真菌聚酮合酶分类进展及其应用

概述了真菌聚酮合酶几种有代表性的新分类,这些分类对于进一步认识、改造和利用真菌聚酮合酶以及开发真菌聚酮化合物资源等方面具有重要意义。     

具有抗农作物病原真菌活性链霉菌Ⅰβ1菌株的筛选鉴定及其聚酮合酶基因分析

从土壤中筛选出一株具有抗农作物病原真菌活性链霉菌,命名为Ⅰβ1.根据生理生化特性对其进行了鉴定及16S rRNA基因序列同源性比对,分析了该菌株的发酵滤液抑菌稳定性和聚酮合酶基因.结果表明:该菌株初步鉴定为链霉菌属,Ⅰβ1菌株发酵滤液在温度为-20~55℃,紫外线照射10~30 min,pH为1.0~9.0条件下均较稳定,聚酮合酶基因在其系统分类上与Streptomyces noursei ATCC 11455制霉菌素生物合成基因簇的聚酮合酶基因分枝较近.     

膦催化的吡咯烷-螺吲哚酮类化合物的合成

小分子膦催化环化反应是构建五/六元碳(杂)环的重要有机合成方法之一。醛亚胺由于其较高的反应活性,在膦催化的有机反应中得到了广泛的关注,然而酮亚胺在反应中的应用却鲜有报道,因此研究了三苯基膦催化联烯酸酯与酮亚胺的[3+2]环化反应。试验通过对反应催化剂、溶剂、温度及催化剂用量的考察,对反应条件进行了优化。结果表明,以四氢呋喃为反应溶剂,三苯基膦为催化剂,在室温条件下反应0.5 h,可获得较高的化学收率。该方法可用于一系列吲哚骨架的吡咯烷-螺吲哚酮类化合物的合成制备。     

利用RNA干扰沉默马尔尼菲青霉菌聚酮合酶基因的相关研究

在实验室前期建立的马尔尼菲青霉菌cDNA文库中筛到了1个马尔尼菲青霉菌聚酮合酶基因cps(Cit-rinin Polyketide Synthase),为了研究这个cps基因的功能,构建了RNAi表达盒,表达盒内具有目的基因编码序列422 bp的反向重复序列并被gus基因隔开.整个干扰载体借助根癌农杆菌体系成功转化马尔尼菲青霉菌,并受木糖的诱导启动子xy/p调控RNA干扰.研究发现cps基因沉默的转化子产生与母代红色菌株不同的白色菌株,类似基因敲除的表型,表明cps基因与该青霉菌色素的形成直接相关.     

红树林土壤微生物模块化聚酮合酶基因(簇)及其多样性研究

聚酮类化合物(Polyketide)是一类重要的具有药用价值的生物活性分子.通过宏基因组学技术获得了红树林土壤微生物中模块化聚酮合酶(Polyketide Synthase,PKS)基因(簇),并对其多样性进行了研究.首先构建了该红树林土壤微生物的16SrDNA文库,初步分析了红树林土壤样本的细菌群落组成,发现许多菌群曾经被报道存在PKS基因簇,约占整个细菌群落的75%.利用相关菌群的PKS酮基合成酶结构域(Ketosynthase,KS)的保守区域序列信息设计简并引物,并构建了KS DNA序列文库.经测序获得131条新型KS序列,该结果表明红树林土壤微生物中蕴含了许多新型的聚酮类化合物合成酶.为了进一步获得聚酮合酶基因(簇),我们通过土壤微生物宏基因组Cosmid文库的构建与筛选,得到了13个属于trans-AT PKS,cis-AT PKS,NRPS/PKS Hybrid等类型的聚酮合酶的基因(簇),并通过构建KS序列的系统进化树分析了样本中聚酮合酶的多样性组成.     

四种黄烷酮类化合物荧光光谱的量子化学研究

采用量子化学从头计算方法(abinitio)对4种黄烷酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究.在B3LYP/6-311G水平下优化了4种化合物的几何构型.在振动分析中,均未出现虚频率.基于此,用CIS方法在B3LYP/6-311G的水平下计算了该类化合物的荧光光谱,所有计算结果与实验值基本吻合.此外,研究还表明:其中3种分子均有分子内氢键形成,且分子内氢键的键长约为1.813A左右.     

何首乌中Ⅲ型PKS基因的克隆和表达

为利用基因工程技术调控何首乌的次生代谢途径,采用互补DNA末端快速扩增技术以及生物信息学方法,从传统中药材何首乌中克隆到一种Ⅲ型PKS基因FmPKS2(GenBank登录号:GQ984139),其互补DNA全长1498bp,编码392个氨基酸.生物信息学预测其蛋白相对分子质量为43160,等电点为5.85,亲水系数为-0.154,含有几个较强的疏水区域.系统进化树显示,FmPKS2与蓼科植物的查尔酮聚合酶聚类关系最近.该基因在何首乌不同组织中均有表达,其中在块根中表达量最高.     

何首乌中一种Ⅲ型PKS基因的克隆及生物信息学分析

Ⅲ型聚酮合酶即查耳酮合酶超家族,能催化生成一系列结构各异、具有不同生理活性、含有查耳酮合酶基本骨架的植物次生代谢产物。根据不同植物Ⅲ型PKSs基因的保守序列,设计简并引物,采用RT - PCR和RACE技术,首次从传统中药材何首乌(Polygonum multiflorum Thunb.)中克隆到一种Ⅲ型PKS基因,其cDNA全长1228bp, 编码379个氨基酸,命名为FmPKS (GenBank登录号: GQ411431)。该基因含有三个内含子, 与迄今报道的绝大部分Ⅲ型PKS含有一个内含子不同,而与最近报道的虎杖中克隆的PcPKS2基因相同。通过生物信息学方法对其编码蛋白的序列进行同源性分析,构建了系统进化树,并对其等电点、疏水性及二级结构、跨膜区域等理化性质进行了初步预测,为进一步研究其功能奠定了基础。     

含1,3,4-噻二唑的吡唑烷酮类化合物的合成、晶体结构及生物活性

以几种取代的α,β-不饱和羧酸酯与1,3,4-噻二唑肼类化合物为原料,合成得到7个未见报道的含1,3,4-噻二唑结构的吡唑烷酮类化合物3a～3g.通过IR、NMR、元素分析等测试手段对所合成的化合物结构进行了表征.通过溶液结晶法得到化合物3d的有机单晶,利用X射线单晶衍射仪测得该晶体属于正交晶系,Pbca空间群;该化合物的分子间通过氢键形成沿a轴无限延伸的一维链状超分子结构.采用微量二倍稀释法,测试了3a～3g对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌活性,其中,有4个化合物的抑菌活性较好,与其分子结构中含氯元素有一定的关系.本研究结果为这类化合物的深入研究提供了有价值的参考.     

聚离子亚基化合物介导的基因转移方法可用于外源基因的瞬时表达

利用聚离子亚基化合物介导的基因转移方法，研究了外源β－半乳精苷酶报告基因的瞬时表达．结果表明聚离子亚基化合物介导的基因转移方法可用于外源基因的瞬时表达研究，而且在相同的条件下，用该方法在NIH3T3细胞和PA317细胞中对报告基因转移的效率要高于磷酸钙法和脂质体法．实验结果还表明聚离子亚基化合物的结构影响外源基因转移效率．     

基于马氏距离的太阳能电池可靠性筛选方法研究

通过测量太阳能电池的内部低频噪声,可以快速、无损地实现太阳能电池的可靠性筛选分类。提出基于马氏距离的筛选方法分析噪声数据,进而得到全频段的噪声筛选判据。实验结果表明,本文方法和基于个别频率点的噪声分类方法相比,马氏距离筛选方法更加全面地反映了太阳能电池的整体低频噪声水平,不仅可以剔除1/f噪声大的太阳能电池,还可以剔除G-R(genera-tion-recombination)噪声和爆裂噪声大的太阳能电池,因此能将一批太阳能电池进行更为准确、精细的可靠性分类。     

基于内梅罗指数法构建的评价因子筛选和优化方法

为获取专项评价中的关键性评价因子和提高单因子评价标准的区域适用性,提出了一种基于内梅罗指数法构建的筛选和优化方法。以建立的单因子指数法和内梅罗指数法评价结果表为基础,通过确定质量类别和计算非零结果数,获得评价因子排序;再以排序为参照,通过优化单因子的评价标准,提高两种方法评价结果的一致性。以东营广饶县海水入侵评价为例,对该方法进行实例应用研究,结果表明,钠吸附比是广饶县海水入侵评价的关键性评价因子。评价标准经过优化后,单因子指数法与内梅罗指数法评价结果的一致性比例均有不同程度的提高,其中,氯化物优化效果最为显著,与之前相比提高了21.7%。该方法可为某些特定目标的修复和改善以及跟踪性或周期性评价提供针对性更强的技术支持。     

基于单一小波的时变信号最优分解方法

针对常规的小波变换并不能保证对信号实现最优分解。以时频性能优良的Morlet小波为单一基函数,并扩大了基函数的参数空间,确定了满足小波容许条件的参数空间边界,提高了用其分解信号的灵活性。对实数编码遗传算法进行了改进,改进后的算法免除了独立的变异操作,提高了算法的搜索速度、收敛性和准确性。以互信息最小化为寻优的判据准则,给出了基于改进的遗传算法和改造后的Morlet小波的信号最优分解的具体步骤。对时变信号的仿真分析表明所提方法是有效和可行的。     

逐步增加II型截尾下Pareto分布参数的区间估计

基于逐步增加的Ⅱ型截尾,讨论了Pareto分布形状参数和尺度参数的区间估计。得到了两参数的区间估计和联合区间估计。最后以估计区间的最短长度为标准,通过数值模拟得到参数的最优区间估计方法。     

基于分层思想的变量类型提取方法

提出了一种基于分层思想的，并且无需构造具体语法树的变量类型提取方法。目的是为高级语言的类型信息的提取提供一般方法，从而降低类型系统实现的难度以及产生程序错误的可能性，并且简化高级语言的中间表示，便于后端的代码生成和优化。     

基于分层思想的变量类型提取方法

提出了一种基于分层思想的，并且无需构造具体语法树的变量类型提取方法。目的是为高级语言的类型信息的提取提供一般方法，从而降低类型系统实现的难度以及产生程序错误的可能性，并且简化高级语言的中间表示，便于后端的代码生成和优化。     

逐次定数截尾模型下双参数指数分布的区间估计

基于逐次定数截尾模型下,讨论了双参数指数分布形状参数和尺度参数的区间估计,得到了两参数的区间估计和联合区间估计.最后以估计区间的最短长度为标准,通过数值模拟得到参数的最优区间估计方法.     

基于MPMS方法的黑木耳优良菌株选育

为获得高产优质的黑木耳菌株,以黑木耳(Auricularia auricula)菌株Aa66为出发菌株,采用多功能等离子体诱变系统(multifunction plasma mutagenesis system,MPMS)进行诱变育种实验,共获得315株诱变菌株.通过初筛拮抗实验及复筛对菌株长速长势、酶活及生物学效率的测定,共得到8株优良诱变菌株,且使用简单重复序列区间扩增多态性分子标记技术(inter-simple sequence repeat,ISSR)在分子水平上确定其均与出发菌株Aa66有明显差异,其中优良诱变菌株Y9生长速度最快,为4.98 mm/d,较出发菌株Aa66提高0.54 mm/d,生物学效率为115.34%,较出发菌株Aa66提高8.43%,表明MPMS可以作为一种选育优良黑木耳菌株的新方法.     

基于肿瘤基因表达数据的简单有效的基因选择算法

结合了基因表达数据类内和类间表达差异的信息,提出一种新的基因选择算法,利用它选择出来的特征基因表达作为支持向量机的输入特征向量,对四个常用数据集进行分类,结果表明,该方法可以显著提高分类精度,同时通过对选取出来的特征基因在相关信号通路上的分析,表明该方法能够得到更多的肿瘤相关基因,具有很强的鲁棒性和很高的精确度.     

基于三维离散元法的等厚筛虚拟筛分

基于三维离散元法,建立了等厚筛离散元模型.对于粒度为0.8倍筛孔直径的难筛颗粒进行了虚拟实验研究,得到了颗粒分层和透筛状态下的颗粒群分布状态.在此基础上分别研究了等厚筛筛面倾角、振动方向角和振动强度对于该模型筛分效果的影响规律.实验结果表明:总体上随振动强度的增大,筛分效果降低,筛分完成时间缩短.当筛面倾角为0.5°、振动方向角为45°以及振动强度为3.5时,该等厚筛具有最佳的筛分效果,筛分效率为92.2%,筛分完成时间为9.95 s.