷酸化蛋白质在细菌生长、增殖等重要生命活动过程显著富集，为分枝菌酸小杆菌和结核分枝杆菌蛋白质磷酸化功能的揭示提供了蛋白质组学数据支撑。
2024,40(11):4111-4119, DOI: 10.13345/j.cjb.240315
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114111
摘要：
尿酸氧化酶(urate oxidase, Uox)是尿酸代谢的关键酶，已经用于人高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)的治疗。然而，异源性尿酸氧化酶进入血液会引发免疫排斥反应产生抗体，影响疗效。本研究采用食品级益生菌乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) NZ9000为底盘细胞，构建了表达黄曲霉源尿酸氧化酶的工程菌(NZ9000-aUox)和“恢复”活性的人源尿酸氧化酶的工程菌(NZ9000-hUox)。结果表明，表达外源尿酸氧化酶的工程菌可在体外降低尿酸，并具有时间依赖性。进一步利用酵母膏成功诱导小鼠血尿酸升高，在第7天和第14天灌胃给予酵母膏的小鼠血尿酸均值分别升高85.4%和106.2%；同时工程菌NZ9000-aUox给药组小鼠血尿酸仅分别升高39.5%和48.3%，NZ9000-hUox给药组小鼠血尿酸分别升高57.0%和82.9%，证明工程菌能明显抑制血尿酸的升高。将效果更加显著的工程菌NZ9000-aUox与高尿酸血症一线治疗药物别嘌醇进行安全性比较，结果显示工程菌的肝脏安全性与别嘌醇相当，肾脏安全性优于别嘌醇，不仅能够缓解血尿酸升高导致的肾损伤，还能够避免别嘌醇治疗过程中可能引发的肾损伤加重的风险。本研究为高尿酸血症的长期治疗和调控提供了一种有效并且更加安全的治疗方法。
尿酸氧化酶(urate oxidase, Uox)是尿酸代谢的关键酶，已经用于人高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)的治疗。然而，异源性尿酸氧化酶进入血液会引发免疫排斥反应产生抗体，影响疗效。本研究采用食品级益生菌乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) NZ9000为底盘细胞，构建了表达黄曲霉源尿酸氧化酶的工程菌(NZ9000-aUox)和“恢复”活性的人源尿酸氧化酶的工程菌(NZ9000-hUox)。结果表明，表达外源尿酸氧化酶的工程菌可在体外降低尿酸，并具有时间依赖性。进一步利用酵母膏成功诱导小鼠血尿酸升高，在第7天和第14天灌胃给予酵母膏的小鼠血尿酸均值分别升高85.4%和106.2%；同时工程菌NZ9000-aUox给药组小鼠血尿酸仅分别升高39.5%和48.3%，NZ9000-hUox给药组小鼠血尿酸分别升高57.0%和82.9%，证明工程菌能明显抑制血尿酸的升高。将效果更加显著的工程菌NZ9000-aUox与高尿酸血症一线治疗药物别嘌醇进行安全性比较，结果显示工程菌的肝脏安全性与别嘌醇相当，肾脏安全性优于别嘌醇，不仅能够缓解血尿酸升高导致的肾损伤，还能够避免别嘌醇治疗过程中可能引发的肾损伤加重的风险。本研究为高尿酸血症的长期治疗和调控提供了一种有效并且更加安全的治疗方法。
2024,40(11):4120-4137, DOI: 10.13345/j.cjb.240113
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114120
摘要：
为了快速准确筛选出抗大肠埃希菌生物被膜的中药活性单体，本研究以大肠埃希菌关键成膜基因csgD为靶点，采用分子对接、分子动力学模拟等方法从中药系统药理学数据库和分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform, TCMSP)中筛选抗大肠埃希菌生物被膜的中药活性单体，经体外试验验证抗生物被膜作用后，采用数据独立采集(data-independent acquisition, DIA)蛋白质组学分析筛选到的单体干预大肠埃希菌生物被膜的差异蛋白，并结合表型验证探究其作用机制。通过虚拟筛选获得单宁酸、芸香柚皮苷、丹参酚酸B、迷迭香素4种候选中药活性单体，经验证单宁酸具有明显的抑制大肠埃希菌生物被膜形成的作用。差异蛋白和相关表型验证结果表明，单宁酸主要通过干预大肠埃希菌的菌毛组装、琥珀酸代谢以及群体感应(quorum sensing, QS)系统等影响大肠埃希菌生物被膜形成。本研究为开发防治生物被膜相关感染的新型药物提供了一种候选先导化合物。
为了快速准确筛选出抗大肠埃希菌生物被膜的中药活性单体，本研究以大肠埃希菌关键成膜基因csgD为靶点，采用分子对接、分子动力学模拟等方法从中药系统药理学数据库和分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform, TCMSP)中筛选抗大肠埃希菌生物被膜的中药活性单体，经体外试验验证抗生物被膜作用后，采用数据独立采集(data-independent acquisition, DIA)蛋白质组学分析筛选到的单体干预大肠埃希菌生物被膜的差异蛋白，并结合表型验证探究其作用机制。通过虚拟筛选获得单宁酸、芸香柚皮苷、丹参酚酸B、迷迭香素4种候选中药活性单体，经验证单宁酸具有明显的抑制大肠埃希菌生物被膜形成的作用。差异蛋白和相关表型验证结果表明，单宁酸主要通过干预大肠埃希菌的菌毛组装、琥珀酸代谢以及群体感应(quorum sensing, QS)系统等影响大肠埃希菌生物被膜形成。本研究为开发防治生物被膜相关感染的新型药物提供了一种候选先导化合物。
2024,40(11):4138-4148, DOI: 10.13345/j.cjb.240122
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114138
摘要：
为研究溶瘤Ⅱ型单纯疱疹病毒(oncolytic herpes simplex virus type 2, oHSV2)主要衣壳蛋白VP5蛋白(由UL19基因编码)调控免疫细胞抗肿瘤的机制，本研究通过PiggyBac转座系统构建了稳定表达VP5蛋白、近红外荧光蛋白(near-infrared fluorescent protein, iRFP)和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)的小鼠乳腺癌细胞4T1-iRFP-VP5-GFP细胞系。通过流式细胞术及免疫印迹法筛选GFP及VP5高表达的单克隆细胞系，检测所构建细胞系中UL19基因表达稳定性。经SYBR Green I实时荧光定量PCR、免疫印迹法检测，连续传代至15代的4T1-iRFP-VP5-GFP细胞中的UL19基因拷贝数及VP5蛋白表达量均显著高于瞬转UL19基因的4T1细胞，证明UL19基因稳定插入至4T1细胞基因组中。实时无标记动态细胞分析技术(real time cellanalysis, RTCA)监测4T1-iRFP-VP5-GFP细胞显示具有与其亲代细胞4T1相似的生长活性。进一步研究证实，NK92细胞对4T1-iRFP-VP5-GFP细胞的杀伤能力显著高于4T1细胞。本研究为阐述VP5蛋白在4T1细胞中通过HLA-E分子调控包括T细胞、NK细胞在内的免疫细胞发挥抗肿瘤功能奠定了基础。
为研究溶瘤Ⅱ型单纯疱疹病毒(oncolytic herpes simplex virus type 2, oHSV2)主要衣壳蛋白VP5蛋白(由UL19基因编码)调控免疫细胞抗肿瘤的机制，本研究通过PiggyBac转座系统构建了稳定表达VP5蛋白、近红外荧光蛋白(near-infrared fluorescent protein, iRFP)和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)的小鼠乳腺癌细胞4T1-iRFP-VP5-GFP细胞系。通过流式细胞术及免疫印迹法筛选GFP及VP5高表达的单克隆细胞系，检测所构建细胞系中UL19基因表达稳定性。经SYBR Green I实时荧光定量PCR、免疫印迹法检测，连续传代至15代的4T1-iRFP-VP5-GFP细胞中的UL19基因拷贝数及VP5蛋白表达量均显著高于瞬转UL19基因的4T1细胞，证明UL19基因稳定插入至4T1细胞基因组中。实时无标记动态细胞分析技术(real time cellanalysis, RTCA)监测4T1-iRFP-VP5-GFP细胞显示具有与其亲代细胞4T1相似的生长活性。进一步研究证实，NK92细胞对4T1-iRFP-VP5-GFP细胞的杀伤能力显著高于4T1细胞。本研究为阐述VP5蛋白在4T1细胞中通过HLA-E分子调控包括T细胞、NK细胞在内的免疫细胞发挥抗肿瘤功能奠定了基础。
2024,40(11):4149-4156, DOI: 10.13345/j.cjb.240200
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114149
摘要：
脓毒症是重症医学中一种常见且致死率高的疾病，是早期过度炎症转变为长期免疫抑制的过程，在先天免疫细胞中表现为细胞应激性降低，即脂多糖耐受性。现有大多数检测细胞脂多糖耐受的方法，无法准确识别少量存在的亚群细胞，且面对复杂的细胞体系鉴定能力有限，亟待开发一种快速、无标记的检测免疫耐受细胞状态的方法。本研究应用微流控直流介电泳芯片通过生物物理性质对炎症细胞、免疫耐受细胞状态进行区分性的表征，并尝试通过改变细胞生物物理性质筛选逆转免疫耐受的药物。结果表明，三种细胞的生物物理特征值分别为4.28×108、3.13×108和4.25×108 V/m2，即所建立的方法可用于区分LPS耐受细胞。本芯片有望应用于医学诊断和药物筛查。
脓毒症是重症医学中一种常见且致死率高的疾病，是早期过度炎症转变为长期免疫抑制的过程，在先天免疫细胞中表现为细胞应激性降低，即脂多糖耐受性。现有大多数检测细胞脂多糖耐受的方法，无法准确识别少量存在的亚群细胞，且面对复杂的细胞体系鉴定能力有限，亟待开发一种快速、无标记的检测免疫耐受细胞状态的方法。本研究应用微流控直流介电泳芯片通过生物物理性质对炎症细胞、免疫耐受细胞状态进行区分性的表征，并尝试通过改变细胞生物物理性质筛选逆转免疫耐受的药物。结果表明，三种细胞的生物物理特征值分别为4.28×108、3.13×108和4.25×108 V/m2，即所建立的方法可用于区分LPS耐受细胞。本芯片有望应用于医学诊断和药物筛查。
2024,40(11):4157-4170, DOI: 10.13345/j.cjb.240135
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114157
摘要：
多肽水凝胶是一类具有特殊网络结构的高分子材料，因其性质稳定、生物相容性良好等特点被广泛应用于生物医药领域。环境响应型自组装多肽水凝胶在环境改变时发生响应，多肽自组装形成纳米纤维网状结构，更好地模拟了细胞外基质和细胞生长微环境，可用于细胞的3D培养和类器官培养。为了建立CulX Ⅱ多肽水凝胶材料的肿瘤类器官培养体系，本研究选用了Panc-1、U87、H358细胞，采用半球体的培养方式，通过CulXⅡ多肽水凝胶材料包裹肿瘤细胞在24孔板中培养15 d。胰腺癌肿瘤类器官呈现出3D立体球体的形态，类器官大小随培养时间的延长而增大，最终直径大小为150−300 μm。肿瘤类器官数量较多、大小不一、细胞活力较好、边缘轮廓清晰、形态较好，培养比较成功。本研究在CulX Ⅱ多肽水凝胶材料基础上建立了肿瘤类器官模型，为研究肿瘤发病机制、新药研发、肿瘤抑制提供了研究模型。
多肽水凝胶是一类具有特殊网络结构的高分子材料，因其性质稳定、生物相容性良好等特点被广泛应用于生物医药领域。环境响应型自组装多肽水凝胶在环境改变时发生响应，多肽自组装形成纳米纤维网状结构，更好地模拟了细胞外基质和细胞生长微环境，可用于细胞的3D培养和类器官培养。为了建立CulX Ⅱ多肽水凝胶材料的肿瘤类器官培养体系，本研究选用了Panc-1、U87、H358细胞，采用半球体的培养方式，通过CulXⅡ多肽水凝胶材料包裹肿瘤细胞在24孔板中培养15 d。胰腺癌肿瘤类器官呈现出3D立体球体的形态，类器官大小随培养时间的延长而增大，最终直径大小为150−300 μm。肿瘤类器官数量较多、大小不一、细胞活力较好、边缘轮廓清晰、形态较好，培养比较成功。本研究在CulX Ⅱ多肽水凝胶材料基础上建立了肿瘤类器官模型，为研究肿瘤发病机制、新药研发、肿瘤抑制提供了研究模型。
2024,40(11):4171-4182, DOI: 10.13345/j.cjb.240092
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114171
摘要：
植物NAC转录因子参与调控多种生物学过程，在植物生长发育和逆境适应性方面发挥重要作用。前期研究发现小麦(Triticum aestivum) NAC家族成员TaNAC14正向调控幼苗根生长发育并增强其耐旱性。本研究对小麦TaNAC14蛋白的理化性质和结构进行了分析预测；对TaNAC14的亚细胞定位和转录激活活性进行了验证；构建了TaNAC14重组蛋白原核表达载体pET21a-HMT- TaNAC14，转化大肠杆菌(Escherichia coli)表达菌株BL21 CodonPlus (DE3)-RIPL，对TaNAC14重组蛋白的诱导表达条件进行了优化，对重组蛋白的可溶性进行了分析，并利用镍柱对重组蛋白进行了分离纯化。结果表明，TaNAC14具有NAM家族保守的结构域，定位于细胞核，具有转录激活活性。重组蛋白HMT-TaNAC14在大肠杆菌中的最佳诱导表达条件为0.2 mmol/L的IPTG诱导4 h；该重组蛋白主要以可溶性形式存在；利用镍柱对其进行了分离纯化，获得了较高纯度的目的蛋白。本研究为后续进行TaNAC14调控靶基因的鉴定奠定了基础。
植物NAC转录因子参与调控多种生物学过程，在植物生长发育和逆境适应性方面发挥重要作用。前期研究发现小麦(Triticum aestivum) NAC家族成员TaNAC14正向调控幼苗根生长发育并增强其耐旱性。本研究对小麦TaNAC14蛋白的理化性质和结构进行了分析预测；对TaNAC14的亚细胞定位和转录激活活性进行了验证；构建了TaNAC14重组蛋白原核表达载体pET21a-HMT- TaNAC14，转化大肠杆菌(Escherichia coli)表达菌株BL21 CodonPlus (DE3)-RIPL，对TaNAC14重组蛋白的诱导表达条件进行了优化，对重组蛋白的可溶性进行了分析，并利用镍柱对重组蛋白进行了分离纯化。结果表明，TaNAC14具有NAM家族保守的结构域，定位于细胞核，具有转录激活活性。重组蛋白HMT-TaNAC14在大肠杆菌中的最佳诱导表达条件为0.2 mmol/L的IPTG诱导4 h；该重组蛋白主要以可溶性形式存在；利用镍柱对其进行了分离纯化，获得了较高纯度的目的蛋白。本研究为后续进行TaNAC14调控靶基因的鉴定奠定了基础。
2024,40(11):4183-4197, DOI: 10.13345/j.cjb.240120
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114183
摘要：
脱水反应元件结合蛋白(dehydration responsive element binding, DREB)转录因子在植物生长和发育过程中发挥重要作用，并且广泛参与各种非生物胁迫响应。DREB共含有6个亚族，TINY属于DREB-A4亚家族，拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtTINY在植物生长与抵御逆境中起到了重要的调节作用。为了探究苹果(Malus domestica) DREB-A4亚家族的进化特征及MdTINY基因的生物学功能，本研究利用GDDH13、TAIR等数据库和Expasy、WoLF PSORT等在线软件，研究了苹果中DREB-A4亚族的生物学信息，并预测了蛋白质三级结构。苹果DREB-A4亚族含有22个基因，均含有1个保守的AP2结构域，亚细胞定位预测结果显示DREB-A4亚族蛋白主要定位于细胞核中。通过农杆菌转化法获得MdTINY的转基因愈伤组织，结合实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)与花青苷含量检测，探究了MdTINY的主要生物学功能。MdTINY与AtTINY的亲缘关系更近，蛋白相似度最高，MdTINY的编码区全长为759 bp，编码252个氨基酸，启动子元件和表达模式分析表明，MdTINY基因能够响应光照和多种胁迫处理。亚细胞定位检测结果显示，MdTINY蛋白定位于细胞核中，转录自主激活活性验证实验显示，MdTINY具有自主激活活性。过表达MdTINY抑制了愈伤组织的正常生长，促进了愈伤组织的花青苷积累。以上结果表明，MdTINY负调控苹果植株生长，能够促进果实着色。本研究为苹果优质色泽品种培育提供了候选基因。
脱水反应元件结合蛋白(dehydration responsive element binding, DREB)转录因子在植物生长和发育过程中发挥重要作用，并且广泛参与各种非生物胁迫响应。DREB共含有6个亚族，TINY属于DREB-A4亚家族，拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtTINY在植物生长与抵御逆境中起到了重要的调节作用。为了探究苹果(Malus domestica) DREB-A4亚家族的进化特征及MdTINY基因的生物学功能，本研究利用GDDH13、TAIR等数据库和Expasy、WoLF PSORT等在线软件，研究了苹果中DREB-A4亚族的生物学信息，并预测了蛋白质三级结构。苹果DREB-A4亚族含有22个基因，均含有1个保守的AP2结构域，亚细胞定位预测结果显示DREB-A4亚族蛋白主要定位于细胞核中。通过农杆菌转化法获得MdTINY的转基因愈伤组织，结合实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)与花青苷含量检测，探究了MdTINY的主要生物学功能。MdTINY与AtTINY的亲缘关系更近，蛋白相似度最高，MdTINY的编码区全长为759 bp，编码252个氨基酸，启动子元件和表达模式分析表明，MdTINY基因能够响应光照和多种胁迫处理。亚细胞定位检测结果显示，MdTINY蛋白定位于细胞核中，转录自主激活活性验证实验显示，MdTINY具有自主激活活性。过表达MdTINY抑制了愈伤组织的正常生长，促进了愈伤组织的花青苷积累。以上结果表明，MdTINY负调控苹果植株生长，能够促进果实着色。本研究为苹果优质色泽品种培育提供了候选基因。
2024,40(11):4198-4210, DOI: 10.13345/j.cjb.240596
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114198
摘要：
钩吻(Gelsemium elegans)为马钱科钩吻属藤本植物，具有药用和禽畜饲用功效，但其在生长过程中易受低温危害的影响，因此挖掘低温响应基因对钩吻抗寒育种具有重要意义。乙烯响应因子(ethylene responsive factor, ERF)属于AP2/ERF转录因子超家族成员，在植物逆境胁迫应答反应中发挥关键作用。本研究基于钩吻转录组数据库挖掘到的响应低温胁迫的GeERF的unigene序列，利用逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)技术从钩吻叶片克隆获得GeERF4B-1转录因子的cDNA全长序列。生物信息学分析表明，GeERF4B-1基因开放阅读框长度为759 bp，编码252个氨基酸，蛋白相对分子量为27 kDa，预测为不稳定的碱性亲水性蛋白。系统进化树分析结果显示，GeERF4B-1属于ERF家族的B-4亚族成员。亚细胞定位实验结果表明，GeERF4B-1定位在细胞核。实时荧光定量PCR (real time quantitative PCR, RT-qPCR)分析表明，GeERF4B-1基因在钩吻根、茎、叶中均有表达，在根中的表达量最高。经4 ℃低温、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和脱落酸(abscisic acid, ABA)处理后，相比于对照，GeERF4B-1基因均被诱导上调表达，分别在24 h或48 h达到峰值，表明该基因积极响应低温、MeJA和ABA胁迫；而氯化钠(sodium chloride, NaCl)和干旱处理后，GeERF4B-1基因均被诱导下调表达。此外，构建GeERF4B-1基因的原核表达载体，诱导获得大小约52 kDa的融合蛋白。平板胁迫验证结果显示，与对照相比，转入GeERF4B-1的原核表达菌株能增强对低温的耐受性，但对盐胁迫和甘露醇胁迫较敏感。本研究为钩吻的抗逆性育种提供了潜在的基因资源和理论参考。
钩吻(Gelsemium elegans)为马钱科钩吻属藤本植物，具有药用和禽畜饲用功效，但其在生长过程中易受低温危害的影响，因此挖掘低温响应基因对钩吻抗寒育种具有重要意义。乙烯响应因子(ethylene responsive factor, ERF)属于AP2/ERF转录因子超家族成员，在植物逆境胁迫应答反应中发挥关键作用。本研究基于钩吻转录组数据库挖掘到的响应低温胁迫的GeERF的unigene序列，利用逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)技术从钩吻叶片克隆获得GeERF4B-1转录因子的cDNA全长序列。生物信息学分析表明，GeERF4B-1基因开放阅读框长度为759 bp，编码252个氨基酸，蛋白相对分子量为27 kDa，预测为不稳定的碱性亲水性蛋白。系统进化树分析结果显示，GeERF4B-1属于ERF家族的B-4亚族成员。亚细胞定位实验结果表明，GeERF4B-1定位在细胞核。实时荧光定量PCR (real time quantitative PCR, RT-qPCR)分析表明，GeERF4B-1基因在钩吻根、茎、叶中均有表达，在根中的表达量最高。经4 ℃低温、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和脱落酸(abscisic acid, ABA)处理后，相比于对照，GeERF4B-1基因均被诱导上调表达，分别在24 h或48 h达到峰值，表明该基因积极响应低温、MeJA和ABA胁迫；而氯化钠(sodium chloride, NaCl)和干旱处理后，GeERF4B-1基因均被诱导下调表达。此外，构建GeERF4B-1基因的原核表达载体，诱导获得大小约52 kDa的融合蛋白。平板胁迫验证结果显示，与对照相比，转入GeERF4B-1的原核表达菌株能增强对低温的耐受性，但对盐胁迫和甘露醇胁迫较敏感。本研究为钩吻的抗逆性育种提供了潜在的基因资源和理论参考。
2024,40(11):4211-4218, DOI: 10.13345/j.cjb.240348
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114211
摘要：
人表皮细胞生长因子(human epidermal growth factor, hEGF)可用于治疗外科创伤(烧伤、烫伤)、修复组织、滋润皮肤、美容养颜等，但目前存在表达量低、价格昂贵等缺点。为了提高hEGF的表达水平、降低生产成本，本研究使用家蚕杆状病毒表达载体系统，利用多角体蛋白超高水平表达的现象，使用部分多角体蛋白序列与密码子优化后的hEGF融合进行表达，并将多个hEGF基因进行了串联表达，构建了N端融合不同多角体蛋白部分序列的多种融合表达载体。结果表明，通过上述策略，hEGF的蛋白表达水平显著提高，其中融合多角体N末端蛋白25个或者35个氨基酸编码序列、3个密码子优化后hEGF串联的表达载体表达水平最高。
人表皮细胞生长因子(human epidermal growth factor, hEGF)可用于治疗外科创伤(烧伤、烫伤)、修复组织、滋润皮肤、美容养颜等，但目前存在表达量低、价格昂贵等缺点。为了提高hEGF的表达水平、降低生产成本，本研究使用家蚕杆状病毒表达载体系统，利用多角体蛋白超高水平表达的现象，使用部分多角体蛋白序列与密码子优化后的hEGF融合进行表达，并将多个hEGF基因进行了串联表达，构建了N端融合不同多角体蛋白部分序列的多种融合表达载体。结果表明，通过上述策略，hEGF的蛋白表达水平显著提高，其中融合多角体N末端蛋白25个或者35个氨基酸编码序列、3个密码子优化后hEGF串联的表达载体表达水平最高。
2024,40(11):4219-4227, DOI: 10.13345/j.cjb.230763
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114219
摘要：
重链抗体可变区抗体(variable domain of heavy-chain antibody, VHH)已被广泛用于药物治疗、诊断和研究。大肠杆菌是生产VHH最常用的表达系统，但可能会导致VHH的生物活性降低。哺乳动物细胞是目前最理想的VHH表达宿主之一。本研究通过优化VHH的信号肽(signal peptide, SP)和密码子，以期提高VHH在Expi293F细胞中的产量。VHH1-Fc被用于筛选SP，通过酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)筛选出的SP IFN-α2分泌效果最佳；通过提高基因的GC3和GC含量，VHH1的产量提高了约1倍，且对VHH1与A型塞内卡病毒(Senecavirus A, SVA)的结合活性无明显影响；其他5种重组VHHs分别连接SP IFN-α2并进行密码子优化，其平均产量大于191.6 mg/L。此外，这些VHHs在培养上清中具有高纯度和高回收率的优点。本研究证实SP IFN-α2和密码子优化可以在Expi293F细胞高效表达VHH，为VHH的大规模生产提供了参考。
重链抗体可变区抗体(variable domain of heavy-chain antibody, VHH)已被广泛用于药物治疗、诊断和研究。大肠杆菌是生产VHH最常用的表达系统，但可能会导致VHH的生物活性降低。哺乳动物细胞是目前最理想的VHH表达宿主之一。本研究通过优化VHH的信号肽(signal peptide, SP)和密码子，以期提高VHH在Expi293F细胞中的产量。VHH1-Fc被用于筛选SP，通过酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)筛选出的SP IFN-α2分泌效果最佳；通过提高基因的GC3和GC含量，VHH1的产量提高了约1倍，且对VHH1与A型塞内卡病毒(Senecavirus A, SVA)的结合活性无明显影响；其他5种重组VHHs分别连接SP IFN-α2并进行密码子优化，其平均产量大于191.6 mg/L。此外，这些VHHs在培养上清中具有高纯度和高回收率的优点。本研究证实SP IFN-α2和密码子优化可以在Expi293F细胞高效表达VHH，为VHH的大规模生产提供了参考。
2024,40(11):4228-4241, DOI: 10.13345/j.cjb.240185
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114228
摘要：
生长激素释放肽(ghrelin)是一种对于生长激素的分泌、食欲等具有重要调节作用的脑肠肽，还可调节体内糖脂代谢过程，已成为相关疾病治疗的研究热点。人体中的丁酰胆碱酯酶(human butyrylcholinesterase, hBChE)可将ghrelin水解为去酰基化状态，但是催化效率极低，限制了其应用。本研究通过HotSpot Wizard 3.0分析原核可溶性表达的hBChE突变体结构，理性选取10个新突变体，再对不同底物催化动力学与热力学稳定性进行测定，最终筛选出的新突变体E197D与A199S对于ghrelin催化水解活性分别上升4.6倍与3.5倍，为实现体外给药调节体内ghrelin进行相关疾病治疗提供了可能。
生长激素释放肽(ghrelin)是一种对于生长激素的分泌、食欲等具有重要调节作用的脑肠肽，还可调节体内糖脂代谢过程，已成为相关疾病治疗的研究热点。人体中的丁酰胆碱酯酶(human butyrylcholinesterase, hBChE)可将ghrelin水解为去酰基化状态，但是催化效率极低，限制了其应用。本研究通过HotSpot Wizard 3.0分析原核可溶性表达的hBChE突变体结构，理性选取10个新突变体，再对不同底物催化动力学与热力学稳定性进行测定，最终筛选出的新突变体E197D与A199S对于ghrelin催化水解活性分别上升4.6倍与3.5倍，为实现体外给药调节体内ghrelin进行相关疾病治疗提供了可能。
2024,40(11):4242-4253, DOI: 10.13345/j.cjb.240105
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114242
摘要：
金属硫蛋白(metallothionein, MT)在去除重金属、抗氧化和免疫调节等方面发挥重要作用。当前获取天然MT蛋白的首选方法是从组织中提取，工艺复杂且收率很低。近年来涌现多种标签融合后异源表达的设计，如GST或His等。然而后期标签的去除大大降低了收率，因此难以实现工业化生产。类弹性蛋白(elastin-like polypeptides, ELPs)融合技术能够实现目标蛋白的可溶性表达且纯化工艺简便快捷。本研究将ELP与MT蛋白融合，通过ELP融合显著增加了MT的可溶性表达，采用多次可逆相变循环(inverse transition cycling, ITC)处理等纯化工艺高效简便地获得了纯度97%以上的ELP-MT蛋白。获得的ELP-MT蛋白2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2ʹ-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) ammonium salt, ABTS]自由基清除率IC50为0.77μmol/L，为维生素E衍生物Trolox的53.7倍，同时表现出较强的1,1-二苯基-2-三硝基肼(1,1-diphenyl-2-trinitrohydrazine, DPPH)自由基清除能力。并且ELP-MT对小鼠胚胎成纤维细胞NIH/3T3细胞无增殖毒性，可显著促进NIH/3T3细胞黏附和迁移，具有良好的生物相容性。本研究构建的ELP-MT融合蛋白同时具有金属硫蛋白和弹性蛋白的特性，为重组MT蛋白的规模化生产和其在食品保健及化妆品领域的应用开发奠定了技术基础。
金属硫蛋白(metallothionein, MT)在去除重金属、抗氧化和免疫调节等方面发挥重要作用。当前获取天然MT蛋白的首选方法是从组织中提取，工艺复杂且收率很低。近年来涌现多种标签融合后异源表达的设计，如GST或His等。然而后期标签的去除大大降低了收率，因此难以实现工业化生产。类弹性蛋白(elastin-like polypeptides, ELPs)融合技术能够实现目标蛋白的可溶性表达且纯化工艺简便快捷。本研究将ELP与MT蛋白融合，通过ELP融合显著增加了MT的可溶性表达，采用多次可逆相变循环(inverse transition cycling, ITC)处理等纯化工艺高效简便地获得了纯度97%以上的ELP-MT蛋白。获得的ELP-MT蛋白2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2ʹ-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) ammonium salt, ABTS]自由基清除率IC50为0.77μmol/L，为维生素E衍生物Trolox的53.7倍，同时表现出较强的1,1-二苯基-2-三硝基肼(1,1-diphenyl-2-trinitrohydrazine, DPPH)自由基清除能力。并且ELP-MT对小鼠胚胎成纤维细胞NIH/3T3细胞无增殖毒性，可显著促进NIH/3T3细胞黏附和迁移，具有良好的生物相容性。本研究构建的ELP-MT融合蛋白同时具有金属硫蛋白和弹性蛋白的特性，为重组MT蛋白的规模化生产和其在食品保健及化妆品领域的应用开发奠定了技术基础。
2024,40(11):4254-4265, DOI: 10.13345/j.cjb.240130
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114254
摘要：
为了揭示维甲酸诱导基因I (retinoic acid inducible-gene I, RIG-I)基因敲除对I型干扰素信号通路中关键因子的影响，本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了RIG-I基因敲除的HEK293细胞。首先设计了3条针对靶标基因的单向导RNA (single guide RNA, sgRNA)，并构建了pX459重组载体。重组载体转染HEK293细胞后，通过嘌呤霉素筛选细胞株，再以聚肌苷酸-聚胞苷酸(polyinosinic acid-polycytidylic acid, poly I:C)为病毒模拟物转染细胞，通过基因测序、荧光定量PCR、免疫印迹和免疫荧光的方法检测RIG-I基因的敲除情况，同时对I型干扰素信号通路中的黑色素瘤分化相关基因5 (melanoma differentiation-associated protein 5, MDA5)、干扰素β1 (interferon β1, IFNβ1)和核转录因子kappa B p65[nuclear transcription factor kappa B p65, NF-κb(p65)]等关键因子以及细胞活力进行分析。结果表明，本研究成功构建了2株稳定敲除RIG-I基因的HEK293细胞株(S1和S3)，RIG-I在S1和S3中的基因转录水平和蛋白质表达水平均显著低于野生型细胞(P<0.05)。S1和S3细胞株的MDA5和IFNβ1基因转录水平和S3细胞株的NF-κB(p65)蛋白质水平显著低于野生细胞株(P<0.05)；细胞免疫荧光分析结果表明，poly I:C转染细胞后，与野生型相比，S1细胞株核外存在较多的NF-κB(p65)蛋白。此外，poly I:C转染细胞48 h后，显著降低了野生型和S1细胞株的活力(P<0.05)，但是不影响S3细胞株的活力。综上所述，本实验通过CRISPR/Cas9系统成功构建了2株RIG-I基因敲除的HEK293细胞，为进一步研究I型干扰素信号通路的机制提供了稳定的细胞模型。
为了揭示维甲酸诱导基因I (retinoic acid inducible-gene I, RIG-I)基因敲除对I型干扰素信号通路中关键因子的影响，本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了RIG-I基因敲除的HEK293细胞。首先设计了3条针对靶标基因的单向导RNA (single guide RNA, sgRNA)，并构建了pX459重组载体。重组载体转染HEK293细胞后，通过嘌呤霉素筛选细胞株，再以聚肌苷酸-聚胞苷酸(polyinosinic acid-polycytidylic acid, poly I:C)为病毒模拟物转染细胞，通过基因测序、荧光定量PCR、免疫印迹和免疫荧光的方法检测RIG-I基因的敲除情况，同时对I型干扰素信号通路中的黑色素瘤分化相关基因5 (melanoma differentiation-associated protein 5, MDA5)、干扰素β1 (interferon β1, IFNβ1)和核转录因子kappa B p65[nuclear transcription factor kappa B p65, NF-κb(p65)]等关键因子以及细胞活力进行分析。结果表明，本研究成功构建了2株稳定敲除RIG-I基因的HEK293细胞株(S1和S3)，RIG-I在S1和S3中的基因转录水平和蛋白质表达水平均显著低于野生型细胞(P<0.05)。S1和S3细胞株的MDA5和IFNβ1基因转录水平和S3细胞株的NF-κB(p65)蛋白质水平显著低于野生细胞株(P<0.05)；细胞免疫荧光分析结果表明，poly I:C转染细胞后，与野生型相比，S1细胞株核外存在较多的NF-κB(p65)蛋白。此外，poly I:C转染细胞48 h后，显著降低了野生型和S1细胞株的活力(P<0.05)，但是不影响S3细胞株的活力。综上所述，本实验通过CRISPR/Cas9系统成功构建了2株RIG-I基因敲除的HEK293细胞，为进一步研究I型干扰素信号通路的机制提供了稳定的细胞模型。
2024,40(11):4266-4276, DOI: 10.13345/j.cjb.240104
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114266
摘要：
本研究旨在建立同时测定人乳头瘤病毒(human papilloma virus, HPV)16型E6蛋白和L1蛋白浓度的时间分辨荧光免疫层析定量检测方法。通过优化载有镧系元素荧光微球标记抗体量、包被抗体浓度和反应时间，制备联合检测试纸条，对所建立的联合检测方法进行性能及临床一致性评价。HPV16 L1及E6抗体最佳标记量分别为8 μg、10 μg，包被划膜量均为1.5 mg/mL；最佳检测时间为加样后10 min；检测HPV16 L1及E6蛋白线性范围分别为5–320 ng/mL、2–64 ng/mL；最低检测限分别为1.78 ng/mL、1.09 ng/mL；与人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)、梅毒螺旋体(Treponema Pallidum, TP)、HPV18 E6及L1蛋白无交叉反应；回收率在97%至107%之间；采用本研究制备的试纸条检测样本，区分宫颈癌及癌前病变患者与健康人的灵敏度为97.46%，特异性为90.57%，诊断准确率为95.32%，受试者工作特征曲线下面积(area under curve, AUC)为0.980 1，95%置信区间(confidence interval, CI) (0.956 5, 1.000 0)。本研究制备的时间分辨荧光免疫层析联合定量检测HPV16型E6蛋白与L1蛋白试纸条可为宫颈癌及癌前病变患者的早期筛查及病程评估提供辅助诊断方法。
本研究旨在建立同时测定人乳头瘤病毒(human papilloma virus, HPV)16型E6蛋白和L1蛋白浓度的时间分辨荧光免疫层析定量检测方法。通过优化载有镧系元素荧光微球标记抗体量、包被抗体浓度和反应时间，制备联合检测试纸条，对所建立的联合检测方法进行性能及临床一致性评价。HPV16 L1及E6抗体最佳标记量分别为8 μg、10 μg，包被划膜量均为1.5 mg/mL；最佳检测时间为加样后10 min；检测HPV16 L1及E6蛋白线性范围分别为5–320 ng/mL、2–64 ng/mL；最低检测限分别为1.78 ng/mL、1.09 ng/mL；与人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)、梅毒螺旋体(Treponema Pallidum, TP)、HPV18 E6及L1蛋白无交叉反应；回收率在97%至107%之间；采用本研究制备的试纸条检测样本，区分宫颈癌及癌前病变患者与健康人的灵敏度为97.46%，特异性为90.57%，诊断准确率为95.32%，受试者工作特征曲线下面积(area under curve, AUC)为0.980 1，95%置信区间(confidence interval, CI) (0.956 5, 1.000 0)。本研究制备的时间分辨荧光免疫层析联合定量检测HPV16型E6蛋白与L1蛋白试纸条可为宫颈癌及癌前病变患者的早期筛查及病程评估提供辅助诊断方法。
2024,40(11):4277-4287, DOI: 10.13345/j.cjb.240372
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114277
摘要：
新兴的生物医药产业对生物与医药专业人才的需求量与日俱增，对人才创新能力的培养提出了更高的要求。基于“产教研融合”理念，探索生物与医药专业研究生创新能力培养的新模式，对于提升我国生物与医药专业人才培养质量、赋能生物经济发展具有重要的现实意义。本文以江南大学生物与医药专业研究生创新能力培养为例，介绍了基于“产教研融合”理念，构建思想引领、学科体系、培养方案、师资队伍、科创平台和交流合作的“六融六优”新培养体系，并介绍了新体系取得的良好培养成效，为生物与医药行业创新型人才的培养提供了有益借鉴。
新兴的生物医药产业对生物与医药专业人才的需求量与日俱增，对人才创新能力的培养提出了更高的要求。基于“产教研融合”理念，探索生物与医药专业研究生创新能力培养的新模式，对于提升我国生物与医药专业人才培养质量、赋能生物经济发展具有重要的现实意义。本文以江南大学生物与医药专业研究生创新能力培养为例，介绍了基于“产教研融合”理念，构建思想引领、学科体系、培养方案、师资队伍、科创平台和交流合作的“六融六优”新培养体系，并介绍了新体系取得的良好培养成效，为生物与医药行业创新型人才的培养提供了有益借鉴。
2024,40(11):4288-4300, DOI: 10.13345/j.cjb.240050
, CSTR: 32114.14.j.cjb.gc24114288
摘要：
在“双一流”建设背景下，为提升课程教学效果和人才培养质量，浙江工业大学对生物工程领域核心课程“生物工艺学原理”进行了课程改革：通过构建科学合理的教学结构、完善“教与学”的过程管理、实施多维化教学实践等措施，促进了专业课程教学质量的提升和培养目标的达成，对支撑“双一流”学科建设具有重要的意义。
在“双一流”建设背景下，为提升课程教学效果和人才培养质量，浙江工业大学对生物工程领域核心课程“生物工艺学原理”进行了课程改革：通过构建科学合理的教学结构、完善“教与学”的过程管理、实施多维化教学实践等措施，促进了专业课程教学质量的提升和培养目标的达成，对支撑“双一流”学科建设具有重要的意义。
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摘要：
为了提高干扰素抗病毒活性测定的生物安全性，本研究使用含有GFP的复制缺陷型水疱性口炎病毒 (VSV△G*G) 为指示病毒，分别对经原核表达系统和杆状病毒表达系统表达的重组猪γ干扰素 (PoIFN-γ) 在MDBK细胞上进行抗病毒活性测定。结果显示：由杆状病毒表达的重组PoIFN-γ具有高度抗病毒活性，其抗病毒活性为105 IU/mL，原核表达的重组PoIFN-γ纯化后经缓慢复性也会产生一定的抗病毒活性，其抗病毒活性为32 IU/mL。该方法与利用表达GFP的重组水疱性口炎病毒 (VSV*GFP) 所检测的干扰素抗病毒活性结果完全一致，表明复制缺陷型病毒VSV△G*G可作为复制型重组病毒的替代品，使得干扰素抗病毒活性检测更加安全、准确。
为了提高干扰素抗病毒活性测定的生物安全性，本研究使用含有GFP的复制缺陷型水疱性口炎病毒 (VSV△G*G) 为指示病毒，分别对经原核表达系统和杆状病毒表达系统表达的重组猪γ干扰素 (PoIFN-γ) 在MDBK细胞上进行抗病毒活性测定。结果显示：由杆状病毒表达的重组PoIFN-γ具有高度抗病毒活性，其抗病毒活性为105 IU/mL，原核表达的重组PoIFN-γ纯化后经缓慢复性也会产生一定的抗病毒活性，其抗病毒活性为32 IU/mL。该方法与利用表达GFP的重组水疱性口炎病毒 (VSV*GFP) 所检测的干扰素抗病毒活性结果完全一致，表明复制缺陷型病毒VSV△G*G可作为复制型重组病毒的替代品，使得干扰素抗病毒活性检测更加安全、准确。
摘要：
从人肌肉素基因出发, 在dbEST数据库中进行同源性搜索, 找到七个有较高同源性的Expressed Sequence Tag(DY426490, CF787546, AJ660979, AJ664670, AJ663820, AJ680159, DN106254)。通过拼接和进一步RT-PCR实验验证, 获得猪肌肉素基因全长cDNA序列, 其全长651 bp, 开放阅读框为54~452 bp, 编码有132个氨基酸。同源性分析结果表明, 与人、小鼠和大鼠的肌肉素基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为87.2%、77.6%和77.9%。利用克隆出的猪肌肉素cDNA, 构建表达载体pGEX-4T-1-musclin, 并在BL21大肠杆菌中成功表达和纯化了分子量为38.59 kD的融合蛋白GST-Musclin, 并运用蛋白印迹技术进行鉴定。
从人肌肉素基因出发, 在dbEST数据库中进行同源性搜索, 找到七个有较高同源性的Expressed Sequence Tag(DY426490, CF787546, AJ660979, AJ664670, AJ663820, AJ680159, DN106254)。通过拼接和进一步RT-PCR实验验证, 获得猪肌肉素基因全长cDNA序列, 其全长651 bp, 开放阅读框为54~452 bp, 编码有132个氨基酸。同源性分析结果表明, 与人、小鼠和大鼠的肌肉素基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为87.2%、77.6%和77.9%。利用克隆出的猪肌肉素cDNA, 构建表达载体pGEX-4T-1-musclin, 并在BL21大肠杆菌中成功表达和纯化了分子量为38.59 kD的融合蛋白GST-Musclin, 并运用蛋白印迹技术进行鉴定。
摘要：
白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。它不仅是植物遭受胁迫时产生的一种能提高植物抵抗病原性攻击和环境恶化的植物抗毒素, 还具有抗癌、抗氧化、调节血脂、影响寿命等多方面有益于人类健康的重要功能。以下对白藜芦醇的理化特性、合成、提取、纯化与检测方法进行了全面总结, 并在其作用的分子机制基础上, 对其生物学活性、基因工程研究及产业化情况进行了重点介绍。发现在传统育种的基础上, 借助于现代生物技术手段, 将白藜芦醇的天然活性保健作用应用于保健食品的开发、作物经济附加值的提高具有广阔的前景。它的开发和利用, 必将为食品及制药工业新产品的开发提供新的挑战与机遇。
白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。它不仅是植物遭受胁迫时产生的一种能提高植物抵抗病原性攻击和环境恶化的植物抗毒素, 还具有抗癌、抗氧化、调节血脂、影响寿命等多方面有益于人类健康的重要功能。以下对白藜芦醇的理化特性、合成、提取、纯化与检测方法进行了全面总结, 并在其作用的分子机制基础上, 对其生物学活性、基因工程研究及产业化情况进行了重点介绍。发现在传统育种的基础上, 借助于现代生物技术手段, 将白藜芦醇的天然活性保健作用应用于保健食品的开发、作物经济附加值的提高具有广阔的前景。它的开发和利用, 必将为食品及制药工业新产品的开发提供新的挑战与机遇。
摘要：
自然界中微生物种类极为丰富，尺寸涵盖了纳米级与微米级。微生物细胞培养成本低廉，生长繁殖迅速，具有丰富的遗传表现型，因此微生物是可用于纳米、微米以及多层次跨尺度加工的天然“基本单元”和“底盘细胞”。“基于微生物”的生物制造目的是利用微生物的特异结构和多样功能进行仿生和调控，操纵微生物进行加工组装，从而获得新材料、新器件。同时，建立深入研究微生物行为模式的新技术与新方法，为揭示传统方法所未涉及的基本科学问题提供新的平台。以下将分别从纳米和微米两个尺度以及利用微生物的结构或功能两个角度来概述基于微生物的微纳米生物制造的前沿进展。
自然界中微生物种类极为丰富，尺寸涵盖了纳米级与微米级。微生物细胞培养成本低廉，生长繁殖迅速，具有丰富的遗传表现型，因此微生物是可用于纳米、微米以及多层次跨尺度加工的天然“基本单元”和“底盘细胞”。“基于微生物”的生物制造目的是利用微生物的特异结构和多样功能进行仿生和调控，操纵微生物进行加工组装，从而获得新材料、新器件。同时，建立深入研究微生物行为模式的新技术与新方法，为揭示传统方法所未涉及的基本科学问题提供新的平台。以下将分别从纳米和微米两个尺度以及利用微生物的结构或功能两个角度来概述基于微生物的微纳米生物制造的前沿进展。
摘要：
细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件，决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失，可以改变细菌基因的表达，实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究，对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍，总结了细菌启动子的识别方法，并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。
细菌启动子是细菌中基因表达的必需调控元件，决定了细菌基因表达的强度和时机。通过启动子的插入或缺失，可以改变细菌基因的表达，实现对菌体生长发育以及代谢调控的研究。启动子也是构建各种表达系统、实现异源基因表达的基础。启动子的识别和应用研究，对于实现异源基因的可控表达、有效获得目的产物、促进生物催化和代谢工程研究具有重要的意义。以下对细菌启动子进行了简单的介绍，总结了细菌启动子的识别方法，并对细菌启动子的研究进展和具体应用进行了概述。
摘要：
葡萄球菌Staphylococcus hominis来源的N-乙酰神经氨酸裂合酶基因shnal (GenBank Accession No. EFS20452.1) 构建至pET-28a质粒并在大肠杆菌中得到表达。通过目的蛋白的纯化和酶学性质研究发现，ShNAL是一个四聚体，裂解方向的最适反应pH为8.0；合成方向的最适反应pH为7.5，最适反应温度为45 ℃。在45 ℃下孵育2 h对ShNAL的活力基本无影响，高于45 ℃时，活力迅速下降。该酶在pH 5.0~10.0的环境中比较稳定，4 ℃下放置24 h酶的残余活力在70％以上。ShNAL对N-乙酰神经氨酸 (Neu5Ac)、N-乙酰甘露糖胺 (Man) 和丙酮酸 (Pyr) 的Km值分别是 (4.0±0.2) mmol/L、(131.7±12.1) mmol/L和 (35.1±3.2) mmol/L，kcat/Km值分别为1.9 L/(mmol·s)、0.08 L/(mmol·s) 和0.08 L/(mmol·s)。
葡萄球菌Staphylococcus hominis来源的N-乙酰神经氨酸裂合酶基因shnal (GenBank Accession No. EFS20452.1) 构建至pET-28a质粒并在大肠杆菌中得到表达。通过目的蛋白的纯化和酶学性质研究发现，ShNAL是一个四聚体，裂解方向的最适反应pH为8.0；合成方向的最适反应pH为7.5，最适反应温度为45 ℃。在45 ℃下孵育2 h对ShNAL的活力基本无影响，高于45 ℃时，活力迅速下降。该酶在pH 5.0~10.0的环境中比较稳定，4 ℃下放置24 h酶的残余活力在70％以上。ShNAL对N-乙酰神经氨酸 (Neu5Ac)、N-乙酰甘露糖胺 (Man) 和丙酮酸 (Pyr) 的Km值分别是 (4.0±0.2) mmol/L、(131.7±12.1) mmol/L和 (35.1±3.2) mmol/L，kcat/Km值分别为1.9 L/(mmol·s)、0.08 L/(mmol·s) 和0.08 L/(mmol·s)。
摘要：
BMP6是一种调节成骨细胞和成软骨细胞分化的骨诱导因子, 在修复各种骨缺损方面具有很好的应用潜力。有诱骨活性的BMP6是多二硫键的二聚体蛋白, 疏水性极强容易聚集沉淀。为了在大肠杆菌中可溶表达具有生物活性的重组人BMP6(rhBMP6), 构建了具有TRX、GST、MBP、CBD融合标签和His6标签的 rhBMP6成熟肽原核表达载体, 调节诱导温度和IPTG浓度, 比较不同融合标签和诱导条件对目的蛋白表达量和溶解性的影响。结果表明, MBP最能有效的增强rhBMP6的溶解性, 诱导条件对溶解性影响较小。大肠杆菌BL21 trxB(DE3)这种硫氧还蛋白还原酶缺陷菌株为rhBMP6二硫键在胞质中形成提供了合适的氧化还原环境。MBP和BL21 trxB(DE3)相结合在细胞质中高效可溶表达出了BMP6融合蛋白二聚体。表达产物经亲和层析和凝胶排阻层析纯化后, 能诱导成肌细胞系C2C12向成骨细胞方向 转化。
BMP6是一种调节成骨细胞和成软骨细胞分化的骨诱导因子, 在修复各种骨缺损方面具有很好的应用潜力。有诱骨活性的BMP6是多二硫键的二聚体蛋白, 疏水性极强容易聚集沉淀。为了在大肠杆菌中可溶表达具有生物活性的重组人BMP6(rhBMP6), 构建了具有TRX、GST、MBP、CBD融合标签和His6标签的 rhBMP6成熟肽原核表达载体, 调节诱导温度和IPTG浓度, 比较不同融合标签和诱导条件对目的蛋白表达量和溶解性的影响。结果表明, MBP最能有效的增强rhBMP6的溶解性, 诱导条件对溶解性影响较小。大肠杆菌BL21 trxB(DE3)这种硫氧还蛋白还原酶缺陷菌株为rhBMP6二硫键在胞质中形成提供了合适的氧化还原环境。MBP和BL21 trxB(DE3)相结合在细胞质中高效可溶表达出了BMP6融合蛋白二聚体。表达产物经亲和层析和凝胶排阻层析纯化后, 能诱导成肌细胞系C2C12向成骨细胞方向 转化。
摘要：
本研究通过单因素试验和响应面分析试验建立了能够选择性富集沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌的共增菌培养基SVV, 采用平板计数法及三重荧光PCR技术验证了SVV的增菌效果。结果表明: SVV能同时富集以不同浓度比例混合的3种目标菌, 37oC振荡培养18 h后, 菌体浓度达到105~108 CFU/mL; SVV强烈抑制大部分的非目标菌; 用荧光PCR方法检测经过37oC振荡培养18 h的10份人工接种样品和608份实际样品, 结果表明目标菌在SVV中增殖18 h后菌量达到检测限以上, SVV联合荧光PCR检测方法的检出率为4.06%, 比传统检测方法(3.78%)高, 无假阴性和假阳性。SVV可望应用于水产品中沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌检测前的增菌处理, 可简化检测过程, 有效克服漏检, 提高检出率。
本研究通过单因素试验和响应面分析试验建立了能够选择性富集沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌的共增菌培养基SVV, 采用平板计数法及三重荧光PCR技术验证了SVV的增菌效果。结果表明: SVV能同时富集以不同浓度比例混合的3种目标菌, 37oC振荡培养18 h后, 菌体浓度达到105~108 CFU/mL; SVV强烈抑制大部分的非目标菌; 用荧光PCR方法检测经过37oC振荡培养18 h的10份人工接种样品和608份实际样品, 结果表明目标菌在SVV中增殖18 h后菌量达到检测限以上, SVV联合荧光PCR检测方法的检出率为4.06%, 比传统检测方法(3.78%)高, 无假阴性和假阳性。SVV可望应用于水产品中沙门氏菌、副溶血弧菌和霍乱弧菌检测前的增菌处理, 可简化检测过程, 有效克服漏检, 提高检出率。
摘要：
环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧，从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量，从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。
环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧，从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量，从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。
摘要：
通过外源转录调控因子的诱导，使成体细胞重编程为胚胎干细胞 (ES细胞) 样的多能细胞，这种细胞称为诱导多能干细胞 (iPS细胞)，这一方法被称为iPS技术。目前，iPS技术已先后在小鼠、人、猕猴、大鼠和猪中成功应用，建立了相应的iPS细胞系，并获得了iPS细胞嵌合小鼠和四倍体克隆小鼠。尽管iPS与ES细胞在形态和生长特性上有许多相同之处，但iPS细胞的建立需要较独特的诱导培养体系和鉴定方法。以下结合近年来iPS技术的发展和本实验室的相关研究，对iPS细胞的建立和培养体系的优化进行了深入探讨。
通过外源转录调控因子的诱导，使成体细胞重编程为胚胎干细胞 (ES细胞) 样的多能细胞，这种细胞称为诱导多能干细胞 (iPS细胞)，这一方法被称为iPS技术。目前，iPS技术已先后在小鼠、人、猕猴、大鼠和猪中成功应用，建立了相应的iPS细胞系，并获得了iPS细胞嵌合小鼠和四倍体克隆小鼠。尽管iPS与ES细胞在形态和生长特性上有许多相同之处，但iPS细胞的建立需要较独特的诱导培养体系和鉴定方法。以下结合近年来iPS技术的发展和本实验室的相关研究，对iPS细胞的建立和培养体系的优化进行了深入探讨。
摘要：
为了研究灰葡萄孢菌肌糖磷脂酰神经酰胺合成酶 (BcAUR1基因) 的表达及酶活性，采用RT-PCR方法，利用含有FLAG标签以及BamHⅠ、XhoⅠ酶切位点的AUR1特异引物从灰葡萄孢菌中扩增得到BcAUR1基因。将BcAUR1基因与穿梭质粒pYES2重组，得到pYES2-BcAUR1质粒采用醋酸锂转化法导入酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中，Western blotting检测肌糖磷脂酰神经酰胺 (IPC) 合成酶表达，HPLC检测IPC合成酶活力。结果显示pYES2-BcAUR1在酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中获得表达，pYES2-BcAUR1转化子IPC合成酶活性显著增高，比空载转化子约提高1倍。低浓度的AbA能够抑制空载pYES2酵母转化子生长，但pYES2-BcAUR1酵母转化子能抵抗AbA对菌体生长的抑制。
为了研究灰葡萄孢菌肌糖磷脂酰神经酰胺合成酶 (BcAUR1基因) 的表达及酶活性，采用RT-PCR方法，利用含有FLAG标签以及BamHⅠ、XhoⅠ酶切位点的AUR1特异引物从灰葡萄孢菌中扩增得到BcAUR1基因。将BcAUR1基因与穿梭质粒pYES2重组，得到pYES2-BcAUR1质粒采用醋酸锂转化法导入酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中，Western blotting检测肌糖磷脂酰神经酰胺 (IPC) 合成酶表达，HPLC检测IPC合成酶活力。结果显示pYES2-BcAUR1在酿酒酵母尿嘧啶突变菌株Δyor1中获得表达，pYES2-BcAUR1转化子IPC合成酶活性显著增高，比空载转化子约提高1倍。低浓度的AbA能够抑制空载pYES2酵母转化子生长，但pYES2-BcAUR1酵母转化子能抵抗AbA对菌体生长的抑制。
2023,39(10):4275-4294, DOI: 10.13345/j.cjb.230297
摘要：
本研究旨在通过蛋白质工程手段获得结构均一性更好、活性更高、抗真菌能力更强的家蚕蛋白酶抑制剂BmSPI38的串联多聚体蛋白。利用原核表达技术获得BmSPI38串联多聚体蛋白，并通过蛋白酶抑制剂胶内活性染色、蛋白酶抑制实验和真菌生长抑制实验等探讨串联多聚体化对BmSPI38的结构均一性、抑制活性和抗真菌能力的影响。活性染色结果表明，基于多肽柔性接头的串联表达能够极大提高BmSPI38蛋白的结构均一性。蛋白酶抑制实验表明，基于接头的串联三聚体化和四聚体化能提高BmSPI38对微生物蛋白酶的抑制能力。孢子萌发实验表明，His6-SPI38L-tetramer对球孢白僵菌（Beauveria bassiana）分生孢子萌发的抑制能力显著强于His6-SPI38-monomer。真菌生长抑制实验显示，能够通过串联多聚体化来增强BmSPI38对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和白色念珠菌（Candida albicans）的抑制能力。本研究成功实现BmSPI38的串联多聚体在大肠杆菌中的异源活性表达，并证实可通过串联多聚体化来增强BmSPI38的结构均一性和抗真菌能力，不仅可为培育抗真菌转基因家蚕提供重要的理论依据和新策略，还将推动BmSPI38的外源生产及在医疗领域的应用。
本研究旨在通过蛋白质工程手段获得结构均一性更好、活性更高、抗真菌能力更强的家蚕蛋白酶抑制剂BmSPI38的串联多聚体蛋白。利用原核表达技术获得BmSPI38串联多聚体蛋白，并通过蛋白酶抑制剂胶内活性染色、蛋白酶抑制实验和真菌生长抑制实验等探讨串联多聚体化对BmSPI38的结构均一性、抑制活性和抗真菌能力的影响。活性染色结果表明，基于多肽柔性接头的串联表达能够极大提高BmSPI38蛋白的结构均一性。蛋白酶抑制实验表明，基于接头的串联三聚体化和四聚体化能提高BmSPI38对微生物蛋白酶的抑制能力。孢子萌发实验表明，His6-SPI38L-tetramer对球孢白僵菌（Beauveria bassiana）分生孢子萌发的抑制能力显著强于His6-SPI38-monomer。真菌生长抑制实验显示，能够通过串联多聚体化来增强BmSPI38对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和白色念珠菌（Candida albicans）的抑制能力。本研究成功实现BmSPI38的串联多聚体在大肠杆菌中的异源活性表达，并证实可通过串联多聚体化来增强BmSPI38的结构均一性和抗真菌能力，不仅可为培育抗真菌转基因家蚕提供重要的理论依据和新策略，还将推动BmSPI38的外源生产及在医疗领域的应用。
摘要：
单克隆抗体从问世到目前广泛应用于临床，经历了一段曲折的发展历程。其中人源化抗体是一个重要的里程碑，并伴随着一系列重大的技术革新，如PCR技术、抗体库技术、转基因动物等。人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人抗体。抗体人源化已经成为治疗性抗体的发展趋势,同时各种抗体衍生物也不断涌现，它们从不同角度克服抗体本身的应用局限，也为治疗人类疾病提供了更多利器。对单克隆抗体进行改造使之应用于临床治疗，不仅需要对抗体效应机制进行更细致深入的研究，同时还有赖于对人类免疫系统调控机制的全面精确认识。
单克隆抗体从问世到目前广泛应用于临床，经历了一段曲折的发展历程。其中人源化抗体是一个重要的里程碑，并伴随着一系列重大的技术革新，如PCR技术、抗体库技术、转基因动物等。人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人抗体。抗体人源化已经成为治疗性抗体的发展趋势,同时各种抗体衍生物也不断涌现，它们从不同角度克服抗体本身的应用局限，也为治疗人类疾病提供了更多利器。对单克隆抗体进行改造使之应用于临床治疗，不仅需要对抗体效应机制进行更细致深入的研究，同时还有赖于对人类免疫系统调控机制的全面精确认识。
摘要：
在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。
在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。
摘要：
随着DNA 重组技术的日趋成熟, 代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科, 在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
随着DNA 重组技术的日趋成熟, 代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科, 在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
摘要：
通过胶体金免疫层析技术建立一种特异、便捷、快速的三聚氰胺抗原检测方法，对奶制品及饲料中的三聚氰胺残留水平监测提供参考。用柠檬酸三钠还原法制备的胶体金，标记纯化的三聚氰胺单克隆抗体，喷于试纸的金标垫。将MEL-OVA （三聚氰胺和卵清白蛋白的偶练物） 和纯化的羊抗鼠IgG 分别喷于试纸的T (检测线) 处和C (质控线) 处，通过挑选试纸条材料和调试工艺参数，并最终组装成试纸条。结果显示，制备的试纸监测体系方法检出限为50 mg/L。试纸条对牛奶、奶粉和饲料中的三聚氰胺残留的检出限分别为100?mg/L、1
通过胶体金免疫层析技术建立一种特异、便捷、快速的三聚氰胺抗原检测方法，对奶制品及饲料中的三聚氰胺残留水平监测提供参考。用柠檬酸三钠还原法制备的胶体金，标记纯化的三聚氰胺单克隆抗体，喷于试纸的金标垫。将MEL-OVA （三聚氰胺和卵清白蛋白的偶练物） 和纯化的羊抗鼠IgG 分别喷于试纸的T (检测线) 处和C (质控线) 处，通过挑选试纸条材料和调试工艺参数，并最终组装成试纸条。结果显示，制备的试纸监测体系方法检出限为50 mg/L。试纸条对牛奶、奶粉和饲料中的三聚氰胺残留的检出限分别为100?mg/L、1
摘要：
Cre/loxP定位重组系统来源于噬菌体P1，由Cre重组酶和loxP位点两部分组成。在Cre重组酶的介导下，设定的DNA片段可以被切除，可以发生倒位，亦可造成定点的整合。由于其作用方式高效简单，Cre/loxP定位重组系统已在特定基因的删除、基因功能的鉴定、外源基因的整合、基因捕获及染色体工程等方面得到了有效的利用，在转基因的酵母、植物、昆虫、哺乳动物的体内外DNA重组方面成为一个有力的工具。这里就Cre重组酶的结构、功能及该定位重组系统的应用等方面的研究进行了综述。
Cre/loxP定位重组系统来源于噬菌体P1，由Cre重组酶和loxP位点两部分组成。在Cre重组酶的介导下，设定的DNA片段可以被切除，可以发生倒位，亦可造成定点的整合。由于其作用方式高效简单，Cre/loxP定位重组系统已在特定基因的删除、基因功能的鉴定、外源基因的整合、基因捕获及染色体工程等方面得到了有效的利用，在转基因的酵母、植物、昆虫、哺乳动物的体内外DNA重组方面成为一个有力的工具。这里就Cre重组酶的结构、功能及该定位重组系统的应用等方面的研究进行了综述。
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