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14-3-3蛋白及其在植物中的功能研究进展

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生物技术通报 2024年第4期40卷 12-22页

作者：陈盈盈吴丁洁刘源张航刘艳娇王晶宇李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用... 详细信息

14-3-3蛋白是由不同基因编码的高度同源的酸性蛋白质家族,在真核生物中广泛存在,且在结构上相对保守。14-3-3蛋白主要是通过识别靶蛋白上的磷酸化位点与靶蛋白发生相互作用,导致靶蛋白的稳定性、亚细胞定位或与其他蛋白之间的相互作用发生显著变化,进而调控靶蛋白的功能。不同物种中含有多种亚型的14-3-3蛋白,这些不同的亚型蛋白通过与其他蛋白的相互作用来影响植物的生长发育等过程。本文概述了14-3-3蛋白在植物中的种类、亚细胞定位以及在组织中的表达情况,重点总结了14-3-3蛋白在植物激素信号转导、生长发育及胁迫响应中的功能,以期为今后系统开展14-3-3蛋白的研究提供理论依据。

关键词： 14-3-3蛋白激素信号转导生长发育胁迫响应

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植物赤霉素氧化酶及其功能研究进展

生物技术通报 2024年第7期40卷 43-54页

作者：吴丁洁陈盈盈徐静刘源张航李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程研究中心林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应。GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化。赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤... 详细信息

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的植物激素,调节植物的发育及其对环境信号的反应。GA生物合成的最后部分离不开赤霉素氧化酶(gibberellin oxidase,GAox)的催化。赤霉素氧化酶是赤霉素生物合成和分解代谢过程的关键酶,在植物体内的赤霉素生物合成和分解代谢途径中起到复杂的调节作用。GA20ox(gibberellin 20 oxidase)、GA3ox(gibberellin 3 oxidase)和GA2ox(gibberellin 2 oxidase)均属于赤霉素氧化酶基因家族,GA20ox和GA3ox是赤霉素生物合成过程中的限速酶,而GA2ox是赤霉素分解代谢的关键酶,三者共同参与GA生物合成途径的调节,从而保障植物在生长发育以及与环境相互作用过程中对GA的需求。赤霉素氧化酶参与调控植物生长发育的多个阶段,受到外界环境和内源因素的精密调控,目前已经在拟南芥、水稻、杨树等物种中克隆表达,其在不同物种之间的功能存在差异。本文主要围绕GA20ox、GA3ox和GA2ox三种酶进行介绍,对植物赤霉素氧化酶的特性、时空表达进行了阐述,并重点总结了赤霉素氧化酶的功能及其研究进展,以期为今后系统开展赤霉素氧化酶基因功能研究提供理论依据。

关键词：赤霉素氧化酶基因功能生长发育非生物胁迫时空表达

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代谢工程改造大肠杆菌高效合成l-瓜氨酸

生物工程学报 2024年

作者：胥琳峰于文文朱学文张权威武耀康李江华堵国成吕雪芹陈坚刘龙江南大学中原食品实验室宜兴食品与生物技术研究院江南大学未来食品科学中心江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室

l-瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，在人体健康方面发挥着重要作用，具有很大的市场需求。尽管微生物细胞工厂已被广泛用于生物合成，但在l-瓜氨酸生物合成方面仍存在着遗传不稳定和效率低等挑战。本研究以大肠杆菌BL21(DE3)为出发菌株构... 详细信息

l-瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，在人体健康方面发挥着重要作用，具有很大的市场需求。尽管微生物细胞工厂已被广泛用于生物合成，但在l-瓜氨酸生物合成方面仍存在着遗传不稳定和效率低等挑战。本研究以大肠杆菌BL21(DE3)为出发菌株构建了一株高效、无质粒、无需诱导的l-瓜氨酸生产菌株。首先阻断l-瓜氨酸降解并解除反馈抑制，构建出l-瓜氨酸合成底盘菌株，其产量达到0.4 g/L。然后采用推拉抑制策略增强了l-瓜氨酸生物合成，使产量提高到6.0 g/L。接着，强化了NADPH合成和l-瓜氨酸转运系统以提高合成效率，最终l-瓜氨酸产量达到11.6 g/L。最后，在3 L发酵罐中进行分批补料发酵，l-瓜氨酸产量达到44.9 g/L。

关键词： l-瓜氨酸大肠杆菌代谢工程 l-脯氨酸反馈抑制

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大沽河流域有机质来源、保存及影响因素分析

中国环境科学 2024年第7期44卷 3919-3930页

作者：黄铁汉刘珂李莉肖晓彤中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 崂山实验室山东青岛266237 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023

于2022年的干季(5月)和湿季(9月)在山东半岛大沽河流域采集表层水体､悬浮颗粒物和沉积物,进行环境参数､总有机碳氮､稳定碳同位素(δ13C)、生物标志物以及矿物学参数测定.结果显示,大沽河表层湿季与干季悬浮颗粒物有机质来源有较大差异,... 详细信息

于2022年的干季(5月)和湿季(9月)在山东半岛大沽河流域采集表层水体､悬浮颗粒物和沉积物,进行环境参数､总有机碳氮､稳定碳同位素(δ13C)、生物标志物以及矿物学参数测定.结果显示,大沽河表层湿季与干季悬浮颗粒物有机质来源有较大差异,湿季悬浮颗粒物有负的δ13C(–29.1‰)和低的颗粒有机碳氮比(POC/PN,6.3),其有机质主要来自河流浮游植物;干季表层悬浮颗粒物有更正的δ13C(–26.8‰)和更高的POC/PN(8.8),其有机质除了来自河流浮游植物,还有河流对土壤的侵蚀带来的C3植物和C4植物;沉积物有机质则来源较为复杂,除河流浮游植物,C3植物､C4植物外,还包括海洋浮游植物､污水源的混合.基于δ13C二端元模型显示沉积物陆源有机质相对贡献自上游到下游从58%下降至0%.主成分分析表明,高含量溶解无机氮(DIN)的存在导致河流浮游植物大量繁殖,对应了高含量的POC､叶绿素-a和短链烷烃.河口段较细的沉积物粒径和较大的比表面积导致其吸附了较多有机质,有机碳含量显著高于河流段.从河流上游至下游沉积物有机碳载荷量(TOC/SSA)从1.4mg/m^(2)下降至0.2mg/m^(2),表明有机质在运输途中经历了不断的再悬浮过程,较长的氧暴露时间导致约85%陆源有机质在运输中被微生物分解为CO_(2).研究结果为认识中小河流有机质的来源和保存特征提供了数据支撑和参考依据.

关键词：大沽河有机质生物标志物来源保存

浅谈南海水合物分解、甲烷转化及衍生碳的埋藏

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地质科技通报 2024年

作者：马玲褚梦凡包锐青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室深海圈层与地球系统前沿科学中心

天然气水合物是甲烷等天然气在高压、低温条件下形成的冰状固体物质，广泛存在于大陆边缘沉积物和永久冻土区，是重要的甲烷储库。海底天然气水合物分解释放的甲烷能够进入大气、加剧温室效应，也可以通过微生物活动被转化为有机和无机... 详细信息

天然气水合物是甲烷等天然气在高压、低温条件下形成的冰状固体物质，广泛存在于大陆边缘沉积物和永久冻土区，是重要的甲烷储库。海底天然气水合物分解释放的甲烷能够进入大气、加剧温室效应，也可以通过微生物活动被转化为有机和无机碳库。因此，甲烷衍生碳在沉积物中的埋藏能够有效减少进入大气中的甲烷通量，从而减缓甲烷释放造成的温室效应。中国南海具有独特的构造环境和沉积条件，是蕴藏天然气水合物的理想区域，在地质历史时期发生了多次甲烷渗漏事件。因此，深入研究南海海底甲烷释放记录、沉积物和水体中甲烷的转化过程以及甲烷衍生碳的埋藏，对于了解海洋碳循环以及天然气水合物对气候的调控作用具有重要的科学意义。本文对南海海底天然气水合物分解触发机制、识别甲烷释放事件的方法以及沉积物和水体中甲烷的转化过程进行了综述，聚焦沉积物和水体中的有机地球化学过程，对甲烷释放、转化和埋藏过程进行了总结，并介绍了基于碳酸盐岩、有孔虫、类脂生物标志物和沉积物碳硫微量元素系统学识别天然气水合物分解事件的前沿方法和相关研究工作。在前人工作的基础上，本文对冷泉环境中甲烷向有机碳的转化研究进行了展望，以期为进一步研究极端环境下的海洋碳循环理论提供支撑。

关键词：天然气水合物甲烷衍生碳南海海洋碳循环

缺陷诱导电子-金属载体相互作用加速固液界面Fenton反应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 247-258页

作者：毛海舫刘洋许振民卞振锋上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418 上海师范大学资源化学教育部重点实验室稀土功能材料上海市重点实验室上海200234

水体污染物的深度氧化去除是环境领域的研究热点.芬顿反应作为典型的高级氧化技术(AOPs)被广泛用于水中有机污染物的去除.对于非均相芬顿反应,催化剂表面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环是决定其活性的主要因素.Fe^(3+)还原的关键在于接受额外电... 详细信息

水体污染物的深度氧化去除是环境领域的研究热点.芬顿反应作为典型的高级氧化技术(AOPs)被广泛用于水中有机污染物的去除.对于非均相芬顿反应,催化剂表面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环是决定其活性的主要因素.Fe^(3+)还原的关键在于接受额外电子,因此电子是提升芬顿反应效率的关键.传统非均相催化剂由于表面“惰性”,限制了固液界面电子的传递,导致Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环效率处于较低的水平.因此设计一种具有高效界面电子传递性能的催化剂对提高芬顿反应效率至关重要.本文通过简易的酸处理法,成功合成了富含缺陷的NH_(2)-UiO-66(d-NU)材料,并将其用于水中有机污染物的去除.核磁共振氢谱(1H NMR)、热重分析(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线吸收精细结构(EXAFS)等多种表征证明了酸处理诱导NH_(2)-UiO-66上缺陷结构的形成.光电流、电化学阻抗和时间分辨瞬态荧光光谱结果表明,缺陷结构的形成可有效促进光生电子-空穴的分离.与不含缺陷的NH_(2)-UiO-66(NU)相比,d-NU在光芬顿氧化过程中表现出更优的4-CP去除效率,其降解动力学速率常数是NU的11倍,极大地加速了4-CP的去除进程.实验及理论计算结果表明缺陷的形成破坏了Zr配位结构的几何对称性,导致Zr位点电荷密度的不对称分布.该不对称结构有利于Fe^(3+)富集到Zr-O簇上,并通过电子-金属-载体相互作用(EMSI)形成Zr‒O‒Fe桥键,促进催化剂固液界面电子的传输,提高催化剂界面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环效率.实际应用实验结果表明,在d-NU/Fe^(3+)/H_(2)O_(2)光芬顿体系中,环境水体中常见无机离子对4-CP的降解影响很小.同时,d-NU/Fe^(3+)/H_(2)O_(2)光芬顿体系能够对多种有机污染物保持较高的去除效率,且催化活性在经过10次循环后没有明显的衰减,说明d-NU具有较好的抗离子干扰性、降解多种污染物的普适性和结构稳定性.通过液相色谱-质谱监测确定了4-CP的降解途径,并通过毒理学模拟4-CP及其降解生成中间体的生物毒性,结果表明,4-CP降解过程中形成的中间体的综合毒性低于4-CP.综上,本研究揭示了MOF基芬顿催化剂中金属氧簇的配位关系对芬顿反应的作用机制,提出了富含缺陷的MOFs与Fe^(3+)之间电子转移的作用机制,为进一步开发高效芬顿催化剂提供了新思路.

关键词：缺陷 NH_(2)-UiO-66 三价铁还原电子-金属支撑作用芬顿反应

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基于光遗传学技术的脑机接口研究进展

中国生物医学工程学报 2024年第2期43卷 204-213页

作者：孟兆阳蒲江波李向宁华中科技大学武汉光电国家研究中心生物医学光子学教育部重点实验室武汉430074 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192 海南大学生物医学工程学院海南省生物医学工程重点实验室海南三亚572025

脑机接口作为一种大脑和外部设备之间的双向通信系统,在增强脑功能、人机交互和神经康复方面得到了广泛应用。基于光遗传学技术的脑机接口,弥补了电极刺激在生物兼容性、刺激精度与细胞类型特异性上的缺陷,成为神经工程领域的研究热点... 详细信息

脑机接口作为一种大脑和外部设备之间的双向通信系统,在增强脑功能、人机交互和神经康复方面得到了广泛应用。基于光遗传学技术的脑机接口,弥补了电极刺激在生物兼容性、刺激精度与细胞类型特异性上的缺陷,成为神经工程领域的研究热点。综述了光遗传学脑机接口在动物实验中的应用,以及在闭环调控脑区活动、反馈虚拟感觉和脑-脑交互等方面取得的研究进展;介绍了集成化和微型化新型光遗传学接口的研究前沿;总结了光遗传学脑机接口面临的挑战,以及探讨在多模态脑活动监测和脑-机智能等方向的发展前景。

关键词：神经工程脑机接口光遗传学闭环反馈

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靶向肿瘤驱动基因的胃癌治疗研究进展

浙江大学学报（医学版） 2024年第1期53卷 73-83页

作者：吴世英徐平龙张飞浙江工商大学食品与生物工程学院浙江杭州310018 浙江大学生命系统稳态与保护教育部重点实验室、浙江省癌症分子细胞生物学重点实验室浙江杭州310058 浙江大学杭州国际科创中心智能医药研究所浙江杭州311200 浙江大学生命科学研究院浙江杭州310058 浙江大学癌症研究院浙江杭州310058

随着胃癌致病机制深入解析及胃癌驱动基因的鉴定,靶向胃癌驱动基因的药物逐渐应用临床。其中,曲妥珠单抗作为首个胃癌靶向药物,通过靶向过表达的人表皮生长因子受体2(HER2)抑制肿瘤细胞的增殖、生存和转移等过程,已成为HER2阳性胃癌患... 详细信息

随着胃癌致病机制深入解析及胃癌驱动基因的鉴定,靶向胃癌驱动基因的药物逐渐应用临床。其中,曲妥珠单抗作为首个胃癌靶向药物,通过靶向过表达的人表皮生长因子受体2(HER2)抑制肿瘤细胞的增殖、生存和转移等过程,已成为HER2阳性胃癌患者的一线治疗药物。雷莫芦单抗则通过靶向血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)抑制肿瘤血管生成,用于晚期胃癌患者的二线治疗。此外,贝马利珠单抗和佐妥昔单抗分别靶向过度表达的成纤维细胞生长因子受体2(FGFR2)和紧密连接蛋白18.2(CLDN18.2),在临床试验中显著延长胃癌患者的无进展生存期和总生存期。本文回顾了靶向HER2、VEGF、FGFR2、CLDN18.2和MET等肿瘤驱动基因的胃癌治疗策略,介绍了肿瘤驱动基因在胃癌进程中的作用及其靶向药物的应用,以期为胃癌靶向治疗药物的研发和临床应用提供参考。

关键词：胃癌驱动基因靶向治疗临床试验综述

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糖动态修饰与生物识别的原位化学探测

中国科学：化学 2024年第5期54卷 716-725页

作者：胡习乐贺晓鹏华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室上海200237 中国人民解放军海军军医大学国家肝癌科学中心 “肝癌分子网络调控与靶向干预”教育部重点实验室上海市肝胆肿瘤生物学重点实验室上海200438

随着人类基因组学与蛋白质组学的蓬勃发展,人类糖组学解码成为了21世纪至关重要的科学命题.然而适用于糖组学研究,尤其是能在活细胞原位精细探测糖生物学信息动态变化的高效、通用化学工具仍相对稀缺.作者团队长期致力于糖动态修饰(生... 详细信息

随着人类基因组学与蛋白质组学的蓬勃发展,人类糖组学解码成为了21世纪至关重要的科学命题.然而适用于糖组学研究,尤其是能在活细胞原位精细探测糖生物学信息动态变化的高效、通用化学工具仍相对稀缺.作者团队长期致力于糖动态修饰(生物分子糖基化与去糖基化)和糖介导生物识别(糖与凝集素或其它生物分子选择性相互作用)的原位示踪,发展了多种荧光分子探针原型,实现了上述糖生物学过程的动态探测与免标记高通量筛选.本文将系统介绍上述可用于糖生物学研究的全新化学技术原理,及其在凝集素、病毒、细菌以及哺乳动物细胞等不同结构尺度研究模型上的实用范例,最终提出该类技术方法的后续发展方向.

关键词：化学生物学糖组学荧光探针动态原位活细胞

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