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．     

海藻糖TPS／TPP生物合成途径的进化研究

海藻糖是生物体内一种典型的应激代谢物,在干旱、缺氧等逆境环境下对生物体蛋白质具有特殊的保护作用,大多数生物均采用TPS/TPP途径合成自身所需要的海藻糖。采用生物信息学的方法,对GenBank数据库中收录的TPS/TPP途径中所有TPS和TPP合成酶的蛋白序列进行进化研究,发现该合成途径中的两个海藻糖合成酶具有相当高的进化保守性。     

大戟科植物鲨烯环氧酶核苷酸及其编码氨基酸序列生物信息学分析

鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SQE)是在三萜和甾醇类化合物生物合成通路中的关键酶.主要采用生物信息学方法对17种大戟科植物的SQE核苷酸及其编码氨基酸序列的序列结构、理化特性方面以及空间结构进行了初步预测和分析,并构建SQE蛋白家族的系统进化树.结果表明,17种大戟科植物的SQE氨基酸序列结构与理化性质具有一定差异,多为碱性的疏水性蛋白;多数不具有信号肽,没有导肽分裂位点,却具有导肽,具有0～5个数量不等的跨膜结构域;亚细胞定位预测可能定位在内质网膜、质膜、类囊体膜和线粒体内膜上. SQE二级结构中最主要的结构元件是α螺旋和无规则卷曲,保守区都含有一个PLN02985 superfamily保守结构域,属于鲨烯单加氧酶超家族.分析结果可为SQE的酶学特性及三萜类化合物生物合成的分子机制研究提供理论基础.     

莱茵衣藻类胡萝卜素生物合成及其遗传控制的研究进展

随着对类胡萝卜素药用、食品、化妆等方面认识的提高,人类对类胡萝卜素的种类和产量需求也越来越高。单细胞真核微藻-莱茵衣藻是国际上研究光合作用遗传控制的最佳模式生物,也是天然类胡萝卜素主要来源之一。本文主要介绍了类胡萝卜素生物合成途径及用莱茵衣藻研究类胡萝卜素光合遗传控制等方面的最新研究进展。     

吡咯喹啉醌（PQQ）合成基因对PQQ产量的影响

将携带新型辅基吡咯喹啉醌合成基因的克隆勒体ｐＲＫ３１０经三亲本杂交,分别导入Ｍ．ｅｘｔｏｒｑｕｅｎｓ．ＡＭ１及其突变体３ｂ和Ｄ２中,可不同程度增加ｐｑｑ基因的拷贝数在基因复制水平构建了８个工程菌,使ＰＱＱ产量提高了０．８４￣５．６倍,结果表明,结果上成簇的ｐｑｑ基因在功能上是密切相关、协调作用的,单个或部分ｐｑｑ基因对ＰＱＱ合成的贡献是有限的,ｐｑｑ基因之间的比例和相互作用对ＰＱＱ的合成量有重要意     

萜类微生物生物合成研究进展

萜类是一类具有重要研究及药用价值的天然化合物.近年来,随着萜类合成途径中各种关键酶基因克隆、异源表达和功能鉴定,许多萜类生物合成途径逐渐清晰.以萜类微生物生物合成过程中的中间产物为线索,综述了应用代谢工程、合成生物学、系统生物学等技术开展的萜类微生物生物合成的研究进展.     

植物类异戊二烯生物合成相关酶基因研究进展

类异戊二烯化合物是自然界广泛存在的一大类天然化合物,具有重要的生物学功能及经济价值．在植物体内,类异戊二烯化合物的生物合成主要有2条代谢途径：甲羟戊酸（MVA）途径和2-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸（MEP）途径．综述了国内外对植物中这2条代谢途径中相关酶基因的功能、分离情况、表达特性,以及2条代谢途径之间中间产物的交换等方面的研究进展．     

拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础与进化特征

拟柱孢藻毒素是由尖头藻等水华蓝藻产生的一种生物碱类蓝藻毒素.毒理学研究表明该毒素进入动物体内后能够对多种器官产生毒性效应，且以肝毒性较为明显.拟柱孢藻毒素的毒性虽不及微囊藻毒素，但由于其结构的稳定性和水溶性，能够在水体中积累到较高浓度，增大了饮用水健康风险，且容易通过食物链富集造成更为严重的中毒事件.随着尖头藻水华在世界范围内的蔓延，拟柱孢藻毒素也引起了研究者和水体管理部门的广泛关注.作为一种次级代谢产物，拟柱孢藻毒素的生物合成是从甘氨酸、精氨酸和丙二酰CoA开始，由特定的多种酶依次催化完成的.这些酶的编码基因在基因组上形成簇状结构，不同种的产毒藻具有相似的毒素合成基因簇，主要差别在于基因序列的变异和排列方式的不同.对毒素合成基因及其功能的探究不但有助于建立可靠的分子检测方法，用于预测水华发生过程中的毒素风险，还可以加深对蓝藻次级代谢产物合成与进化的认识，为利用和改造这些天然代谢途径合成新的活性化合物提供参考.通过对拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础及其进化特征的系统性总结，以期从分子水平为相关领域的研究者提供有关拟柱孢藻毒素的全面认识.