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转录组和代谢组分析盐度对盐单胞菌合成羟基四氢嘧啶的影响

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水生生物学报 2024年第7期48卷 1193-1204页

作者：张蔓邢江娃朱德锐李永臻青海大学医学部基础医学研究中心西宁810016

为了明确不同盐度对Halomonas campaniensis XH26合成羟基四氢嘧啶(5-hydroxyectoine,5-HE)代谢通路和基础代谢的影响,研究采用无NaCl作为对照组,以12%、14%和16%NaCl浓度梯度作为高盐组。利用转录组测序和液质联用技术(LC-MS)分析了***... 详细信息

为了明确不同盐度对Halomonas campaniensis XH26合成羟基四氢嘧啶(5-hydroxyectoine,5-HE)代谢通路和基础代谢的影响,研究采用无NaCl作为对照组,以12%、14%和16%NaCl浓度梯度作为高盐组。利用转录组测序和液质联用技术(LC-MS)分析了*** XH26在不同NaCl浓度条件下的差异表达基因和差异代谢物,并利用qPCR对与Ectoine和5-HE合成密切相关的差异基因的表达量进行了相对定量分析验证。结果显示,5-HE合成量在高盐组间随盐梯度先增加后降低,并在14%NaCl浓度时达到最高。转录组结果显示,在186个KEGG代谢通路中,差异表达基因在ABC转运蛋白、双组分系统、鞭毛组装等通路中高度富集。筛选到与5-HE合成代谢相关的7个关键基因表达存在差异,包括lysC、ectA、ectB、ectC、ectD、doeC和doeD。qPCR验证结果与转录组学分析结果基本一致。代谢组分析共发现了1159个差异代谢物,主要富集在氨基酸代谢、辅因子-维生素代谢和碳水化合物等代谢通路。研究还筛选出了显著差异的相容性溶质,包括四氢嘧啶、羟基四氢嘧啶和甜菜碱。研究分析了菌株*** XH26的耐盐特性及盐适应机制,初步明确了5-HE产量及合成基因簇表达随盐度变化的规律,为高产5-HE的野生菌的优化和基因工程菌的构建提供了理论基础。

关键词：转录组学代谢组学盐单胞菌羟基四氢嘧啶

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青海盐湖抑菌活性嗜盐菌的筛选及其生物学特征研究

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海洋湖沼通报 2024年

作者：杨海山邹忠阳张鑫赵玲莉张翔张海霞朱德锐李永臻青海大学医学院基础医学研究中心青海大学附属医院

本实验对来自小柴旦盐湖、青海湖和柯柯盐湖的32株嗜盐菌进行发酵并提取胞内产物，采用滤纸片法（K-B法）筛选具有抗菌活性的菌株。结果得到K-20、X-32、Q-10、 Q-19、Q-31等6株嗜盐菌对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、大肠杆菌（E... 详细信息

本实验对来自小柴旦盐湖、青海湖和柯柯盐湖的32株嗜盐菌进行发酵并提取胞内产物，采用滤纸片法（K-B法）筛选具有抗菌活性的菌株。结果得到K-20、X-32、Q-10、 Q-19、Q-31等6株嗜盐菌对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和漳州芽孢杆菌（Bacillus zhangzhou）等菌株显示抑菌活性。在不同培养条件下研究活性菌株的生物学特征，结果显示6株活性菌革兰氏染色均为阴性，呈长杆状或弧形，菌株最适生长盐浓度（NaCl）范围为0.5～2.5 mol/L，均属于中度嗜盐菌（其中Q-31为耐盐菌），最适生长pH为6.0～8.0，最适生长温度为37 ℃；生化鉴定结果显示，6株菌均能利用酵母抽提物、干酪素、胰蛋白胨等氮源，其中K-20、X-20、X-32和Q-31能使明胶（GEL）液化，X-20、X-32、Q-10和Q-31能产生脲酶（URE），还原硝酸盐；经16S rRNA基因序列比对和系统发育分析，活性菌株分别属于盐单胞菌属（Halomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、弧菌属（Vibrio）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）。

关键词：嗜盐菌筛选抑菌作用生物学特征系统发育

宏基因组学研究克鲁克-托素湖微生物群落结构及功能代谢

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海洋湖沼通报(中英文) 2024年

作者：林子静龙启福沈国平邢江娃朱德锐李永臻青海大学医学院基础医学研究中心

克鲁克湖和托素湖（KLK-TS）湿地位于青藏高原东部，地理位置特殊，其生态系统具有独特的生物多样性。本文基于宏基因组学方法对克鲁克-托素湿地微生物多样性进行研究，并分析两湖泊水体微生物的群落结构和功能基因的差异。结果表明，... 详细信息

克鲁克湖和托素湖（KLK-TS）湿地位于青藏高原东部，地理位置特殊，其生态系统具有独特的生物多样性。本文基于宏基因组学方法对克鲁克-托素湿地微生物多样性进行研究，并分析两湖泊水体微生物的群落结构和功能基因的差异。结果表明，两湖的微生物优势类群在门水平上基本相同，但相对丰度有差异：克鲁克湖中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)为优势菌门，托素湖则以变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主。通过KEGG数据库对比分析发现克鲁克-托素湖在全局和总览图 (Global and overview maps)、碳水化合物代谢（Carbohydrate metabolism）和氨基酸代谢（Amino acid metabolism）的功能基因较为丰富。本研究结果旨在增加对克鲁克-托素湖水体微生物群落结构及代谢功能的理解，为高原湿地环境的综合治理和保护提供新的知识。

关键词：克鲁克湖托素湖宏基因组群落结构代谢通路

α-CF2H螺[吡咯烷—异噁唑酮]的不对称合成方法学及体外抗肿瘤活性研究

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α-CF2H螺[吡咯烷—异噁唑酮]的不对称合成方法学及体外抗肿瘤活...

作者：李永臻兰州大学

学位级别：硕士

异恶唑-5-酮是很多临床常用的药物分子以及天然产物的母体骨架结构,对异恶唑酮结构进行化学修饰一直以来都是化学家们研究的重点方向之一。近年来,越来越多的研究发现异恶唑-5-酮核心结构的构建,尤其通过不对称催化在异噁唑-5-酮的C-4... 详细信息

异恶唑-5-酮是很多临床常用的药物分子以及天然产物的母体骨架结构,对异恶唑酮结构进行化学修饰一直以来都是化学家们研究的重点方向之一。近年来,越来越多的研究发现异恶唑-5-酮核心结构的构建,尤其通过不对称催化在异噁唑-5-酮的C-4位构建季碳手性中心对新药研究具有重要的意义。此外,随着药物化学以及有机化学的发展,氟元素因其独特的理化性质受到合成药物学家的亲睐,因为使用氟原子替代苗头化合物的氢,不仅可以改善药物的代谢稳定性和构象稳定性,而且可以使药物具备更好的的生物利用度和生物选择性。在各种含氟取代基团中,二氟甲基(-CFH)最为特殊,因为F的强吸电子特性,使得其C-H键的氢原子具有一定的酸性,这样在改善相应分子物理化学性质的基础上,还可以进一步增强药物分子与靶点的相互作用,因此含二氟甲基化合物的合成受到了众多药物化学家的高度重视。目前催化不对成构建C-CFH化学键的方法十分有限,经常需要对底物进行预先设计,步骤繁琐,原子经济性差,因此发展一种操作简单,适用性广的将二氟甲基不对称引入异恶唑酮骨架的方法对药学研究具有重要的意义。本文中,我们描述了一种双三氟甲基取代的辛可尼丁方酰胺为催化剂,硫代靛红二氟亚胺与异恶唑-5-酮进行的不对称[3+2]环加成反应。该反应可以以很好的立体选择性以及产率得到连续含有四个手性中心的螺[吡咯烷-异恶唑酮]化合物。此外,MTT抗肿瘤实验发现这一类化合物具有潜在的抗肿瘤应用价值。

关键词：二氟甲基不对称合成异恶唑酮药物分子

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相容溶质四氢嘧啶的微生物合成研究进展

生物工程学报 2022年第3期38卷 868-881页

作者：张鑫舒志万李永臻邢江娃王嵘沈国平朱德锐青海大学医学院基础医学研究中心青海西宁810016

四氢嘧啶(ectoine)作为一种氨基酸的衍生物,是嗜盐微生物胞内重要的天然次级代谢物,具有保护细胞和稳定生物大分子的功能,可广泛应用于药物制备佐剂、器官移植与保存、皮肤创伤修复与新型化妆品研发等生物医学领域。由于四氢嘧啶的医用... 详细信息

四氢嘧啶(ectoine)作为一种氨基酸的衍生物,是嗜盐微生物胞内重要的天然次级代谢物,具有保护细胞和稳定生物大分子的功能,可广泛应用于药物制备佐剂、器官移植与保存、皮肤创伤修复与新型化妆品研发等生物医学领域。由于四氢嘧啶的医用价值和商业市场需求,文中从野生菌株的筛选与诱变育种、构建基因工程菌株与系统代谢整合工程菌株、四氢嘧啶的优化发酵与生产工艺以及抽提纯化工艺等方面,系统论述了四氢嘧啶高效积聚和过量化生产研究策略,并展望多组学、计算生物学及“细胞工厂”等技术在后续四氢嘧啶高效生产上的应用前景。

关键词：四氢嘧啶紫外诱变基因工程系统代谢分批发酵

青藏高原4类典型水化学特征湖泊的细菌多样性差异及影响因素

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生物多样性 2022年第4期30卷 85-99页

作者：沈国平韩睿缪增强邢江娃李永臻王嵘朱德锐青海大学医学院基础医学研究中心西宁810016 青海大学农林科学院青海省蔬菜遗传与生理重点实验室西宁810016

青藏高原分布着我国最密集的极端环境湖泊群,湖泊类型和水化学特征多样,而不同类型湖泊的细菌群落组成与多样性差异的系统研究相对较少。本文以青藏高原4类典型水化学特征湖泊(即氯化物型、MgSO_(4)亚型、Na_(2)SO_(4)亚型、碳酸盐型)... 详细信息

青藏高原分布着我国最密集的极端环境湖泊群,湖泊类型和水化学特征多样,而不同类型湖泊的细菌群落组成与多样性差异的系统研究相对较少。本文以青藏高原4类典型水化学特征湖泊(即氯化物型、MgSO_(4)亚型、Na_(2)SO_(4)亚型、碳酸盐型)为研究对象,借助Illumina测序16S rRNA基因(V_(3)‒V_(4)区)分析细菌多样性、群落组成差异及其优势属与环境因素的制约关系。结果表明:MgSO_(4)亚型与氯化物型湖泊多属于超盐环境,而大多数Na_(2)SO_(4)亚型与碳酸盐型湖泊属于咸水、微咸水或淡水环境。4类湖泊获得分类地位明确的细菌共计45门81纲1,148属(52,031个OTUs),细菌Shannon指数为碳酸盐型(5.27±0.57)>Na_(2)SO_(4)亚型(4.96±0.51)>氯化物型(4.12±0.80)>MgSO_(4)亚型(3.64±1.04)。优势细菌门是变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。变形菌门的相对多度总体较高,优势纲是γ-、α-和β-变形菌纲;厚壁菌门多分布于MgSO_(4)亚型和氯化物型湖泊,优势纲是芽孢杆菌纲;拟杆菌门主要分布于碳酸盐型和Na_(2)SO_(4)亚型湖泊,优势纲是黄杆菌纲。全部氯化物型和少数MgSO_(4)亚型湖泊的细菌组成相似,优势属是假单胞菌属(Pseudomonas)、乳球菌属(Lactococcus)和不动杆菌属(Acinetobacter),其聚集分布与总盐度、主要离子(Mg^(2+)、Cl^(–)、Na^(+)与K^(+))和温度相关;MgSO_(4)亚型湖泊独有的常见属是芽孢杆菌属(Bacillus)、气单胞菌属(Aeromonas)、大洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)等,其聚集分布与SO_(4)^(2–)浓度正相关;Na_(2)SO_(4)亚型与碳酸盐型湖泊的细菌组成相似,优势属是水弯曲菌属(Aquiflexum)、海仙菌属(Haliea)与苍黄杆菌属(Luteolibacter),其聚集分布与HCO_(3)^(–)浓度、pH值和海拔高度呈显著正相关。与世界上其他湖泊组/群相比,青藏高原湖泊具有独特的细菌优势属和常见属,不同类型湖泊的细菌群落组成存在显著差异,可能与水化学类型或地理位置有关。

关键词：青藏高原高原湖泊细菌生物多样性水化学特征

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四氢嘧啶对人皮肤成纤维细胞衰老的影响

中国皮肤性病学杂志 2023年第6期37卷 639-644页

作者：李美妮李永臻汪明香缪增强双杰青海大学医学院基础医学研究中心青海西宁810016

目的探究四氢嘧啶(ectoine)对人皮肤成纤维细胞(HSFs)是否具有减缓衰老的功效及其具体机制。方法采用不同浓度四氢嘧啶作用于HSFs 24 h,MTT法检测细胞活性,β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色观察细胞衰老情况,流式细胞术检测细胞调亡和活性... 详细信息

目的探究四氢嘧啶(ectoine)对人皮肤成纤维细胞(HSFs)是否具有减缓衰老的功效及其具体机制。方法采用不同浓度四氢嘧啶作用于HSFs 24 h,MTT法检测细胞活性,β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色观察细胞衰老情况,流式细胞术检测细胞调亡和活性氧(ROS)的水平,qPCR检测p16、p21、p53 mRNA的表达水平。结果MTT结果显示,与对照组相比,各四氢嘧啶处理组对细胞无毒性作用,随着四氢嘧啶浓度增加,HSFs细胞凋亡率、ROS水平以及p16、p21、p53 mRNA表达水平均显著降低(P<0.05)。结论四氢嘧啶可通过降低细胞凋亡率、抑制ROS活性和减少p16、p21、p53 mRNA的表达来减缓HSFs衰老,这将为今后开发以四氢嘧啶作为主要成分针对HSFs的抗衰老产品提供一定的理论依据。

关键词：四氢嘧啶成纤维细胞细胞衰老活性氧细胞凋亡

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磁性纳米金属对盐单胞菌生长特性及胞内Ectoine的积聚影响

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中国生物工程杂志 2023年第5期43卷 45-54页

作者：汪明香郭敏高翔李永臻韩睿朱德锐沈国平青海大学医学院基础医学研究中心西宁810016 青海大学农林科学院青海省蔬菜遗传与生理重点实验室西宁810016

为了提高野生型坎帕尼亚盐单胞菌株(Halomonas campaniensis ***26)胞内Ectoine的积聚量,选用磁性纳米金属颗粒(Fe_(3)O_(4)NPs),采用单因素实验、Plackett-Burman设计和响应面法分析菌株胞内的Ectoine积聚量和菌株生长量,并探讨Fe_(3)O... 详细信息

为了提高野生型坎帕尼亚盐单胞菌株(Halomonas campaniensis ***26)胞内Ectoine的积聚量,选用磁性纳米金属颗粒(Fe_(3)O_(4)NPs),采用单因素实验、Plackett-Burman设计和响应面法分析菌株胞内的Ectoine积聚量和菌株生长量,并探讨Fe_(3)O_(4)NPs应用于盐单胞菌发酵的可行性。单因素分析表明Fe_(3)O_(4)NPs能促进菌株生长和促进菌株Ectoine的积聚,菌株生长对数期是最佳的Fe_(3)O_(4)NPs添加时期。Plackett-Burman及响应面分析表明:优化条件下(0.05 g/L Fe_(3)O_(4)NPs、1.53 mol/LNaCl和0.03 mol/LL-谷氨酸钠),摇瓶发酵Ectoine的积聚量可达640.28 mg/L,与野生菌株(391.35 mg/L)相比提高了63.61%。透射电镜显示Fe_(3)O_(4)NPs大量聚集于细菌细胞膜表面,可能通过表面吸附发挥催化作用。综上所述,Fe_(3)O_(4)NPs能有效促进菌株胞内Ectoine的积聚,Plackett-Burman与响应面法联用能较好的优化菌株发酵条件,为后续将磁性纳米金属应用于Ectoine的工业发酵生产,提供新的技术思路和参考依据。

关键词：盐单胞菌四氢嘧啶 Fe_(3)O_(4)NPs 高效液相色谱法响应面法

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药物联合应用治疗棘球蚴病的研究进展

中国人兽共患病学报 2022年第6期38卷 539-547页

作者：杨海山赵玲莉李超群李永臻张翔青海大学医学院基础医学研究中心西宁810016 青海大学附属医院西宁810001

棘球蚴病是一种严重的人兽共患寄生虫病,以手术治疗为首选治疗方式,但存在术中易播散、术后易复发等问题,因此药物治疗对包虫病患者术前、术中和术后都必不可少。特殊化学药物联合阿苯达唑可发挥药物协同作用,明显增强治疗效果;中药组... 详细信息

棘球蚴病是一种严重的人兽共患寄生虫病,以手术治疗为首选治疗方式,但存在术中易播散、术后易复发等问题,因此药物治疗对包虫病患者术前、术中和术后都必不可少。特殊化学药物联合阿苯达唑可发挥药物协同作用,明显增强治疗效果;中药组分联合阿苯达唑可增强疗效、降低药物剂量,具有保肝作用。因此,联合用药以发挥增效减毒为目标,一定程度上弥补了阿苯达唑等经典药物的不足,为包虫病的药物治疗提供了新的思路。本文对各药物联合治疗包虫病的效果做一综述,为今后探索药物联用治疗包虫病提供参考。

关键词：包虫病阿苯达唑药物治疗联合用药增效减毒