维管植物4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)研究进展

在大多数维管植物中4CL以基因家族形式出现.4CL基因成员在植物组织中差异表达,参与不同的苯丙烷类衍生物的生物合成.4CL基因的表达受发育调控,其表达还能被环境因子激活,如各种伤害、病原菌侵染、紫外线辐射等.4CL具有高度趋异的底物偏好性及底物特异性,决定4CL同工酶底物特异性的因素可能是结合沟的空间限制而不是底物和多肽链之间的特异性相互作用.在4CL氨基酸序列中存在2个保守的肽基序(motif),肽基序Box Ⅰ,SSGTFGLPKGV,肽基序BoxⅡ,GEICIRG.应用反义技术已经成功地将4CL基因用于调控模式植物拟南芥、烟草及木本植物美洲山杨、毛白杨木质素的生物合成.未来的研究应侧重以下方向:应用多种技术分离、鉴定出更多木本植物的4CL基因;通过生物技术来增加木本植物木质素含量的研究也值得期待;建立4CL蛋白结晶体系,从原子水平解析4CL蛋白的结构,从而从根本上阐明4CL蛋白结构与功能之间的关系.     

七彩虹竹4-香豆酸辅酶A连接酶基因(Ih4CL)的克隆及功能分析

4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)是苯丙烷类代谢途径的关键酶,在上游调控木质素代谢、黄酮代谢。本研究根据转录组数据设计的1对特异引物,采用逆转录PCR(RT-PCR)方法从七彩红竹1年生红秆中克隆到4-香豆酸辅酶A连接酶基因Ih4CL,该基因包含1 677bp完整的c DNA开放阅读框,编码558个氨基酸;生物信息学方法对Ih4CL编码的氨基酸蛋白序列进行的分析表明,Ih4CL与禾本科植物4CL蛋白具有较近的亲缘关系,其中与短花药野生稻的同源性达88%;荧光定量PCR检测结果显示Ih4CL基因在七彩红竹的嫩叶中的表达量明显低于茎秆中的表达量。     

思茅松毛虫肠道脂肪酶高产菌株的筛选及其酶特性研究

从思茅松毛虫幼虫肠道中分离出3属7株产脂肪酶菌,以思茅松松节油为底物,筛选高产脂肪酶菌株,测定脂肪酶活性,确定酶解特性,生长量和产酶特性。结果表明:以思茅松松节油和橄榄油为底物时,7株产脂肪酶菌均表现出不同的产脂肪酶活性,其中以菌株D12的产脂肪酶活性最高。以思茅松松节油为底物时,菌株D12的脂肪酶活力高达4.06 U·mL-1;菌株D12为中温型产碱性脂肪酶菌株,最适作用温度40℃,最适pH值为8.0;菌株D12经发酵至60 h时,OD600值高达0.68,说明其生长量达到最大,在48 h左右时酶活力达到最高,为6.6 U·mL-1。     

多穗柯4-香豆酸辅酶A连接酶基因的克隆和表达分析

为了克隆多穗柯4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate-CoAligase,4CL)基因,了解其表达情况,从而为深入研究4CL基因分子功能及黄酮类化合物生物合成奠定基础,依据多穗柯转录组测序结果,设计特异性引物,PCR扩增得到4CL基因cDNA全长序列,利用相关软件进行生物信息学分析;采用qRT-PCR法检测4CL基因在不同器官中的表达情况,使用SPSS18.0软件分析其表达量与根皮苷含量间的关系。结果表明:多穗柯4CL基因cDNA全长1704bp,包含长1629bp的开放阅读框,编码含542个氨基酸的蛋白质。该蛋白定位于细胞质中,属亲水性蛋白。多穗柯4CL基因在除根以外的各个器官中均有表达,且表达量与根皮苷含量间呈极显著的正相关关系(P<0.01)。     

华盖木多酚氧化酶酶学特性研究

以华盖木嫁接苗当年生茎段为试材提取PPO酶液,研究温度、pH值、底物邻苯二酚浓度及抑制物对PPO活性的影响。结果表明:华盖木多酚氧化酶的最适温度为35℃,最适pH值为7.0,温度和pH值过高或过低都会降低酶活性;邻苯二酚浓度为0.14 mo.lL-1时,PPO活性最大,低于0.14 mo.lL-1时,随底物浓度的增加,酶活性增加,超过0.14 mol.L-1时,加大底物浓度酶活性降低;Na2SO4、柠檬酸、抗坏血酸(Vc)对华盖木PPO的活性均有一定的抑制效果,其中Vc的抑制效果最显著。     

链霉菌Z18中一种木聚糖酶(XynA)的纯化和性质

研究了链霉菌Z18中一种低分子质量木聚糖酶(XynA)的纯化和性质.粗酶液经过20%～50%硫酸铵沉淀和S-300凝胶过滤两步纯化得到电泳纯的XynA,分子质量为22ku,最适pH值为7.0,pH值稳定范围在5.0～8.0之间;最适温度为60℃,稳定温度为50℃.XynA对不同木聚糖表现出较高的活力,对其它所试底物无活性.XynA水解桦木木聚糖的主要产物为木二糖和木三糖,无木糖生成,说明它适合应用于低聚木糖的生产.     

环颈雉骨蛋白风味蛋白酶水解工艺条件的优化

选用风味蛋白酶对环颈雉骨蛋白进行水解,在风味蛋白酶的最适温度50℃和pH值7.0条件下,以水解度(DH)和氮回收率为指标,优化出风味蛋白酶最适的水解条件:底物浓度为2 g/100 mL,[E]/[S]为2:100,水解时间4 h.研究表明:在此条件下骨蛋白水解液的水解度和氮收率较为合理,为后续的美拉德反应产生风味物质提...     

4种植食性甲虫肠道内纤维素酶活性的比较

为比较和客观评价昆虫体内纤维素酶的活性,在不同温度及pH值下测定杨叶甲、二纹柱萤叶甲、紫榆叶甲成、幼虫及双条杉天牛幼虫消化道内3类纤维素酶的活性.结果表明:4种甲虫体内均有消化纤维素的完整酶系,3种叶甲成、幼虫体内各纤维素酶的最适温区为40 ～ 60℃、最适pH值范围为4～6,在高温和强碱条件下均未能检测出酶活性;双条杉天牛幼虫C1酶活性在强碱pH =9和70℃条件下活性最高,Cx酶和β-葡萄糖苷酶活性低于3种叶甲的成虫和幼虫,C1酶活性显著高于3种叶甲的成虫和幼虫.温度和pH值对昆虫体内纤维素酶活性有显著的影响,甲虫取食习性的不同可能导致体内纤维素酶活性的差异,酶活性的差异是否受到昆虫亲缘关系的影响还需要进一步研究.     

山药多酚氧化酶部分特性的研究

采用分光光度法测定波长410 nm处山药多酚氧化酶(PPO)的活性,研究了pH、温度、底物浓度、vmax和Km值以及抑制剂对山药PPO活性的影响.结果表明,山药PPO的最适pH=6.0,最适温度为35℃,底物浓度低于0.06 moL·L-1时,山药PPO活性与底物浓度呈线性关系,其Km=0.078moL·L-1,Vmax=0.259(△OD·min-1),抑制剂柠檬酸、苹果酸、L-抗坏血酸对山药PPO活性均有抑制作用.     

毛白杨纤维素合酶基因PtCesA_4的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

组合利用生物信息学和RT-PCR方法,首次从毛白杨未成熟木质部cDNA中分离出PtCesA4cDNA全长,并进行测序和序列分析,结果表明克隆的毛白杨PtCesA4 cDNA片段总长为3 757 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为3 129 bp,可编码长度为1 042个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与拟南芥AtCesA4、水稻OsCesA,和火炬松PtCesA2的蛋白质氨基酸序列同源性分别为80.3%,78.9%和75.6%.组织特异性Realtime-PCR结果显示,PtCesA4基因在杨树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达,但其表达模式却不同:PtCesA4在成熟叶片、未成熟木质部和成熟木质部中表达丰度最高,在根部和顶端分生组织表达丰度中等,在树皮和韧皮部有少量表达,在形成层中表达丰度最低.在此基础上,组合利用MEGA3.1和DnaSP4.50.4软件对毛白杨40株基因型个体的PtCesA4序列进行比对和分析,检测到153个单核苷酸多态性(sinsh nueleotide polymorphism,SNP)位点,SNP频率为1/35 bp,多样性指数π/0.005 02.其中51个是常见SNPs,102个为罕见SNPs.在这些SNPs中,有118个属于转换,35个属于颠换.在外显子区域,共检测到69个SNP位点,其中59个为同义突变,10个为错义突变.对PtCesA4基因内SNPs进行的连锁不平衡分析结果显示,随着核苷酸序列长度的增加,SNPs的连锁不平衡在基因内部迅速衰退,因此,在毛白杨中,基于PtCesA4基因的连锁不平衡作图是可行的,而基于整个杨树基因组的连锁不平衡作图是不可行的.也是不必要的.研究结果为毛白杨PtCesA4基因的连锁不平衡作图及其基因辅助毛白杨木材纤维性状的分子育种提供了理论依据.     

杜仲HDR基因全长cDNA克隆与序列分析

以杜仲叶片cDNA为模板,采用反转录RCR及RACE技术分离出HDR基因的cDNA克隆,命名为EuHDR。EuHDR基因cDNA全长1 653 bp,5’端非编码区长82 bp,3’端非编码区长188 bp,编码460个氨基酸,与喜树HDR基因序列相似性最高,达82%;推导EuHDR氨基酸序列中包含转运肽序列(A1-A33)及植物HDR蛋白多个保守的功能位点(A117,A208,A262,A345);EuHDR蛋白二级结构α-螺旋占35.65%,β-折叠占19.78%,螺环结构占44.57%;EuHDR蛋白三级结构为单体形式,呈不规则的三叶草形状;系统进化分析表明EuHDR蛋白与葡萄HDR蛋白的亲缘关系最为接近。     

A novel water-soluble alpha-(1-->4)-glucan from the root of Cudrania tricuspidata

CTPS-01, a water-soluble polysaccharide, was obtained from the root of Cudrania tricuspidata and estimated to have an average molecular weight of 5.9 x 10(3) and to be composed of glucose residues, solely. It contains an average repeating unit of decasaccharide, having a backbone consisting of 1,4-linked alpha-D-glucopyranosyl residues, to which a side chain consisting of terminal and 1,4-linked alpha-D-glucopyranosyl residues is attached at position O-6 of the branching residues.     

日本落叶松杂种及亲本 4CL基因的克隆和SNP多态性分析

以日本落叶松(Larix kaempferi)不同杂交组合为材料,依据转录组测序信息,成功获得了11种日本落叶松材料的4 CL基因的编码区序列,该序列长1 537 bp,包含完整ORF片段1 368 bp,编码455个氨基酸。qRT-PCR结果分析表明,除日本落叶松Larix16×Larix61组合外,Larix82×Larix13、Larix40×Larix10和Larix82×Larix61子代的表达均高于双亲,推测4 CL基因差异表达与落叶松杂种的木质素生物合成有关。进一步采用SNP标记方法和DNAMAN软件对不同日本落叶松杂种和亲本组合的单核苷酸多态性进行分析。共检测到66个SNP多态性位点,表明日本落叶松4CL 具有丰富的遗传多样性。66个SNP变异中,属于三突变1个;转换类型45个,占总变异的68.18%;20个属于颠换类型,占总变异的30.30%,转换:颠换=9:4。在转换类型中,A/G和C/T转换分别占28.79%和39.39%;颠换类型中A/C、A/T、G/C、G/T分别占4.55%、9.09%、9.09%和7.58%。采用NJ 聚类法对克隆片段的氨基酸序列进行了遗传多样性分析。     

Hepatoprotective activity of Beta vulgaris against CCl4-induced hepatic injury in rats

Ethanolic extract of Beta vulgaris roots given orally at doses of 1000, 2000 and 4000 mg/kg exhibited significant dose-dependent hepatoprotective activity against carbontetrachloride (CCl(4))-induced hepatotoxicity in rats. Hepatotoxicity and its prevention were assessed by serum markers viz. cholesterol, triglyceride, alanine amino transferase and alkaline phosphatase.     

Hepatoprotective activity of Clerodendrum inerme against CCl4 induced hepatic injury in rats

The ethanolic extract of Clerodendrum inerme leaves were screened for its hepatoprotective activity in CCl(4) (0.5 ml/kg, i.p) induced liver damage in Swiss albino rats at a dose of 200 mg /kg bw. The ethanolic extract of C. inerme significantly (P<0.001) decreases the serum enzyme alanine amino transferase (ALT), asparate amino transferase (AST), alkaline phosphates (ALP), triglycerides (TGL), total cholesterol (TC) and significantly increased the glutathione level. Silymarin (25 mg/kg), a known hepatoprotective drug used for comparison exhibited significant activity (P<0.001). The extract did not shown any mortality up to a dose of 2000 g/kg bw.     

Chemical constituents of Kigelia pinnata twigs and their GLUT4 translocation modulatory effect in skeletal muscle cells

Phytochemical investigation of the ethanolic extract of twigs of Kigelia pinnata DC. afforded one new iridoid 7-hydroxy eucommiol (1), and nine known compounds (2-10). The structure of compounds was elucidated by extensive spectroscopic methods, including 1D, 2D NMR experiments and MS analysis. All these compounds were evaluated for GLUT4 translocation modulatory effect in skeletal muscle cells. Four of the tested compounds 1, 5, 6 and 7 showed significant stimulation of GLUT4 translocation to cell surface in skeletal muscle cells without any adverse effect on cell viability. Effect of these four compounds was concentration-dependent and comparable to standard drug rosiglitazone. These findings indicate that constituents of K. pinnata may provide leads for the therapeutics for insulin resistance and diabetes.     

Role for toll-like receptor 4 in TNF-alpha secretion by murine macrophages in response to polysaccharide Krestin,a Trametes versicolor mushroom extract

Woody fungi and yeast preparations show promise in cancer treatment by activating anti-tumor immune responses. Macrophages (J774A.1) were treated with PSK, Reishi extract, scleroglucan or vehicle control. Pre-incubation with TLR4 blocking antibody inhibited TNF-alpha secretion by both J774A.1 cells and primary splenocytes but had inconclusive effect on scleroglucan-induced secretion of TNF-alpha. PSK induced TNF-alpha and IL-6 secretion by wild type but not by TLR4-deficient peritoneal macrophages. We conclude that constituents from PSK act as ligands for TLR4 receptors leading to induction of TNF-alpha and IL-6 inflammatory cytokines. Receptor-mediated differences may be due to structural differences in beta glucans or non-glucan constituents.     

毛竹木质素合成相关基因C4H的克隆及组织表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中克隆了C4H基因cDNA全长序列。该基因包含1 506 bp开放读码框,编码502个氨基酸。与NCBI核酸和蛋白数据库中序列进行比对, 结果表明该基因与单子叶植物高粱、水稻和玉米中的C4H基因同源性较高,分别达到88%、88%和87%。经过荧光定量PCR分析,该基因在毛竹不同发育时期和不同组织中表达丰度不同,在冬笋中表达量最高,其次为春笋顶部、中部、叶、3年生茎、根、叶鞘、2年生茎、春笋、1年生茎,而在春笋基部中表达最低。在笋顶部、中部的高水平表达表明本文克隆的C4H基因与发育时期维管组织的细胞壁加厚相关,可以作为调控木质素合成的目标基因用于竹子基因工程改良。     

泡桐丛枝植原体pPaWBNy-2-ORF4编码蛋白的抗体制备和表达分析

以感病泡桐组培苗提取的DNA为模板,采用PCR方法扩增pPaWBNy-2-ORF4的部分片段.将目的片段克隆到原核表达载体pGEX-4T-3,重组质粒pGEX-p2ORF4转化大肠杆菌Rosseta(DE3)菌株.IPTG诱导表达,分子量约为38 kDa的含GST标签的融合蛋白得到表达.切胶回收目的蛋白,免疫大白兔制备抗血清.间接ELISA测定抗血清的效价约为1:4096,免疫印迹实验显示:抗血清能够与原核表达的GST融合蛋白发生特异的免疫反应,与pPaWBNy-1-ORF5的原核表达蛋白无明显的交叉反应.利用制备的抗血清,在感病泡桐饲毒的茶翅蝽中检测到分子量约为18 kDa的蛋白条带,而在无菌茶翅蝽和感病泡桐组培苗中均未检测到,表明pPaWBNy-2-ORF4在饲毒的茶翅蝽中表达,而在感病泡桐组培苗中未表达或表达量低于检测水平.据此推测,该基因参与茶翅蝽传播泡桐丛枝植原体.     

Aromatic plant-derived essential oil: an alternative larvicide for mosquito control

Five aromatic plants, Carum carvi (caraway), Apium graveolens (celery), Foeniculum vulgare (fennel), Zanthoxylum limonella (mullilam) and Curcuma zedoaria (zedoary) were selected for investigating larvicidal potential against mosquito vectors. Two laboratory-reared mosquito species, Anopheles dirus, the major malaria vector in Thailand, and Aedes aegypti, the main vector of dengue and dengue hemorrhagic fever in urban areas, were used. All of the volatile oils exerted significant larvicidal activity against the two mosquito species after 24-h exposure. Essential oil from mullilam was the most effective against the larvae of A. aegypti, while A. dirus larvae showed the highest susceptibility to zedoary oil.