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1,3-丙二醇的微生物合成:C6-C3-C1原料体系的转变

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生物工程学报 2024年第8期40卷 2371-2385页

作者：果士婷刘盼王钰中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津300308 国家合成生物技术创新中心天津300308

1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)是一种具有广泛应用价值的二元醇化合物,可用于制造多种医药中间体、食品和化妆品,也是合成纤维材料聚对苯二甲酸丙二醇酯的关键单体。微生物转化葡萄糖等可再生原料合成1,3-PDO因具有环境友好、高... 详细信息

1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)是一种具有广泛应用价值的二元醇化合物,可用于制造多种医药中间体、食品和化妆品,也是合成纤维材料聚对苯二甲酸丙二醇酯的关键单体。微生物转化葡萄糖等可再生原料合成1,3-PDO因具有环境友好、高效节能、安全可持续等优点,已实现产业化,是微生物化学品工厂设计与应用的成功案例。但是,粮食紧缺和气候变化等问题正在推动化学品生物制造的原料朝着非粮化、低成本、可持续的方向转变。微生物转化C3原料甘油合成1,3-PDO的研究已较为深入。近年来,以能量密度更高的甲醇等C1原料合成1,3-PDO也受到广泛关注,多条新的人工合成途径被创建并成功验证,为1,3-PDO可持续生物合成奠定了基础。本文重点从C6-C3-C1原料体系转变的角度综述了1,3-PDO的微生物合成研究进展,对不同原料体系下提升1,3-PDO合成效率的代谢途径改造策略进行了讨论,并对C1原料合成1,3-PDO的发展前景进行了展望。

关键词： 1,3-丙二醇可再生原料葡萄糖甘油甲醇

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“食药同源”的生物学原理

药学学报 2024年第6期59卷 1509-1518页

作者：丁劲文迟湘胤张玉王璐璐蒋建东林媛中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050 中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050

随着社会快速发展以及“健康中国”战略的提出,人民群众对生活质量和健康水平的需求日益增长,“食药同源”的理念也逐渐受到人们重视。“食药同源”概念在我国历史悠久,是我国传统医学中食疗、药膳、养生及治未病等多种思想的凝练。“... 详细信息

随着社会快速发展以及“健康中国”战略的提出,人民群众对生活质量和健康水平的需求日益增长,“食药同源”的理念也逐渐受到人们重视。“食药同源”概念在我国历史悠久,是我国传统医学中食疗、药膳、养生及治未病等多种思想的凝练。“食药同源”具有坚实的科学基础,其活性物质成分具有多种类、多机制和多靶点等特点,经过口服吸收及代谢转化后,发挥其生物学效应,而且安全性好。本文从化合物、生物大分子及肠道菌群与肠道这三方面解析多种“食药同源”物质发挥药理活性的化学基础及生物学原理;并以肠道菌群为主要研究内容,重点分析了几个经典“食药同源”物质的生物学原理;论述了研究“食药同源”的科学意义。本文旨在从现代医药学的角度来理解和探索“食药同源”这一传统理念的科学内涵,为新药研发及人类健康发展提供理论参考。

关键词：食药同源治未病肠道菌群化学基础药理作用标本兼治

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“异病同治”的生物学原理

药学学报 2024年第2期59卷 269-278页

作者：孔维佳李玉环蒋建东中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050 中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050

人体多个系统的非感染性慢性疾病如糖尿病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、动脉粥样硬化(AS)、神经退行性疾病、骨质疏松和恶性肿瘤等具有一些共同的发病机制,如非可控性炎症(NRI)、肠道菌群紊乱、内质网应激、线粒体功能紊乱、哺乳动物... 详细信息

人体多个系统的非感染性慢性疾病如糖尿病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、动脉粥样硬化(AS)、神经退行性疾病、骨质疏松和恶性肿瘤等具有一些共同的发病机制,如非可控性炎症(NRI)、肠道菌群紊乱、内质网应激、线粒体功能紊乱、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路异常等,是临床“异病同治”的基础;一些临床常用的慢病治疗药物如二甲双胍、小檗碱、阿司匹林、他汀类和雷帕霉素,通过抗炎、调控肠道菌群、抑制内质网应激、改善线粒体功能、抑制mTOR等机制同时对多种慢性疾病具有改善作用,发挥“异病同治”的效果。而对于病毒性感染的疾病,因为有些病毒需要一些共性的病毒复制酶,这类酶的抑制剂也就成了临床抗病毒“异病同治”的运用范例(如同时抗艾滋病和乙肝的替诺福韦);尤其是在针对突发的病毒传染病时,这些病毒酶抑制剂在抗疫过程中快速地发挥出“异病同治”的重要作用,如阿兹夫定和索非布韦等。本文对“异病同治”的生物基础以及这些药物的可能作用机制的研究进展进行综述,以期为新药研发提供科学依据和新的参考。

关键词：异病同治非可控性炎症肠道菌群紊乱内质网应激线粒体紊乱哺乳动物雷帕霉素靶蛋白病毒酶

血链球菌cpnp培养上清液抑制铜绿假单胞菌生长和生物膜的作用

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中国微生态学杂志 2024年第6期36卷 637-646,656页

作者：高毅敏李娜李新鸣金慧张家鑫耿大升孙贺刘光焱马明月沈阳医学院基础医学院沈阳110034 辽宁省环境污染与微生态重点实验室沈阳医学院附属中心医院检验科沈阳医学院附属第二医院检验科

目的研究血链球菌cpnp培养上清液抑制铜绿假单胞菌生长和生物膜形成、破坏成熟生物膜的作用,以及其联合抗生素的抑菌作用,为利用呼吸道共生菌制剂干预铜绿假单胞菌呼吸道定植,减少呼吸道感染提供依据。方法采用牛津杯法测定血链球菌c... 详细信息

目的研究血链球菌cpnp培养上清液抑制铜绿假单胞菌生长和生物膜形成、破坏成熟生物膜的作用,以及其联合抗生素的抑菌作用,为利用呼吸道共生菌制剂干预铜绿假单胞菌呼吸道定植,减少呼吸道感染提供依据。方法采用牛津杯法测定血链球菌cpnp对铜绿假单胞菌生长的抑制作用。使用96孔板法测定血链球菌cpnp培养上清液联合头孢他啶对铜绿假单胞菌生长的抑制作用。体外建立铜绿假单胞菌生物膜模型,利用结晶紫半定量法、刚果红染色法、RT-qPCR法测定血链球菌cpnp培养上清液对生物膜形成的抑制作用;利用结晶紫半定量法、MTT法测定血链球菌cpnp培养上清液对成熟生物膜的破坏作用;采用光镜和电镜观察生物膜的形态。结果血链球菌cpnp培养上清液对铜绿假单胞菌生长有抑制作用,与头孢他啶联用时表现出协同作用(P生物膜形成量(P生物膜总量(P生物膜代谢活性(P生物膜有良好的抑制和破坏作用。

关键词：血链球菌铜绿假单胞菌生物膜协同作用

西湖龙井茶对高脂高果糖饮食小鼠肠道菌群的调节作用

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期50卷 481-494页

作者：胡俐泉屠琳玥赵悦伶谢亨通徐安安徐平周继红王岳飞浙江大学农业与生物技术学院茶叶研究所浙江杭州310058

越来越多的研究表明,肠道菌群及其介导的微生态环境在高脂高果糖饮食引起的相关代谢障碍中发挥着关键作用。本研究首先探究了西湖龙井茶对常规饮食小鼠肠道菌群的作用,随后构建高脂高果糖饮食小鼠模型,进一步研究西湖龙井对预防高脂高... 详细信息

越来越多的研究表明,肠道菌群及其介导的微生态环境在高脂高果糖饮食引起的相关代谢障碍中发挥着关键作用。本研究首先探究了西湖龙井茶对常规饮食小鼠肠道菌群的作用,随后构建高脂高果糖饮食小鼠模型,进一步研究西湖龙井对预防高脂高果糖饮食小鼠脂质积累、肠道屏障功能损伤和肠道微生态紊乱的效果。结果表明:西湖龙井茶汤能够抑制高脂高果糖饮食小鼠的体质量上升和脂肪积累,有效改善代谢紊乱。进一步探究西湖龙井对高脂高果糖饮食小鼠肠道稳态的保护作用时发现,西湖龙井茶汤处理抑制了小鼠肠道上皮细胞低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)及其靶基因烯醇化酶-1(enolase-1, ENO1)和乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A, LDHA)的表达。此外,西湖龙井茶汤干预可以降低小鼠肠道厚壁菌门/拟杆菌门菌群丰度的比值,使norank_f_Muribaculaceae等益生菌富集,且高脂高果糖饮食+低浓度茶汤处理下毛螺菌科菌群富集,高脂高果糖饮食+高浓度茶汤处理使颤螺菌属菌群的相对丰度增加。本研究结果为龙井茶通过改善肠道菌群紊乱来调节脂肪积累提供了理论依据,为饮茶能够改善肠道健康、发挥降脂减肥作用提供了理论支持。

关键词：西湖龙井茶高脂高果糖饮食肠道菌群肠道屏障

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基于CRISPR/Cas9技术构建鲍曼不动杆菌lpxC缺失株及其表型研究

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药学学报 2024年第5期59卷 1286-1294页

作者：孙宗倜张友文李海滨王秀坤于洁解晋茹庞蓬勃胡辛欣聂彤颖卢曦庞晶侯磊杨信怡李聪然孙琅游雪甫中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所抗感染药物研究北京市重点实验室北京100050 中国医学科学院病原微生物菌(毒)种保藏中心药用微生物相关菌(毒)种保藏分中心北京100050 中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所实验动物中心北京100050

脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是革兰阴性菌细胞膜外膜重要组成成分,与多数革兰阴性菌不同,鲍曼不动杆菌在LPS缺失后仍可存活并获得对多黏菌素的耐药性。有关LPS缺失鲍曼不动杆菌的研究多是针对多黏菌素诱导产生的LPS缺失株,背景复... 详细信息

脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是革兰阴性菌细胞膜外膜重要组成成分,与多数革兰阴性菌不同,鲍曼不动杆菌在LPS缺失后仍可存活并获得对多黏菌素的耐药性。有关LPS缺失鲍曼不动杆菌的研究多是针对多黏菌素诱导产生的LPS缺失株,背景复杂且不稳定。为深入研究LPS缺失介导的多黏菌素耐药鲍曼不动杆菌,本研究通过双质粒CRISPR/Cas9系统敲除鲍曼不动杆菌ATCC 19606的lpxC基因,构建稳定且背景清晰的LPS缺失株,并对缺失株的形态、生长速率、抗生素的敏感性、毒力、膜通透性和膜电势进行分析。动物实验经中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所实验动物管理与动物福利委员会批准(批准号:IMB-20240119D9)。结果显示,鲍曼不动杆菌ATCC 19606的lpxC基因被成功敲除,lpxC缺失后菌株失去外膜LPS,形态由杆状变为球状,细菌生长速率变慢,膜通透性升高,膜电势降低,对β-内酰胺类、喹诺酮类、氨基糖苷类、大环内酯类、糖肽类抗生素的敏感性增强,并且体内毒力大幅下降。lpxC缺失引起鲍曼不动杆菌的膜稳态、适应性发生明显改变,了解LPS缺失介导的多黏菌素耐药鲍曼不动杆菌的特征变化有利于探究鲍曼不动杆菌耐药机制、寻找治疗新策略。

关键词：鲍曼不动杆菌基因编辑 CRISPR/Cas9系统 lpxC基因多黏菌素耐药脂多糖

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鲟鱼软骨肽活性评价及软膏剂制备

药学学报 2024年第7期59卷 2135-2142页

作者：雷鹏宋开超谢郑雯戚艺凡张宇佳郑稳生中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所北京100050 中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050 北华大学药学院吉林吉林132013

鲟鱼软骨因为富含硫酸软骨素和蛋白质等生物活性物质而具有广阔的应用前景。本研究进行了鲟鱼软骨肽在NIH/3T3和C2C12细胞中的安全性评价,研究结果表明,相比空白对照,鲟鱼软骨肽不会引起NIH/3T3、C2C12细胞的凋亡和坏死,为鲟鱼软骨肽的... 详细信息

鲟鱼软骨因为富含硫酸软骨素和蛋白质等生物活性物质而具有广阔的应用前景。本研究进行了鲟鱼软骨肽在NIH/3T3和C2C12细胞中的安全性评价,研究结果表明,相比空白对照,鲟鱼软骨肽不会引起NIH/3T3、C2C12细胞的凋亡和坏死,为鲟鱼软骨肽的经皮给药递送提供体外实验依据。进一步评价鲟鱼软骨肽对2′-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)、二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基的清除活性,发现鲟鱼软骨肽具有较好的抗氧化活性。本研究制备得到了一种稳定性好、皮肤刺激性小、鲟鱼软骨肽含量为7%的鲟鱼软骨肽软膏,并分析了其在小鼠皮肤上的透皮吸收能力(本实验获得中国医学科学院药物研究所动物伦理委员会批准,批准号:00007684)。结果发现,鲟鱼软骨肽软膏12 h累积释放量达到92%。本研究进一步分析了鲟鱼软骨肽软膏抑制二甲苯致炎后小鼠耳肿胀的能力,相比于基质组和对照组,鲟鱼软骨肽软膏具有显著抗炎活性。综上,本研究发现鲟鱼软骨肽具有良好的安全性和抗氧化活性,制备的鲟鱼软骨肽软膏为鲟鱼软骨肽的进一步应用及经皮给药递送研究提供实验依据。

关键词：鲟鱼软骨肽抗氧化抗炎软膏剂经皮给药

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用于荧光显微技术的多波长激光耦合系统

光学精密工程 2024年第3期32卷 324-332页

作者：周旻超王振亚方懿罗刚银张哲孙晓洁复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速... 详细信息

为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速简单完成耦合调节的耦合光纤部件结构以及耦合调试的方法,通过实验测试荧光成像常用的4种波段激光(405,488,561,638 nm),耦合效率均大于65%。实验结果达到了较高的光纤耦合水平,证明该多波长激光耦合器性能优异。同时,由于耦合器装调简单且成本低,本文的工作具有进一步商业化的价值,且为多波长单模耦合激光器国产化打下了坚实的基础。

关键词：荧光显微技术单模激光耦合多波长激光光纤耦合

宿主蛋白酶在流感病毒进入阶段的作用研究进展

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药学学报 2024年第10期59卷 2709-2716页

作者：李博颜海燕李玉环中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所中国医学科学院抗病毒药物研究重点实验室北京100050

流感病毒血凝素(hemagglutinin,HA)是病毒入侵宿主细胞的关键因素,涉及病毒与靶细胞的结合及膜融合过程。宿主体内的蛋白酶对HA进行裂解和激活,是病毒识别宿主细胞及启动膜融合的先决条件,也是病毒感染宿主的必要条件。本文总结了II型... 详细信息

流感病毒血凝素(hemagglutinin,HA)是病毒入侵宿主细胞的关键因素,涉及病毒与靶细胞的结合及膜融合过程。宿主体内的蛋白酶对HA进行裂解和激活,是病毒识别宿主细胞及启动膜融合的先决条件,也是病毒感染宿主的必要条件。本文总结了II型跨膜丝氨酸蛋白酶、人类组织激肽释放酶及其他宿主蛋白酶对不同亚型流感病毒HA的蛋白水解激活作用,并对其作为潜在抗病毒治疗靶点的可能性进行了探讨。

关键词：血凝素宿主细胞蛋白酶流感病毒膜融合抗病毒