双价、三价种子特异性表达载体的构建及表达PHB合成相关基因的转基因油菜的获得

分离了种子特异性启动子和质体导肽序列,利用已经克隆的合成聚羟基丁酸的酯的３个关键酶基因,分别构建了含有种子特异性启动子的嵌合ｐｈｂＣ（编码ＰＨＢ合酶）、ｐｈｈＢ（编码依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰－ＣｏＡ还原酶）的二价及嵌合ｐｈｂＣ、ｐｈｈＡ（编码ＰＨＢ合酶）、ｐｈｂＢ（编码依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰－ＣｏＡ还原酶）的二价及嵌合ｐｈｂＣ、ｐｈｂＡ（编码３－酮硫裂解酶）、ｐｈｈＢ的三价表达载体,并刷导肽将基因表达产     

转基因植物生产生物可降解塑料的研究进展

塑料制品需求日益增加,传统的合成塑料废物已带来越来越严重的环境污染问题,生物可降解塑料的研制与开发迫在眉睫.聚-β-羟基丁酸酯(简称PHB)是生物可降解塑料中研究得最多的一种.为降低PHB的生产成本,提高PHB与传统塑料的市场竞争力,可向植物体内引入PHB生物合成途径.以植物为表达载体,利用CO2及光能合成PHB,是大规模廉价生产PHB的一种很有前景的方法.     

植物体内草酸钙的生物矿化

草酸钙晶体在特化的植物晶异细胞内的形成是一种基本的、重要的生理代谢过程.不同植物草酸钙晶体在形态/结构上存在多样性和种间专一性,它们具有特定的尺寸和形貌,并且成核后晶体的生长和特化细胞的发育间存在显著的协同作用,这表明草酸钙的生物合成不是一种简单的化学结晶过程,而是受遗传和生物大分子的精确调控.被塑造的矿化相在特定的膜包覆空间内经历了各自不同的生物化学途径,最终形成热力学稳定相.草酸钙晶体赋予植物许多不同的功能,主要包括对高容量钙的调节和植物自我保护作用,从而间接地反映出植物在不同生境中进化的印迹.本文介绍了草酸钙晶体在植物体内合成的草酸代谢途径、钙的吸收和累积,主要讨论晶体生长过程的植物调节机制以及体外模拟生物分子对草酸钙结晶动力学过程的调控等,以期揭示植物体内草酸钙的生物矿化机制,并为仿生材料合成和人类病理结石的抑制等提供重要线索.     

双价、三价种子特异性表达载体的构建及表达PHB合成相关基因的转基因油菜的获得

分离了种子特异性启动子和质体导肽序列,利用已经克隆的合成聚羟基丁酸酯的３个关键酶基因,分别构建了含有种子特异性启动子的嵌合ｐｈｂＣ（编码ＰＨＢ合酶）、ｐｈｂＢ（编码依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰－ＣｏＡ还原酶）的二价及嵌合ＰｈｂＣ、ｐｈｂＡ（编码３－酮硫裂解酶）、ｐｈｂＢ的三价表达载体,并由导肽将基因表达产物定位于质体．经根瘤农杆菌介导获得转基因油菜,并进行了ＰＣＲ,Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔ及ＲＴ－ＰＣＲ－ＤＮＡ杂交等分子检测．     

植物果糖激酶研究进展

植物糖代谢是植物科学研究领域的前沿和热点.果糖是植物糖代谢的重要参与者,果糖磷酸化则是果糖进入代谢途径的第一道生化反应.植物果糖激酶是果糖磷酸化的高效酶,调节细胞中的果糖浓度以及有机碳在细胞中的分配及流向,在调控植物生长发育、代谢和响应环境胁迫中发挥了非常重要的作用.近年来,有关植物果糖激酶的研究越来越多,其参与生理和代谢功能的重要性也逐渐凸显,但果糖激酶参与调控的生理代谢功能和分子机制仍有待进一步深入研究.为系统地总结植物果糖激酶的特点及其在生命活动中的重要功能,本文综述了果糖激酶在调控植物生长发育、响应逆境胁迫、光合作用及代谢通路中的重要作用,并提出了今后的研究趋势,以期为植物果糖激酶研究提供参考.     

蛋白质可逆磷酸化作用的结构基础

蛋白质可逆磷酸化作用的结构基础李林（中国科学院上海生物化学研究所）蛋白质可逆磷酸化几乎调节着生命活动的每一过程。细胞的生长和分化，具体到基因复制转录调控、蛋白质合成调控和代谢调控，分子识别和信号传递，肌肉收缩，肿瘤发生以及包括学习记忆在内的神经活动等...     

植物转录因子与发育调控

近１０余年来,已发现了大量的植物转录因子,主要包括;茎节转录因子家族,ＭＡＤＳ－ｂｏｘ转录因子家族、诱导花分生组织的转录因子以及控制植物细胞分化的转录因子。这些转录因子不仅在植物的生长发育,形态建成以及代谢调控等方面起到重要的作用,而且通过其异位表达还可以对植物形态的发生进行修饰。因此,植物转录因子有可能成为一种修饰植物性状的新型的生物技术工具。     

青蒿素可工业化合成研究进展

中国科学家屠呦呦由于在发现青蒿素和治疗疟疾新型疗法上的贡献而获得了2015年诺贝尔生理或医学奖.现如今以青蒿素为先导化合物衍生得到的蒿甲醚和青蒿琥酯等青蒿素类药物是治疗疟疾唯一有效的药物.但目前市售的青蒿素仍是依靠植物黄花蒿的提取,其高效人工合成依然是合成化学领域的一个挑战.由于生物合成青蒿酸的成功实现,使得从青蒿酸到青蒿素的高效化学合成,特别是无光照化学合成工艺的开发,成为人工合成青蒿素能否工业化生产的关键所在.本文从可工业化的角度,简要综述了青蒿素化学合成的研究进展.主要讨论的内容包括青蒿素化学合成的背景、仿生合成的探索以及无光照人工合成的研究等方面,为青蒿素的合成及其相关领域的科研工作者提供一个简单明了的概括.     

以非天然核酸为遗传物质的人工生命构建

合成生物学/工程生物学通过设计、搭建生物部件甚至生物系统来构建具有新功能的人工生命.其研究内容主要分为3个层次:(1)将现有的天然生物模块进行设计和组装,构建不同于天然存在的调控网络,从而实现新功能;(2)通过人工基因组DNA的全合成进行新生命的构建;(3)通过化学合成部件(修饰核酸、蛋白质、脂类等)创建全新的生物系统乃至生命体.第3个层次的研究也称为化学合成生物学,本文主要集中讨论化学合成生物学中将非天然核酸替代DNA作为遗传物质从而构建人工生命的研究,简要介绍了非天然核酸化学修饰对其遗传物质功能的影响,及以其为基础的人工生命构建的研究现状.这将为我们探讨生命起源、进化甚至外星生命等问题提供新的思路.     

微生物氧化十八烯-(9)-一酸生成1,18-十八烯-(9)-二酸研究

1,18-十八烯-(9)-二酸是某些植物的次生代谢产物,在合成塑料、涂料及香料等方面有广泛用途。由于该酸有一个不饱和双键,所以用化学合成法获得该α,ω-二酸是比较困难的。我们在研究中发现一株Candida tropicalts多倍体突变种能选择性地氧化十八烯-(9)-一酸的甲基末端,生成1,18-十八烯-(9)-二酸。经过试验,发酵120小时后,加硫酸酸化至pH 1～2,用乙醚提取得1,18-十八烯-(9)-二酸     

封面说明

正植物细胞壁储藏了绝大部分光合作用产物,是地球上最丰富、但尚未完全开发利用的可再生生物质资源.植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素、果胶质和木质素组成,是纤维及其制品、化工和生物能源的原料.认识植物细胞壁合成及其调控,通过生物技术培育可高效转化利用的细胞壁生物质,对充分利用植物细胞壁这一丰富的可再生资源,建立环境     

中国生物固氮研究现状和展望

生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展. 本文在介绍国际生物固氮研究进展的同时, 着重叙述了生物固氮研究取得的重大进展和成果: 收集了根瘤菌资源, 建立了最大的数据库, 修正和发展了国际上对根瘤菌的分类; 发现了固氮基因, 证实了克氏杆菌固氮基因操纵子的连锁性及正调控基因的调节机制和对氧、温度的敏感性; 发现苜蓿根瘤菌结瘤调控基因nodD3的产物对结瘤基因表达的启动不受宿主类黄酮的作用; 发现苜蓿根瘤菌的碳利用基因和固氮生物氮代射和碳代谢基因表达及其调节的偶联作用; 化学合成了根瘤菌的结瘤因子; 在固氮基因表达调节基础上, 构建了固氮基因工程菌株, 并在生产中得到应用; 提出了化学模拟固氮酶的结构和功能, 固氮酶活性中心的模型和合成了模型化合物, 受到了国际高度评价. 根据国际上研究的趋势并结合国内的研究进展, 提出了生物固氮研究的发展方向, 建议在联合(内生)固氮菌固氮基因调控及其提供氮素的作用, 根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮的信号传递和分子相互作用, 氮、碳代谢和固氮与光合作用的偶联与共生结瘤固氮中功能基因组学等方面展开积极研究.     

转基因植物生产塑料

美国孟山都工业化学品公司近日宣布,它能够通过转基因植物（GM）来生产塑料。传统的塑料只能从石油中提炼,但不易被分解,而盖山都公司生产的塑料不但能够救生物分解,而且也适用于日益广泛的商业用途。目前,已经在实验室通过转基因油菜籽和水芹来生产这种塑料。长期以来,科学家寻求有利于环境保护塑料的最好的制造方法,他们已经实验过,在特定的条件下用细菌能够产生这种天然的、有利于环境的塑料。但用这种方法生产的塑料,其生产成本高,1千克塑料需花3～5美元,且大多数产品比较脆弱,而从石油中提炼1千克塑料只需1美元。与利用细…     

生物技术与医药、农业

生物技术把过去毫不相干的工业和生产工艺联系起来,目前正在开发的主要领域有医药、食品和农业,其它可进入商业的领域有微生物开矿、能源生产、废水处理、精细化工产品以及在电子生物传感器中使用生物元件。医药对于人体内自然合成的物质,用化学合成不能胜任,而其它方法也不能批量生产而用于治疗的物质,生物技术却提供了生产的方法,即重组DNA技术及单克隆法。重组DNA技术涉及细胞系的遗传操作,以便生产所需物质;生物技术生产人体生长激素就是用的这种方法。单克隆法可生产干扰素     

铁稳态代谢分子机制及铁磁纳米颗粒研究进展

铁是人体必需微量元素,参与血红蛋白及多种酶的合成,在氧气运输、免疫调节、核酸合成及基因表达调控等多种生理过程中发挥重要作用.铁稳态代谢的维持对于机体正常生长发育至关重要,铁稳态代谢失衡会引发多种疾病.机体铁稳态代谢的调控由多个环节协调控制;在分子水平上,铁调素Hepcidin作为铁稳态代谢的关键调控因子,通过降解小肠上皮细胞和巨噬细胞上的铁外排蛋白Ferroportin,调控机体铁稳态.由此可见,机体内铁稳态代谢的维持是由多因素、多层次的复杂调控网络协调完成.铁不仅是必需的营养物质,还是新型生物材料的重要组分.铁磁纳米颗粒是一类以铁蛋白或Fe_3O_4等作为基础的生物大分子纳米粒子,因其较强的磁导向性和较好的生物兼容性,已被广泛应用于生物医学领域.本文围绕我们团队近年在铁稳态代谢领域的系列原创发现,就铁调素调控铁代谢稳态的分子网络及铁磁纳米颗粒研究国际前沿进展进行系统综述.     

代谢工程改造酿酒酵母底盘细胞

酿酒酵母是合成多种天然产物的微生物细胞工厂,合理利用酿酒酵母底盘细胞内源的代谢途径可生产高附加值的生物医药、食品保健和精细化学品类产物.如何精细调控和优化酿酒酵母胞内代谢流是实现目标化学物高产量、高产率和高转化的关键问题.乙酰辅酶A是中心代谢和天然产物合成的基本前体,精细调控乙酰辅酶A的合成是实现目标化合物高产的重要策略;改造酿酒酵母的甲羟戊酸途径,引入外源途径酶,表达萜类合成酶生产不同种类的萜类化合物;优化脂肪酸合成途径合成特定链长的脂肪酸及脂肪酸衍生物.本文总结了强化酿酒酵母中乙酰辅酶A积累的代谢工程策略,重构甲羟戊酸途径、脂肪酸途径从头合成天然萜类化合物和脂肪酸衍生物的研究进展,为利用酿酒酵母底盘细胞生产天然产物的相关研究提供代谢工程改造策略.     

典型塑料的生物降解及其降解机理

塑料由于具有易于加工、运输和储存以及化学性质稳定等特点,在生产生活中应用非常广泛,但同时也增加了其进入自然环境并在环境中长期停留的可能性.环境中的塑料在生物和非生物因素作用下可发生物理和化学性质的变化.其中,生物降解既是塑料不可避免的环境行为之一,也是环境友好型塑料废弃物的处理方法.因此,探究塑料的生物降解更加具有现实和生态意义.本文首先详细总结了动物、植物、微生物和酶对塑料的生物降解过程,然后进一步归纳并揭示了塑料的生物降解机理.动物和植物对塑料的生物降解均与微生物和酶相关.微生物首先定殖在塑料表面形成生物膜,然后分泌胞外酶或胞内酶将塑料分解为分子量较低的低聚物、二聚体或单体,它们可以被微生物作为碳源而吸收,最终矿化生成CO_2、CH_4、H_2O等.此外,本文深入分析了影响塑料生物降解效率的关键因素,包括塑料种类、玻璃化转化温度、表面亲疏水性等自身性质,动物、微生物和酶的不同种类和性质,以及温度、氧气含量、太阳辐射等环境因素.同时,还讨论了塑料生物降解产物的环境行为,塑料经生物降解后产生的小尺寸碎片和低聚物以及释放的增塑剂等具有不同程度的生态毒性.最后,本文对塑料生物降解的未来研究方向进行了建议和展望,为探明塑料的环境归趋提供了理论支持.     

3-酮硫裂解酶基因phbA的克隆、序列分析及功能检测

用聚合酶链式反应扩增并克隆了真养产碱杆菌中合成聚－β－羟基丁酸酯（ＰＨＢ）的一个关键酶－３－酮硫裂解酶基因ｐｈｂＡ。ＤＮＡ序列分析表明,所克隆的基因与国外报道序列同源性很高,只有１个碱基的区别。为了检测该基因的功能及导肽的定位效率,构建了带有导肽基因的组成型表达载体,并转化烟草得到转基因植株。蛋白质电泳结果表明,导肽可以将外源蛋白定位于质体,ｐｈｂＡ基因能翻译成相应大小的蛋白。酶活性分析证实,转基     

简便、快速制备寡聚核苷酸的新方法

制备寡聚核苷酸通常用化学合成和酶促合成方法,以及将多聚核苷酸进行部分碱水解或用专一性核糖核酸酶部分酶解多聚核苷酸等方法。这些方法有它们各自的优缺点。化学合成方法虽然可以合成任意碱基顺序的寡聚核苷酸,但由于它需要对核苷、核苷酸进行化学保护,因此周期长。将多聚核苷酸进行部分碱水解或部分酶解虽然方便、快速,但产率很低。这是因为这种方法所得到的产物实际上是一     

两个A链改变后保留高生物活力的胰岛素类似物的初步晶体学研究

用固相合成和基因定点突变方法,分别制备了保留高生物活力的「Ａ１３－１４ＧＡＢＡ〈Ａ２１Ａｌａ」猪胰岛素和「Ａ３Ｔｈｒ」人胰岛素,结果显示,非编码的γ－氨基丁酸能够取代胰岛素中位于Ａ１３－Ａ１４ 二肽Ｌｅｕ－Ｔｙｒ;高度保守 与受体珠Ａ３Ｖａｌ可以被亲水的Ｔｈｒ取代,报道上述２个胰钫 类的的单晶体培养的和Ｘ－射线衍射的初步晶何不这研究。