摘要：维生素K2(VK2)作为2-甲基-1,4-萘醌(简称甲萘醌)家族的衍生物,在预防骨质疏松和心血管钙化方面发挥着重要作用,随着其市场需求的日益增加,实现VK2产业化并降低生产成本成为大家关注的焦点。首先概述了VK2传统发酵工艺现状及面临的问题,之后详细分析了VK2生物合成途径及其基因工程改造策略,可以将枯草芽孢杆菌产量提高至1549.6 mg·L^(-1),产量是传统发酵菌株的7倍以上。此外,还围绕合成途径中经典甲萘醌骨架合成酶的功能及其蛋白结构进行汇总分析,通过对酶的蛋白结构、催化特异性和机理进行分析,揭示各个功能酶在VK2合成途径中发挥的作用及其内在关系。最后从合成生物学技术发展角度对VK2途径设计、构建与应用进行了展望,为提升VK2工业化产量提供理论参考。

摘要：外泌弹性蛋白酶是桔黄赛多孢霉(Scedosporium aurantiacum)主要毒性蛋白酶之一,本文在前期研究的基础上,对这种蛋白酶的序列、结构和酶学特性进行了研究。首先通过柱层析技术将***培养上清液中的蛋白进行了分离,然后通过酶谱电泳纯化得到了弹性蛋白酶条带。从凝胶中提取了弹性蛋白酶,通过质谱技术对其序列进行了检测,并对其反应特性、活力和反应动力学参数进行了研究。结果显示,***外泌弹性蛋白酶对弹性蛋白和牛跟腱胶原蛋白(bovine achilles tendon collagen,BATC)具有较好的水解性能,对鱼皮胶原蛋白(fish skin collagen,FSC)的水解效率高于对鱼鳞明胶的水解效率,对酪蛋白的水解性最差。作用于弹性蛋白时,其催化效率小于猪胰腺弹性蛋白酶。Zn^(2+)对酶活力有提升作用,而Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)、(2S)-2-[(4S)-2-氨基-1,4,5,6-四羟基4-嘧啶基]-N-[[[(1S)-1-羰基-3-甲基丁基]氨基]羰基]甘氨酰-N1-[(1S)-1-甲基-2-氧乙基]-L-谷氨酸甲酰胺(elastatinal)和苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF)均对酶活有抑制作用。该蛋白酶和青霉(Paecilomyces lilacinus)外泌丝氨酸蛋白酶(PDB Entry:c3f7oB_)的序列最相似,且有多段保守序列的氨基酸个数多于7个,可以作为PCR反应引物设计的模板。酶学特性实验表明,***外泌弹性蛋白酶对肺组织中的弹性蛋白具有降解作用,其蛋白表达和毒性机制需要进一步的研究。

摘要：目的:从巴马小型猪SALL1的蛋白结构出发,分析其与人SALL1蛋白的同源性,进一步制备Sall1基因敲除的巴马小型猪胎儿成纤维细胞系,为通过体细胞核移植技术获得猪肾脏发育缺陷模型提供实验材料。方法:利用生物信息学方法分析人、猪、鼠SALL1的蛋白结构。利用在线设计软件,在猪Sall1基因第1外显子区域设计单链引导RNA(single guide RNA,sgRNA)并将其连接至PX330质粒,构建猪Sall1基因敲除打靶载体。在初步转染细胞的基础上,通过Sall1基因测序分析验证PX330-sgRNA载体打靶效率,最后将打靶载体转染至原代猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblast,PFF)中,通过药物筛选获得单克隆细胞并鉴定其基因型。结果:生物信息学分析表明,相比小鼠,猪的SALL1蛋白与人SALL1蛋白具有更高的同源性。成功构建猪Sall1基因敲除打靶载体,并获得33个单克隆细胞系,经基因测序鉴定得到16个Sall1双等位基因敲除的细胞系。结论:生物信息学方法验证了人和猪SALL1蛋白具有更高的同源性。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得Sall1基因敲除细胞系,为研究Sall1基因在猪肾脏发育过程中的作用提供研究材料,并为下一步获得猪肾脏缺失模型奠定基础。

摘要：习近平总书记指出,“推动学科交叉融合和跨学科研究,构筑全面均衡发展的高质量学科体系”,为新时代推动学科交叉融合和跨学科研究指明了方向。项目团队构建出高效人工智能模型用于胃癌分型分期及化疗和免疫治疗效果的预测;突破光学衍射极限,实现了手性光与物质相互作用的纳米尺度成像表征;实现了晶界面变形行为的原子层次动态表征与测量;设计并优化辅助冷冻电镜成像的可控DNA三维骨架,为利用冷冻电镜研究生物膜环境下的蛋白结构、功能、相互作用与调控机制提供全新的思路……

摘要：双链核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)结合蛋白(double-stranded RNA-binding protein,DRB)是一类含有双链RNA结合结构域(dsRBD)的蛋白,在小核糖核酸(micro ribonucleic acid,microRNA或miRNA)的生物合成和作用方式选择方面起着重要作用.为获得莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii,C. reinhardtii)中所有CrDRBs的全长序列并进行生物信息学分析,从蛋白质功能结构域Pfam数据库中下载了dsRBD结构域模块,使用HMMER软件基于dsRBD检索C. reinhardtii全基因组序列,获得C. reinhardtii中4个含dsRBD结构域的CrDRB蛋白相关信息.抽提C. reinhardtii总RNA,反转录获得其cDNA,设计相应引物克隆获得其完整的基因ORF序列.设计实时荧光定量PCR引物,以actin基因为内参,分析C. reinhardtii各CrDRBs基因的相对表达.同源比对分析C. reinhardtii各CrDRBs蛋白的dsRBD序列.通过Phyre2软件在线预测其dsRBD的高级结构.将莱茵衣藻CrDRBs的dsRBD与拟南芥的5个DRB成员构建系统进化树分析,初步探讨分析莱茵衣藻CrDRBs各成员的的进化保守性.本研究共获得了4个莱茵衣藻双链RNA结合蛋白,均具有典型的dsRBD结构域,含有3个保守氨基酸.相比已报道的DUS16,其他3个CrDRBs的CDS序列较长,基因表达较高(除CrDRB2外).本研究为下一步揭示莱茵衣藻CrDRB在miRNA调控途径的功能奠定基础.

摘要：对微波辅助生物解离法提取大豆油工艺及作用机理进行了研究,采用微波技术对大豆进行预处理,然后采用Protex 6L碱性蛋白酶对其进行酶解提油。在单因素试验的基础上,通过响应面试验设计优化了工艺条件。通过透射电镜和拉曼光谱分别对微波处理后大豆和蛋白质进行分析。结果表明,各因素对总油脂提取率的影响大小依次为微波时间、Protex 6L添加量、液料比、微波功率。微波辅助生物解离法提取大豆油的最佳工艺条件为微波功率700 W、微波时间7. 6 min、Protex 6L添加量0. 90%、液料比为5. 15∶1,在此条件下总油脂提取率为92. 13%。利用微波辅助生物解离法提取的大豆油品质较好,过氧化值、p-茴香胺值及磷脂含量较低。通过透射电镜图可以看出,大豆经过微波处理后,大豆细胞壁组织发生更为明显的破裂是总油脂提取率增大的重要原因。拉曼光谱分析表明,经过微波处理后蛋白质发生变性,也是增加总油脂提取率的原因之一。

摘要：为设计奶牛乳房炎链球菌GapC蛋白的多表位串联疫苗,进一步提高GapC蛋白的免疫效果,采用DNAMAN、MEGA软件分析GapC的同源性与系统发生,结果显示,不同种类链球菌亲缘关系均较近,尤其是与奶牛乳房炎有关的链球菌亲缘关系更近。利用在线软件预测GapC为亲水性蛋白,存在多个酶切位点;采用Signal P 4.1与TMHMM Server v.2.0软件预测GapC无信号肽和跨膜结构,定位于细胞表面;SOPMA服务器预测GapC二级结构中含无规则卷曲30.36%,α-螺旋33.93%,β-转角12.50%,β-片层23.21%。采用Swiss-Model预测的GapC三级结构与二级结构相符。利用ABCpred和Bepi Pred方案,预测GapC存在5个B细胞表位。运用神经网络与量化矩阵法预测GapC具有1个CTL表位。使用MHC-Ⅱ类分子结合肽在线程序预测显示GapC具有1个Th表位。采用DNASTAR Protean软件重组GapC抗原表位,设计获得抗原性较好的GapC重组表位多肽。

摘要：交替氧化酶(alternative oxidase,AOX)是线粒体呼吸电子传递链中抗氰呼吸途径的末端氧化酶,它广泛存在于高等植物、藻类、部分真菌及原生生物中。同时,AOX也被发现存在于某些人体寄生虫中,如布氏锥虫(Trypanosoma brucei)等。布氏锥虫可引起人类"嗜睡病",不经治疗往往有致命的危险。据统计,在非洲地区每年有高达7 000多万人存在感染布氏锥虫病的风险。值得注意的是,人类细胞中不含有AOX。因此,AOX可能是治疗该类疾病最有效的潜在靶标。现主要就布氏锥虫交替氧化酶的特点及其抑制剂的设计和作用效果进行阐述,并展望AOX抑制剂的应用前景及研究挑战。

摘要：为得到羊口疮病毒(ORFV)B2L蛋白的可能抗原表位及截短后高效表达的表位蛋白,本试验采用DNAStar、Mega 7.0等软件对部分NCBI已登录的B2L基因序列进行分析,并应用不同在线服务器对其编码蛋白的信号肽、跨膜区、细胞毒性T细胞表位、辅助性T细胞表位、B细胞表位和二级结构进行预测,同时参考多模板进行三级结构预测,综合抗原表位、亲水性、表面可及性和抗原指数等主要预测数据进行抗原位点分析及融合His·tag抗原表位蛋白的设计,构建并原核表达截短后高效表达的表位蛋白。结果显示,得到了几个可能的优质抗原表位,分别为88-93、133-138、172-175、251-254、311-313和370-377位氨基酸;纯化并复性的蛋白以多聚体形式存在;Western blotting结果显示,其具有良好的反应原性。该研究确定了ORFV B2L蛋白抗原位点,构建并原核表达了截短后高效表达的表位蛋白,为羊口疮诊断制剂及亚单位疫苗的研究奠定了基础。

摘要：为了克隆奶牛乳房炎金黄色(葡萄球菌裂解性噬菌体裂解酶Lys IMEP5基因,分析其生物信息学特性,以本实验室分离的奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌裂解性噬菌体v B_Sau S_IMEP5为材料,根据其全基因组学信息,获取裂解酶基因序列,应用Primer 5.0设计特异性引物。采用PCR方法扩增并克隆Lys IMEP5基因,通过BLAST进行序列比对分析,利用在线软件对蛋白结构进行预测。成功克隆到裂解酶Lys IMEP5基因,测序结果通过DNAMAN比对与原序列完全匹配,无任何基因突变,同源性分析显示,与已报道的金黄色葡萄球菌噬菌体裂解酶相似性最高为83.1%;裂解酶Lys IMEP5基因序列全长1371 bp,共编码456个氨基酸,为亲水性蛋白,分子质量为51.717 k Da,理论等电点为9.70;Lys IMEP5同时存在CHAP片段和Amidase-3片段;该蛋白无跨膜区,无信号肽,以无规则卷曲为主。从奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌裂解性噬菌体中成功克隆出Lys IMEP5基因,通过对该蛋白的结构预测分析为后续克隆表达及开发新型绿色抑菌剂奠定了基础。