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人源Alg1蛋白的原核表达及其跨膜结构域性质分析

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生物工程学报 2025年

作者：魏东芝陈征辉王春迪高晓冬王宁江南大学生物工程学院

作为最普遍的蛋白质糖基化修饰方式，N-糖基化起始于内质网中多萜醇寡糖（dolichol-linked oligosaccharide， DLO）前体的合成。甘露糖基转移酶Alg1催化添加DLO结构中的第1个甘露糖，是该生化途径中的关键酶。人体中ALG1基因的缺陷会... 详细信息

作为最普遍的蛋白质糖基化修饰方式，N-糖基化起始于内质网中多萜醇寡糖（dolichol-linked oligosaccharide， DLO）前体的合成。甘露糖基转移酶Alg1催化添加DLO结构中的第1个甘露糖，是该生化途径中的关键酶。人体中ALG1基因的缺陷会导致先天性糖基化疾病（congenital disorders of glycosylation， CDG）。为了建立人源Alg1 （Homo sapiens Alg1， HsAlg1）的体外表达和活性检测体系，本研究构建了全长的pET28a-His6-HsAlg1和截除跨膜结构域（transmembrane domain， TMD）的pET28a-His6-HsAlg123-464两种质粒并在大肠杆菌中表达，以多萜醇磷酸壳二糖（dolichyl-pyrophosphate GlcNAc2， DPGn2）为反应底物，采用液质联用的方法检测HsAlg1和HsAlg123-464重组蛋白的活性。实验结果显示，HsAlg1具有转糖基活性，蛋白纯化后活性降低，重新加入膜组分后得到部分回补，而HsAlg123-464不能催化转糖基反应。上述结果表明HsAlg1蛋白的N端TMD在催化反应中起到了重要的作用。本研究为后续表达并检测ALG1-CDG相关突变蛋白的活性奠定了基础。

关键词： N-糖基化甘露糖基转移酶Alg1 膜蛋白多萜醇寡糖

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牛磺酸代谢与肠道微生物互作的研究进展

食品科学 2025年第3期46卷 306-317页

作者：杨欣雨武庆洁米生权张艳贞郭俊霞北京联合大学生物活性物质与功能食品北京重点实验室北京联合大学生物化学工程学院

牛磺酸是人体内广泛分布的非必需含硫氨基酸，主要通过饮食补充。牛磺酸可与胆汁酸形成牛磺酸结合型胆汁酸（taurine-conjugated bile acids,Tau-Bas），而Tau-Bas经肠道微生物修饰转化或释放牛磺酸。牛磺酸和TauBas与肠道微生物相互作... 详细信息

牛磺酸是人体内广泛分布的非必需含硫氨基酸，主要通过饮食补充。牛磺酸可与胆汁酸形成牛磺酸结合型胆汁酸（taurine-conjugated bile acids,Tau-Bas），而Tau-Bas经肠道微生物修饰转化或释放牛磺酸。牛磺酸和TauBas与肠道微生物相互作用，对生理和病理过程都有重要影响。本文以牛磺酸和肠道微生物为对象，探讨了肠道菌群概况、体内牛磺酸的来源与转化、牛磺酸与肠道菌群的相互作用，以及给予牛磺酸对肠道菌群稳态的重塑作用。旨在深入阐释牛磺酸与肠道菌群的关系，为开发与菌群失调相关疾病的预防和治疗措施提供科学依据。

关键词：牛磺酸肠道菌群胆汁酸

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利用mtDNA信息分析陶寺古牛的起源驯化

农业生物技术学报 2025年第1期33卷 92-103页

作者：张兴杨柳侯凌云凌飞向海赵兴波华南理工大学生物科学与工程学院佛山大学动物科技学院/广东省动物分子设计与精准育种重点实验室中国农业大学动物科学技术学院/畜禽生物育种全国重点实验室

作为最重要的家畜之一，普通牛（Bos taurus）在中国的起源和传播模式受到广泛关注。本研究收集了来自黄河中游3个考古遗址的9个古代牛遗骸，提取古DNA进行PCR测序和系统发生分析，以探索中国家养牛的起源和传播。经2轮PCR实验获得4个... 详细信息

作为最重要的家畜之一，普通牛（Bos taurus）在中国的起源和传播模式受到广泛关注。本研究收集了来自黄河中游3个考古遗址的9个古代牛遗骸，提取古DNA进行PCR测序和系统发生分析，以探索中国家养牛的起源和传播。经2轮PCR实验获得4个陶寺（距今4100年前）古牛527 bp的线粒体DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）序列。单倍型划分结果显示，陶寺古牛存在4种单倍型，都属于家养普通牛T3和T4单倍群，证实中国普通牛起源于近东地区，4 100年前就已经被华北人群利用。此外，陶寺遗址丰富的单倍型数量提示陶寺遗址古代牛群体具有较高的母系遗传多样性。群体间遗传分化指数FST（Fstatistics）分析和Median-Joining网络图表明，中国古代牛与现代东亚(FST=0.0164)及中国普通牛(FST=0.0066)均有密切的遗传关系，提示陶寺遗址古代牛群体可能是现代东亚和中国普通牛的重要母系祖先群体之一。本研究为解析我国的家牛起源和传播提供了分子遗传证据。

关键词：古代DNA 陶寺遗址普通牛起源

生物材料促进角膜碱烧伤修复的作用机制和应用途径

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2162-2170页

作者：肖辉李冬妍汲婧王丽珍北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京市100083

背景:在角膜碱烧伤治疗中,传统治疗方法存在多种局限,尤其在控制炎症、预防新生血管形成和抑制角膜瘢痕化方面表现不佳。天然材料、合成材料或复合材料为治疗提供了多元化的选择,然而生物材料促进角膜碱烧伤修复的相关机制尚未形成系统... 详细信息

背景:在角膜碱烧伤治疗中,传统治疗方法存在多种局限,尤其在控制炎症、预防新生血管形成和抑制角膜瘢痕化方面表现不佳。天然材料、合成材料或复合材料为治疗提供了多元化的选择,然而生物材料促进角膜碱烧伤修复的相关机制尚未形成系统深入的认识。目的:对目前生物材料促进角膜碱烧伤修复的国内外研究进行梳理,综述生物材料修复角膜碱烧伤的机制及其应用途径。方法:第一作者以“角膜,碱烧伤,羊膜,透明质酸,胶原,壳聚糖,高分子材料”“Amniotic membrane,Hyaluronic acid,Collagen,Chitosan,Polymer,Cornea,Alkali burn”为关键词在Pub Med、Web of Science、中国知网和万方文献数据库内检索,根据纳入标准和排除标准,最终纳入符合要求的76篇文献进行综述。结果与结论:(1)在角膜碱烧伤修复领域,羊膜、透明质酸、胶原、壳聚糖和可降解高分子材料等生物材料被广泛研究和应用,这些生物材料各有其特点和优缺点,在不同方面都有所突出。(2)首先,羊膜因含丰富的生物活性因子而被认为是最有前景的生物材料之一,其生物相容性良好,并且能够调节角膜炎症反应,但是存在供体短缺和易感染疾病的问题。(3)透明质酸具有良好的保湿性和生物相容性,并且能够提高角膜细胞的生存率和增加角膜透明度。(4)胶原具有良好的生物相容性和支架结构,能够促进角膜细胞的黏附和增殖,促进角膜组织结构的重建。(5)壳聚糖具有良好的生物相容性和可降解性,可作为载体用于药物递送和细胞移植。(6)可降解高分子材料具有较好的降解可控性,可为角膜碱烧伤的修复提供良好的支持和递送平台,但其稳定性和生物相容性仍需进一步研究。(7)综合来看,目前还没有一种生物材料能够完全解决角膜碱烧伤的修复问题,每种生物材料都有其特定的适用场景和局限性。(8)未来的研究方向应该是通过进一步改进生物材料的性能和结构,探索更有效的组合应用方式,以及深入了解生物材料与角膜组织的相互作用机制,以提高角膜碱烧伤的治疗效果和患者的生活质量。

关键词：角膜碱烧伤生物材料修复机制羊膜透明质酸壳聚糖高分子材料综述

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阿卡维基转移酶的异源表达及转糖基作用

食品科学 2025年第2期46卷 81-88页

作者：薛正莲王雨晴李闯李丹丹朱司宝李翔飞安徽工程大学生物与食品工程学院安徽芜湖241000

为深入研究阿卡波糖合成途径中关键酶——阿卡维基转移酶(acarviosyltransferase,ATase)的结构性质和催化功能,从犹他游动放线菌Actinoplanes ***50基因组中扩增其编码基因acbD,并实现在Escherichia coli中的异源表达。生物信息学分析表... 详细信息

为深入研究阿卡波糖合成途径中关键酶——阿卡维基转移酶(acarviosyltransferase,ATase)的结构性质和催化功能,从犹他游动放线菌Actinoplanes ***50基因组中扩增其编码基因acbD,并实现在Escherichia coli中的异源表达。生物信息学分析表明acbD表达产物ATase的保守结构域与糖苷水解酶家族13的环糊精糖基转移酶高度相似,且存在信号肽和跨膜区。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测结果显示,在去除信号肽的编码序列后,acbD的可溶性表达水平提高了22.4倍。重组ATase的最适催化温度和最适反应pH值分别为30℃和7.0。底物谱分析表明重组ATase催化D-水杨苷的活力最高,为82.85 U/mL,其次是L-山梨糖(63.75 U/mL),也是首次发现L-山梨糖可作为ATase的优良糖基供体。以上结果为进一步明确ATase的催化机制奠定了基础。

关键词：阿卡维基转移酶阿卡波糖异源表达转糖基作用酶学性质

新型α-葡萄糖苷酶Aga432分子改造及酶学性质分析

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食品工业科技 2025年

作者：路涵方婷牛晓旭翁晓敏严芬福州大学生物科学与工程学院

本研究旨在从类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）中克隆新型α-葡萄糖苷酶Aga432基因并通过定点突变提高α-葡萄糖苷酶Aga432的活性。从Paenibacillus sp.全基因组中获得表达α-葡萄糖苷酶的基因片段，进行序列分析，通过同源建模与分子... 详细信息

本研究旨在从类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）中克隆新型α-葡萄糖苷酶Aga432基因并通过定点突变提高α-葡萄糖苷酶Aga432的活性。从Paenibacillus sp.全基因组中获得表达α-葡萄糖苷酶的基因片段，进行序列分析，通过同源建模与分子对接并构建基因工程菌获得8株正向突变菌株，对重组Aga432和相对活性最高的正向突变体AT-2进行酶学性质研究，并探究重组α-葡萄糖苷酶Aga432、AT-2对生物膜的分散作用，评价其对小鼠胚胎成纤维细胞的毒性。结果表明，Aga432比活力为45.05 U/mg，突变体AT-2比活力为84.09 U/mg。与Aga432相比，AT-2的最适反应温度、最适反应pH改变并不明显，热稳定性有较大的提高，并且在酸性条件下较为稳定。突变体AT-2的Km为Aga432的1.87倍，Vmax值为Aga432的3.19倍，Kcat值为Aga432的2.33倍，Kcat/Km值为Aga432的1.07倍。体外细胞实验表明，15.0～30.0 μg/mL的Aga432、AT-2对细胞无明显毒性作用，具有良好的细胞相容性。生物膜分散作用结果表明，10.0～50.0 μg/mL浓度的两种重组α-葡萄糖苷酶对细菌生物膜具有显著的分散作用。本研究通过分子改造提升α-葡萄糖苷酶Aga432的热稳定性，为开发新型α-葡萄糖苷酶以及后续定向改造研究提供了基础和参考依据。

关键词： α-葡萄糖苷酶同源建模分子对接酶学性质生物膜分散作用

基于网络药理学研究参芪扶正注射液调节免疫的作用机制

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山西大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李石飞李欣萍刘文倩张立伟山西大学分子科学研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室山西大学中医药现代研究中心

本研究以网络药理学为基础，探讨了参芪扶正注射液调节免疫的作用机制。使用TCMSP数据库收集党参和黄芪的化学成分和预测成分作用的靶点。以“immunity”为关键词使用GeneCards数据库、GeneMap数据库和TTD数据库检索免疫相关靶点。使用C... 详细信息

本研究以网络药理学为基础，探讨了参芪扶正注射液调节免疫的作用机制。使用TCMSP数据库收集党参和黄芪的化学成分和预测成分作用的靶点。以“immunity”为关键词使用GeneCards数据库、GeneMap数据库和TTD数据库检索免疫相关靶点。使用Cytoscape 3.9.1软件构建“活性成分-靶点”网络。使用String数据平台构建可视化蛋白相互作用分析。为深入探究参芪扶正注射液调节免疫作用机制，使用DAVID数据库对靶点进行通路富集分析。结果显示，参芪扶正注射液中包含64个良好的活性成分，并预测到143个潜在的作用靶点，其中包括核心靶点如AKT1、TNF、TP53、IL6、ESR1等。通过GO分析和KEGG通路分析，发现参芪扶正注射液可能调节免疫的信号通路主要涉及癌症通路、血脂与动脉粥样硬化、前列腺癌、乙型肝炎、丙型肝炎等。研究结果表明，参芪扶正注射液可能通过作用于核心靶点，如AKT1、TNF、TP53、IL6、ESR1等，调控多条信号通路来发挥其免疫调节作用。

关键词：参芪扶正注射液网络药理学调节免疫作用机制

北宋定窑茶叶末釉的微观结构与矿物形态学研究

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岩矿测试 2025年第1期44卷 115-126页

作者：徐建业王富芳梁汉东李展平煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 清华大学分析中心北京100084 清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室北京100084

茶叶末釉古瓷作为最早出现的结晶釉之一,开展深入研究可明确其矿物晶体特征、呈色机理以及古代烧制工艺,丰富古陶瓷数据库。目前相关研究多来源于二十世纪末,样本稀少且囊括的年代和窑口严重不足,所用科学仪器多已淘汰,亟需更多实验分... 详细信息

茶叶末釉古瓷作为最早出现的结晶釉之一,开展深入研究可明确其矿物晶体特征、呈色机理以及古代烧制工艺,丰富古陶瓷数据库。目前相关研究多来源于二十世纪末,样本稀少且囊括的年代和窑口严重不足,所用科学仪器多已淘汰,亟需更多实验分析与数据支撑。本文采用光学显微镜(OM)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、激光共聚焦拉曼光谱(LRS)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)等现代科学仪器对北宋定窑茶叶末釉样本中矿物晶体开展了分析和表征。结果表明,釉中主晶相与辽金龙泉务窑一致,为钙长石和辉石;釉面整体表现为酱-黑色釉基质富铁(Fe2O3含量均值9.73%)和矿物结晶富铁(Fe2O3含量均值11.33%),除α-Fe2O3和Fe3O4晶体等熔后重结晶矿物,还有铁镁尖晶石、残余高岭石等未融熔矿物,反演出制釉原料中有镁的加入以及烧成温度可能低于1200℃,异于前人高温烧制的观点。SIMS离子成像揭示了胎釉交界处为厚约20~80μm的钙长石晶体层,而非化妆土或玻璃态的致密反应层。研究揭示了茶叶末古瓷中Fe元素不均匀富集,部分区域过饱和而析出含铁矿物晶体,釉面颜色则主要由黄褐色的矿物晶体斑点和酱-黑色玻璃基质共同组成,同时ToF-SIMS在古瓷微区原位的形貌结构和元素分析上效果显著,能够辨别钙长石、碱性长石等微米级矿物。

关键词：茶叶末瓷矿物元素成像 ToF-SIMS LA-ICP-MS

干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症:细胞来源、数量、修饰手段及给药途径

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中国组织工程研究 2025年第19期29卷 4083-4090页

作者：赵文毕玉琳付旭阳段红梅杨朝阳李晓光首都医科大学基础医学院神经生物学系北京市100069 北京航空航天大学生物与医学工程学院生物材料与神经再生北京市重点实验室北京市100083

背景:随着医疗技术的不断进步,干细胞疗法已经被用于包括肌萎缩侧索硬化症在内的多种疾病的治疗。目的:综述干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症的研究进展,展望该领域的发展趋势。方法:以“肌萎缩侧索硬化症,间充质干细胞,神经干/祖细胞,多能... 详细信息

背景:随着医疗技术的不断进步,干细胞疗法已经被用于包括肌萎缩侧索硬化症在内的多种疾病的治疗。目的:综述干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症的研究进展,展望该领域的发展趋势。方法:以“肌萎缩侧索硬化症,间充质干细胞,神经干/祖细胞,多能诱导干细胞;amyotrophic lateral sclerosis,mesenchymal stem cells,neural stem/progenitor cells,pluripotent stem cells”为关键词,在PubMed、中国知网、万方数据库进行检索,检索时限为1995-2024年。共检索到1700余篇文献,最终纳入58篇文献用于综述。结果与结论:肌萎缩侧索硬化症是一种影响脑干和脊髓的下部运动神经元以及运动皮质的上部运动神经元的神经退行性疾病。干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症的相关研究已成为一大研究热点。在这篇综述中,总结了不同种类干细胞在肌萎缩侧索硬化症研究领域中的应用情况,包括间充质干细胞、神经干祖细胞、多能诱导干细胞,评估了干细胞来源、细胞量、干细胞修饰手段及给药途径等临床前研究关键,为未来干细胞治疗的应用奠定了基础。

关键词：肌萎缩侧索硬化症间充质干细胞神经干/祖细胞诱导多能干细胞神经退行性疾病