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盐霉素在白色链霉菌中的生物合成及代谢调控研究进展

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微生物学通报 2024年第3期51卷 732-742页

作者：郭松松孙羽杨怡萱余怡铖朱振洪浙江中医药大学生命科学学院浙江杭州310053

盐霉素(salinomycin)作为一种被广泛应用于畜牧业领域的重要抗生素,是具有抗肿瘤干细胞效果的一种潜在药物,其生物合成和代谢调控机制日益受到人们的关注。本文综述了白色链霉菌(Streptomyces albus)中盐霉素的生物合成机制及其次级代... 详细信息

盐霉素(salinomycin)作为一种被广泛应用于畜牧业领域的重要抗生素,是具有抗肿瘤干细胞效果的一种潜在药物,其生物合成和代谢调控机制日益受到人们的关注。本文综述了白色链霉菌(Streptomyces albus)中盐霉素的生物合成机制及其次级代谢调控研究的新进展,旨在通过对盐霉素生物合成基因簇关键蛋白、聚酮骨架链合成关键酶和调控因子的分析,提出通过次级代谢调控技术提高盐霉素产量的若干策略,为进一步开发盐霉素高产工业菌株提供参考。

关键词：盐霉素白色链霉菌生物合成代谢调控

转录组学分析月桂酸单甘油酯对HepG2细胞脂代谢的调节作用

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中国食品学报 2024年第8期24卷 101-111页

作者：林萌慧刘畅黄佳敏冯凤琴 Le Thanh Ninh 蔡海莺浙江科技学院生物与化学工程学院杭州3100232 浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州3100583 新加坡国立大学食品科学与技术系新加坡119077

为阐明月桂酸单甘油酯(GML)调节脂代谢的具体靶点和信号通路,本研究通过GML处理油酸诱导的肝脏肿瘤细胞HepG2高脂模型,结合生物信息学预测和细胞转录组测序分析GML对肝细胞脂代谢的调节作用及其潜在靶点和机制。生物信息学分析显示:通过... 详细信息

为阐明月桂酸单甘油酯(GML)调节脂代谢的具体靶点和信号通路,本研究通过GML处理油酸诱导的肝脏肿瘤细胞HepG2高脂模型,结合生物信息学预测和细胞转录组测序分析GML对肝细胞脂代谢的调节作用及其潜在靶点和机制。生物信息学分析显示:通过GML潜在靶点的GO和KEGG富集分析,分别获得信号通路519个和144条(P<0.05)。分子对接验证GML可能通过调节ALB、AKT1、EGFR等核心靶点蛋白实现其对脂代谢的调控。细胞试验结果显示:经GML干预的细胞组与高脂对照组相比,脂质积累水平有一定改善。转录组分析共筛选出2879个差异表达基因,上调和下调分别为1363个和1516个。由KEGG信号通路富集分析可知,低氧诱导因子(HIF-1α)通路和脂肪酸氧化分解代谢通路基因富集较显著,通路中重要蛋白CPT1B、FABP1等基因转录水平表达处理组比高脂组分别上升1.79倍和2.81倍,且HIF-1α调控下游主要基因表达显著上升,表明GML干预以HIF-1α通路介导改善高脂细胞氧化应激,并通过脂肪酸分解途径改善高脂细胞模型的脂代谢紊乱。本研究为探索功能性油脂成分改善高脂膳食脂代谢紊乱的作用和机制提供一定的理论参考。

关键词：月桂酸单甘油酯脂肪酸氧化脂代谢分子对接低氧诱导因子1α

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微/纳米塑料对厌氧消化系统影响的研究进展

微生物学报 2024年第10期64卷 3571-3590页

作者：李浩林任章孔祥聿任浩吕镇梅浙江大学生命科学学院生命系统稳态与保护教育部重点实验室浙江杭州310058

生物质废弃物联合剩余活性污泥(waste activated sludge,WAS)进行厌氧消化(anaerobic digestion,AD)是WAS稳定化和产甲烷的一种有效稳定的技术,可有效减少WAS体积,提高WAS脱水效果,并且具有稳定性好、能耗低、产沼气的特点,因而被广泛... 详细信息

生物质废弃物联合剩余活性污泥(waste activated sludge,WAS)进行厌氧消化(anaerobic digestion,AD)是WAS稳定化和产甲烷的一种有效稳定的技术,可有效减少WAS体积,提高WAS脱水效果,并且具有稳定性好、能耗低、产沼气的特点,因而被广泛应用。然而AD过程容易受到外部因素如微塑料(microplastics,MPs)或纳米塑料(nanoplastics,NPs)的影响,从而导致AD效率降低甚至崩溃。AD过程的稳定运行需要微生物菌群之间相互依存、相互作用,使其处于动态的平衡状态,噬菌体在此平衡过程占有重要的地位,其不仅能够调控污泥菌群结构和控制能量的流向,而且能够与细菌、古菌附着在MPs和NPs上进行传播,但在以往的MPs和NPs研究中往往被忽视。本文综述了不同类型、尺寸的MPs和NPs对AD系统影响的研究进展,并聚焦于厌氧系统中微生物群落间,尤其是细菌、古菌与噬菌体的生态关系,针对MPs和NPs对微生物群落的影响与改变提出了不同的见解,并展望了MPs和NPs对AD系统影响方面的未来研究方向。

关键词：微塑料纳米塑料厌氧消化微生物群落噬菌体

宏基因组学在环境微生物组研究中的应用与展望

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微生物学通报 2024年第6期51卷 1814-1833页

作者：王慧鞠峰西湖大学工学院环境微生物组与生物技术实验室浙江杭州310030 西湖大学生命科学学院西湖实验室浙江杭州310030

自2005年罗氏公司推出首台商业化第二代DNA测序仪,基于高通量测序的宏基因组学方法被广泛用于各种环境中微生物群落的组成和功能分析,揭示了环境微生物组中蕴藏着的大量未被发现的新物种、新基因、酶和代谢过程。该系列工作表明了未培... 详细信息

自2005年罗氏公司推出首台商业化第二代DNA测序仪,基于高通量测序的宏基因组学方法被广泛用于各种环境中微生物群落的组成和功能分析,揭示了环境微生物组中蕴藏着的大量未被发现的新物种、新基因、酶和代谢过程。该系列工作表明了未培养微生物在驱动生物地球化学循环中发挥着重要作用,同时促进了污染物降解、环境修复、生物技术和天然药物研发等领域的理论突破和技术创新。本文从发现新的物种、功能基因(簇)、物质代谢途径和微生物(M)-环境(E)-效能(P)关联4个方面综述了宏基因组学在环境微生物组研究中的应用与进展,并对未来研究进行了展望。

关键词：宏基因组学环境微生物组物种基因代谢过程

基于BRET/Nanobit技术的探索性实验教学项目实践

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实验技术与管理 2024年第9期41卷 194-198页

作者：史影郝振杰浙江大学生命科学学院生物国家级实验教学示范中心浙江杭州310058

在科研转化型实践教学基础上,带领本科生探索建立了生物发光共振能量转移和蛋白质结构互补技术模型(BRET/Nanobit),并用以探讨GPCR介导的未知偏向性信号通路。把与课程相关的未知科学问题引入实际教学,对探索性实验项目的开展模式、实... 详细信息

在科研转化型实践教学基础上,带领本科生探索建立了生物发光共振能量转移和蛋白质结构互补技术模型(BRET/Nanobit),并用以探讨GPCR介导的未知偏向性信号通路。把与课程相关的未知科学问题引入实际教学,对探索性实验项目的开展模式、实验路径、教学成效以及后续衔接方式进行了摸索。实践结果表明,科学问题引导型探索类实验能较大程度地激发学生的学习内驱力和深度思考,有望成为本科生实践教学和创新能力培养的重要内容。

关键词：探索性实验 G蛋白偶联受体 BRET Nanobit

酶介导的邻近细胞标记方法探究细胞间相互作用

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第4期40卷 424-432页

作者：沙昱彤李景超易文浙江大学生命科学学院生物化学研究所肿瘤与干细胞生物学实验室杭州310058

细胞-细胞相互作用(cell-cell interactions,CCIs)可以通过细胞表面蛋白质、聚糖、脂质等介导的细胞间突触形成而发生,以维持机体稳态和调控生理功能。这些CCIs是复杂的,涉及许多不同的细胞表面和细胞内分子的参与。随着基础研究和转化... 详细信息

细胞-细胞相互作用(cell-cell interactions,CCIs)可以通过细胞表面蛋白质、聚糖、脂质等介导的细胞间突触形成而发生,以维持机体稳态和调控生理功能。这些CCIs是复杂的,涉及许多不同的细胞表面和细胞内分子的参与。随着基础研究和转化医学的不断发展,如何准确识别细胞间相互作用并对其进行表征和定量,引起了广泛关注。近年来,研究CCIs的技术手段不断推陈出新,而邻近标记是一种十分有前景的研究细胞间相互作用的化学生物学方法。目前,主要有两种类型的标记策略。一种是依赖基因工程操作,在“诱饵”细胞表面表达外源酶,通过其与相邻细胞上的受体底物的直接结合,以便发生细胞间邻近标记。另一种是使用酶或小分子催化剂(例如光催化剂),通过基因工程重组表达或借助化学(化学酶)方法将它们偶联在“诱饵”细胞表面,在适当的刺激或激活后,靶向递送感兴趣的标记分子,实现邻近标记。其中,酶介导的邻近细胞标记方法在检测和表征CCIs上具有重要的应用价值。该综述将标记过程中涉及有酶参与的方法定义为酶介导的邻近细胞标记方法,这种方法的一个明显优势是,由于酶和受体底物之间直接的物理接触或酶催化产生高反应活性标记分子而实现小的标记半径范围。该综述旨在归纳与总结近年来开发的酶介导的邻近细胞标记方法的原理、优缺点及现有应用。

关键词：细胞-细胞相互作用酶介导的邻近细胞标记方法邻近标记方法

基于ITS和ITS2序列的药用石斛DNA条形码鉴定研究

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中草药 2024年第2期55卷 575-587页

作者：张高曼赵立佳刘光富王正亮中国计量大学生命科学学院浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室浙江杭州310018

目的探讨内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)和内转录间隔区2(internal transcribed spacer 2,ITS2)片段作为DNA条形码鉴别我国41种药用石斛种类的可行性。方法通过PCR扩增测序结合GenBank公共序列筛选分别获得我国41种... 详细信息

目的探讨内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)和内转录间隔区2(internal transcribed spacer 2,ITS2)片段作为DNA条形码鉴别我国41种药用石斛种类的可行性。方法通过PCR扩增测序结合GenBank公共序列筛选分别获得我国41种药用石斛的核基因ITS和ITS2序列433条和410条,以Kimura-2-parameter(K2P)模型计算种间和种内遗传距离,以邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统发育树,并对ITS2二级结构进行预测分析。结果基于遗传距离和NJ树分析结果均显示,ITS和ITS2作为DNA条形码可分别有效区分待测的30和31种药用石斛,物种鉴定效率分别为73.2%和75.6%。联合系统发育树和ITS2序列二级结构分析,药用石斛种类的鉴定效率可提升至87.8%。结论 ITS2作为DNA条形码对药用石斛的物种分辨率优于ITS,物种取样数量可显著影响DNA条形码对药用石斛的物种鉴定效率。结果丰富了我国石斛属植物的DNA条形码数据库,为保障药用石斛种质资源和药用安全提供了科学基础和技术支撑。

关键词：石斛药材石斛属 DNA条形码 ITS ITS2 物种鉴定

(p)ppGpp——“魔斑”核苷酸在细菌中的研究进展

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微生物学报 2024年第2期64卷 378-390页

作者：宋阳王译婕王瑞申屠旭萍俞晓平中国计量大学生命科学学院、浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室浙江杭州310018

鸟苷四磷酸(guanosine tetraphosphate,ppGpp)/鸟苷五磷酸(guanosine pentaphosphate,pppGpp)是细菌严谨反应的信号分子,其合成和水解由Rel/SpoT同系物(RelA/SpoT homologue,RSH)家族的蛋白质合成和水解活性控制。(p)ppGpp介导的严谨反应能够提高细菌对营养匮乏的适应能力和抗生素抗性。近年来发现(p)ppGpp与细菌生长和细胞分裂、抗生素合成等都密切相关,是细胞内重要的全局调控因子。(p)ppGpp在细菌细胞中有许多靶点,使其可以调节DNA复制、转录、细胞周期、核糖体生物合成以及抗生素合成基因簇的表达。然而,(p)ppGpp如何控制转录和其他代谢过程取决于细菌种类,并在不同的微生物中通过不同的机制调节相同的过程。因此,本文通过综述(p)ppGpp的合成/水解酶的种类和调节机制,(p)ppGpp对微生物代谢调控机制、对细胞周期的影响机制,以及(p)ppGpp对抗生素合成和耐受性的调控机制,为细菌耐药性研究和细胞生理学研究奠定基础。

关键词： (p)ppGpp 细菌细胞周期代谢调控严谨反应抗生素耐药性

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重金属污染水环境的微生物修复技术

生物工程学报 2024年第10期 3427-3440页

作者：王梁燕戴商金妙仁洪奇华浙江大学生命科学学院教育部生物系统稳态与保护重点实验室杭州海尔希畜牧科技有限公司浙江大学动物科学学院

水环境的重金属污染已成为全球环境问题,威胁着水生生态系统和人类健康。传统的物理和化学方法虽然可以有效地去除重金属污染物,但成本高、操作复杂、易造成二次污染,限制了其应用。生物修复是消除多种有毒污染物的有效方法。细菌、真... 详细信息

水环境的重金属污染已成为全球环境问题,威胁着水生生态系统和人类健康。传统的物理和化学方法虽然可以有效地去除重金属污染物,但成本高、操作复杂、易造成二次污染,限制了其应用。生物修复是消除多种有毒污染物的有效方法。细菌、真菌、微藻等微生物能将有毒重金属转化为毒性较小的形式,已成为水环境重金属污染修复中有效且环保的解决方案。本文综述了重金属污染的毒性和作用机制、微生物修复机理以及主要的微生物修复策略,为去除或减少水域环境的金属污染物以及进行相关工艺开发提供了参考。

关键词：重金属水污染微生物修复基因工程联合修复