青霉菌组蛋白去乙酰化酶基因的敲除及其次级代谢产物变化

丝状真菌尤其是青霉菌Penicillium代谢的各类次级产物日趋成为研制新药的重要来源，很多药物如抗癌药物、抗生素、免疫抑制剂等均来源于真菌。然而真菌次级代谢受多因素的影响，其中表观遗传修饰起到重要的调控作用。组蛋白乙酰化表观遗传修饰常与转录激活相关，从而促进次级代谢产物的合成。以青霉属真菌Penicillium christenseniae SD-193.84为研究对象，利用生物信息学手段确定其组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因，建立该菌中同源重组基因敲除技术，对该基因进行敲除，并比较了基因敲除前后次级代谢产物的变化，发现HDAC影响了多种次级代谢产物的合成。本研究为青霉菌分子遗传操作及次级代谢调控提供了参考。     

蓝藻门中类胡萝卜素合成关键酶基因的水平转移分析

类胡萝卜素合成酶基因(crt基因)是一类指导类胡萝卜素合成的基因,迄今为止还没有人很好地阐述蓝藻crt基因序列的多样性和早期进化特征.为研究蓝藻crt基因的多样化程度,了解其进化规律,文中利用现有资料,分析了参与蓝藻门中类胡萝卜素代谢的关键酶的分子进化关系,主要目的是提供crt基因在蓝藻门中的进化轮廓,分析其是否存在基因的水平转移,并评价其选择方式,便于今后描述该基因在蓝藻中的进化特征.系统发育分析发现在蓝藻基因组中频繁发生基因的水平转移,而氨基酸变化大部分是在正向选择下进化的.分析还发现大部分代谢前期的crt基因相对保守,一些亲缘关系密切的蓝藻其类胡萝卜素基因却有较远的进化距离.     

地表水中微囊藻毒素的危害与控制(综述)

微囊藻毒素(microcystin,MC)是一类环状多肽类物质,具有很强的肝毒性.微囊藻毒素在我国淡水水体分布广泛,许多大型水体和供水水库都已发生微囊藻水华,一些城市饮用水源受到污染.检测水体微囊藻毒素的方法主要有高效液相色谱(HPLC)和酶联免疫法(ELISA),但目前仍缺乏一种快速、经济的常规检测方法.要控制饮用水源中微囊藻毒素的含量,除了物理、化学、生物等去除手段外,水体富营养化防治是最有效、也是最根本的控制手段.     

AHLs及其结构类似物对蓝藻紫外防护剂生物合成的影响

MAAs和Scytonemins是蓝藻细胞中的紫外防护剂,与蓝藻细胞的强抗逆性形成和水华爆发密切相关.研究了AHLs及结构类似物对水华蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)FABHE905和集胞藻(Synechocystis sp.)FACHB898 MAAs和Scytonemin合成的影响.结果表明:AHLs能有效促进两种蓝藻MAAs及Scytonemin的生物合成,并且这种促进作用与其含有的内酯环有关.通过干扰AHLs物质内酯环相关的信号传递,影响蓝藻细胞紫外防护剂合成和抗逆性形成,可以为寻找新的抑藻方法提供新的思路.     

CAC、欧盟、美国与中国粮食中真菌毒素限量标准的差异分析

真菌毒素是真菌产生的毒性次级代谢产物,危害较大的有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A、单端孢霉烯族毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素和麦角类生物碱等。制定真菌毒素的限量标准是真菌毒素一级预防的主要措施。通过对CAC、欧盟、美国和中国粮食中真菌毒素限量标准的对比分析,找出我国现行食品安全国家标准中有关粮食真菌毒素污染控制指标存在的差异,对修订我国粮食中真菌毒素含量的限量标准提供参考和借鉴。     

拟柱胞藻检测技术改进

近年来,在我国各地陆续发现拟柱胞藻水华,由于其具有一定的毒性,而且发生水华时肉眼不易发现,同时爆发时,藻密度通常能达到每升上亿个细胞.该文根据与其它藻类不同的特性,提出了拟柱胞藻检测方法,通过对传统检测方法的改进,证明了其实用性、准确性和简洁性.     

节球藻和柱胞藻毒素免疫分析的前处理方法研究

采用固相萃取前处理技术和酶联免疫吸附(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assays,ELISAs)检测技术,研究了水样中节球藻和柱胞藻毒素的免疫前处理方法.由于两种藻毒素极性差异较大,分别对水样中节球藻和柱胞藻毒素采用不同的前处理方法,具体如下.①节球藻毒素:先后用10 mL甲醇和10 mL纯水...     

球孢白僵菌毒素对昆虫体外培养细胞胞内同功酶和代…

用吸附法从珠孢白僵菌的代谢产物中提取毒素，并将毒素作用于草地夜蛾体外培养细胞，以研究球孢白僵菌的昆虫致病机理，同功酶特异性染色结果表明，细胞中毒后，细胞内的乳酸胶氢酶，苹果酸脱氢酶，酯酶等同功酶在种类和含量上有所减少。并发现其细胞代谢紊乱，当毒素质量浓度在０－５００ｍｇ．Ｌ＾－１时，培养液中的葡萄糖和蛋白的质量浓度随细胞中毒加深而升高。     

genP基因在依纽小单孢菌中表达的分析

庆大霉素生物合成过程中的genP基因和西索米星生物合成过程中的sisI基因属同工异源酶基因,均能催化绛红糖胺3′,4′-双脱羟基反应。本研究借助组合生物合成,探索绛红小单孢菌中的genP基因能否在依纽小单孢菌中表达。首先构建genP基因替换sisI基因的同源重组质粒pKPI4,并经接合转移将其导入依纽小单孢菌TS388中,最后再通过影印筛选及PCR鉴定获得genP基因替换sisI基因的工程菌PTI886。将野生型菌株TS388、sisI基因缺失突变株TI1102(TS388△sisI)及工程菌PTI886在同等条件下进行发酵,提取其代谢产物并经薄层层析及质谱分析。结果表明,突变株TI1102不能合成西索米星,而工程菌PTI886仍能继续合成西索米星,且代谢产物组分与野生型菌株TS388相比无明显变化,说明genP基因能在依纽小单孢菌中表达。本研究揭示了同工异源酶基因异源表达的可行性,可为今后不同微生物异源基因组合的研究提供借鉴。     

放线菌次级代谢产物合成基因簇异源表达体系的研究进展

基因簇的异源表达在放线菌次级代谢产物的发现、产量优化、生物合成途径的解析以及非天然代谢产物合成途径的构建中得到了广泛的应用,成为主要策略之一。近年来,随着高通量测序技术以及基因编辑技术的快速发展,大量的新颖次级代谢产物合成基因簇被发现,异源表达在研究放线菌次级代谢产物中起到越来越关键的作用。基于此,回顾了异源表达技术在次级代谢产物研究中的关键作用,并对其潜在的应用前景进行了展望,旨在为基因簇异源表达技术更为广泛的应用提供参考。     

蓝藻越冬机理研究进展

在水体富营养化日益加剧的形势下,蓝藻水华的爆发频频发生.在蓝藻的整个生活史中,越冬期是一个非常特殊的时期.藻体避开冬季不利的生长环境沉入底泥越冬,并可能成为来年水华爆发的"种源".所以,对蓝藻越冬机理的研究是非常必要的.这里就越冬期蓝藻的藻细胞形态、藻体毒性及上浮能力,蓝藻对冬季底泥的环境如低温、低光照、低氮高磷的适应性及其与浮游动物种间关系进行综述,并归纳总结了越冬期末藻体的复苏机制,指出目前关于此阶段研究存在的问题,明确未来的研究重点.     

鹿茸草全长转录组测序与次生代谢产物生物合成相关基因的挖掘

为获得鹿茸草的全长转录组信息,挖掘鹿茸草次生代谢化合物生物合成途径相关酶的基因,该文基于单分子测序技术,利用Pacbio高通量测序平台,对鹿茸草进行全长转录组测序,共获得48 005条去冗余的高质量转录本,与NR、Swiss-Prot、GO、KEGG等8个数据库进行BLAST比对,共有45 362个转录本被成功注释,注释率为94.50%.其中有389条转录本被注释到KEGG的10条标准次生代谢生物合成通路中.对转录组数据进一步分析发现：参与鹿茸草苯丙素类生物合成的转录本有194条,参与生物碱类生物合成的转录本有115条,参与类黄酮化合物生物合成的转录本有23条,参与其他次生代谢产物的转录本有57条,参与次生代谢后氧化与糖基化修饰的转录本有204条.鹿茸草全长转录组的获得极大地丰富了鹿茸草的遗传信息,初步揭示了参与鹿茸草次生代谢产物合成相关的基因通路,为深入研究鹿茸草次生代谢产物合成途径关键酶的功能及其调控机制奠定了基础.     

微囊藻毒素对水生生物的生态毒理学研究进展

微囊藻毒素是由蓝藻的部分属产生的具有肝毒性的环肽化合物，是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素．作者根据微囊藻毒素对水生生物的生态毒理学相关领域的最新研究进展，对微囊藻毒素的产生及理化性质、毒性机理、生物积累与迁移、对水生态系统各级食物链包括水细菌、真菌、浮游植物、大型水生植物、浮游动物、底栖动物、鱼类的毒性效应等作了较全面的评述，并提出该领域未来研究的主要方向．     

太湖水华藻的分离、鉴定和产毒特性

采用抗生素与倍比稀释相结合的分离方法,对太湖梅梁湾水域水华的优势藻进行分离培养;结合全细胞聚合酶链反应(PCR)、高效液相色谱法(HPLC)和实时荧光定量PCR(RTQ-PCR)法进行藻属与产毒特性分析.结果显示:自太湖梅梁湾水域成功分离获得2株藻株TH1和TH2,2株藻株藻蓝蛋白基因中间序列(PC-IGS)、微囊藻16S rDNA保守序列(Micr 16s rDNA)扩增均为阳性,TH1的微囊藻毒素合成酶基因B(mcyB)扩增为阳性,而TH2的mcyB扩增为阴性.培养15 d的THI藻株每108个藻细胞产生的总微囊藻毒素-LR(TMC-LR)为0.594 μg,胞外微囊藻毒素-LR(EMC-LR)为0.085μg,分别为铜绿微囊藻产毒株的61.93%和86.09%;TH2藻株未检出MC-LR.TH1藻株mcyB的mRNA相对表达水平为铜绿微囊藻产毒株的5.9%.结果表明:分离自太湖梅梁湾的2株藻细胞均为蓝藻门中的微囊藻属,其中1株产毒微囊藻具有较强的产毒能力,太湖梅梁湾水域有产毒微囊藻污染.     

2种拟青霉代谢产物对烟蚜乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的影响

 以粉拟青霉菌的sw03032菌株和玫烟色拟青霉菌的sw03085为研究对象,比较其代谢产物的杀蚜虫活性和对烟蚜乙酰胆碱脂酶和羧酸酯酶活性的影响.结果表明2种真菌发酵液含有能毒杀蚜虫的毒素物质.且毒素粗提物浓度越大,杀蚜活性越强.经玫烟色拟青霉菌不同浓度毒素粗提液处理的蚜虫乙酰胆碱酯酶比活力分别比对照(CK2)降低了70.4%～29.8%.不同浓度玫烟色拟青霉菌毒素粗提液处理12h后,蚜虫羧酸酯酶比活力分别比对照(CK2)降低79.5%～44.4%.用不同浓度粉拟青霉菌毒素粗提液处理烟蚜12h后,乙酰胆碱酯酶和酸酸酯酶活性分别降低了38%～18.6%和51.6%～59.5%.玫烟色拟青霉菌的sw03085菌株代谢产物对烟蚜的伤害活性明显较粉拟青霉菌sw03032菌株代谢产物高.     

球孢白僵菌毒素对昆虫体外培养细胞胞内同功酶和代谢水平的影响

用吸附法从球孢白僵菌（Beauveriabassiana）的代谢产物中提取毒素，并将毒素作用于草地夜蛾（Spodopterafrugiperda）体外培养细胞，以研究球孢白僵菌的昆虫致病机理．同功酶特异性染色结果表明，细胞中毒后，细胞内的乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、酯酶等同功酶在种类和含量上都有所减少．并发现其细胞代谢紊乱，当毒素质量浓度在0～500mg·L(－1)时，培养液中的葡萄糖和蛋白的质量浓度均随细胞中毒加深而升高．     

Streptomyces albovinaceus DSM 40136中环二肽的盐胁迫发掘

该文选择陆生放线菌Streptomyces albovinaceus DSM 40136,结合菌株肽类次级代谢产物生物合成基因簇的分析,利用盐胁迫策略对其进行产物发掘,成功地利用添加海盐质量分数为3%的M-ISP4培养基激活菌株生产出具有多种生物学活性的环二肽Cyclo(L-Pro-L-Leu).该产物的发掘表明:利用海盐胁迫策略可有效应用于陆生放线菌次级代谢潜能的激活,且新产物的发掘也为环二肽生物合成研究及代谢工程改造提供了良好的出发菌株.     

药用植物中四环三萜皂苷合成生物学研究进展

萜类化合物是药用植物中结构和生物活性多样化的一类大分子化合物,是自然界中广泛存在的次级代谢产物,主要应用于食品、保健品、医药等领域。生物信息学和分子生物学研究的不断深入,极大促进了药用植物四环三萜皂苷的生物合成途径解析与关键功能基因的挖掘鉴定。本文对常见药用植物四环三萜皂苷的生物合成学研究现状展开论述,重点介绍以药用植物四环三萜皂苷为代表的几类化合物的分子合成机制和生物合成研究进展,为人工构建、优化微生物“细胞工厂”,高效合成稀有、高附加值的四环三萜类化合物,推动药用植物资源可持续利用等提供参考。     

过氧化氢信号途径参与哺乳动物Bax基因对长春花细胞中萜类吲哚碱生物合成的诱导作用

Bax是哺乳动物细胞凋亡基因Bcl-2家族中的一员．最近的研究结果表明小鼠Bax可以从转录水平上诱发植物细胞次生代谢产物合成积累,提示Bax及其植物体内的同源基因可能是次生代谢产物合成的一种新型调控因子．为了研究Bax诱发植物次生代谢产物合成的分子机理,文中测定了小鼠Bax对长春花细胞氧化进发（oxidativeburst）的影响,并考查了质膜NAD（P）H氧化酶抑制剂DPI和活性氧中间体淬灭剂对小鼠Bax诱发长春花碱及萜类吲哚生物碱合成的影响．实验结果表明,小鼠Bax可以诱发长春花细胞氧化进发．DPI在抑制Bax诱发长春花细胞氧化进发的同时,还可以阻断Bax对长春花碱及萜类吲哚生物碱合成的促进作用．实验结果说明小鼠Bax不仅可以激活长春花细胞中活性氧信号转导事件而且还依赖氧化进发作用诱导长春花细胞次生代谢产物合成．超氧化物歧化酶（SOD）可以淬灭长春花细胞产生的超氧阴离子（O2-）,但不影响小鼠Bax对长春花次生代谢产物合成的促进作用,说明由氧化进发产生的O2-可能不是介导小鼠Bax诱发长春花碱及萜类吲哚生物碱合成必需的信号分子．而过氧化氢酶（CAT）在淬灭细胞中过氧化氢（H2O2）的同时还可以阻断小鼠Bax对长春花碱及萜类吲哚生物碱合成的诱导作用,表明H2O2可能是介导小鼠Bax诱发长春花细胞次生代谢产物合成所必需的信号分子．小鼠Bax可以诱发长春花细胞中萜类吲哚碱生物合成途径关键酶基因Tdc和Str转录上调,CAT可以抑制Bax对Tdc和Str表达的诱导作用,进一步证实小鼠Bax依赖氧化进发所产生的H2O2激活长春花细胞中萜类吲哚碱生物合成途径并诱发长春花碱及萜类吲哚碱的合成积累．     

小链霉菌HCCB10043敲除硫酯酶基因的工程菌株构建及其代谢产物的研究

小链霉菌(Streptomyces parvus)HCCB10043的主要代谢产物为脂肽类化合物A21978C,其基因组序列中包括了非核糖体肽合成酶(NRPS non ribosomal peptide synthetase)、聚酮合酶(PKS polyketide synthases)以及NRPS-PKS混合的多酶体系基因簇,它们的共同特点是在代谢产物生物合成簇中连接有一个硫酯酶域,即TE(thioesterase)domain.硫酯酶可以使已经合成的化合物链的合成过程终止,并且具有水解释放成熟脂肽以及环化线性脂肽链的功能.通过对联二吡啶类代谢产物合成簇中TE基因的敲除构得工程菌株,工程菌发酵结果表明联二吡啶类代谢产物产量减少.