Adk1过表达和柠檬酸钠补料促进酵母S-腺苷甲硫氨酸的合成

S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是参与生物体众多生化反应的生理活性物质，酵母胞内ATP的水平是限制胞内SAM合成的因素之一。在酿酒酵母CGMCC 2842中克隆并过表达Adk1基因，发现Adk1基因的过表达使得酵母胞内ATP水平提高47.1%，SAM积累量提高47%；发酵16 h向发酵液中添加6 g·L-1柠檬酸钠，异柠檬酸脱氢酶基因mRNA水平和IDH酶活显著提高，在发酵24 h时胞内ATP水平提高39.4%，与对照相比，SAM积累量和对生物量得率分别提高79%和78.8%，表明胞内ATP水平的提高促进Met转化为SAM，这为ATP代谢调控而改善SAM合成提供有力的理论依据。     

灰盖鬼伞漆酶在毕赤酵母中表达及条件优化

根据灰盖鬼伞漆酶基因LCC1的蛋白序列和毕赤酵母的密码子偏爱性设计并合成CCLCC1I基因片段,将其连接到经过改造的pPIC9K质粒上构建分泌表达载体pYN2395;构建好的载体经BglⅡ酶切线性化后电激转化到毕赤酵母GS115中,通过ABTS底物显色反应筛选获得阳性转化子。从培养基、发酵温度、铜离子浓度和甲醇添加量等方面对重组酵母的发酵条件进行了研究。结果显示:添加0.6%的丙氨酸能极大地提高灰盖鬼伞漆酶的表达量,并确定最终优化组合为:培养基使用MMA,发酵温度为20℃,铜离子体积浓度为0.5mmol/L,甲醇添加量为1.0%/24 h。     

STK1对玉米大斑病菌附着胞发育过程中糖原和脂肪积累的影响

【目的】通过研究STK1与附着胞发育的关系,明确附着胞发育过程中STK1对糖原和脂肪合成的调控作用,为阐明玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)附着胞发育的分子机制打下基础。【方法】以玻璃平板为疏水基质表面,通过"插片分离菌丝"法使菌丝附着于载玻平板表面,然后将附着有菌丝的玻璃平板置于保湿培养皿中22℃、14 h光照和10 h黑暗交替培养,诱导野生型菌株(WT)和STK1基因敲除突变体(ΔSTK1)的菌丝形成附着胞,每隔12 h显微观测附着胞的形态和发育过程;分别将附着有未经诱导的WT和ΔSTK1菌丝的玻璃平板和经过48 h附着胞诱导的玻璃平板浸没在I2/KI染色液中静置染色48 h,显微观察附着胞发育过程中糖原的变化;分别将附着有未经诱导的WT和ΔSTK1菌丝的玻璃平板和经过48 h附着胞诱导的玻璃平板置于-70℃的超低温冰箱中冷冻处理30 min,然后将玻璃平板置于Oil-red O染色液中静置染色24 h,显微观察附着胞发育过程中脂肪的代谢变化;利用real-time PCR技术检测附着胞发育过程中糖原和脂肪合成关键酶基因的表达情况。【结果】玉米大斑病菌WT菌株和ΔSTK1菌株利用菌丝尖端在玻璃平板的疏水表面均能够产生附着胞,但ΔSTK1菌株的附着胞发育与WT菌株显著不同,WT菌株48 h内为单胞附着胞,诱导48 h后少数附着胞形成了多细胞附着胞,而ΔSTK1菌株在诱导24 h后即出现了扭曲附着胞的异形附着胞形态,48 h后还出现了双杈、多杈和O型等多种异常的附着胞类型;WT菌株和ΔSTK1菌株的菌丝和附着胞进行糖原和脂肪的染色后,发现WT菌株的菌丝和附着胞都有均匀分布的糖原和脂肪,而ΔSTK1菌株的附着胞内几乎没有糖原和脂肪的积累,与WT菌丝的结果不同,在ΔSTK1菌株的菌丝内糖原沉积减少,脂肪主要分布于菌隔部位;附着胞诱导48 h后,WT菌株糖原合酶(glycogen synthase,GS)和二酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol O-acyltransferase,DGAT)基因的表达量比诱导前分别增加了6.6%和40.3%,而⊿STK1菌株GS基因的表达量则下降了9.0%,DGAT基因的表达量仅上升了24.5%。【结论】STK1的功能缺失使玉米大斑病菌的附着胞发育形态异常,糖原积累下降,脂肪分布不均,糖原和脂肪合成的关键酶基因表达量均显著下降,表明糖原和脂肪代谢与玉米大斑病菌的附着胞发育密切相关。     

SAM和GSH发酵联产过程中合成关键酶的作用机制

本文通过对5L搅拌式发酵罐中不同溶氧(DO)控制水平下的产朊假丝酵母SAM和GSH联合产量对比分析,得到了SAM和GSH联产发酵的最佳溶氧水平为30%恒溶氧,最高联产量594mg·L~(-1),并进一步对SAM和GSH合成过程中关键酶酶活进行分析,探究其促进SAM和GSH联合高产的机制。     

牛乳铁蛋白多肽的合成及抗菌活性试验

用化学合成法合成了以酵母偏爱密码子编码的抗菌肽LfcinB基因片段.合成片段与酵母表达载体DPICZα A重组,构建胞外分泌表达载体pPICZα A-LfcinB,通过限制性内切酶Sac Ⅰ酶切线性化,电击法转化毕赤酵母X-33宿主菌,Zeocin抗性筛选,经PCR检测LfcinB基因与毕赤酵母染色体稳定整合.阳性克隆经甲醇诱导表达LfcinB,诱导表达6 d,每24 h取上清1 mL,进行抑菌试验.结果表明,抗菌肽牛乳铁多肽基因已整合剑酵母细胞基因组中并获得表达,经0.5%甲醇在30℃诱导48 h可产生较高抗菌活性的抗菌肽,表达产物具有较强杀菌作用.     

S-腺苷甲硫氨酸合成酶在毕赤酵母中的分泌表达

S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）是甲硫氨酸（Met）的活性形式。生物体内,SAM由S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）[EC2．5．1．6]催化L．甲硫氨酸（L．Met）和A11）反应而合成。酿酒酵母细胞中有2种SAM合成酶的同工酶,即SAMS1和SAMS2,分别由基因saml和sam2编码,二者氨基酸序列的同源性高达92％。在过量L-Met存在下,saml的转录受到抑制;已有酶促法合成研究显示sam2编码的合成酶没有产物抑制现象。笔者将sam2基因连接于毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K,并通过同源重组整合到酵母染色体上,以实现SAM合成酶的分泌性表达,为开发和建立酶促法生产SAM工艺奠定基础。     

人溶菌酶重组酵母工程菌的构建和活性干粉的制备

本试验旨在构建一种胞内表达人溶菌酶的新型酵母工程菌,并利用其高蛋白、富含溶菌酶的特点开发新型动物饲料添加剂,避免直接使用人溶菌酶制剂带来的高成本、活性不稳定等问题。将来自胎盘的人溶菌酶h LYZ基因克隆至表达载体p PICZA上,验证后的重组载体电转化至X-33毕赤酵母中,经标准培养基BMGY/BMMY培养、甲醇诱导表达后,检测蛋白表达活力和人溶菌酶活力。在此基础上,以麦芽汁-蚕蛹为培养基,通过单因素试验和正交试验来优化培养基成分和摇瓶发酵条件。结果表明,人溶菌酶基因在重组酵母工程菌中成功表达且酶活力为1 920 U。以麦芽汁和蚕蛹浸提物为碳氮源,测得蚕蛹浸提物占40%并且营养盐含量为170μg/ml时最适合菌体生长。正交试验测得R值的大小为:生长阶段p H值诱导阶段甲醇含量接种量,最佳摇瓶发酵条件是生长阶段p H值为6,诱导阶段甲醇添加量为1%,接种量为3%。经发酵培养的新型酵母工程菌利用真空冷冻干燥技术制成干粉,活菌数为1 ml 1×109个,溶菌酶活性为1 320 U。上述研究结果为新型饲料添加剂的开发和利用奠定了基础。     

环糊精酶基因在毕赤酵母中的组成型表达

为实现环糊精酶在毕赤酵母中的高效表达,以优化合成的环糊精酶基CGT2为基础,构建组成型表达质粒pGAPZαA-CGT2,运用电转化方法将目的基因整合进酵母染色体,构建环糊精酶酵母工程菌X33/pGAPZαA-CGT2,经摇瓶发酵120h后,CGT2活力达0.21 U·mL~(-1);进一步对工程菌进行摇瓶发酵条件优化,确定其最优发酵条件为:pH6.5、28℃、200r·min~(-1)、每24h补加2.5%的甘油,120h后其胞外酶活力达到0.36U·mL~(-1),是优化前的1.7倍,实现了环糊精酶在毕赤酵母中的组成型表达。     

补料对发酵工艺中枯草芽胞杆菌ZK8产伊枯草菌素A调控基因的影响

为研究补料对分批发酵工艺中枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）ZK8产伊枯草菌素A的影响,以“氮源+碳源+氨基酸”为补料,应用RT-qPCR技术并结合相关发酵参数分析了3个合成调控基因degQ、degUS、glnR及操纵子itu在发酵过程中的相对表达量差异。结果显示：补料-分批发酵工艺中总氮和还原糖的含量高于分批发酵工艺,生物量和效价分别提高了68.85%和36.67%;补料-分批发酵工艺中degQ、degUS和glnR 3个基因的相对表达量均高于分批发酵工艺,3个基因相对表达量的变化规律与伊枯草菌素A合成规律、操纵子itu的相对表达量变化规律一致。表明流加补料液促进了degQ、degUS和glnR的表达,为菌体提供了丰富的碳源、氮源和伊枯草菌素A的合成前体,促进了伊枯草菌素A的合成。     

过表达KAR2基因对毕赤酵母产米黑根毛霉脂肪酶的影响

Kar2p是分子伴侣蛋白,可与新生肽结合,促进新生肽进入内质网。为研究其对米黑根毛霉脂肪酶(RML)在毕赤酵母中表达的影响,通过PCR方法从毕赤酵母菌株中克隆到KAR2基因,并用毕赤酵母胞内表达载体pPIC3.5K构建过表达质粒KAR2-pPIC3.5K。用电转化的方法,将KAR2-pPIC3.5K二次转化到含4-拷贝rml基因的毕赤酵母重组菌株4pRML-X33中,获得能同时过表达RML和KAR2p的二次转化子4pRML-X33-KAR2。摇瓶发酵发现,过表达KAR2基因对菌株生长无明显影响,但RML胞外酶活降低。采用RT-qPCR方法分析菌中rml及UPR相关基因的转录水平,发现KAR2基因转录水平上调了3.7倍,虽然仅引起与UPR相关的HAC1基因转录水平的下调,但却使rml的表达下调43%。说明KAR2过表达导致RML产量降低是降低了rml的mRNA量,而不是增加内质网中蛋白折叠的压力。     

葡萄糖酸钠对光滑球拟酵母CCTCC M202019能量代谢和丙酮酸积累的影响

在好氧条件下,光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)CCTCC M202019能够利用葡萄糖酸钠为唯一碳源生长并积累少量丙酮酸。在含有90 g/L葡萄糖的培养基中,16 h时添加10 g/L葡萄糖酸钠,与100 g/L葡萄糖作为唯一碳源的对照组相比,细胞质量浓度、葡萄糖消耗速率、丙酮酸生产强度分别提高7.96%、13.04%和32.81%;其原因在于葡萄糖酸钠的添加,使胞内NAD+浓度提高了29.73%,NADH/NAD+比值和ATP含量分别下降26.89%和8.50%,此变化显著缓解了NADH和ATP对于糖酵解途径的抑制作用,从而显著加快糖酵解速率。     

腺苷甲硫氨酸对成肌细胞成脂分化及脂肪沉积的影响

【目的】以小鼠成肌细胞（C2C12）为模型探讨蛋氨酸代谢产物腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine,SAM）对肌肉来源的多能干细胞成脂分化及脂肪沉积的影响。【方法】分别用含有0、0.25、1.0和2.0 mmol•L-1 SAM的培养基处理细胞,在处理后的0、24、36和48 h分别对各处理组细胞进行油红O染色观察细胞形态并测定光密度（OD）值;在处理后第2天收集细胞总RNA与总蛋白,分别用RT-PCR和western blotting方法检测细胞成脂相关基因的mRNA与蛋白表达水平。【结果】经SAM处理后,细胞表现出脂肪细胞的形态特征;细胞内脂肪沉积水平上升,并且随SAM处理浓度的升高呈现出剂量依赖效应;细胞的脂肪特异性基因PPARγ、C/EBPα的mRNA及蛋白表达水平显著升高（P＜0.05）;其它特异性基因aP2、FAS及SREBP-1的表达在经SAM处理后呈剂量依赖性升高（P＜0.05）,其中2.0 mmol•L-1 SAM处理组升高最为显著,三者mRNA表达水平分别上升了6.86（P＜0.01）、3.45（P＜0.05）和3.48（P＜0.01）倍。【结论】SAM可以促进C2C12细胞成脂分化及细胞内脂肪的沉积。     

玉米SAMS基因的克隆与序列分析

腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）是植物代谢中的1个关键酶,它催化ATP和L一甲硫氨酸合成腺苷甲硫氨酸（SAM）。以玉米为材料,用Trizol一步法提取总RNA,根据已报道的水稻和小麦等的SAMS基因设计1对引物．通过RT-PCR方法获得1条约1．2kb特异片段,连接T载体测序,其全长共1191bp,编码496个氨基酸残基。利用生物信息学分析,结果表明：SAMS蛋白疏水性最大值为1．73,最小值为-2．1;无跨膜域;二级结构主要以无规卷曲为主。     

意大利蜜蜂蜂王与工蜂幼虫甲基供体S-腺苷甲硫氨酸合成与代谢的差异

【目的】研究意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)蜂王与工蜂幼虫甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)合成与代谢的差异,为探索DNA甲基化与蜜蜂级型分化的关系提供理论依据。【方法】试验选用890只1日龄雌性蜂幼虫,分别来自5群姐妹蜂王群。其中445只进行人工育王(89只/群);剩余445只培育成工蜂(89只/群)。取3、4、5日龄蜂王和工蜂幼虫,测定其体内SAM合成与代谢关键酶基因表达和酶活性的差异。【结果】蜂王幼虫SAM含量随日龄的增加变化不显著(P0.05);工蜂幼虫SAM含量随日龄增加呈上升趋势(P0.05)。蜂王幼虫SAMS基因表达量随日龄增加呈梯度下降的趋势(P0.01),而工蜂幼虫SAMS表达随日龄变化不显著(P0.05);3日龄与4日龄时,蜂王幼虫SAMS表达量显著高于工蜂(P0.05),5日龄时,工蜂幼虫SAMS表达量显著高于蜂王(P0.05)。Dnmt1a与Dnmt3表达在两级型间差异不显著(P0.05),其中蜂王幼虫Dnmt1a表达随日龄增加无显著变化(P0.05),但其酶活性呈下降趋势(P0.05);工蜂幼虫Dnmt1a表达随日龄增加呈下降趋势(P0.05),其酶活性呈上升趋势(P0.01),其中3日龄与4日龄时,蜂王幼虫Dnmt1酶活性显著高于工蜂幼虫(P0.05),而5日龄时,工蜂幼虫Dnmt1酶活性显著高于蜂王幼虫(P0.05)。蜂王Dnmt3表达量随日龄增加呈下降趋势(P0.05),工蜂幼虫Dnmt3表达随日龄增加变化不显著(P0.05);蜂王幼虫Dnmt3酶活性随日龄变化不显著(P0.05),工蜂幼虫Dnmt3酶活性随日龄变化显著(P0.05),但蜂王幼虫Dnmt3酶活性在3、4、5日龄均显著高于工蜂幼虫(P0.01)。【结论】3—5日龄意大利蜜蜂蜂王幼虫与工蜂幼虫体内活性甲基供体SAM的合成与代谢存在差异。在4日龄之前,蜂王幼虫SAM的合成比工蜂活跃,4日龄之后,工蜂幼虫的SAM合成与蜂王幼虫相近;在4日龄之前,SAM参与DNA维持甲基化的代谢过程,蜂王幼虫比工蜂活跃,4日龄之后,工蜂幼虫比蜂王幼虫活跃;在3—5日龄,SAM参与DNA从头甲基化的代谢活性,蜂王幼虫始终不低于工蜂幼虫。     

副溶血弧菌对罗氏沼虾肝胰腺和鳃组织中呼吸相关酶活性及抗氧化酶基因表达的影响

【目的】探讨副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）对罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）肝胰腺和鳃组织中呼吸相关酶活性和抗氧化酶基因的影响,以期为罗氏沼虾免疫机理研究和病害防治提供参考依据。【方法】选取规格整齐、健康的罗氏沼虾,分别注射PBS溶液（对照组）和副溶血弧菌（试验组）,在第1、3、6、12、24、48、72和96h统计累计存活率,并取肝胰腺和鳃组织进行呼吸相关酶活性及抗氧化酶相关基因表达测定。【结果】罗氏沼虾感染副溶血弧菌后,随着时间的推移,其累计存活率逐渐下降,在96h累计存活率为72%。感染副溶血弧菌后,其肝胰腺中的ATP合酶、细胞色素C氧化酶和NADH脱氢酶活性随时间延长均呈先降低后上升最后趋于对照组水平的变化趋势,且在6~24h 3种酶活性均显著低于对照组（P<00.05,下同）,之后酶活性逐步上升;活性氧（ROS）含量则呈先上升后下降的变化趋势,且在6~48h显著高于对照组;超氧化物歧化酶（SOD）基因、过氧化氢酶（CAT）基因及谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）基因相对表达量呈先升高后降低再升高的变化趋势。在鳃组织中,ATP合酶、细胞色素C氧化酶和NADH脱氢酶的活性随着感染时间的延长呈先降低后上升至趋于对照组水平,在6~72h 3种酶活性不同时间段表现出显著下降趋势;ROS含量则呈先上升后下降的变化趋势;SOD、CAT和GPX基因相对表达量呈先升高后降低再升高的变化趋势,且均在感染6h显著上调至最大值,其中GPX基因相对表达量在12~48h显著下调低于对照组,并在72h逐渐上调。【结论】副溶血弧菌感染罗氏沼虾后对肝胰腺和鳃组织中的呼吸相关酶及抗氧化酶基因产生显著影响,ROS水平呈上升趋势。虽然罗氏沼虾能通过自我调节呼吸相关酶和抗氧化酶基因促使机体抵御病原体入侵,但超过机体自我调节的限度时会对机体造成损伤。     

成肌细胞成脂过程中PPARγ、C/EBPα和Myogenin 基因启动子的甲基化变化

【目的】利用C2C12成肌细胞探讨肌源性干细胞成脂过程与调控成脂和成肌分化的关键转录因子PPARγ（peroxisome proliferator-activated receptor gamma）、C/EBPα（CCAAT/enhancer binding protein alpha）和Myogenin启动子区甲基化的关系。【方法】分别用2%马血清和三联诱导剂诱导C2C12细胞成肌和成脂分化,在马血清促进的成肌分化第0、1、3和5天收集细胞进行姬姆萨染色观察肌管形成情况;在三联诱导的成脂分化第0、2、4、6和10天收集细胞进行油红O染色观察脂滴形成情况;提取成肌诱导第0、1、3、5天和成脂诱导第0、2、4、6天的RNA和DNA,分别采用qRT-PCR检测成肌和成脂分化相关基因的表达,采用重亚硫酸盐测序的方法检测PPARγ、C/EBPα和Myogenin启动子区甲基化的变化,并分析基因表达与甲基化状态的相关关系。【结果】①C2C12细胞经马血清诱导形成了多核肌管,表达成肌相关基因,但不表达脂肪特异性基因;三联诱导使C2C12细胞自主分化的肌管中沉积了脂滴,同时表达成脂和成肌相关基因;②重亚硫酸盐测序结果表明,在未分化的成肌细胞中,PPARγ基因启动子的甲基化水平是61%,在三联诱导第2、4和6天,其甲基化程度依次为49%、39%和42%,呈逐渐去甲基化趋势,与PPARγ基因转录负相关;在马血清诱导第3和5天,甲基化水平为56%和48%,与未分化的成肌细胞相比差异不显著,同时PPARγ基因的表达水平也没有显著变化;③Myogenin基因在马血清促进的成肌过程中甲基化水平不断降低（49%、42%、35%和34%）,转录水平急剧增加;在三联诱导过程中,Myogenin启动子的甲基化水平由0天的49%下降为第1天的37%、第3天的41%和第5天的38%,但下降幅度弱于马血清诱导的成肌过程,这一结果与降低的Myogenin转录上调相吻合;④C/EBPα基因在未分化的C2C12细胞中呈低甲基化状态,甲基化程度仅为1.6%,在成肌分化和脂肪沉积过程中均未发生显著变化,与基因表达无显著关联。【结论】成脂和成肌关键转录因子PPARγ和Myogenin启动子区的DNA甲基化变化参与了成肌细胞的分化和脂肪沉积的调控。     

淡水养殖鱼类死后生化变化及其对鲜度质量的影响

本文采用不同致死方法研究究死前不同生理状态对死后ATP及其相关物质的生化变化，并结合编、鲢、草鱼的部分K值测定结果，考察了鱼体在僵硬前期与全僵期的鲜度质量变化。测定结果表明：（1）活杀、挣扎死和半死的精，死后最初ATP和乳酸含量与达到全僵的时间直接相关，死前肌肉ATP和糖原消耗的有无和程度是决定其死后达到全僵时间长短与活杀效果大小的根本因素，因而对改进保鲜技术具有重要指导意义。（2）编死后达到全僵的时间与IMP达到最高值的时间一致，随后IMP缓慢下降，HxR及K值缓慢上升，达到解僵前的IMP仍保持在较高的水平。（3）不同季节的镛、鲢和草鱼死后达到全僵时的K值均基本保持在20％以内的高鲜度范围，但达到解僵时的K值，仅在解僵时间短的夏季和春季可能保持在20％以内，对在解僵时间长的秋季和冬季，均超过20％，甚至接近40％．表明鲜度质量逐渐下降。