GDO Ⅰ酶阻断对芳烃降解途径的影响

产碱假单胞菌NCIB 9867株(P25X)能够通过龙胆酸途径降解芳香烃.研究显示P25X在龙胆酸途径可能产生一组同工酶-其中一种酶是保守型,另一种则为严格诱导型表达.龙胆酸降解途径主要的酶是龙胆酸加双氧酶(GDO),它促进芳香环的裂解,产生顺丁烯丙酮酸,并通过一系列的反应最终进入TCA循环.目前,仅有保守型的龙胆酸加双氧酶及其下游片段被克隆.P25X的衍生株SNZ28,它的龙胆酸加双氧酶的基因(GDO I)被链霉素/奇霉素抗性基因所打断.本研究运用二维蛋白电泳法分析降解菌株SNZ28的蛋白提取物,并用考马斯亮兰染色鉴别.经软件比对分析,由龙胆酸诱导与元龙胆酸诱导菌株的蛋白表达提取物存在明显的蛋白质表达差异,其中有15个蛋白质点被识别.这一结果为诱导型龙胆酸酶的进一步研究打下了基础.     

芳烃污染胁迫下产碱假单胞菌的蛋白质表达

微生物降解是环境中芳烃类污染物处理的重要手段与方法，研究降解菌暴露在污染物下蛋白差异表达的情况，可以揭示微生物利用有机物做为碳源与能源的途径与方法．本项目以蛋白质二维电泳研究结果为基础，对产碱假单胞菌在污染物胁迫下表达的蛋白质点进行N端测序分析，对诱导性的同工酶进行了克隆与测序分析．结果显示，产碱假单胞菌在污染物胁迫下能表达与细菌的趋化性密切相关的蛋白，在研究的菌株中存在同工不同源的酶系统．     

中间苍白杆菌尼古丁降解相关基因ocnH的克隆及功能分析

通过PCR扩增获得中间苍白杆菌SCUEC4菌株中与尼古丁降解相关的ocnH基因,构建重组质粒pET28a(+)-ocnH,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行异源表达,并对表达条件进行优化,用高效液相色谱法测定重组表达菌株的马来酸异构酶活性.结果表明：ocnH基因大小为585 bp,编码蛋白分子量约为20.6 kDa.重组表达菌株在IPTG浓度为0.6 mmol·L^-1、诱导温度为25℃、诱导表达时间为20 h时,OcnH蛋白的表达量较高.转入pET28a(+)-ocnH的大肠杆菌BL21(DE3)菌株具有将马来酸转化为富马酸的功能.     

头孢菌素C酰化酶S12在不同原核系统中的表达

目的：构建头孢菌素C酰化酶（Cephalosporin C Acylase）基因的两种原核表达载体,确定高效原核表达体系。方法：人工合成头孢菌素C酰化酶S12基因,分别克隆到含有Lac启动子的载体pBC KS和T7-lac启动子的载体pET-28a上,命名为pBC-S12和pET-28-S12,重组质粒分别转化感受态大肠杆菌DH5α和BL21（DE3）,表达纯化目的蛋白S12,测定酶活。结果：成功地构建了头孢菌素C酰化酶S12的原核表达菌株,组成型表达和诱导型表达体系的表达量低,目的蛋白具有酶活,诱导型表达产生的酶比组成型表达产生的酶具有更强活性,可作为大肠杆菌表达头孢菌素C酰化酶的高效表达体系。     

纳木错牦牛粪便中纤维素降解菌的鉴定及产酶特征

通过富集、纯化从西藏纳木错的牦牛粪便中筛选得到2株高效纤维素降解菌株，采用滤纸条崩解试验测定不同培养温度、培养时间和初始pH值条件下纤维素降解菌株的产酶特征，并初步分析了目标菌株的遗传地位.结果表明，菌株X1和X2具有显著降解纤维素优势，两菌株在培养温度9℃、培养时间6 d、初始pH值4的条件下，产出的纤维素降解酶具有较强的相对酶活性.系统发育分析显示，X1和X2可能为Cronobacter属菌株.     

鹅脱氧胆酸诱导细粒棘球蚴原头节凋亡作用机制的初步研究

目的初步探究鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)诱导细粒棘球蚴原头节凋亡的作用机制。方法采用鹅脱氧胆酸体外处理细粒棘球蚴原头节,0.1%伊红染色,倒置显微镜观察原头节的活力;Caspase-3试剂盒检测其酶活性变化;采用DCFH-DA染色法利用荧光酶标仪检测鹅脱氧胆酸作用2、4 d后原头节内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的荧光强度的变化;western blot技术检测Nrf2蛋白的表达;生物化学法测定细胞中谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)和硫氧还蛋白过氧化物酶(thioredoxin peroxidase,TPx)酶活性的变化。结果体外应用500、1000、2000、3000μmol/L鹅脱氧胆酸能够抑制原头节体外生长,随着时间的延长,抑制作用逐渐增强;不同浓度鹅脱氧胆酸作用原头节24、48 h后caspase-3酶活性升高,随着时间的延长caspase-3酶活性增加越明显;不同浓度鹅脱氧胆酸作用原头节2、4 d后观察到原头节内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的水平升高(F=1631.77,P0.05),同时western blot检测发现Nrf2蛋白的表达降低(P0.05),并检测到抗氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶(F=756.033,P0.05)和硫氧还蛋白过氧化物酶(F=608.848,P0.05)的活性降低。结论鹅脱氧胆酸诱导细粒棘球蚴原头节凋亡可能是通过氧化应激途径起作用。     

中间苍白杆菌SCUEC4菌株中尼古丁降解相关ocnC基因的克隆与表达

对中间苍白杆菌SCUEC4菌株中与尼古丁降解相关的ocnC基因进行克隆和表达,并对OcnC蛋白的表达条件进行优化,通过PCR扩增获得ocnC基因,构建重组质粒pET28a(+)-ocnC,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行异源表达,采用不同的IPTG浓度、诱导温度和诱导时间对OcnC蛋白进行诱导表达.结果表明:ocnC基因大小为1344 bp,编码蛋白分子量为48.0 kDa,重组表达菌株在IPTG浓度为1.0 mmol·L~(-1)、诱导温度在37℃及诱导表达时间在20 h的优化表达条件时,OcnC蛋白的表达量较高.     

鱼腥藻铁吸收调节蛋白基因(alr0957)的克隆和表达

依据CyanoBase提供的鱼腥藻PCC7120 furC基因(alr0957)的序列信息设计了一对特异性引物,用Touch-down PCR的方法从基因组DNA中扩增得到大小约450bp的目的片段.通过TA克隆的方法将该片段连接到pMD18-T载体上筛选出重组质粒pMD18-T-fur,然后进行双酶切,纯化furC基因,再连接到原核表达载体pET-28a(+)上,转化表达菌株BL21(DE3).经PCR、双酶切和测序鉴定,对阳性菌株进行IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测重组蛋白.结果表明:在25℃条件下经1mmol/L IPTG诱导20h,融合蛋白被成功表达,其分子量约为19 000,为进一步纯化蛋白和对基因的调控功能方面研究奠定了基础.     

铜绿假单胞菌PAO1降解菲、萘的特性及产物分析

目的在前期发现实验室保存的铜绿假单胞菌PAO1具有较强的菲、萘降解能力基础上,对该菌株的菲、萘降解特性及代谢产物进行研究和分析。方法在MM基础培养基中通过改变各种因素来确定PAO1降解的最适条件,应用TLC和HPLC等方法确定了PAO1降解菲、萘过程中存在的重要代谢产物。结果 PAO1对菲、萘的最适降解温度为37℃,最适降解pH值为7.0,对菲、萘的降解属于好氧途径,添加表面活性剂或通过添加低抑制浓度抗生素而增加生物表面活性剂鼠李糖脂的产生都可增加菲、萘的降解,后者效果更好。初步推测PAO1的菲降解存在水杨酸途径和邻苯二甲酸途径;萘降解过程存在水杨酸途径,不存在龙胆酸途径。结论对后续降解途径的进一步清晰以及在此基础上降解酶的确定和工程菌株的构建奠定了基础。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆、表达载体构建以及表达条件的研究

以产褐藻胶裂解酶的紫色链霉菌(Streptomyces violaceoruber)为出发菌株,应用基因工程技术,将褐藻胶裂解酶aly基因进行克隆,并构建了该基因的重组表达载体pET23b(+)-aly.通过表达条件的初步优化,实现了aly基因在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中的成功表达.在IPTG诱导浓度为0.1mmol/L,诱导时间为8h,诱导温度为16℃的条件下,细胞破壁后上清中ALY粗酶液活力为6U/mg.根据褐藻胶裂解酶ALY的蛋白质结构预测结果推断该酶属于Algi-nate lyase-2家族,理论pI为8.85,理论分子量大小为28 500,化学式为C1252N1920H356O394S9.SDS-PAGE蛋白电泳检测发现,ALY蛋白的分子量约为28 000,与预测的蛋白分子量较为接近.     

青枯雷尔氏菌龙胆酸1,2-双加氧酶基因的克隆、表达和酶性质的研究

本研究克隆、表达了青枯雷尔氏菌GMI1000菌株中编码龙胆酸1,2-双加氧酶的基因, 并通过亲和层析对该酶进行了纯化, SDS-PAGE结果表明该酶亚基约为38kDa.该酶的最适反应温度和最适pH分别为30℃和7.5.该酶的Km为56μmol/L,pI为4.6～4.8.纯化后的龙胆酸1,2-双加氧高度不稳定:4℃下放置72h即失去85%的酶活. 甘油和β-巯基乙醇可稳定该酶酶活,在添加10%(体积比)甘油至酶液(50mmol/L, pH 7.3的磷酸盐缓冲液保存)后,-20℃保藏2周后均能检出明显的酶活.0.1～1mmol/L Fe2 可以激活或者稳定该酶的酶活.Na ,K ,Mg2 和Ca2 (分别为1～2mmol/L)对该酶的酶活无明显的影响.Mn2 ,Zn2 和Fe3 的添加量超过2mmol/L时,酶活急剧下降.1mmol/L的Cu2 即使该酶失去酶活.     

2 3-二羟基联苯酶促降解及编码酶基因扩增

一株新分离的联苯降解菌Dyella ginsengisoliLA-4的细胞粗提物可以降解邻苯二酚类化合物生成间位开环产物.实验证明菌株LA-4中的2,3-二羟基联苯1,2-双加氧酶(BphC)为组成酶.以2,3-二羟基联苯、邻苯二酚和4-氯邻苯二酚为底物时,酶的比活分别是7.37、0.2和0.06 U/mg.考察了金属离子及抑制剂对酶活性的影响.金属离子对酶活性影响的结果表明Fe2+能促进粗酶对邻苯二酚和4-氯邻苯二酚的降解,但对2,3-二羟基联苯却起到抑制作用.当氧化性抑制剂H2O2的浓度大于1 mmol/L时酶活完全丧失,说明其属于Fe(Ⅱ)依赖型外二醇双加氧酶类.通过PCR方法扩增出菌株LA-4中bphC基因的保守区,其序列与已知bphC基因相似性约为73%.     

不动杆菌JH250-8邻苯二酚双加氧酶基因的克隆及分析

目的研究不动杆菌JH250-8的石油降解机制,克隆并分析其邻苯二酚双加氧酶基因.方法应用数据库的同源序列设计引物,对不动杆菌JH250-8邻苯二酚1,2-双加氧酶(C12O)和邻苯二酚2,3-双加氧酶(C23O)基因进行扩增,并用生物信息学软件及在线生物分析工具等分析编码蛋白质.结果不动杆菌JH250-8中同时含有C12O和C23O两种邻苯二酚双加氧酶;扩增的DNA序列长度分别为1 299和1 118 bp,蛋白质编码区长度为1047和930 bp,分别编码358和309个氨基酸;两个邻苯二酚双加氧酶等电点(p I)分别为5.03和4.79,均为酸性蛋白质;酶分子中都含有较多极性和可电离氨基酸,在水中有较好的溶解性,但由于N端都有一段疏水性肽段,可能会影响其水溶液的稳定性;在蛋白质二级结构上,两个酶分子中都有较丰富的二级结构单元,既有较好的稳定性,又有较好的底物适应性.C12O的三级结构由同型二聚体构成,每个亚基上都结合有Fe3+;C23O三级结构的核心由两组β-折叠构成,另有4个α-螺旋结构分布于外侧.结论不动杆菌JH250-8有两种邻苯二酚双加氧酶,两种酶均为酸性蛋白质,有较好的水溶性及结构稳定性.分析结果对邻苯二酚双加氧酶的后续研究有重要的参考价值及指导意义.     

Functional identification of gene cluster for the aniline metabolic pathway mediated by transposable element

A convenient and widely applicable method has been developed to clone aniline metabolic gene cluster in this study. Three positive recombinant plasmids pDA1, pDB2 and pDB11 were cloned from genomic library of aniline degradation strain AD9. The result of aniline dioxygenase （AD） activity and catechol 2,3-oxygenase （C230） activity assay showed that pDA1 and pDB11 contain aniline dioxygenase genes and catechol 2,3-dioxygenase genes, respectively. The sequence analysis of the total 24.7-kb region revealed that this region contains 25 ORFs, of which 17 genes involve metabolism of aniline. In the gene cluster, the first five genes （tadQTA1A2B） and the subsequent gene （tadR1） were predicted to encode a multi-component aniline dioxygenase and a LysR-type regulator, respectively, while the others （tadD1C1D2C2EFGIJKL） were expected to encode metacleavage pathway enzymes for catechol degradation. The gene cluster was surrounded by two IS1071 sequences.     

纤维素酶产生菌的筛选及产酶条件的研究

目的：从三峡地区丘陵地带采集样品中分离以稻草秸秆粉为碳源的产纤维素酶菌株．方法：以刚果红为显色剂,采用CMC—Na固体培养基初步筛选产酶的微生物,然后将透明圈直径与菌落直径比值较大的菌株分离纯化后,进行摇瓶复筛,最后经过单因素实验和正交实验优化该茵珠的产酶条件．结果：分离得到一株产纤维素酶活力较高的菌株（X3）,经初步鉴定其为曲霉属,该菌株产纤维素酶的最佳条件为：培养温度28℃、培养时间72h、初始pH值6、装量为15mL／250mL三角瓶．在此条件下FPA酶活为2．413IU／mL、CMC酶活为2．406IU／mI—J3一葡萄糖苷酶活为10．633IU／mL,分别是菌株X3初始酶活的l_04倍、2．20倍和1．19倍．结论：通过产酶条件优化后,菌株X3各酶活分别提高．     

Identification and expression of a gfpK79R mutant of green fluorescent protein

A mutant strain of E.coli showing strong green fluorescence is obtained during the study of cloning and expression of blue fluorescent protein gene bfp. A recombinant plasmid pHN122 has been isolated. It is demonstrated by enzyme digestion, subcloning and sequence analysis that it contains both of bfp and gfpK79R mutant genes. The results of spectrometric analysis show that GFPK79R expressed by pHN122 is the same as the wild type GFP, but its fluorescent intensity is increased 1.25～2.44-fold.     

双孢蘑菇耐温差异蛋白质组学研究

利用蛋白质组学和荧光定量PCR方法,研究双孢蘑菇(Agaricus bisporus Lange (Imbach))02菌株在常温与高温胁迫下的蛋白质表达差异,发现了6个差异蛋白质点,经NCBI数据库比对分析,表明6个差异蛋白质分别为HSP70家族的HSS1热激蛋白、异柠檬酸裂解酶、细胞色素P450单氧化酶及3个未知蛋白质.这些蛋白质在双孢蘑菇受热胁迫下具有保护自身稳定的功能.     

An endogenous tumour-promoting ligand of the human aryl hydrocarbon receptor

Activation of the aryl hydrocarbon receptor (AHR) by environmental xenobiotic toxic chemicals, for instance 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (dioxin), has been implicated in a variety of cellular processes such as embryogenesis, transformation, tumorigenesis and inflammation. But the identity of an endogenous ligand activating the AHR under physiological conditions in the absence of environmental toxic chemicals is still unknown. Here we identify the tryptophan (Trp) catabolite kynurenine (Kyn) as an endogenous ligand of the human AHR that is constitutively generated by human tumour cells via tryptophan-2,3-dioxygenase (TDO), a liver- and neuron-derived Trp-degrading enzyme not yet implicated in cancer biology. TDO-derived Kyn suppresses antitumour immune responses and promotes tumour-cell survival and motility through the AHR in an autocrine/paracrine fashion. The TDO-AHR pathway is active in human brain tumours and is associated with malignant progression and poor survival. Because Kyn is produced during cancer progression and inflammation in the local microenvironment in amounts sufficient for activating the human AHR, these results provide evidence for a previously unidentified pathophysiological function of the AHR with profound implications for cancer and immune biology.