嗜热菌Thermus thermophilus HB8铁硫簇合成途径中IscA和IscU蛋白的表达、纯化和功能研究

Fe-S簇可参与电子传递和基因调节等过程.实验以嗜热菌Thermus thermophilus HB8基因组为模板,通过PCR扩增获得Fe-S簇ISC系统生物合成途径中的IscA和IscU基因,并克隆连接到表达载体pET-28a(+)上.重组质粒转化E.coli Rosetta(DE3)进行表达,用亲和层析纯化得到浓度和纯度都较高的IscA和IscU蛋白.SDS-PAGE分析,证实其分子量大小分别为13.7KD和14.8KD.实验确定IscA是单聚体,IscA上能形成铁硫簇,IscU上不能形成铁硫簇.在厌氧条件下,RNA的量能提高1.5倍,但是IscA和IscU的表达量都会降低,说明厌氧对这两个基因有损伤.     

嗜热菌铁硫簇合成途径中SufB、SufC和SufD蛋白的表达、纯化及其功能初步研究

铁硫簇广泛存在于各种生物中,参与电子传递、底物结合和激活、基因表达和调控等重要功能.本文利用嗜热菌Thermus thermophilus HB8研究铁硫簇合成SUF系统中的三个关键蛋白SufB、SufC、SufD.以HB8的基因组为模板,通过PCR技术获得其sufB、sufC、sufD三个基因,随后构建了蛋白表达载体sufB-pET28a（＋）、sufC-pET28a（＋）、sufD-pGEX-6P-1,将其转入大肠杆菌Rosetta（DE3）进行蛋白表达,再利用亲和层析与凝胶过滤层析进行蛋白纯化.随后对SufB、SufC、SufD功能进行了初步研究,证明SufC对ATP具有亲和性,其亲和常数为15.2μmol/L;证明SufB与SufC在体外具有相互作用,并得到了复合体SufBC,为进一步探讨其作用机制奠定了基础.     

氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因mpsA在不同铁源刺激下的差异表达

为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)在胞内形成的电子致密的磁性颗粒的相关基因,对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组的生物信息学进行分析,在ATCC23270的全基因组上查找与趋磁细菌中mpsA基因的同源基因ORF1622,并对其进行保守结构域、氨基酸序列比对以及蛋白质同源性分析.利用反转录PCR技术从转录水平研究mpsA基因在硫培养条件下分别用20 mmol/L FeCl_3和FeSO_4·7H_2O刺激时的差异表达以验证它们在磁小体形成过程中的作用.研究结果表明:ORF1622编码的蛋白含有PRK05724结构域,与mpsA序列相同度为48%,与acetyl-CoA carboxylase carboxyltransferase subunit alpha同源;氧化亚铁硫杆菌中的mpsA基冈在转录层面的表达与亚铁有直接关系,并且氧化亚铁硫杆菌仅在亚铁培养下生成磁小体,因此,它与氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成相关.     

鱼腥藻PCC7120染色体基因对asr0757/alr0758的表达优化及其鉴定

NCBI预测鱼腥藻PCC7120染色体上的基因对asr0757/alr0758可能构成一个毒素-抗毒素系统.为研究其是否属于毒素-抗毒素系统家族,分别构建这两个基因的表达载体.用1.0 mM IPTG诱导重组菌表达,优化表达条件,并对表达出的蛋白进行纯化与western blot检测.SDS-PAGE结果显示：asr0757与alr0758在37℃下诱导6 h后,均成功诱导表达出目的蛋白asr0757(13.5 KD)和alr0758(17.9 KD).抗毒素表达量较好,毒素alr0758表达量较少.通过设置诱导时间梯度和IPTG浓度梯度优化毒素基因表达条件,优化结果显示：毒素基因alr0758在28℃,IPTG浓度为0.4 mM,诱导10 h时有最大表达量.蛋白纯化与western blot结果证实诱导表达的蛋白为目的蛋白.     

CO 和 O2与 Aumn 簇相互作用的 DFT 研究（I）

在B3LYP/LAN2DZ（＋ECP）对金、6-311＋G*基组对碳和氧水平下，对Aumn （ n＝3～5，m＝0，±1）簇及其CO在簇上发生单分子吸附几何进行全优化和振动分析。获得了与实验结果一致的基态Aumn 簇结构，以及CO在相应各簇上形成吸附配合物AunCOm（n＝3～5， m＝0，±1）的最低能量结构和吸附能。通过对其结构、能量和振动分析，获得了CO与Aumn 簇相互作用的性质和变化规律。结果表明， CO在Au n＋上的吸附能比在相应中性和阴离子簇上大，其值随簇尺寸减小呈减小趋势，CO在组成较大的Aun-簇上的反应活性更高。     

苜蓿花叶病毒复制酶基因全长cDNA植物表达载体的构建

将苜蓿花叶病毒中国分离株（Alfalfa mosaic virus Chinese isolate，AlMV-Ch）的复制酶P2亚基（90KD蛋白）基因的全长cDNA构建到植物表达载体pROK Ⅱ中，得到重组植物表达载体pAlMV-FL．     

表皮葡萄球菌调控蛋白SarA的表达与特性研究

表皮葡萄球菌是一种条件致病菌,它形成生物膜（biofilm）之后会产生耐药性并降低宿主的免疫力．由icaRADBC操纵子控制合成的胞间多糖黏附素（PIA）是生物膜的主要组成成分．在金黄色葡萄球菌已发现icaADBC的表达受到sarA基因表达的SarA蛋白的调控．SarA是一种DNA结合蛋白,可以激活妇操纵子中结构基因的表达．为了研究表皮葡萄球菌中sarA基因是否有类似作用,将能形成生物膜的表皮葡萄球菌RP62A的sarA基因克隆到pET-28a（＋）上,在大肠杆菌BL21中实现了表达并进行了纯化,还对其结构进行了模拟;同时,利用穿梭质粒pHPS9将sarA基因通过电转化导入sarA基因缺失的表皮葡萄球菌S．epidermidis（△sarA）中．RT-PCR实验证明SarA对icaA基因转录有促进作用．药物敏感实验证实sarA的表达对表皮葡萄球菌的抗药性有重要影响．     

Fe团簇在Fe（110）表面上扩散和结构稳定性的分子动力学研究

采用嵌入原子势和分子动力学方法研究了Fe的小团簇（小于10个原子）在Fe（110）表面上的结构稳定性和扩散特性.计算结果表明体心立方结构的Fe表面,四原子和七原子团簇有较高的转变能和扩散势垒,说明这两种团簇比其他原子团簇更稳定和容易观测到.这两种团簇可能是薄膜生长过程中的临界晶核.研究了三聚体的旋转扩散和团簇扩散过程中二聚体剪切机制,发现二聚体扩散可能是Fe的小团簇在Fe（110）表面扩散的一种重要扩散方式.     

实验室条件下磁黄铁矿的氧化机理

为了从源头上控制矿区酸性废水的产生,在实验室模拟了自然条件下磁黄铁矿的风化过程,确定了酸性废水的产生机理和影响因子.实验结果表明：磁黄铁矿在空气中的氧化产物为FeSO4,Fe2（SO4）3和FeO（OH）;生物氧化的产物主要为FeSO4,Fe2（SO4）3和FeS2,尾矿堆大量存在的氧化亚铁硫杆菌能加速磁黄铁矿的风化过程.     

Cu_n（n=1-6）团簇上CH_2和CH_3自由基C—H键对称伸缩振动模式的软化

利用密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）中杂化泛函（B3LYP）理论方法,计算了CH2和CH3自由基吸附在Cun（n=1-6）团簇上时C-H对称伸缩振动模式的软化性质,结果表明,CH2在Cun团簇上的吸附要比CH3的吸附强.计算得到的C-H键的振动频率与实验上测量的这两个自由基吸附在Cu（111）表面的结果符合地很好,随着团簇尺寸的增加,C-H对称伸缩振动频率的软化（红移）越来越大.     

Western-blot方法分析人甲状腺及其肿瘤组织中bFGFs

目的：研究人甲状腺瘤的发生分期ｂＦＧＦｓ（ｂａｓｃ Ｆａｂｒｏｂｌａｓｔ Ｇｒｏｗｔｈ Ｆａｃｔｏｒｓ）基因异常表达的关系。方法：采用Ｗｅｓｔｅｒｎ－ｂｌｏｔ方法对人甲状腺及其肿瘤组织来源的ｂＦＧＦｓ进行分析研究。结果：人正常甲状腺组织来源的ｂＦＧＦｓ分子量为１７ＫＤ和１８ＫＤ,而人甲状腺肿瘤组织来源的ｂＦＧＦｓ为１４ＫＤ、１７ＫＤ和１８ＫＤ。结论：１４ＫＤｂＦＧＦｓ的出现提示人甲状腺肿瘤的发生和发展可能与ｂＦＧＦｓ的基因异常表达有关。     

KD306型耐硫甲烷化催化剂本征动力学

采用等温积分反应器,测试了ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的本征动力学,建立了幂函数动力学模型。检验表明：模型拟合良好,残差分布合理,参数回归显著,模型能真实反映ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的反应特性。     

神经网络模型与时差方法结合的应用

将时差方法与人工神经元网络方法有机地结合起来，提出了一种在高炉铁水含硫量预报中的应用策略、并基于鞍钢10高炉操作过程．建立了高炉铁水含硫量预报专家系统。     

两相厌氧法处理含硫草浆造纸黑液的工业应用

根据两相生物厌氧法处理含硫草浆造纸黑液的工业化实践,分析硫酸盐还原菌在生物厌氧消化过程中的地位,及其与产酸菌、产甲烷菌的相互作用。为两相生物厌氧法处理含硫草浆造纸黑液的稳定运行提供理论依据。     

EGFP和ALR融合基因表达载体构建及其在HeLa细胞中的表达

从人血液中提取总DNA,利用PCR技术扩增人肝细胞再生增生因子基因,将其插入表达载体pEGFP—C1的多克隆位点中,构建增强绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescence protein gene,EGFP）和人肝细胞再生增强因子（human augmenter of liver regeneration gene,ALR）融合基因表达载体pEGFP／ALR,并将其转染Hela细胞系,用含G418的DMEM／F12培养液筛选转基因细胞,然后利用PCR和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测转基因细胞中ALR基因的存在及其表达,用荧光显微镜检测EGFP基因的表达．结果显示：得到了构建正确的EGFP和ALR融合基因表达载体;在转基因细胞中,PCR扩增得到1．7Kb的ALR条带,蛋白电泳得到57KD大小条带．与ALR和EGFP融合蛋白大小相符;荧光显微镜下观察到发绿色荧光的Hela细胞．在转基因细胞中,EGFP和ALR同时存在并表达,绿色荧光蛋白可作为报告基因指示目的基因的表达,从而简化了目的基因繁琐的检测手段．     

酵母snoRNA基因簇启动子的比较分析

报道对酿酒酵母ｓｎｏＲＮＡ基因簇启动子序列的研究结果．通过计算机分析,发现酿酒酵母中Ｚ２Ｚ８和ＳｎＲ１９０Ｕ１４ｓｎｏＲＮＡ基因簇有相似的启动子结构．这两个ｓｎｏＲＮＡ基因簇都是由一个上游的启动子负责整个基因簇的转录,产生多个顺反子ｓｎｏＲＮＡ的前体,然后再加工成熟为各个独立的ｓｎｏＲＮＡ．在启动子保守序列ＴＡＴＡｂｏｘ的上游还发现２个ＲＡＰ１序列,表明ｓｎｏＲＮＡ基因簇的表达可以通过ＲＡＰ１元素与核糖体蛋白基因的表达协同调控．这是在ｓｎｏＲＮＡ基因的启动子中首次发现ＲＡＰ１调控元素．对ｓｎｏＲＮＡ基因簇的进化特点也进行了讨论．     

一种基于密度的无监督聚类算法

分析了k-means算法的缺陷、入侵检测特点和网络中数据的特点,提出了一种基于密度的无监督2次聚类算法—KD算法。该算法聚类使用改进的k-means算法并引入基于密度聚类算法的优点,以提高对单种入侵数据集及混合入侵数据集的检测效果。实验结果表明,该算法具有较高的检测率和较低的误检率。     

中国人群β珠蛋白基因簇RFLP连锁不平衡及其在产前诊断中的意义

根据中国人群β珠蛋白基因簇上八个RFLP所构成的单倍型的分布频率,应用群体遗传学方法和统计学方法,分析了各种组合的RFLP之间的连锁不平衡情况,发现中国人群β~A和β~T珠蛋白基因簇上RFLP都存在不均一的连锁不平衡,把整个β蛋白基因簇分成5′—基因簇和3′—基因簇两部分。根据连锁不平衡对遗传标记的诊断意义的影响规律,结合可诊断率的研究结果,我们认为,在产前诊断β地中海贫血时,选择3′—基因簇的RFLP较选择5′—基因簇内的RFLP为佳,但在排除基因重组的情况下,则同时选择两个基因簇的RFLP可大大提高可以进行准确产前诊断的β地中海贫血家庭。     

一株硫氧化细菌的分离与鉴定

从河道滞水和淤泥中分离出的光合细菌的纯培养物,根据菌体形态、生理生化特征等鉴定为荚硫菌属（Ｔｈｉｃａｐｓａ）的桃红荚硫菌（Ｔｈｉｏｃａｐｓｔ Ｔｏｓｅｏｐｅｒｓｉｃｉｎａ）。该菌株可氧化Ｈ２Ｓ生成硫粒贮存于细胞内,能够利用多种小分子有机酸,具有在光照厌氧和黑暗好匀可生长的能力。     

嗜甲基细菌Serratia Marcescens NH8的筛选及其pqq基因的克隆

以甲醇为唯一碳源,从土壤中筛选获得一株长势优良的嗜甲基营养菌NH8,对其16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）,命名为Serratia marcescens NH8.通过下载数据库中pqq基因簇序列进行多重比对,设计PCR扩增引物,从Serratia marcescens NH8中成功克隆出吡咯喹啉醌（Pyrroloquinoline Quinone,PQQ）合成相关的pqq基因簇片段.该基因簇序列全长5 535 bp,由6个开放阅读框pqqA,pqqB,pqqC,pqqD,pqqE和pqqF组成,并且与Serratia marcescens WW4的pqq基因簇序列同源性为99%.同时,对pqq基因簇中各基因的结构与功能进行了分析,核酸序列分析结果表明pqqB,pqqC,pqqD,pqqE和pqqF基因构成细菌操纵子发挥作用.