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高效包载酪氨酸羟化酶mRNA外泌体的制备

中国生物工程杂志 2024年第2期44卷 69-75页

作者：樊宇钦黎智康梁至轩赵紫涵谢秋玲暨南大学生命科学技术学院广州510632 基因工程药物国家工程研究中心广州510632

目的:酪氨酸羟化酶(TH)是多巴胺合成的限速酶,其对于帕金森病发生有着重要意义。外泌体是由细胞分泌的直径30~200 nm的微囊泡,被认为是可通过血脑屏障的潜在药物载体。拟利用古菌核糖体蛋白L7Ae和Kt环的结合特性,获得高效包载酪氨酸羟化... 详细信息

目的:酪氨酸羟化酶(TH)是多巴胺合成的限速酶,其对于帕金森病发生有着重要意义。外泌体是由细胞分泌的直径30~200 nm的微囊泡,被认为是可通过血脑屏障的潜在药物载体。拟利用古菌核糖体蛋白L7Ae和Kt环的结合特性,获得高效包载酪氨酸羟化酶mRNA的外泌体(TH-Kt-Exo),以实现mRNA药物穿越血脑屏障的递送。方法:通过构建带有Kt环的TH mRNA重组质粒,以及外泌体膜蛋白CD63和L7Ae融合表达的重组质粒pCMV-CD63-L7Ae-His,共转染HEK293F细胞,通过超速离心方法收取细胞分泌的外泌体,通过qPCR检测外泌体中TH mRNA的含量并转染受体细胞。结果:与单一酪氨酸羟化酶质粒转染得到的外泌体TH-Exo相比,利用该方法获得的外泌体TH-Kt-Exo在TH mRNA的装载水平上有显著提高。此外,该外泌体能够将其装载的mRNA转运至受体细胞中。结论:通过L7Ae和Kt环的特异性结合,可以有效提高目的mRNA在外泌体中的包载。

关键词：酪氨酸羟化酶外泌体古菌核糖体蛋白 Kt环

基于金纳米粒-白蛋白融合蛋白递送系统的非药物靶向溶栓策略

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药学学报 2024年第2期59卷 455-463页

作者：鲁津津刘春孙思荣陈敬华高敏江南大学生命科学与健康工程学院江苏无锡214122

血栓是导致心肌梗塞、脑卒中等心血管疾病的主要因素之一。纤维蛋白溶酶类抗血栓药物虽然已被广泛应用于临床,但依然受到治疗窗口狭窄、半衰期短、易失活和因非靶向性造成的异常出血等不良反应的限制。因此,有效地将溶栓物质靶向输送到... 详细信息

血栓是导致心肌梗塞、脑卒中等心血管疾病的主要因素之一。纤维蛋白溶酶类抗血栓药物虽然已被广泛应用于临床,但依然受到治疗窗口狭窄、半衰期短、易失活和因非靶向性造成的异常出血等不良反应的限制。因此,有效地将溶栓物质靶向输送到血栓部位并将不良反应降至最低至关重要。基于人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)在血液中的长循环效果和优异的载药特性,本研究运用基因工程技术在HSA的N末端融合一段能靶向血栓部位的功能肽(P-selectin binding peptide,PBP),经毕赤酵母表达并纯化得到具有血栓靶向功能的白蛋白融合蛋白。该融合蛋白包载金纳米粒子(gold nanoparticles,Au NPs)后能够形成均一稳定的纳米粒(PBP-HSA@Au),粒径为17.7±1.0 nm,zeta电位为-11.3±0.2 mV。细胞毒性和溶血实验证明PBP-HSA@Au生物相容性好,血小板靶向实验表明PBP的引入赋予了PBP-HSA@Au血栓靶向能力,近红外光(near infrared ray,NIR)照射后,PBP-HSA@Au能将光能快速转化为热能进而破坏纤维蛋白,表现出优异的溶栓效果。本研究设计的白蛋白融合蛋白递送系统为血栓治疗提供了一种精准、快速、非药物的治疗策略,该体系设计简单、生物相容性高,具有较强的临床应用性。研究涉及的所有动物实验均按照江南大学动物实验伦理委员会批准的方案执行[***20230915S0301015(423)]。

关键词：血栓光热治疗靶向溶栓融合蛋白人血清白蛋白金纳米粒

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TRIM21通过与ZSWIM1相互作用调节肺腺癌细胞的增殖和迁移

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中国肺癌杂志 2024年第5期27卷 337-344页

作者：陈露璇连琼华章贵吴嘉耀曾观娣高学娟暨南大学肿瘤分子生物学教育部重点实验室生物活性药物分子与成药性优化全国重点实验室暨南大学生命与健康工程研究院广州510632 暨南大学附属广东省第二人民医院传统医学与运动伤害康复研究所广州510317

背景与目的肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)是一种致病率和死亡率都极高的癌症,尽管现代医学的治疗手段在不断进步,但患者的5年生存率仍不高,因此我们想通过探究LUAD发生发展的分子机制进而鉴定新的治疗靶标。我们前期的研究报道了Z... 详细信息

背景与目的肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)是一种致病率和死亡率都极高的癌症,尽管现代医学的治疗手段在不断进步,但患者的5年生存率仍不高,因此我们想通过探究LUAD发生发展的分子机制进而鉴定新的治疗靶标。我们前期的研究报道了ZSWIM1(zinc finger SWIM-type containing 1)是一个促进LUAD细胞增殖、迁移、侵袭的新蛋白。本研究将着重探究E3泛素连接酶TRIM21(tripartite-motif protein 21)对ZSWIM1在LUAD细胞中促增殖、迁移功能的影响。方法利用蛋白免疫共沉淀技术(co-immunoprecipitation,Co-IP)和免疫荧光技术(immunofluorescence, IF)验证TRIM21和ZSWIM1之间的相互作用和共定位;利用MTT和Transwell实验检测TRIM21及TRIM21、ZSWIM1协同对LUAD增殖、迁移的影响;利用蛋白印迹实验(Westernblot,WB)检测TRIM21和ZSWIM1对LUAD细胞上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)标志物表达的影响;利用Co-IP联合WB检测TRIM21对ZSWIM1泛素化的影响。结果 TRIM21与ZSWIM1存在相互作用和共定位。TRIM21的上调可以抑制LUAD细胞的增殖和迁移。过表达TRIM21能够降低ZSWIM1对LUAD细胞增殖、迁移和侵袭的促进作用,并逆转ZSWIM1对E-cadherin和Vimentin表达的影响。敲低TRIM21则可以增强ZSWIM1对LUAD细胞增殖和迁移的促进作用。机制方面,我们发现过表达TRIM21可明显增强ZSWIM1的泛素化水平,下调ZSWIM1的蛋白表达量。结论 TRIM21通过结合并促进ZSWIM1的泛素化,进而降低ZSWIM1的蛋白表达,这抑制了ZSWIM1对LUAD细胞增殖、迁移、侵袭表型的促进作用。

关键词：肺肿瘤 TRIM21 ZSWIM1 增殖迁移

热改性豌豆分离蛋白与卡拉胶复合相行为及表征

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食品与发酵工业 2024年第16期50卷 85-92页

作者：陈永佳唐佳胡俊娴朱承新杨楠湖北工业大学生命科学与健康工程学院

该研究采用ζ-电位法和浊度滴定法评价了卡拉胶(carrageenan, CG)类型(κCG,ιCG,λCG)对热改性豌豆分离蛋白(heat-treated pea protein isolated, HPPI)在不同质量比(0.5∶1～6∶1)和不同pH(7.0～2.0)相行为的影响，并对不同类型复合... 详细信息

该研究采用ζ-电位法和浊度滴定法评价了卡拉胶(carrageenan, CG)类型(κCG,ιCG,λCG)对热改性豌豆分离蛋白(heat-treated pea protein isolated, HPPI)在不同质量比(0.5∶1～6∶1)和不同pH(7.0～2.0)相行为的影响，并对不同类型复合物进行了表征。结果表明，卡拉胶电荷密度对相变过程有显著影响，HPPI和κCG,ιCG、λCG的临界质量混合比分别是1.5∶1、3∶1、3∶1;3种卡拉胶均能抵抗HPPI的聚集，但是ιCG具有最好的抵抗效果，可归因于其独特的分子构型和硫酸盐数量，HPPI和3种卡拉胶的相图均可以分为3个相区；HPPI和ιCG以静电相互作用和氢键结合形成复合物，相比于单独的HPPI,复合物的疏水性降低，并且呈团簇和聚集态分布。该研究对于更深入了解蛋白质和多糖的相互作用以及对食品系统的设计和稳定性调控具有重要意义。

关键词：豌豆分离蛋白卡拉胶相行为相图

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基于非天然叔胺辅因子的人工酶创制及催化反应研究

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生物工程学报 2024年

作者：魏亚陈崇文童颖佳周志江南大学生命科学与健康工程学院

生物酶元件作为合成生物学系统的芯片对生物制造产业有着至关重要的作用。发展多样性新功能酶元件可为合成生物学系统提供丰富的工具盒并助力其发展。本研究报道了一种基于非天然辅因子的新型人工酶构建方法，通过非天然氨基酸结合点击... 详细信息

生物酶元件作为合成生物学系统的芯片对生物制造产业有着至关重要的作用。发展多样性新功能酶元件可为合成生物学系统提供丰富的工具盒并助力其发展。本研究报道了一种基于非天然辅因子的新型人工酶构建方法，通过非天然氨基酸结合点击化学策略将4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine，DMAP)辅因子通过共价键引入至优选蛋白骨架中，成功构建了一种以叔胺辅因子为催化中心的新型人工酶。该人工酶成功实现了一例环状烯酮与对硝基苯甲醛之间发生的非天然不对称Morita-Baylis-Hillman (MBH)反应，转化率高达90%、对映选择性(ee)为38%。本项研究不仅为新型人工酶的设计提供了一种有效策略，而且为发展酶催化非天然MBH反应建立了理论基础。

关键词：遗传密码子扩展人工酶 MBH反应生物催化不对称催化

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超疏水耐酸碱改性纸张的制备与性能

高等学校化学学报 2024年第8期45卷 148-155页

作者：韩金娥王聃轲钮腾飞江南大学生命科学与健康工程学院无锡214122 江南大学化学与材料工程学院无锡214122

采用可见光促进的原子转移自由基聚合(ATRP)法,实现了叠氮基单体与含氟单体共聚,得到全氟辛酯叠氮苯酯共聚物,并将其应用于纸张表面改性,制成了超疏水耐酸碱改性纸张.研究了聚合物中各单体种类、比例及聚合物分子量对超疏水耐酸碱性能... 详细信息

采用可见光促进的原子转移自由基聚合(ATRP)法,实现了叠氮基单体与含氟单体共聚,得到全氟辛酯叠氮苯酯共聚物,并将其应用于纸张表面改性,制成了超疏水耐酸碱改性纸张.研究了聚合物中各单体种类、比例及聚合物分子量对超疏水耐酸碱性能的影响.此外,还表征了改性纸张的表面微观结构,研究了聚合物与纸张的连接方式,解释了改性纸张的超疏水耐酸碱性能原理.结果表明,当甲基丙烯酸-4-叠氮苯酯与甲基丙烯酸全氟辛酯的摩尔比为1∶4时,全氟辛酯叠氮苯酯共聚物-80改性后的纸张表现出极强的疏水性,水接触角达到165°,并在强酸(pH=1)或强碱(pH=13)环境下维持72 h无明显变化.制备的共聚材料在防水、耐酸碱应用中具有良好的应用前景.

关键词：叠氮单体含氟单体超疏水性耐酸碱改性纸张

“六融六优”培养生物与医药专业研究生创新能力的探索与实践

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生物工程学报 2024年

作者：吴静周怡雯宋伟魏婉清胡贵鹏闻建李晓敏蒋艳邱立朋江南大学生命科学与健康工程学院江南大学生物工程学院

新兴的生物医药产业对生物与医药专业人才的需求量与日俱增，对人才创新能力的培养提出了更高的要求。基于“产教研融合”理念，探索生物与医药专业研究生创新能力培养的新模式，对于提升我国生物与医药专业人才培养质量、赋能生物经济... 详细信息

新兴的生物医药产业对生物与医药专业人才的需求量与日俱增，对人才创新能力的培养提出了更高的要求。基于“产教研融合”理念，探索生物与医药专业研究生创新能力培养的新模式，对于提升我国生物与医药专业人才培养质量、赋能生物经济发展具有重要的现实意义。本文以江南大学生物与医药专业研究生创新能力培养为例，介绍了基于“产教研融合”理念，构建思想引领、学科体系、培养方案、师资队伍、科创平台和交流合作的“六融六优”新培养体系，并介绍了新体系取得的良好培养成效，以期为生物与医药行业创新型人才的培养提供有益借鉴。

关键词：生物与医药专业研究生创新能力产教研融合六融六优新培养体系

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代谢工程改造大肠杆菌生产尸胺

生物工程学报 2024年

作者：刘存萍高聪李晓敏陈修来吴静宋伟魏婉清刘立明江南大学生物工程学院江南大学生命科学与健康工程学院

尸胺是聚酰胺生产中的关键C5单体。由于细胞内5’-磷酸吡哆醛(pyridoxal 5’-phosphate， PLP)再生效率有限，导致目前发酵法生产尸胺效率较低。本研究选择一株实验室保藏的赖氨酸高产大肠杆菌LY-4为研究对象，首先通过引入尸胺合成关键... 详细信息

尸胺是聚酰胺生产中的关键C5单体。由于细胞内5’-磷酸吡哆醛(pyridoxal 5’-phosphate， PLP)再生效率有限，导致目前发酵法生产尸胺效率较低。本研究选择一株实验室保藏的赖氨酸高产大肠杆菌LY-4为研究对象，首先通过引入尸胺合成关键酶-赖氨酸脱羧酶(lysine decarboxylase， LDC)，成功构建了菌株L01，摇瓶发酵尸胺产量达1.07 g/L；随后，开发了一种双代谢通路强化策略，协同增强内源和异源PLP合成模块，从而改善胞内PLP的合成，最优菌株L11摇瓶生产尸胺产量提升至9.23 g/L；最后，在5 L发酵罐上对菌株L11生产尸胺的发酵工艺进行优化。工程菌株经48 h分批补料发酵，尸胺产量、得率、生产强度分别为54.43 g/L、0.22 g/g和1.13 g/(L·h)，具备一定的应用潜力。本研究可为构建包括尸胺在内的多种生物胺类细胞工厂提供理论依据和技术基础。

关键词：大肠杆菌代谢工程尸胺 5’-磷酸吡哆醛发酵优化

利用光驱动的生物杂合系统实现CO_(2)转化生产化学品

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 294-303页

作者：干雅梅柴甜甜张健高聪宋伟吴静刘立明陈修来江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学生命科学与健康工程学院江苏无锡214122

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在... 详细信息

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在光吸收范围相对较窄、光生电子在传输过程中易损耗等问题,限制了太阳能到化学品的转化效率.为了解决上述难题,科研人员模仿自然光合作用中的关键部分,探索构建人工光合系统,相关研究引起了广泛关注.本文通过将碲化镉量子点(CdTe QDs)与大肠杆菌(***)相耦合,构建了一种光驱动无机-生物杂合系统(IBPHS),用于捕获太阳能并驱动CO_(2)转化合成高价值化学品.该系统主要由光催化模块和生物催化模块组成.在光催化模块中,通过生物合成CdTe QDs进行光能捕获,并将其转化为电子.通过敲除***的Cd2+外排蛋白(ZNTA)编码基因,实现了***胞内Cd2+过量积累.通过“时空耦合”方式,并借助共聚焦显微镜、高分辨率透射电镜和X射线能谱分析,确认了CdTe QDs在***胞内的组装合成.利用紫外-可见分光光度计研究了光催化模块对光子的吸收能力.结果表明,光催化模块的吸收峰位于400-420 nm.利用瞬时光电流,评估了光催化模块的光生电子能力.实验发现,该模块可以产生0.07μA光电流,表明完成了光催化模块的构建.在生物催化模块中,将光催化模块产生的电子用于还原NAD+再生NADH.采用NADH生物传感器,分析了***胞内NADH含量,结果表明,在蓝光照射下***胞内NADH含量比黑暗条件下提高了5.1倍.在此基础上,通过表达NADH依赖型乳酸脱氢酶(LDH)将丙酮酸还原为乳酸,在蓝光光照下乳酸积累量达到了0.44 g/L,而黑暗条件下无乳酸积累,从而验证了生物催化模块的有效性.基于光催化模块和生物催化模块,进一步组装构建了IBPSH,用于驱动CO_(2)还原合成甲酸和丙酮酸.在蓝光照射下,IBPHS能够合成0.65 g/L甲酸和0.18 g/L丙酮酸,其CO_(2)利用速率分别达到51.98 mg/gDCW/h和21.92 mg/gDCW/h,超过了光合细菌.综上所述,本文利用光催化模块与生物催化模块相耦合的方式,组装构建了一种新型的人工光合系统,实现了光驱动CO_(2)还原合成高附加值化学品,为理性设计材料-生物杂合系统提供了借鉴,同时也为挖掘绿色生物制造潜力、开发太阳能化学制造平台提供参考.

关键词：人工光合系统 CO_(2)利用光能转换 CdTe生物合成 NADH再生