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细菌聚酮合酶间的杂合方式及其生物合成逻辑

合成生物学 2024年

作者：张瑞金文铮陈依军中国药科大学生命科学与技术学院化学生物学教研室

聚酮化合物（Polyketides）是一类来源广泛、结构多样的活性天然产物，聚酮合酶（Polyketide Synthase,PKS）负责聚酮骨架的生物合成。细菌次级代谢中PKS广泛存在，不同类型的PKS在组成和生物合成机制上各为不同，从而产生截然不同的聚... 详细信息

聚酮化合物（Polyketides）是一类来源广泛、结构多样的活性天然产物，聚酮合酶（Polyketide Synthase,PKS）负责聚酮骨架的生物合成。细菌次级代谢中PKS广泛存在，不同类型的PKS在组成和生物合成机制上各为不同，从而产生截然不同的聚酮骨架。根据细菌PKS功能和生物合成途径的不同，可以将其分为I型、II型和III型。PKS通常能与其它生物合成酶系杂合以产生结构更为复杂的天然产物。同时，不同类型PKS之间也可以形成多种内部杂合，产生更多样的聚酮骨架。本文总结和比较PKS间的内部杂合，包括I型PKS内部杂合、I型/II型PKS杂合以及I型/III型PKS杂合，归纳各种杂合基因簇的形成方式及其杂合特征。通过比较杂合聚酮化合物的生物合成机制并讨论杂合聚酮工程化改造的进展，我们展望了多种潜在的聚酮杂合模式，合理假设存在合成过程相反的I型/II型PKS杂合模式，或随着化合物的挖掘发现迄今未报道的II型/III型PKS杂合模式等，指出可以充分和全面地利用细菌基因组信息，通过酶和基因的生物勘探，发现更多更特殊的PKS杂合化合物等一系列针对新颖聚酮化合物进行基因组挖掘的方向，同时也提出了工程化改造trans-AT PKS在cis-AT模块中实现不同寻常的骨架修饰等多种PKS的工程化改造想法，为后续PKS内部杂合基因簇挖掘和表征提供一些新思路。

关键词：天然产物聚酮化合物聚酮合酶聚酮内部杂合

血小板特异性Rictor敲除抑制小鼠血小板生成和活化及血栓形成

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南方医科大学学报 2024年第8期44卷 1605-1611页

作者：龙清杨峻刘安玲南方医科大学生物化学与分子生物学教研室广东广州510515

目的探究Rictor对血小板活化和血栓形成的影响。方法利用PF4-Cre、Rictorfl/fl转基因小鼠,构建血小板特异性Rictor敲除小鼠和野生型小鼠,分别设为敲除组和对照组(总实验小鼠n=65),用于后续实验。Western blotting检测小鼠Rictor蛋白、... 详细信息

目的探究Rictor对血小板活化和血栓形成的影响。方法利用PF4-Cre、Rictorfl/fl转基因小鼠,构建血小板特异性Rictor敲除小鼠和野生型小鼠,分别设为敲除组和对照组(总实验小鼠n=65),用于后续实验。Western blotting检测小鼠Rictor蛋白、蛋白激酶B(AKT)、p-AKT的表达水平。血常规检测敲除和对照组小鼠血小板数目。尾静脉出血实验检测敲除和对照小鼠止血功能。构建静脉血栓模型检测Rictor敲除对血栓形成的影响。使用ADP和凝血酶刺激血小板,检测Rictor敲除对血小板聚集的影响。流式细胞术分析敲除组和对照组血小板在静息态和活化态整合素αIIbβ3与CD62P的表达水平。检测血浆中PF4水平。vWF免疫组化标记巨核细胞。用APC-CD41抗体孵育敲除和对照小鼠的巨核细胞,流式细胞术检测细胞倍体。扫描电镜检测敲除和对照组血小板在胶原表面的伸展变化。结果与对照小鼠相比,血小板Rictor特异性敲除小鼠AKT磷酸化降低(P<0.001),血小板生成减少(P<0.05),血栓形成受到抑制(P<0.05),血小板对ADP和凝血酶刺激的活化水平降低(P<0.01),P-选择素蛋白表达水平(P<0.05)、整合素αIIbβ3活化程度(P<0.01)受到抑制,血小板伸展受到抑制(P<0.01),PF4的血浆含量降低(P<0.05),骨髓中巨核细胞数量减少(P<0.01),倍体降低(P<0.05),前血小板平均面积减少(P<0.01)。结论血小板特异性敲除Rictor抑制血小板生成和活化,进而减少血栓形成。抑制mTORC2活性可能是一种潜在的抗血栓靶标。

关键词： Rictor 血小板血栓形成

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单核细胞趋化蛋白1对肺癌A549细胞迁移和侵袭的影响及其机制

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吉林大学学报（医学版） 2024年第3期50卷 666-675页

作者：王远王志娟张明姝王艺慧张晴叶丽平锦州医科大学基础医学院病理学教研室辽宁锦州121001 锦州医科大学基础医学院病理生理学教研室辽宁锦州121001 锦州医科大学生物人类学研究所辽宁锦州121001

目的:探讨单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)对肺癌A549细胞迁移和侵袭的影响,并阐明其作用机制。方法:采用免疫组织化学法检测80例非小细胞肺癌(NSCLC)及癌旁正常肺组织中MCP-1蛋白表达情况。体外培养人肺癌A549细胞,MCP-1-小干扰RNA(siRNA)实... 详细信息

目的:探讨单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)对肺癌A549细胞迁移和侵袭的影响,并阐明其作用机制。方法:采用免疫组织化学法检测80例非小细胞肺癌(NSCLC)及癌旁正常肺组织中MCP-1蛋白表达情况。体外培养人肺癌A549细胞,MCP-1-小干扰RNA(siRNA)实验分为空白组、阴性对照组(si-NC组)、MCP-1-siRNA-1组和MCP-1-siRNA-2组;MCP-1过表达实验分为对照组、空载对照组(OE-NC组,转染MCP-1过表达空载质粒)、过表达MCP-1组(OE-MCP-1组,转染MCP-1过表达质粒)、过表达MCP-1+细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号通路抑制剂PD98059组(OE-MCP-1+PD98059组,共转染MCP-1过表达质粒和PD98059)和PD98059组(转染PD98059)。分别将MCP-1-siRNA和质粒转染至肺癌A549细胞,Western blotting法验证各组A549细胞转染效率。细胞划痕实验和Transwell小室实验观察各组A549细胞迁移率和侵袭细胞数,Western blotting法检测各组A549细胞中磷酸化ERK(p-ERK)、总ERK(t-ERK)和上皮-间质转化(EMT)相关蛋白表达水平。结果:与癌旁组织比较,NSCLC组织中MCP-1蛋白阳性表达率明显升高(P室实验,与si-NC组比较,MCP-1-siRNA-1组和MCP-1-siRNA-2组侵袭细胞数明显减少(P<0.01);与OE-NC组比较,OE-MCP-1组侵袭细胞数明显增加(P<0.01);与OE-MCP-1组比较,OE-MCP-1+PD98059组侵袭细胞数明显减少(P<0.01);与OE-MCP-1+PD98059组比较,PD98059组侵袭细胞数明显减少(P<0.01)。Western blotting法,与si-NC组比较,MCP-1-siRNA-1组和MCP-1-siRNA-2组A549细胞中p-ERK、波形蛋白(Vimentin)和N-钙黏蛋白(N-cadherin)表达水平均明显降低(P<0.05或P<0.01),E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达水平均明显升高(P<0.01);与OE-NC组比较,OE-MCP-1组A549细胞中p-ERK、Vimentin和N-cadherin蛋白表达水平均明显升高(P<0.01),E-cadherin蛋白表达水平均明显降低(P<0.01);与OE-MCP-1组比较,OE-MCP-1+PD98059组A549细胞中p-ERK、Vimentin和N-cadherin蛋白表达水平均明显降低(P<0.01),E-cadherin蛋白表达水平均明显升高(P<0.05);与OE-MCP-1+PD98059组比较,PD98059组A549细胞中p-ERK、 Vimentin和N-cadherin蛋白表达水平均明显降低(P<0.05或P<0.01),E-cadherin蛋白表达水平明显升高(P<0.01)。结论:MCP-1蛋白可上调肺癌A549细胞中EMT相关蛋白表达,促进肺癌A549细胞的迁移和侵袭,其作用机制与激活ERK信号通路有关。

关键词：单核细胞趋化蛋白1 细胞外信号调节激酶癌,非小细胞肺细胞侵袭细胞迁移

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m^(6)A修饰在非小细胞肺癌中作用的研究进展

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中国病理生理杂志 2024年第5期40卷 917-923页

作者：张乃祥林江霞彭金芝曾俊伟陈远寿金寰遵义医科大学生理学教研室贵州遵义563000

肺癌是全世界常见的恶性肿瘤,也是恶性肿瘤导致死亡的常见原因。根据肺癌的分化程度和形态特征,目前将肺癌分为两大类,即小细胞肺癌和非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC),其中常见的是NSCLC,约占肺癌的85%^([1])。尽管近... 详细信息

肺癌是全世界常见的恶性肿瘤,也是恶性肿瘤导致死亡的常见原因。根据肺癌的分化程度和形态特征,目前将肺癌分为两大类,即小细胞肺癌和非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC),其中常见的是NSCLC,约占肺癌的85%^([1])。尽管近几十年来诊断和治疗技术得到了改进,但NSCLC的不良预后导致患者的五年生存率始终低于20%^([2]),严重危害人类健康,是人类未解决的难题,因此,还需要对其发生发展的分子机制有更深入的认识。近年,RNA的N^(6)-甲基腺嘌呤(N^(6)-methyladenosine,m^(6)A)修饰与肿瘤的关系得到了广泛关注,大量研究揭示m^(6)A修饰参与包括NSCLC在内的各种肿瘤的发生发展过程,本文总结了近年m^(6)A修饰各种相关调节因子在NSCLC中发挥的细胞生物学功能及分子机制的研究进展。

关键词：非小细胞肺癌 m^(6)A修饰甲基转移酶去甲基化酶

细菌聚酮合酶间的杂合方式及聚酮化合物生物合成逻辑

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合成生物学 2024年第3期5卷 548-560页

作者：张瑞金文铮陈依军中国药科大学生命科学与技术学院化学生物学教研室江苏南京211198

聚酮化合物(polyketide)是一类来源广泛、结构多样的活性天然产物,聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)负责聚酮骨架的生物合成。细菌次级代谢中PKS广泛存在,不同类型的PKS在组成和生物合成机制上各不相同,从而产生截然不同的聚酮骨架。... 详细信息

聚酮化合物(polyketide)是一类来源广泛、结构多样的活性天然产物,聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)负责聚酮骨架的生物合成。细菌次级代谢中PKS广泛存在,不同类型的PKS在组成和生物合成机制上各不相同,从而产生截然不同的聚酮骨架。根据细菌PKS功能和生物合成途径的不同,可以将其分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。PKS通常能与其他生物合成酶系杂合以产生结构更为复杂的天然产物。同时,不同类型PKS之间也可以形成多种内部杂合,产生更多样的聚酮骨架。本文总结和比较PKS间的内部杂合,包括Ⅰ型PKS内部杂合、Ⅰ型/Ⅱ型PKS杂合以及Ⅰ型/Ⅲ型PKS杂合,归纳各种杂合基因簇的形成方式及其杂合特征。通过比较杂合聚酮化合物的生物合成机制并讨论杂合聚酮工程化改造的进展,展望了多种潜在的聚酮杂合模式,合理假设存在合成过程相反的Ⅰ型/Ⅱ型PKS杂合模式,或随着化合物的挖掘发现迄今未报道的Ⅱ型/Ⅲ型PKS杂合模式等,指出可以充分和全面地利用细菌基因组信息,通过酶和基因的生物勘探,发现更多更特殊的PKS杂合化合物等一系列针对新颖聚酮化合物进行基因组挖掘的方向,同时也提出了工程化改造trans-AT PKS在cis-AT模块中实现不同寻常的骨架修饰等多种PKS的工程化改造设想,为后续PKS内部杂合基因簇挖掘和表征提供一些新思路。

关键词：天然产物聚酮化合物聚酮合酶聚酮内部杂合

低浓度TBBPA长期暴露对乳腺癌细胞增殖效应研究

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山西大学学报(自然科学版) 2024年第3期47卷 647-656页

作者：庞晶贾斌朱慧瑞姚杰弓韬刘志贞李卓玉山西医科大学生物化学与分子生物学教研室山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室

四溴双酚A （Tetrabromobisphenol A,TBBPA）是生产量最高的反应型和添加型溴代阻燃剂，具有持久性有机污染物的特征，可通过多种途径对人体进行暴露。关于TBBPA暴露与人体健康风险等问题亟待研究，其中TBBPA作为一种潜在的环境雌激素... 详细信息

四溴双酚A （Tetrabromobisphenol A,TBBPA）是生产量最高的反应型和添加型溴代阻燃剂，具有持久性有机污染物的特征，可通过多种途径对人体进行暴露。关于TBBPA暴露与人体健康风险等问题亟待研究，其中TBBPA作为一种潜在的环境雌激素干扰物，对于雌激素敏感性乳腺癌细胞的促癌机制尚不明确。因此，在本研究中将人源乳腺癌细胞MCF-7 （ER+）细胞系和MDA-MB-231 （ER-）细胞系分别连续5代暴露于环境浓度下人体血浆中残留的TBBPA (10-8mol/L)以模拟长期暴露模式，观察细胞的增殖效应并探讨可能的作用机制。CCK8和集落形成实验的结果表明，10-8mol/L TBBPA长期暴露可以显著促进MCF-7细胞增殖。活性氧（ROS）生成实验表明，MCF-7细胞在10-8mol/L TBBPA长期暴露下ROS水平升高。蛋白印迹结果表明，10-8mol/L TBBPA长期暴露于MCF-7细胞后，上调了Ras信号通路中Cyclin D1、c-Myc、p-ERK1/2和Ras的蛋白表达水平。Ras蛋白抑制剂（FTS）干预后阻断了Ras/p-ERK1/2/Cyclin D1/c-Myc并降低了细胞的增殖效应。此外，CCK8实验结果表明ERα的抑制剂Fulvestrant预处理MCF-7细胞可减弱TBBPA诱导的细胞增殖活性，证明TBBPA促进MCF-7细胞增殖与ER的存在有直接关联。同时选取ER-的MDA-MB-231细胞株进行了研究，在相同浓度的TBBPA长期暴露下，其增殖活性、ROS水平及Ras信号通路相关蛋白均无显著影响。研究结果表明10-8mol/L TBBPA长期暴露可以通过激活Ras信号通路促进雌激素受体阳性的MCF-7细胞的增殖。

关键词： TBBPA 乳腺癌 Ras信号通路增殖效应

来源：博看期刊

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基于循环结构的视觉Transformer

吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 2049-2056页

作者：蒋磊王子其崔振宇常志勇时小虎莫斯科国立大学数学力学系莫斯科119991 莫斯科国立大学计算数学与控制理论系莫斯科119991 吉林大学生物与农业工程学院长春130022 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室长春130012

针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)性能的提升依赖于网络的参数量,从而导致其应用场景受限的缺点,本文从神经学得到启发,创新性地提出将人脑神经元之间的循环结构应用在ViT上。文中首次从黎曼几何的角度解释了循环结构生效... 详细信息

针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)性能的提升依赖于网络的参数量,从而导致其应用场景受限的缺点,本文从神经学得到启发,创新性地提出将人脑神经元之间的循环结构应用在ViT上。文中首次从黎曼几何的角度解释了循环结构生效的工作原理,之后以Token-to-Token Transformer(T2T Transformer)为主干框架提出了基于循环结构的ViT。实验结果表明:循环结构的引入能在视觉Transformer参数量基本不变化的情况下大幅提高其性能,使用循环结构后,在Imagenet分类数据集下网络仅增加0.14%的参数,但带来9%的分类精度提升;在目标检测任务中,增加0.1%的参数带来10.7%的性能提升。

关键词：视觉Transformer 循环结构黎曼几何

AMPK缺陷促进神经病理性疼痛的机制及药物研究进展

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中国病理生理杂志 2024年第7期40卷 1307-1315页

作者：胡娇张莉张琴李豪徐德林徐陶遵义医科大学生理学教研室贵州遵义563000 遵义医科大学第三附属医院儿童重症医学科贵州遵义563000 遵义医科大学细胞生物学教研室贵州遵义563000

神经病理性疼痛往往由神经系统原发性损害和功能障碍所引起,患者常表现为自发性疼痛或痛觉过敏症状。近年研究表明,AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为关键的能量调节因子,不仅通过调节糖脂代谢参与维持机体内环... 详细信息

神经病理性疼痛往往由神经系统原发性损害和功能障碍所引起,患者常表现为自发性疼痛或痛觉过敏症状。近年研究表明,AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为关键的能量调节因子,不仅通过调节糖脂代谢参与维持机体内环境稳定,也可以通过相关信号通路调节突触可塑性和神经胶质细胞功能,在一些神经系统疾病的发生与进展中发挥作用。近年来,多项针对神经病理性疼痛的动物模型实验和临床研究表明,在感觉传导通路的多个位点上,AMPK的表达及活性异常,给予AMPK激动剂治疗后,疼痛症状缓解,这提示AMPK的表达/功能异常参与了神经病理性疼痛的发生与维持,因此基于AMPK的镇痛药物研发受到广泛关注。本文就AMPK参与神经病理性疼痛相关机制的进展进行综述,希望能够为相关镇痛药物研发提供参考。

关键词：神经病理性疼痛 AMP活化蛋白激酶镇痛药

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tRNA修饰在胶质瘤中的研究进展

中国肿瘤临床 2024年第11期51卷 567-571页

作者：翟贝魏灯王萍中国医科大学神经生物学教研室沈阳市110122

转运RNA(transfer RNA,tRNA)是哺乳动物细胞中修饰程度最高的RNA,其修饰不仅高度动态,并且易受环境条件的影响。肿瘤发生常伴有tRNA修饰异常。研究发现tRNA修饰酶在多种肿瘤组织中异常表达,与发病机制密切相关。胶质瘤是最常见的原发性... 详细信息

转运RNA(transfer RNA,tRNA)是哺乳动物细胞中修饰程度最高的RNA,其修饰不仅高度动态,并且易受环境条件的影响。肿瘤发生常伴有tRNA修饰异常。研究发现tRNA修饰酶在多种肿瘤组织中异常表达,与发病机制密切相关。胶质瘤是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤,恶性程度最高,预后极差。本文主要针对胶质瘤相关的几种t RNA修饰予以综述,描述其在胶质瘤发生发展中的功能和机制,为探索tRNA异常修饰生成的衍生片段作为胶质瘤诊断的生物标志物,以及设计靶向表观遗传调控因子的小分子抑制剂作为胶质瘤的治疗靶点提供新思路。

关键词：胶质瘤 tRNA修饰甲基化 tRNA衍生片段