几丁质酶的研究及应用前景

介绍了几丁质酶研究的现状和最新进展，并对几丁质酶的应用前景进行了讨论     

橡胶素(Hevein)和几丁质酶在橡胶树排胶中的作用

用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺电泳技术初步研究了橡胶树排胶过程中单位质量排出的胶乳、胶塞、胶盖和胶塞以下的树皮(不排胶树皮)中的橡胶素和几丁质酶含量的动态变化.结果表明,单位质量外排胶乳中橡胶素和几丁质酶含量依次降低,且停排后复割的胶乳中2种蛋白含量有明显的恢复;单位质量胶塞中的橡胶素和几丁质酶含量在排胶过程中逐渐上升,胶盖中含量最高;而胶塞以下不排胶树皮在排胶过程中橡胶素和几丁质酶含量均无明显变化.表明这2种蛋白可能在橡胶树排胶过程中起着非常重要的作用.     

iNOS基因和VEGF基因在氟致甲状腺肿大鼠甲状腺组织中的表达

为探讨氟致甲状腺肿大的分子机理，选用4周龄SD大鼠饮用不同浓度的NaF水溶液，复制了氟中毒致大鼠甲状腺肿模型，光镜下观察了甲状腺的形态结构变化，并用RT-PCR技术检测了甲状腺组织中iNOS1TIRNA和VEGFmRNA的表达情况。结果，氟中毒大鼠甲状腺微血管明显扩张、增生，表现为明显的结节性甲状腺肿；与正常对照组大鼠相比，氟中毒组大鼠甲状腺组织中iNOSmRNA和VEGFmRNA的表达水平显著升高（P〈0．05）。结果表明，长期摄入过量氟导致甲状腺发生结节性肿大的机理之一是，氟可刺激甲状腺中iNOS基因和VEGF基因的过量表达，进而造成甲状腺组织内微血管增生。     

小麦田麦家公对苯磺隆的抗性机理

为明确麦田阔叶杂草麦家公Lithospermum arvense L.对苯磺隆的抗性机理，以苯磺隆抗性和敏感型麦家公为材料，比较分析这2个生物型麦家公靶标酶乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase，ALS）、解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione-S-transferase，GST）以及保护酶过氧化物酶（peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）对苯磺隆的响应差异性。结果表明，抗性麦家公ALS对苯磺隆的敏感性较敏感型麦家公显著下降，苯磺隆的抑制中浓度分别为0.187、0.036 μmol/L。苯磺隆胁迫后，抗性和敏感型麦家公ALS活性都出现下降，但抗性麦家公ALS活性可恢复，而敏感型麦家公ALS活性则不能恢复；2个生物型麦家公GST活性都能被苯磺隆诱导，但抗性麦家公GST累计活性为29.31 U，高于敏感型麦家公（25.90 U）；抗性麦家公SOD累计活性为24.49 U，较敏感型麦家公（19.31 U）高，且具有较强的恢复能力；抗性麦家公POD和CAT累计活性分别为126.92~550.68 U和41.41~77.19 U，也高于敏感型麦家公的93.75~271.04 U、42.17~57.28 U。因此，靶标酶ALS对苯磺隆敏感性减弱是麦家公产生抗性的一个重要原因，解毒酶GST、SOD、POD和CAT活性升高可能与抗性有关。     

草地贪夜蛾取食诱导玉米叶片转录组分析

为阐明玉米响应草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda取食胁迫防御反应的分子机制,利用RNAseq技术对草地贪夜蛾取食的玉米叶片进行转录组测序分析,并对抗虫代谢产物生物合成途径中的基因进行筛选鉴定。结果显示,与未接虫对照相比,草地贪夜蛾取食18 h导致玉米叶片中有1 645个基因差异表达(log2|处理/对照|1且FDR0.05),其中上调表达基因有1 352个,下调表达基因有293个。茉莉酸、水杨酸、乙烯等植物激素生物合成与信号转导途径相关基因大多上调表达,其中44个茉莉酸途径相关基因全部上调表达,说明该途径在玉米响应草地贪夜蛾取食诱导的防御反应中发挥着核心作用,其它激素生物合成与信号转导途径发挥协同作用。玉米重要抗虫次生代谢物苯并噁唑嗪酮类生物合成相关基因中有9个基因上调表达;15个萜烯挥发物生物合成相关差异表达基因中有14个上调表达,包括8个萜烯合成酶基因和1个CYP基因CYP92C5。表明草地贪夜蛾取食会诱导玉米复杂的植物激素途径和基因调控机制,激活以次级抗虫代谢物合成为主的防御反应。     

牛ACAS2基因的电子克隆与序列分析

本研究以牛的乙酰辅酶A合成酶2(ACAS2)基因为研究对象,利用生物信息学方法和同源序列克隆技术,对牛的ACAS2基因进行了电子克隆和序列分析,并对推导出的ACAS2蛋白结构与性质进行了初步分析。实验结果:牛ACAS2基因的cDNA序列长2 726 bp,包括了2106 bp的开放阅读框序列(ORF),54 bp的5?非翻译区序列(5?UTR)和566 bp的3?非翻译区序列(3′UTR),由702个氨基酸组成。该基因cDNA核苷酸编码区序列与人,猕猴,小鼠,黑猩猩,家犬ACAS2基因的相似性分别为91%,90%,87%,89%,90%,90%,推导的氨基酸序列与人,猕猴,小鼠,黑猩猩,家犬的相似性分别为94%,94%,92%,94%,87%。以ACAS2基因cDNA编码区序列构建的分子进化树研究结果表明,牛的ACAS2基因在人,猕猴,小鼠,黑猩猩,家犬等物种中,与家犬的亲缘关系特别近。牛的ACAS2蛋白的三级结构包含7个跨膜结构—Cutoff模体,三个比较大的分别位于169~199位氨基酸,170-191位氨基酸和326-345位氨基酸处。     

家蚕微孢子虫几丁质酶基因的比较基因组学分析

几丁质是构成家蚕微孢子虫细胞壁的主要成分,广泛分布于原生生物、真菌、节肢动物和甲壳类生物之中,能够被几丁质酶(EC 3.2.1.14)水解。本文基于家蚕微孢子全基因组数据,采用生物信息学方法,鉴定获得家蚕微孢子虫几丁质酶基因,命名为Nb_chi。该基因有2个拷贝,其中一个Nb_chi_1长度为2 286bp,编码761aa,pI为6.35。含有一个信号肽以及一个Glyco_hydro_19结构域。另一个拷贝Nb_chi_2仅含552bp,183aa,仅含Glyco_hydro_19结构域部分,可能为一不完整的拷贝。系统进化分析显示,家蚕微孢子虫与其他种类的微孢子虫聚在同一个进化枝,均属几丁质酶第19族。本文为深入进行家蚕微孢子虫几丁质酶的功能研究奠定了基础。     

普陀山苔草植物络合素合成酶CpPCS基因克隆及其在叶中的表达分析

以超富集植物普陀山苔草(Carex putuoshan)为材料,克隆其植物络合素合酶基因CpPCS的cDNA全长序列。同时,对其进行重金属胁迫处理,研究该基因在叶中的表达特点。结果表明,该基因cDNA序列全长1 461bp,可编码486个氨基酸;与其它植物同源基因对比显示,它们的氨基酸序列相似性在63%左右;通过构建进化树发现,普陀山苔草CpPCS与小麦(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)及芦苇(Phragmites australis)等单子叶植物亲缘关系最近;荧光定量RT-PCR分析结果显示,CpPCS基因及CePCS基因受重金属铅锌胁迫上调表达,其中在叶中的表达量显著增加(P0.05)。通过普陀山苔草植物络合素合酶蛋白基因进行了克隆鉴定,探讨该基因的结构、进化关系及其参与普陀山苔草重金属胁迫的应答模式,为进一步培育重金属污染土壤修复的植物奠定基础。     

家蝇几丁质结合蛋白(Md-CBPⅠ)的表达纯化及活性分析

为了研究家蝇几丁质结合蛋白(Md-CBPⅠ)在家蝇防御体系中的相关活性,采用PCR技术,对从鸡源沙门氏菌诱导家蝇幼虫构建的抑制性消减文库(SSH)中筛选到的家蝇幼虫几丁质结合蛋白Ⅰ基因(Musca domestica chitin binding proteinⅠ,Md-CBPⅠ)进行扩增,并成功构建了重组表达质粒p ET-32a-Md-CBPⅠ,于大肠杆菌BL21(DE3)中得以高效表达,纯化并获得了MdCBPⅠ融合蛋白。进一步对该蛋白的亲和活性进行了研究,发现Md-CBPⅠ融合蛋白对几丁质以及纤维素均有一定的结合作用,且其对几丁质的结合作用相对较好。试验为家蝇几丁质结合蛋白生物学活性和免疫学活性的研究奠定了基础。