Gene structure of goose-type lysozyme in the mandarin fish Siniperca chuatsi with analysis on the lytic activity of its recombinant in Escherichia coli

A goose-type lysozyme (g-lysozyme) gene has been cloned from the mandarin fish (Siniperca chuatsi), with its recombinant protein expressed in Escherichia coli. From the first transcription initiation site, the mandarin fish g-lysozyme gene extends 1307 nucleotides to the end of the 3' untranslated region, and it contains 5 exons and 4 introns. The open reading frame of the glysozyme transcript has 582 nucleotides which encode a 194 amino acid peptide. The 5' flanking region of mandarin fish glysozyme gene shows several common transcriptional factor binding sites when compared with that from Japanese flounder (Paralichthys olivaceus). The recombinant mandarin fish g-lysozyme was expressed in E. coli by using pET-32a vector, and the purified recombinant g-lysozyme shows lytic activity against Micrococcus lysodeikticus. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved.

Genome segment S8 of grass carp hemorrhage virus encodes a virion protein

The complete nucleotide sequence of the genome segment S8 of grass carp hemorrhage virus (GCHV) was determined from cDNA corresponding to the viral genomic RNA. It is 1,287 nucleotides in length and contains a large open reading frame that could encode a protein of 409 amino acids with a predicted molecular mass of 44 kD. The S8 was expressed using the pET fusion protein vector and detected by Western blotting analysis using the chicken egg IgY against intact GCHV particles, indicating that S8 encodes a virion protein. Amino acid sequence comparisons revealed that the protein encoded by S8 is closely related to protein alpha2 of mammalian reovirus, suggesting that the deduced protein of S8 is an inner capsid protein. Copyright (C) 2001 S. Karger AG, Basel.

Molecular characterization and expression of the M6 gene of grass carp hemorrhage virus (GCHV), an aquareovirus - Brief report

7The complete nucleotide sequence of M6 gene of grass carp hemorrhage virus (GCHV) was determined. It is 2039 nucleotides in length and contains a single large open reading frame that could encode a protein of 648 amino acids with predicted molecular mass of 68.7 kDa. Amino acid sequence comparison revealed that the protein encoded by GCHV M6 is closely related to the protein mul of mammalian reovirus. The M6 gene, encoding the major outer-capsid protein, was expressed using the pET fusion protein vector in Escherichia coli and detected by Western blotting using chicken anti-GCHV immunoglobulin (IgY). The result indicates that the protein encoded by M6 may share a putative Asn-42-Pro-43 proteolytic cleavage site with mul.

黄土高原植被演替不同阶段植物系数的变化与适应性评价

用4年长期定位试验资料,利用植物系数、蒸散量、土壤含水量和土壤水分对植物的有效性等指标,研究了黄土高原植被群落不同演替阶段(草本群落→灌木群落→早期森林群落→顶级群落)的耗水特性与生态适应性。结果表明:不同演替阶段,群落实际蒸散量主要受降水控制,群落间差异不显著(P>0.05);土壤含水量是早期森林群落明显高于其它群落,草本群落明显高于灌木群落(P<0.05);植物系数是灌木群落>草本群落>乔木群落,而顶级群落大于早期森林群落;土壤水分对植物的有效性是早期森林和顶级群落明显高于草本和灌木群落(P<0.05)。因此,进行植被建设不但要考虑植物系数还要考虑土壤水分对不同植物的有效性。

聚对苯二甲酸乙二酯－聚氧化乙烯多嵌段共聚物形态及结构研究

本工作选择了文献上少见报道的两嵌段均具有结晶性的聚对苯二甲酸乙二酯－聚氧化乙烯（PET－PEO）多嵌段共聚物作为主要研究对象，首先给出了 PET－PEO 多嵌段共聚物的相图，然后系统深入地研究了其在等温和非等温结晶过程中，软段长度硬段含量和硬段结晶与否对 PET、PEO 结晶行为的影响，并进一步分析了 PET、PEO 的结晶及相分离过程对其形态结构的影响，对高分子在受限环境下的结晶行为有了新的认识，在结晶形态，结构研究方面均有新的发现。在上述研究基础上，首次将稀溶液喷雾法应用到共聚物单晶的制备上，制得了 PET－PEO 多嵌段共聚物的纳米单晶，发现所形成的纳米级尺寸的小晶体与本体具有不同的结构，由于尺寸效应，在纳米尺度上易形成亚稳定的晶体结构。本工作的主要结论概括如下：1．差式扫描量热分析（DSC）、广角 x－射线衍射（WAXD）、偏光显微镜（PLM）分析结果表明，PET－PEO 多嵌段共聚物的两段均具有结晶性，且嵌段共缩聚反应没有改变晶型，也没有产生共晶体。热处理使晶体结构更规整，结晶度提高。硬段含量不影响软段的结晶能力，PEO 嵌段的生长以三维球晶生长方式为主。2．软段的长度影响 PET－PEO 多嵌段共聚物的形核方式及至最终的形态结构。软段长度为 6000 时，其形态为异相成核的球晶，球晶相碰处的界面清晰，但球晶内部的精细结构不清楚。当软段长度达到 10000 时，其形态为均相成核的球晶，且征层清晰。3．对两段均具有结晶性 PET－PEO 多嵌段共聚物的等温结晶动力学研究结果表明，温度、组成和硬段的结晶性对其结晶行为均产生显著的影响。透射电镜观察结果表明，体系所处相态直接影响其最终的形态。1）经典的 Avrami 方程不适合分析该体系的等温结晶过程，而采用钱保功提出的修正的 Avrami 方程－Q 方程得到了较好的实验结果。2）由于 PET－PEO 多嵌段共聚物的两相均具有结晶性，其相态结构决定了体系最终的形态结构。当体系处于非晶－结晶态时。PEO 嵌段的晶体尺寸小，结构不规整，结晶度低；当体系处于结晶－结晶态时，PEO 嵌段的晶体结构比较规整，而且此时软段长度对其形态影响也比较大。3）硬段含量为 30％ 时，它的结晶与否直接影响软段晶体的成核及生长方式。当硬段为晶态时，软段的晶体结构主要受其长度的影响，软段短的 PEO 晶体以异相成核的三维球晶生长方式为主。由于受刚性的 PET 链段的缠结与限制，结晶与相分离的相互竞争，造成软段结晶缓慢，且软段越长，粘度越大，分子运动能力越低，结晶越慢。而硬段为玻璃态时，软段的长度对 PEO 晶体形态的影响不大，但对结晶速率影响较大，软段越长，越容易在其微区内成核、生长，结晶越快。4）嵌段共聚物中 PET 嵌段的成核及生长方式发生与 PET 均聚物不同。柔性 PEO 链的加入，降低了 PET 的结晶活化能，导致其结晶速率提高。5）硬段含量不同，则 PEO 嵌 段的微区尺寸不同，因而其成核机理也不同。在大的 PEO 微区中，以异相成核为主，而在亚微的 PEO 微区中，由表现为均相成核。硬段含量越高，热处理使长周期及片晶厚度的增加越大。当硬段处于玻璃态时，它的含量越高，PEO 嵌段的结晶速率越慢。4．对两段均具有结晶性的 PET－PEO 多嵌段共聚物的非等温结晶动力学的研究结果表明，软段长度及硬段的结晶性直接影响其非等温结晶行为，且 PET、PEO 两嵌段在非等温结晶过程中的结晶机理不同。1）当 PET 嵌段处于玻璃态时，PEO 嵌段的结晶速率与软段长度有关，软段越长，结晶越快。但这时的结晶速率明显低于 PET 嵌段处于结晶态时的结晶速率。2）由于 PEO 嵌段结晶速率快，存在明显的次级结晶过程，Ozawa 方程不适用于其非等温结晶过程的研究，但适用于结晶速率较慢的 PET 嵌段的非等温结晶动力学的研究。3）用 Avrami 方法处理 PEO 嵌段的非等温结晶过程的实验数据，同样发现存在明显的次级结晶现象。但非等温结晶过程的 Avrami 指数与等温结晶过程的不同，表明两个结晶过程晶体的成核与生长方式不同。而且由于非等温结晶过程的温度始终在变化，其 Avrami 指数的物理意义与等温结晶的也不同。4）当 PET 嵌段处于玻璃态时，PEO 嵌段的结晶机理不受降温速率的影响；而当 PET 嵌段处于结晶态时，PEO 嵌段的结晶方式却随降温速率的改变而改变。5．利用稀溶液喷雾法，制备了 PET－PEO 多嵌段共聚物的纳米单晶，应用选区电子衍射术和计算机模拟对其结晶结构进行了研究。结果表明，由于尺寸效应，纳米单晶与本体结晶的晶型的明显不同，在纳米尺度易形成亚稳定的晶体结构。

模拟生物膜的电化学研究

介绍了生物膜的组成、结构和一些基本性质，详细描述了各种生物膜模型（支撑磷脂双层膜、非支撑磷脂双层膜、泡囊等等）的制备方法。概要地总结了模拟生物膜的各个领域的研究情况，着重评述了模拟生物膜在电化学、生物传感器、膜片钳、图案化领域的研究进展。采用电化学、各种谱学以及扫描探针显微镜等方法对支撑双层磷脂膜、磷脂浇铸膜等不同的模拟生物膜体系进行了研究。同时还应用分子生物学的方法进行了基因的克隆及其融合蛋白的表达和纯化；另外对生物分子相互结合的动力学问题做了有意义的探索。主要结果如下：1两性霉素在支撑双层磷脂膜上的离子通道行为两性霉素是一种治疗系统性真菌感染的有效药物。通过在电极表面构筑双层磷脂膜作为两性霉素的人工靶向性，用通道离子作为探针分子，检测在两性霉素存在下通道的关闭与打开，建立了两性霉素与支撑双层磷脂膜的相互作用模型。2基于磷脂膜包被的活性肤一微过氧化物酶11的过氧化氢生物传感器首次将活性肤一微过氧化物酶11包被于磷脂膜内制成过氧化氢生物传感器。这一方法使过氧化氢的检侧限大大降低，同时也提高了检测灵敏度。磷脂膜为生物活性分子提供了一个天然的生物相容性的环境，为生物活性分子的有效固定和行使功能提供了良好的场所。3树枝状大分子诱导支撑双层磷脂膜表面的缺陷形成用电化学的方法研究了一系列的不同大小的树枝状大分子与支撑双层磷脂膜的相互作用。研究发现只有较大的分子才能在磷脂膜表面产生缺陷，而且这种诱导产生缺陷的能力还依赖于枝状大分子的结构和表面的电荷密度。4乳链菌肤与支撑双层磷脂膜的相互作用乳链菌肤是一种带正电荷的抗菌肤，它作用于带相反电荷的革兰氏阳性菌的细胞膜表面。通过在电极表面构筑双层磷脂膜来模拟细胞膜表面，使这一复杂的相互作用变得易于用电化学的手段来研究。实验结果表明，乳链菌肤在膜表面形成孔洞是其在膜表面的富集过程，随着乳链菌肤在膜中的浓度的增加，其协同性导致膜表面的孔洞增大，从而最终导致膜的完全被破坏。5电化学结合光谱的方法研究微过氧化物酶11与磷脂膜的相互作用用电化学和光谱的方法研究微过氧化物酶11与阳离子泡囊的相互作用。阳离子泡囊的引入使微过氧化物酶11由在溶液中的无规卷曲向有序的alpha-螺旋转变。这种构型的转变大部分是依靠于短肤分子与膜表面的静电相互作用。6用分子探针指示脂质体诱导的DNA的构型转变用甲基绿分子作为探针分子来检钡（脂质体诱导的DNA分子构型的转变。通过引入探针分子，检测到脂质体诱导DNA分子构型由B到C构型转变。探针分子的引入使DNA分子与脂质体这一复杂的相互作用变得简化。7果蝇热休克蛋白22基因的克隆及其融和蛋白的表达、纯化用PCR方法以果蝇的cDNA为模板扩增出热休克蛋白22基因（hsp22）片段，将其插入原核载体pUCm一T中在大肠杆菌中扩增，再将基因切下插入到原核表达载体pET（28a夕中在大肠杆菌中表达出hsp22:6*His融合蛋白，融合蛋白大小约23KDa，可以用Ni2＋-NTA亲合层析纯化。该蛋白可用来获得hsp22蛋白特异性抗体，从而为检测其在体内的表达以及研究hsp22的功能奠定基础。通过一系列的分子生物学技术获得了融合蛋白，为下一步进行定点突变认为设计所需要的蛋白质序列奠定了基础，为蛋白质折叠和分子识别提供了上游的研究对象和体系。8整体联系的生物分子结合的动力学研究我们讨论了在全局联系的情况下讨论了生物分子表面结合的动力学。对于配体和受体之间相对快速的与没有活化的过程的结合的动力学，具有很好的近似性。当动力学上的驱动力很大的时候，全局联系的观点具有很恰当的适应性。结合的动力学时间常数与温度之间呈“U”字型曲线。在高温的时候时间常数增加是由于在高温下结合变得非常不稳定；而在低温的时候，时间常数随着温度的下降而增加，这是由于陷入了局域的最小值状态。结合的能量地形面的波动也导致动力学随温度的变化而变化。

PAR4 和TFF2 在胃肠癌中的表达变异与临床关系以及 TFF2 的重组表达

胃癌和肠癌是常见的威胁人类健康的消化道恶性肿瘤，其发生发展涉及多因 子的作用及调控。其中，在胃肠道都有表达的蛋白酶激活受体（PARs）和三叶 因子蛋白（TFFs）家族都参与肿瘤发生发展的调控过程。正常生理条件下，PARs 的表达与胃肠道消化液的分泌和肌肉的收缩舒张相关。同时，在胃肠道肿瘤的发 生、浸润和转移过程中PARs和TFF2也发挥了作用。而PAR-4，除了具有凝血酶 激活后的血小板聚集功能外，还参与感染、细胞迁移和肿瘤的发生发展。在溃疡 性结肠炎，肠癌组织以及某些肠癌细胞系中都出现PAR4的异常表达，而这种异 常表达可能作为启动肠癌发生的重要环节。TFFs家族蛋白能够对抗粘膜损伤并 且参与修复以发挥保护胃肠道的功能。在肿瘤发生中，三叶因子既有报道作为肿 瘤抑制因子，又有报道作为潜在的肿瘤促进因子。含两个三叶因子结构域的 TFF2，主要表达在胃粘膜的颈细胞。在胃溃疡、慢性萎缩性胃炎及胃癌中，TFF2 的表达具有下降的趋势；而且分化程度越低的胃癌，TFF2的表达量越少，这是 因为TFF2的表达与胃粘膜细胞的增殖和恶性转移相关。在肠道，TFF2可以抑制 一氧化氮（NO）的生成以调节由NO引起的肠炎；在肠炎老鼠的模型中，TFF2 能减轻炎症和溃疡发生的程度，表明TFF2可能通过调节机体的免疫反应来抑制 肠道炎症的发生。 而本实验室前期对大蹼铃蟾皮肤分泌物中获得的新型血小板激动蛋白 -Bm-TFF2与PARs相互作用的实验，促使我们去研究人TFF2与PARs的关系。由 于免疫组化提示TFF2和PAR4在正常胃黏膜中都分布在从基底部到中间的位置， 而且TFF2第二个Loop区序列的保守性，以及和PAR4连接配体（tethered-ligand） 的高度相似性，促使我们推测PAR4和TFF2之间是否存在一种相互作用，或者 hTFF2是否能调节PAR4的生物学活性。所以该篇论文落脚于PAR4和hTFF2，着 重介绍PAR4和TFF2在胃肠道肿瘤中的表达变异以及TFF2对过表达PAR4的细胞 的趋化作用。 我们先用半定量PCR方法检测TFF2和PAR4在胃癌、肠癌及周围远癌部位组 织中mRNA的表达水平。结果提示两个基因在胃癌组织中的表达较周围远癌部位组织减弱，而在肠癌组织中的表达则较周围远癌部位组织增强。Western blotting 也得到相似的结果。为进一步明确PAR4和TFF2在胃癌和肠癌中表达的具体变化 情况，我们继而用实时荧光定量PCR对28例胃癌和38例肠癌及其周围远癌部位组 织中TFF2和PAR4的表达进行了研究。结果显示胃癌组织中两个基因mRNA的表 达都显著低于远癌部位组织（P<0.001），而肠癌组织中两个基因mRNA的表达 则显著高于远癌部位组织（P<0.001）。结合临床病理资料提示PAR4在淋巴结转 移的胃癌患者中的表达低于无淋巴结转移的患者（P<0.05），在胃窦癌中的表达 明显低于非胃窦癌（P<0.05）；而发生淋巴结转移的肠癌患者其TFF2和PAR4基 因的表达都显著高于无淋巴结转移的肠癌患者（P<0.05）；两个基因在中低分化 肠癌中的表达也显著高于高分化肠癌（P<0.001）。免疫组化结果也提示TFF2和 PAR4在胃癌中的表达显著低于周围远癌部位组织（P<0.001），而在肠癌中的表 达则显著高于周围远癌部位组织（P<0.001）。表明TFF2和PAR4在胃肠道肿瘤的 发生中可能受到某些因素的调节而协调性地一致性表达。 在细胞水平上，我们发现在同等浓度hTFF2的诱导下，过表达PAR4的Lovo 稳定株的细胞迁移能力较不表达者明显增强，并且hTFF2的促细胞迁移活性呈剂 量依赖性，同时伴随ERK1/2磷酸化的增强。同时，过表达PAR4的Lovo细胞增殖 能力强于无PAR4表达的细胞，但TFF2作用后其增强能力反而下降，表明TFF2 对过表达了PAR4的Lovo细胞具有抗增殖的能力。 总之这些结果提示PAR4和TFF2在胃肠道中协同表达的现实为两者之间产 生一定的作用提供了基础，而且这种共存为粘膜受损后的修复，组织自身平衡状 态的维持都发挥了一定的作用，同时也为临床相关疾病的诊断，治疗及预后提供 一个新的理论依据。当然，生理和病理情况下，存在于PAR4和TFF2之间的调控 和相互作用的分子机制仍不清楚，这也是进一步研究的关键所在。 为探讨其它动物体内三叶因子家族蛋白结构和功能的关系，我们进而利用原 核表达体系构建并表达纯化了Bm-TFF2以及它的两个单结构域。由于Bm-TFF2 分子中有三对二硫键，所以我们选用pET-32a表达体系表达融合的重组蛋白，并 利用融合蛋白N端引入的Xa因子酶切位点将融合蛋白中的硫氧还蛋白切除，亲和 柱及反向高压液相色谱纯化游离的重组蛋白。重组的Bm-TFF2全长具有血小板聚集活性，而第一个结构域只有诱导血小板变形的作用；三种重组蛋白都具有剂量 依赖性地诱导AGS细胞迁移的功能，但三种重组蛋白的细胞迁移活性无明显差 异。pET-32a表达体系成功表达Bm-TFF2的事实为我们研究人三叶因子家族蛋白 结构及功能关系提供一种方便而可靠的手段。

三叶因子在结直肠癌组织中的表达与临床关系及三叶因子-2在大肠杆菌中的重组表达和活性研究

癌症是世界发达国家和许多发展中国家人口的疾病主要死亡原因之一，其中，每年结直肠癌的新增病例和死亡病例排在癌症的第三位。在我国，北京、上海等地的统计资料显示，结直肠癌的发病上升很快 ，已排在癌症的第二位。结直肠癌的发生发展过程涉及一系列细胞和分子事件的改变，包括基因结构的异常和基因表达谱的异常。三叶因子（trefoil factor, TFF）是在上世纪80年代末到90初初由不同研究小组先后发现的含特殊的三叶因子结构域的蛋白多肽，其结构域的特征是含38-40个氨基酸残基的肽段中，有6保守的个半胱氨酸残基以1—5、2—4、3—6的方式形成二硫键，从而形成紧密的三叶结构域。在哺乳动物体内目前发现的三叶因子有三种，由粘膜组织内不同细胞合成并分泌到粘膜表面，对粘膜起保护作用。在粘膜损伤时，可通过多种途径促进上皮细胞迁移和抑制细胞凋亡，并促进血管形成，参与粘膜损伤的修复和重建。三叶因子在肿瘤组织中表达，则可能对癌症的发展起促进作用。研究资料显示，三叶因子在肿瘤中的表达异常与多种肿瘤的发生和发展过程有关。我们通过DNA测序检测结直肠癌组织中TFF1和TFF3基因各外显子的核苷酸序列，以确定是否存在基因突变。并用QRT-PCR和免疫组织化学的方法检测结直肠癌组织中TFF1和TFF3的mRNA和蛋白质的表达水平，分析其表达与结直肠癌的临床和病理特征之间的关系。同时，用ELISA方法检测结直肠癌患者血清中TFF1和TFF3的含量，以分析其与临床的关系，并逐步研究这两种三叶因子有否可能作为结直肠癌有用的血清分子标记。 目前得到以下研究结果：①在TFF1基因5`-端非翻译区位于起始密码上游—2bp处有一高频率的（C→T）突变位点,频率为40%，在其他非编码区也发现若干个较低频率的突变位点。未发现TFF3的基因突变；②TFF1和TFF3的mRNA水平在不同患者结直肠癌组织中的表达水平差异很大。与临床病理关系由于样品例数较少，未作统计学出理。结直肠癌组织中TFF1和TFF3蛋白表达检出阳性率分别为90%和94%。TFF1的表达与结直肠癌临床及病理类型未发现统计学意义，TFF3的表达上调与肿瘤淋巴结转移有关；③结直肠癌患者血清中TFF1的含量为（78.6575±53.300ng/ml），比健康人群血清TFF1含量（19.6457±5.3880ng/ml），增高约4倍，这一结果属首次报道。结直肠癌患者血清中TFF3的含量为（27.96±21.985ng/ml），比正常人群血清TFF3含量（9.0875±2.0315ng/ml）增高约3 1 倍。TFF1和TFF3能否作为结直肠癌的血清分子标志，尚需完善相关资料和作进一步研究。 TFF1和TFF3分别含一个三叶结构域，在靠近C-末端有一个游离的半胱氨酸巯基，TFF1和TFF3通过此二硫键形成同源二聚体，是其活性的主要形式。TFF2含两个三叶结构域，在三叶结构域外其靠近N-端和C-端各有一个半胱氨酸，两者以二硫键相连，形成紧密的结构。我们用pET系统克隆和表达人TFF2(hTFF2)，以及TFF2三叶结构域外二硫键解开的突变型TFF2(MhTFF2)，并测定细胞迁移活性。结果获得高效表达的hTFF2和MhTFF2，占细胞质总蛋白量的40%以上，经亲和层析后得到样品纯度在95%以上。对HCT116细胞株的划痕试验表明，hTFF2和MhTFF2对HCT116细胞具有迁移作用，细胞迁移数约为对照BSA的1.5倍。 结论:①结直肠癌组织中三叶因子-1和三叶因子-3基因突变不是三叶因子表达异常的主要原因；②TFF1和TFF3的转录水平在不同结直肠癌组织中有很多差异，TFF3蛋白的高表达与结直肠癌淋巴转移有关；③血清中TFF1和TFF3的含量检测可能会成为结直肠癌有用的血清分子标志；④pET质粒系统可高效表达可溶性三叶因子-2，并可表达获得有细胞迁移活性的重组融合蛋白TFF2；⑤TFF2的三叶结构域外的二硫键对TFF2的细胞迁移活性不是必须的。

姚虻唾液腺抗血栓活性物质 tablysin2的原核表达及活性研究

吸血节肢动物在长期的环境胁迫下,进化出一套有利于其完成吸血活动的分子机制。吸血节肢动物的唾液腺可分泌多种有助于完成吸血过程的活性物质，其中包括血小板聚集抑制分子、抗凝血物质、溶栓物质、血管扩张分子、血管收缩抑制分子及其他一些相互作用分子。 虻虫作为传统的抗血栓中药具有具有悠久的应用历史。早在两千多年前《神农本草经》中就有“虻虫，性苦，微寒，主逐淤血，破血积、通利血脉及九窍”这样的记载。但是目前关于牛虻唾液腺抗血栓活性物质的研究很少，因此我们研究了一种牛虻——姚虻的唾液腺作为研究材料，希望从中寻找具有药用价值的抗血栓活性物质。我们还希望能利用微生物发酵工程对其进行小规模生产，以检测这些活性物质的体内活性，毒性等指标，为大规模的工厂化生产及临床应用奠定基础。 我们成功地从姚虻唾液腺cDNA文库中筛选到了抗血栓活性物质tablysin2，并利用大肠杆菌pET表达系统成功地对其进行了表达，获得了具有纤溶酶活性和血小板聚集抑制活性的tablysin2。这一工作进展解决了姚虻唾液腺资源紧缺对研究tablysin2的限制，为tablysin2的体内研究及临床应用创造了条件。此外，我们通过动物实验，初步断定tablysin2在18 ug/ml的剂量范围内不会引起组织出血。

姚虻唾液腺三类抗血栓活性蛋白的结构和功能研究

血栓栓塞性疾病严重影响人类的健康，是导致死亡率最高的病因之一。在过去 的几十年中，已经开发了针对血液凝固、血小板激活和聚集、血栓溶解的不同步骤而 起作用的基础和临床药物，但是许多抗血栓药物经常被包括低血压、出血等系统性的 副作用所限制，因此，需要开发新型的更具潜力和特异性的抗血栓药物。 吸血节肢动物与宿主相互作用的分子机制研究是目前国际研究的热点之一，通过 该类研究可以发现大量的具有药用前景的先导分子和提供节肢动物控制策略。我们通 过生物化学、分子生物学以及药理学研究手段首次从中国特有的姚虻（Tabanus yao Macquart）唾液腺发现了同时具有水解纤维蛋白原和抑制血小板聚集的双功能的 丝氨酸蛋白酶Tablysin、纤维蛋白水解酶TY6和腺苷三磷酸双磷酸酶Tabapy等3个家 族的抗血栓活性成分。并研究了这3类因子在牛虻唾液腺中的分子多样性、它们的结 构基础及发挥抗血栓功能的作用机制，通过实验动物模型研究体内外抗血栓能力，深 入解析了牛虻作为传统抗血栓中药的物质基础，为发掘具有良好抗血栓功能的新型候 选药物分子，为传统活血化瘀中药牛虻的现代化开发提供了广阔的思路和打下了坚实 的基础。 研究表明，姚虻纤维蛋白原水解酶Tablysin为一种单链蛋白。其表观分子量为 27kDa。此酶为一种丝氨酸蛋白酶家族的新成员，其活性不受金属离子螯合剂EDTA 和还原剂DTT的影响。血浆蛋白酶抑制剂Aprotinin，α-macroglobulin能部分抑制该 酶活性。此酶适应的pH范围较广（pH 2.4-10.0），但对热变化不具很好的耐受性。 Edman降解法进行氨基酸测序分析发现，此酶的N-末端有封闭现象，后经Q-TOF质 谱分析，确定此酶的部分氨基酸序列。此外，我们成功构建了具有完整性的姚虻唾液 腺cDNA文库，获得2×106 pfu个重组子，进一步的筛选了Tablysin的编码基因。 对此酶的溶栓机制进行分析发现，其具有直接水解纤维蛋白原的活性，不具有纤 溶酶原激活剂的活性。此酶能明显地水解纤维蛋白原的α-链，而对β-链的水解活性较 低，不能水解γ链（α > β > γ）。此酶不能有效地水解纤维蛋白，不会水解层粘连蛋白 （Laminin）和纤维粘连蛋白（Fibronectin）等基质蛋白。不具有出血活性。进 一步探讨此酶的作用机制，发现其能以剂量依赖的方式抑制ADP诱导的血小板聚 集。利用流式细胞仪检测到该酶能与血小板膜糖蛋白受体GPIIb / IIIa结合，因此推测其可能是通过抑制血小板和纤维蛋白原结合的作用机制来抑制血小板 的聚集。 我们通过将目的基因连接到pET-32a+载体，并在大肠杆菌表达体系中得到 了高效表达。体外活性检测表明重组蛋白质与天然产物活性相当，用其检测了 其对角叉菜胶致小鼠尾静脉血栓模型体内血栓形成的影响， 实验结果表明 Tablysin具有明显的抗静脉血栓作用。该工作对有潜力开发成为新型单组分抗血栓 药物的姚虻活性蛋白进行了较为系统的理化性质研究，为该分子的进一步开发和研究 奠定了基础。 我们从姚虻唾液腺中分离纯化到一组具有水解纤维蛋白原α-链活性的酶， 命名为TY6家族。对TY6的生化性质进行研究，表明此酶为一种单链的丝氨酸蛋白 酶，其表观分子量为27 kDa，其活性不受金属离子螯合剂EDTA的影响，但能被PMSF 所抑制。Molish反应显示为阴性，说明此酶不是一种糖蛋白。从姚虻唾液腺cDNA 文库中克隆得到其编码序列，发现该酶家族的编码基因在一级结构上表现出丰 富的多样性。通过Western blotting检测到其能与牛虻叮咬后过敏患者血清特异性IgE 结合。推测该基因的多样性是吸血昆虫适应吸血寄生生活而采取的进化策略。 该工作为牛虻唾液腺抗血栓功能基因的继续筛选和分析奠定了基础，并为牛虻的生物 防治提供了思路和对策。 我们从姚虻唾液腺中分离纯化到一个具有水解ADP活性的酶（Apyrase）， 命名为Tabapy。活性检测发现Tabapy具有明显的水解ADP的活性，并能以剂量 依赖的方式抑制ADP诱导的血小板聚集。通过Western blotting检测到Tabapy能与 牛虻叮咬后过敏患者血清特异性IgE结合。用PCR方法从姚虻唾液腺cDNA文库中 克隆得到编码序列，经BLAST分析表明，该酶与来源于斑虻唾液腺的血小板聚 集抑制剂Chrysoptin具有90％的序列相似性，并经过Q-TOF分析确证，有5个肽段 的氨基酸残基与该cDNA序列推导的多肽链匹配。该工作为研究吸血节肢动物 吸血生理及进一步研究Apyrase的结构和功能打下了基础。

抗菌肽Shiva-1和CP10A的表达

抗菌肽( Antimicrobial Peptides, AMPs)是一类小分子活性肽的统称，具有抗细菌、真菌、病毒、肿瘤、内毒素和原生动物的作用，并且具有刺激单核细胞和嗜中性粒细胞的趋化、促进创伤愈合等生物学活性。目前几乎在所有的生物物种中都分离到了抗菌肽，而其主要产生于昆虫和两栖类动物体的分泌物。除了天然分离之外，也有许多人工合成的抗菌肽。抗菌肽的结构和作用机制独特，以两亲性α-螺旋和疏水性结构为主，大多通过引起质膜的透化而溶解微生物细胞。抗菌肽因其分子量小、抗菌谱广、抗菌活性高、耐热性强、不易产生抗药性、无致畸以及对高等生物正常细胞无毒害等优点而在新药开发等方面具有很大的优势和潜力。如今一些抗菌肽已经应用于临床、食品、农业等领域或者正处在临床实验和研究开发阶段。但抗菌肽通过天然分离或化学合成，目前尚不能满足人们的需求。因此本研究利用基因工程手段构建抗菌肽的表达载体，并尝试利用大肠杆菌和毕赤酵母表达对其表达，以期为抗菌肽的基因工程研究和大规模生产应用奠定一定的基础和进行一定的探索。 本论文根据文献已经报道的抗菌肽Shiva-1和CP10A，自行设计并通过PCR技术获得了其DNA序列并克隆于表达载体中，构建了毕赤酵母表达载体pPICZαA-Shiva和大肠杆菌表达载体pET-32a(+)-CP10A、pET-28a(+)-CP10A。在此基础之上，本论文进一步研究探索了这些重组表达载体的表达，成功实现了抗菌肽CP10A在大肠杆菌AD494（λDE3）菌株中的融合表达，表达产物以包涵体形式存在。在本论文的研究中，对表达的包涵体形式的融合蛋白进行了变性、Ni-NTA亲和柱层析纯化和复性研究，首次成功实现了融合蛋白TrxA-CP10A在变性条件下的纯化和复性。CP10A在大肠杆菌中的融合表达为其后续的切割和活性研究奠定了一定的基础。 本论文的研究结果为进一步探索抗菌肽的结构功能关系提供一定前提条件，也为抗菌肽的基因工程化及其开发应用奠定一定理论依据和方法学参考。

中国科学院沈阳应用生态研究所

本研究通过选择性富集培养，从辽河油田稠油污染土壤中获得了能以2000mg·L~(-1)菲为唯一碳源和能源快速生长的优势降解菌株ZL5，经165 roNA序列分析认其属变形细菌a亚类中的鞘氨醇单胞菌属。ZL5菌株具有较强的降解菲、花能力，但是不能以蔡为唯一碳源和能源生一氏。外加碳源葡萄糖能有效促进PAHs降解，降解率提高达18.21-23.5％，但糖过量会表现出抑制效应。菌株ZL5含有一个大小约为60 kb的内生大质粒。丝裂霉素C消除试验表明，随着质粒丢失，菌株利用菲和花的能力也丧失。应用电转化和氯化铆转化将质粒导入大肠杆菌中，转化子获得了相应的降解菲、花能力，表明菌株ZLS的内生大质粒是与代谢PAHs功能有关的降解质粒。菌株ZL5具有PAHs诱导的邻苯二酚2，3-双加氧酶酶活（C230），指明其能以菲为唯一碳源和能源生长但不能降解蔡的原因可能为一未见报道的菲代谢新途径-水杨酸和邻苯二酚途径。采用特异性引物，扩增菌株ZLS的C230编码基因全序列，再与表达载体pET-30a（+）连接，实现了在E.coli JM109（OE3）中的高效表达。SDS-PAGE结果表明：C230蛋白不仅在细胞内存在，也能被大量地分泌到胞外，属国内首次报道。经Southern杂交，将菌株ZLS的C230基因定位在内生大质粒的不同酶切片段上。

Vc二步发酵新菌系B529-V6的构建及其分子生物学特性

从芽抱杆菌属、酵母属二十株菌中筛选到一株优良伴生菌B529，与新选育出的产酸菌V6构成一新菌系B529-V6。新菌系B529-V6表现出了较强的高浓度L-山梨糖耐受能力、较高的底物代谢速率和较高的2-KGA转化能力，在8％山梨糖浓度的发酵培养基中培养48h，糖酸转化率较对照菌系提高了5.94％；山梨糖浓度提高至10％，其生长代谢受影响程度较小，且能不同程度地利用葡萄糖和山梨醇为底物，合成维生素C前体-2-酮基-L-古龙酸（2-KGA），其发酵产物2-KGA经反相高效液相色谱分析其质量符合工业化生产要求。对新菌系生长代谢规律及调控进行了研究，4M3罐和300M3罐发酵实验表明：种子培养基的碳源、葡萄糖／山梨糖浓度比、氮源、生长因子、接种种液质量及环境因子，均可影响新菌系的生长代谢。4M3罐发酵，新菌系具有周期短、糖酸转化率高等特点，连续4批发酵平均转化率较对照菌系提高10.18％，周期缩短23.7％。在300M3罐发酵试运行期间，新菌系糖酸转化率达到90.10％，较原生产菌系提高3.95％，发酵周期平均缩短1.3小时，显示出了较高的应用价值，在东北制药总厂进行了推广应用。研究了新产酸菌V6的基本生物学特性，分析了GC moL％含量，165rDNA同源性，鉴定其在系统发育学上应归入Ketoguloigenium 属，暂命名为Ketogulonigenium sp．V6。选用限制性内切酶Hind IH对新产酸菌V6染色体DNA进行了部分消化，应用载体pGEM-3zf（+）构建了v6的基因文库。结合阳性转化子在以L－山梨糖为唯一碳源培养基上的生长特性，利用PCR技术从该基因文库中，筛选到一株含有L-山梨糖还原酶（sR）基因的阳性克隆，并利用pET-32a（+）表达载体，实现了sR酶基因在大肠杆菌AD494（DE3）中的表达。SDS-PAGE电泳分析测定SR融合蛋白分子量大约在65kD左右，除去硫氧化还原蛋白、S-Tag和His-Tag蛋白，可推测出天然sR酶蛋白分子量约53 kD左右，与从SR基因推测出的分子量大小相符。另外，SR酶学特性研究表明，还原型辅酶II（NADPH）是sR酶蛋白的最适电子供体，其最适反应pH为7.0，pH6.5时保持稳定，酶活力较高；最适反应温度为50 ℃，30 ℃时热稳定性较好；lmM的Cu~(2+)，Fe~(3+)和Mn~(2+)对该酶活抑制作用较大。

地衣芽孢杆菌GXN151纤维素酶基因的克隆与表达

从广西大学农场陈旧稻草堆、甘蔗渣堆、龙胜温泉等地采集不同的土样和水样，从中共分离到10株能降解结晶纤维素的细菌、放线菌和真菌，对它们的165RNA或185 rRNA基因序列进行了分析，其中从稻草堆中分离到的好氧细菌GXN 151具有耐中温、生长迅速、能降解天然纤维素的特点。运用生理生化和电镜观察进一步将其鉴定为地衣芽抱杆菌。用pUC18和pBluescript KS＋作载体，分别以CoR工和品u3AI部分酶切的GXN 151的总DNA作目的片段，在大肠杆菌中构建了地衣芽抱杆菌GXN151的2个基因文库。运用含狡甲基纤维素的平板筛选法，从GXN151的基因文库中共筛选到14个表达梭甲基纤维素酶（CMCase）活性的克隆，采用酶切分析、亚克隆、Southern杂交、DNA测序分析将这些克隆划分为3类不重叠克隆群。pGxNLI、pGXNLZ、pGxNL7、pGxNP12和pGxNPI～pGXNP6共10个克隆归为一类重叠克隆，测序分析了PGXNLZ的序列，其长度为3672bP，其上含有一个完整的长1626 bp的ORF（GenBonk索引号为AY291583），可编码一个含542个氨基酸的内切葡聚糖酶Ce15A，其预计分子量为59，625D娜Ce15A含有家族5糖基水解酶催化功能域和家族3碳水化合物结合组件（CBM3）。PCR 扩增了ceJSA的编码框并将其克隆到大肠杆菌表达载体pET-30a（＋）上，酶谱分析表明该基因在大肠杆菌JM109（DE3）和BL21（DE3） pLysS中均表达出具梭甲基纤维素酶活性的蛋白质产物。克隆pGxNLg测序共得5818bp，pGxNLg序列中含有一个完整的内切葡聚糖酶基因cel12A（GenBaok索引号为AY291066）和一个外切-Q-葡萄糖营酶基因amyA，cel12A长783 bp，可编码含261个氨基酸的蛋白质，预计分子量为29，035 Da，含有一个家族12糖基水解酶催化功能域。amyA为1680bP，推断其编码含560个氨基酸的蛋白质，预计分子量为65，121 Da。PCR扩增了cel12A基因的含催化功能域编码区的DNA序列并连接到表达载体pET30a（＋）上得表达质粒pGxN12A，pGXN 12A在大肠杆菌JM1O9（DE3）和BL21（DE3）pLysS中均J高效表达，并对表达条件进行了研究。克隆pGXNLS、pGXNPS和pGXNpn为一类重叠克隆，测序表明pGxNPll克隆的序列共为3406bP，它包括了一个完整的内切葡聚糖酶基因ce19A和一个不完整的纤维二糖水解酶基因ce148A，ce19A基因由1899bP组成，可编码一个含633个氨基酸的蛋白质，预计分子量为71，240Da。ce19A基因的产物Ce19A含有一个家族9糖基水解酶催化功能域和一个家族3碳水化合物结合组件（CBM3）。Ce148A属于糖基水解酶第4S家族，DNA杂交表明cel48A基因的未被克隆的下游序列位于一个约10kb的SaLI片段或4kb的EcoRI片段上。

均质分析生物器件的研究

以蛋白质为基础的分析生物器件，如传感器和生物芯片等，为人们提供了有效的分析技术平台。而蛋白质固定的均质性则是评估分析生物器件质量的一个主要指标。因此，本实验以两种蛋白质为模式蛋白研究蛋白质固定的均质性问题。通过基因操纵构建融合蛋白Protein-Linker-Cysteine。在此设计中，半胱氨酸提供的自由疏基能够在金表面形成Au一S键，在琉基修饰的玻片表面形成-S-S-键实现蛋白质的均质定向固定；Linker可减少基因修饰对蛋白质折叠的影响。构建表达载体pPIC-GOxm（GOx-Linker-Cysteine），利用原生质体转化法将其转进毕氏酵母Pichia Pastoris，采用QSepharoseTM FastFlow阴离子交换柱纯化融合蛋白。动力学性质分析表明GOxm具有与野生型葡萄糖氧化酶相类似的Km和Kcat值，电化学实验结果显示Goxm传感器具有较高的响应电流；GOxm传感器具有较好的互换性，其相对误差为9.48%，GOxw（wild type GOx）相对误差为19.98％，而传统传感器的相对误差为17.54%。原子力显微镜图像显示融合蛋白GOxm能够利用金表面的HC尸位点形成类似六边型晶格的自组装单分子层，而野生型GOxw在金表面为非特异性吸附，形成多层固定导致分子间的聚集。通过利用-S-S-和非特异性吸附，分别制成GOxm蛋白芯片和Goxw蛋白芯片。酶学显色后，通过光学信号评估芯片的均质性，结果表明Goxm能够利用-S-S-形成均质定向固定，10次重复的变异系数小于60k，而GOxw则不能形成均质固定，点阵间的变异系数变化幅度非常大，从40％到80％。构建表达载体pET-BLC，pET-BL。将其转化进大肠杆菌AD494中。原子力显微镜研究整合有磷脂和经抽提去掉磷脂的蛋白在金表面的固定。原子力显微镜图像显示融合蛋白BLC能够利用Au-S键在金表面形成均匀固定，而野生型蛋白在金表面不能形成均匀的固定。蛋白质在金表面的固定受金表面拓扑结构和磷脂的影响。以上的实验结果表明通过此种固定方法可改善分析生物器件的均质性，提高其质量。