耐辐射菌株筛选及其胞外代谢产物抗紫外辐射物质特性

从经8kGy γ辐照处理的新疆沙漠样本中分离到1株红色球菌——RV113,鉴定为奇异球菌属（Deinococcus）的新菌。试验证明该菌胞外代谢产物具有抗紫外辐射特性,能有效提高E.oli JM109紫外辐射抗性。紫外吸收光谱与清除DPPH自由基特性试验说明,菌株RV113的正已烷、乙酸乙酯、正丁醇3种溶剂萃取的胞外代谢产物具有降低紫外辐射直接损伤与间接损伤的作用。     

中药中耐辐射微生物的分离及其耐辐射特性的研究

本文以中药辐照杀菌产业化应用过程中,采用规范的辐照工艺,但产品卫生质量仍不达标的中成药金锁丸为样品,从其中分离出耐辐射的微生物,该微生物革兰氏染色为阳性,菌落为乳白色同心圆状,显微镜观察菌体为杆状,测得在生理盐水和滤纸片中的D10值分别为6.75和7.18kGy。     

辐射对耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)抗氧化酶活性提高的影响

利用低剂量 ( 5 0～ 1 5 0 0Gy)的60 Coγ射线辐照处于稳定早期的耐辐射球菌培养物 ,考察了辐照剂量和辐照后培养时间对菌体中抗氧化酶 ,即超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化氢酶 (CAT)含量的影响。结果表明 ,在一定辐照条件 ( 2 0 0～ 1 0 0 0Gy)下 ,经过 30～ 60min的辐照后培养 ,菌体中SOD和CAT酶活性显著提高 ,其中 1 0 0 0Gy辐照且辐照后培养 30min的SOD酶活性达到1 49 69U mg ,CAT酶活性达 1 85 5 0 1U mg。分别比对照 (未辐照 )提高了 75 5 9%和 60 98%。低水平辐照 ( 0～ 1 0 0 0Gy)对菌体生物量的影响不明显。     

耐辐射动球菌类胡萝卜素提取物的抗氧化活性研究

耐辐射动球菌(KR)是一种从高放射性污染环境中分离出来的具有抗辐射、抗氧化特性的橘黄色球菌。为探明KR抗氧化特性与菌体内代谢物活性的关系,从KR中分离提取纯化类胡萝卜素,利用高效液相色谱(HPLC)和液质联用(LC-MS)分析提取物的组成和性质,通过体外高铁离子还原能力和DPPH自由基清除试验、体外脂类氧化抑制试验和DNA氧化损伤的抑制试验,比较KR类胡萝卜素提取物与番茄红素、β-胡萝卜素的体外抗氧化能力及生物大分子氧化保护能力。结果表明,KR提取物中,其中一种产物的最大吸收波长在471.9 nm和501.1 nm处,分子式C_(48)H_(66)O_2;另一种产物的最大吸收波长在464.6 nm,分子式C_(24)H_(34)O。KR类胡萝卜素提取物的高铁离子还原能力在浓度为2μg·mL~(-1)时达到1.22;DPPH自由基清除率在浓度为4μg·mL~(-1)时达到94.26%;对脂类氧化的抑制率在浓度为8μg·mL~(-1)时达到54.29%;对DNA氧化损伤的抑制率在浓度为8μg·mL~(-1)时达到84.78%。本研究结果为进一步探究KR抗氧化作用及其机制,以及医疗、保健等领域的抗氧化药物研发奠定了基础。     

耐辐射球菌Rsr增强大肠杆菌抗逆性的研究

耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)Rsr蛋白(DR_1262编码)是一种对辐射抗性起重要作用的RNA结合蛋白.本研究将完整的rsr基因连接到带有groESL启动子的pMD-GroE载体上,构建了Rsr表达菌株.以合空载质粒pMD-GroE的大肠杆菌为对照,发现Rsr的表达提高了大肠杆菌的UV辐...     

一株耐辐射考克氏菌的分离与鉴定

从10kGy60Coγ射线辐照处理的新疆戈壁土壤中分离到一株耐辐射微生物I-7R,该菌菌落为橙红色革兰氏阳性球菌。最适生长温度为30℃,(G+C)mol%含量为67.5%,不具有氨苄青霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、潮霉素、利福平及壮观霉素等抗性。UV辐射生存曲线显示,I-7R菌株与大肠杆菌K-12相比,具有较强的紫外辐射抗性。16S rDNA序列比较分析表明I-7R菌株与Kocuria rosea、K.erythromyxa以及K.polaris同源性达到99%。结合I-7R菌株生理生化试验结果,该株菌归属于考克氏菌属(Kocuria),并与Kocuria rosea最为相近,暂命名为K.rosea I-7R。     

耐辐射奇球菌同源重组修复机制研究新进展

耐辐射奇球菌是迄今为止人们发现的地球上最抗辐射的生物之一。本文根据本实验室和国内外关于该菌耐辐射的最新研究成果,以各个修复蛋白为线索,详细介绍了耐辐射奇球菌同源重组修复机制上取得的进展。     

耐辐射奇球菌中辐射/干燥响应基序的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止被发现抗逆性最强的极端生物之一,是研究DNA损伤应激响应与修复机制的较为理想模式生物.其中的辐射/干燥响应基序是一组相对保守的17-bp长的回文序列,广泛地分布在众多不同功能的DNA损伤响应基因中,与抗电离辐射、氧化损伤及干旱等有关.本文结合该领域以往的研究文献与最新研究,探讨了耐辐射奇球菌中辐射/干燥响应基序的研究进展,阐释了其所涉及的DNA损伤应激响应通路,并且进一步展望了其潜在的生物学功能、意义与应用.     

耐辐射球菌清除活性氧自由基及对DNA的保护作用

用化学发光法分析了耐辐射球菌 (D .radiodurans)的两个菌株 (R1、KD830 1 )和大肠杆菌对超氧阴离子自由基、羟基自由基和过氧化氢的清除能力。通过羟基自由基诱导的DNA氧化损伤化学发光模型考察了耐辐射球菌细胞提取物对自由基氧化导致DNA氧化损伤的保护作用。结果表明 ,耐辐射球菌提取物能显著清除O-2·、H2 O2 和·OH ,清除能力明显高于大肠杆菌 ,并能有效地防止自由基所致DNA氧化损伤 ,表现出超强的抗氧化和耐辐射能力 ,这归因于耐辐射球菌中具有较高的抗氧化酶活性     

耐辐射球菌中priA类似基因突变对DNA修复和DNA转化的影响

DNA损伤很易阻断复制叉的前进。损伤DNA的修复以及接下来停止复制叉的重启动过程对细胞生存极为重要。依赖于PriA的复制重启动机制是细菌复制重启动的主要途径。为了解priA类似基因Dr2606在耐辐射球菌中的作用,并检测Dr2606在DNA修复中的作用,本研究用卡那霉素抗性基因代替Dr2606阅读框,构建了Dr2606缺失突变株,并对突变株进行UV和丝裂霉素处理,测定了Dr2606突变株的转化效率。Dr2606的突变导致菌体生长缓慢,细胞生存率急剧下降。意外的是,耐辐射球菌的DNA修复能力没有削弱。但突变株的转化效率大大削弱。这说明在耐辐射球菌中priA类似基因Dr2606对停止复制叉的重启动过程并不是必需的;耐辐射球菌不依赖于原点的复制重启动过程可能与其他细菌不同。     

一株极端耐辐射奇异球菌的分离和初步鉴定

从放射性污染的土壤样品中分离出1株具有极端耐辐射的微生物BR501,该菌最适生长温度为30℃,不具有氨苄青霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素和利福平等抗性。UV、γ辐射生长曲线的结果显示BR501菌株具有极强的辐射抗性。BR501菌株的16S rDNA序列与多株Deinococcus属菌株有很高的同源性,其中,与D.radiodurans菌株的16S rDNA相似性高达99%。结合BR501菌株的表型和Deinococcus属具有代表性的D.RadioduransR1菌株的特征,将该菌株归属为Deinococcus属,初步命名为Deinococcus sp.BR501。     

耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans中非编码RNA

耐辐射奇球菌(Deinococcus Radiodurans)对电离辐射、紫外线以及强氧化剂等方面具有惊人的抗性。非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在参与转录调控、RNA的加工与修饰、mRNA的转录、蛋白质的运输与稳定性调节等方面具有非常明显的作用。本文通过概率上下文无关算法(Stochastic ContextFree Grammar,SCFG),对耐辐射奇球菌R1菌株的基因间序列进行相似二级结构预测,结果发现,在耐辐射奇球菌R1基因组的非编码区存在28个非编码RNA家族。其中IRE家族成员最多,其次是Histone3、tRNA和SECIS家族。所发现的DicF与ctRNA_pGA1t、mRNA等家族成员为细菌所特有。与其他生物比较分析结果显示,可以用这些非编码RNA来研究耐辐射奇球菌的生物学功能,并为进一步研究其DNA损伤与修复分子机制提供依据。     

耐辐射奇球菌DNA损伤响应开关蛋白PprI的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的最具辐射抗性的生物之一。其体内的Ppr I蛋白在整个DNA辐射损伤修复过程中起着必不可少的作用,ppr I作为一个细胞全局性的开关基因,协调控制DNA损伤响应与修复过程中众多细胞通路的基因表达。本文探讨了Ppr I在耐辐射奇球菌抗辐射和抗氧化中的生物学功能、相关结构功能以及对其他原核及真核生物抗逆性的影响,并展望了其潜在的生物学新功能与意义,旨在为进一步研究耐辐射奇球菌的辐射抗性机制提供理论依据。     

阳离子对耐辐射奇球菌对放射性铯生物吸收的影响

耐辐射奇球菌能够耐受高剂量的辐射,促使人们考虑利用此特性进行放射性核素和有毒化学品的生物修复。但是,有关耐辐射奇球菌对放射性铯的生物吸收却未见报道。本文研究了耐辐射奇球菌对放射性铯的生物吸收及其他阳离子对其生物吸收的影响。在平衡状态时,耐辐射奇球菌对放射性铯的最大吸收量为2100kBq/kg(鲜重)。在供试的一价阳离子中,NH4+对其生物吸收的拮抗作用最强,但是只有当NH4+的浓度超过100mmol/L时,这种拮抗作用才比较明显。二价阳离子,如Ca2+和Pb2+也能降低耐辐射奇球菌对放射性铯的吸收。Al3+和Cr3+对耐辐射奇球菌具有较强的细胞毒性,当其浓度超过1mmol/L时,耐辐射奇球菌的生长就完全被抑制。     

耐辐射奇球菌Mur蛋白保守功能位点的研究

为进一步明确耐辐射奇球菌中锰调蛋白Mur的具体结构与功能,采用序列比对分析和定点突变技术构建了耐辐射奇球菌的锰调蛋白Mur(DR0865)的3个保守氨基酸位点突变株,并分析3个点突变菌株的金属离子敏感性、Mn2+结合对功能的影响、外界胁迫耐受性及点突变蛋白的DNA体外结合活性。结果表明,3个定点突变H77A、H78A和H79A都是Mur蛋白重要的活性位点,对Mur调控细胞吸收外源性锰离子的功能起到决定性的作用,同时影响了Mur的Mn2+结合活性。凝胶迁移率实验表明H78与H79位点对Mur的DNA结合活性至关重要。本研究为探究耐辐射奇球菌的极端抗性和锰调蛋白的具体作用机制提供了重要的理论依据。     

高压脉冲电场法提取耐辐射奇球菌中类胡萝卜素的研究

为探讨高压脉冲电场(PEF)电学参数致耐辐射奇球菌破壁提取类胡萝卜素的影响及最佳工艺参数,采用正交试验法,分析了电场强度、处理时间、频率和脉宽4种电场参数对类胡萝卜素提取效果的影响。结果表明,PEF技术提取类胡萝卜素的最优提取水平组合为:电场强度30 kV·cm^-1,处理时间30 s,频率30 Hz,脉宽10 μs。该条件下,提取量为75.06 μg·g^-1,与未进行电场处理的样品提取量48.27 μg·g^-1相比,增加了55.5%。本研究结果为PEF技术的工业化大规模应用提供了理论依据。     

Cu~(2+)解除Cd~(2+)对耐辐射奇球菌的生长抑制作用

耐辐射奇球菌对不同金属离子表现出不同的生长表型。本研究发现菌体对铜离子不敏感,而对镉离子敏感。镉离子单独作用于耐辐射奇球菌时,对菌体的抑菌作用明显,但当加入铜离子时,抑菌作用明显变小,用10μL 10mmol·L-1镉离子的溶液处理耐辐射奇球菌时,发现如果同时加入10μL 10mmol·L-1的铜离子,出现明显的拮抗作用。在10mmol·L-110μL铜离子的情况下,抑菌圈缩小了0.24倍,结果表明,铜离子对镉离子引起的具有明显的拮抗作用,这为利用低毒金属解除重金属镉对耐辐射奇球菌毒性的研究和应用提供了基础。     

耐辐射异常球菌磷酸戊糖途径对DNA损伤修复的影响

耐辐射异常球菌(D.radiodurans)超强的辐照抗性归因于其高效的DNA损伤修复系统,磷酸戊糖途径(PPP)作为细胞各种糖类代谢枢纽,是合成核苷酸和核酸所需的核糖以及生成细胞还原力(NADPH)的重要途径。为探究D.radiodurans R1中PPP对DNA损伤修复的影响,本研究敲除PPP中编码限速酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)的基因zwf,比较UV辐照后突变株Δzwf与野生型D.radiodurans的生理生化差异。结果表明,zwf突变导致菌株对UV辐照敏感;UV辐照后Δzwf胞内NADPH、D-核糖、核苷酸合成前体IMP、UMP含量明显降低;葡萄糖酸-δ-内酯及D-核糖能完全和部分恢复Δzwf的UV辐射抗性。综上可知PPP通过提供DNA损伤修复原料及还原力,在DNA损伤修复过程中起着重要作用。本研究结果为DNA损伤修复机理提供参考。     

原核耐辐射微生物资源研究及其应用前景

耐辐射微生物因特殊的生命现象、生理机制成为科学界关注研究的热点,其中原核耐辐射微生物是研究最多的一类耐辐射微生物。本文从原核耐辐射微生物资源等方面对耐辐射微生物的研究进行综述,并讨论了其在环境工程、人类健康、生物技术乃至军事、地外空间等方面的潜在应用发展前景。     

耐辐射奇球菌对受损湿地土壤的生态修复研究

为探究微生物和植物在受损入海河口附近重金属污染的盐碱滩涂湿地上的生态修复效果,选择适合于该类型区域的生态修复方法,通过极端微生物——耐辐射奇球菌、盐生翅碱蓬及其组合处理等方式在受损滩涂湿地进行修复作用研究,分析不同处理对滨海湿地的修复效果。结果表明,上述处理均能部分改良试验区域土壤的物理、化学、生物学性质;添加耐辐射奇球菌后,土壤微生物数量显著增加、重金属Cd(II)含量降幅达25.24%、有效磷含量增加12.75%、有机质含量增加13.1%、水溶性盐含量降低3.37%;耐辐射奇球菌处理在增加土壤有效磷、有机质和微生物数量,降低Cd(II)和水溶性盐含量等指标方面优于其它处理,表现出更为明显的修复效果。本研究结果为利用极端微生物进行受损湿地生态修复提供了理论依据和实践参考。