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摘要:渗透胁迫诱导蛋白OsmC与有机氢过氧化物抗性蛋白Ohr都属于OsmC超家族抗氧化物酶,在细菌抵御有机或无机过氧化反应的过程中起重要作用。耐辐射异常球菌(D. radiodurans R1)中osmC基因(DR_1538)与ohr基因(DR_1857)分别编码了OsmC超家族中的这两种抗氧化物酶。运用体外三段融合PCR方法和线性转化方法,首次构建了壮观霉素抗性完全缺失突变株ΔosmC和卡那霉素抗性完全缺失突变株Δohr。对ΔosmC、Δohr突变株和野生型菌株分别都进行CHP(异丙苯基过氧化氢)、H2O2 和NaCl胁迫处理,结果显示,与野生型相比,ΔosmC突变株对H2O2异常敏感,而Δohr突变株对CHP更敏感,两个突变株对NaCl胁迫都没有大的变化。QRT-PCR结果显示在H2O2和NaCl胁迫下野生型菌株中osmC基因都上调,其中H2O2胁迫下基因上调水平显著;在CHP和NaCl胁迫下野生型菌株中ohr基因基因上调大约2倍左右。根据结果推测同属于OsmC超家族的两个过氧化物酶选择底物的偏好性与作用方式可能并不一样,OsmC蛋白可能主要是以无机过氧化物作为底物,而Ohr蛋白可能主要是以有机过氧化物为底物。 The osmotic stress induced protein (OsmC) and organic hydroperoxide resistance protein (Ohr) were two antioxidant enzymes which play an important role in bacteria defensing organic or inorganic peroxidation. The osmC gene (DR_1538) and ohr gene (DR_1857) of Deinococcus radiodurans (D. radiodurans R1) encoded the two antioxidant enzymes in the OsmC superfamily. Fusion PCR of three sections in vitro and linear transformation method were used to firstly construct the spectinomycin-resistant mutant stain (ΔosmC) and the kanamycin-resistant mutant strain (Δohr). The ΔosmC, Δohr mutants strain and wild-type strain were treated with CHP (cumene hydroperoxide), H2O2 and NaCl stress treatments. The result showed that ΔosmC mutant is extremely sensitive to H2O2 compared with the wild type, while Δohr mutant is more sensitive to CHP and the two mutant strains had no changes after NaCl stress. QRT-PCR results displayed that the osmC gene of the wild-type strain were up-regulated in both H2O2 and NaCl stress treatments, and the osmC gene in H2O2 stress levels was significantly upregulated. The ohr genes in wild-type strain after CHP and NaCl stress treatments upregulated approximately 2-folds. From above, it was presumed that there may be different at the preference of two peroxidases in OsmC superfamily selecting substrates and the mode of those interacting with their substrate; OsmC proteins may mainly use inorganic peroxide as its substrate and Ohr protein may be primarily based on the organic peroxide as its substrate....
[期刊论文] 郝艳华 张维 陈明
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:细菌需要复杂而精密的信号系统来应对体内外环境变化,从而适应环境并得以生存.双组分系统(two component system,TCS)广泛存在于原核生物细胞中,由组氨酸激酶(histidine kinase,HK)和反应调控蛋白(response regulator,RR)组成,通过双组分蛋白的磷酸化和去磷酸化调节细胞信号传导途径.介绍了双组分系统的结构反应机制和功能等方面研究进展,并探讨了双组分系统在细胞信号传导中的作用....
摘要:异常球菌属菌株作为耐辐射微生物代表的具有对辐射、氧化、干燥等胁迫的极端抗性.随着耐辐射微生物的不断分离和鉴定,以及4株异常球菌属菌株全基因组序列的测定,耐辐射微生物及其基因资源的应用受到了极大的关注.综述了异常球菌属及其基因资源的研究与利用,并分析和展望了该属微生物及其基因资源在环境保护和生物修复、人类健康、生物技术农业产业等方面的潜在应用前景....
[期刊论文] 陈明 刘秀敏 张维 林敏
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:从放射性污染的土壤样品中分离出1株具有极端耐辐射的微生物BR501,该菌最适生长温度为30℃,不具有氨苄青霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素和利福平等抗性.UV、γ辐射生长曲线的结果显示BR501菌株具有极强的辐射抗性.BR501菌株的16S rDNA序列与多株Deinococcus属菌株有很高的同源性,其中,与D.radiodurans菌株的16S rDNA相似性高达99%.结合BR501菌株的表型和Deinococcus 属具有代表性的D.Radiodurans R1菌株的特征,将该菌株归属为Deinococcus属,初步命名为Deinococcus sp.BR501....
摘要:由真菌聚酮合酶合成的苯二酚内酯类次生代谢产物结构和功能多样,在医药和农业上具有广泛的用途。苯二酚内酯由一对还原型聚酮合酶和非还原型聚酮合酶协同生物催化合成。还原型聚酮合酶和非还原型聚酮合酶由多功能结构域组成,每个结构域在生物合成的过程中程序化地执行特定的功能。通过交换不同真菌苯二酚内酯合成途径中非还原型聚酮合酶的起始物酰基转移酶结构域,在酿酒酵母中与相应的还原型聚酮合酶组合表达,合成了“非天然”的苯二酚内酯聚酮产物,并初步讨论了起始物酰基转移酶结构域的识别规律。...
[期刊论文] 苏世友 滕超 张维 陈明
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:Ⅲ型聚酮合酶( PKS)被认为是结构最简单的聚酮合酶,这一类酶广泛存在于植物细菌和真菌中。随着基因组学的发展,细菌中Ⅲ型聚酮合酶引起越来越多的关注。Ⅲ型聚酮合酶在不同细菌中表现出不同的功能,其产物的结构和生物学活性也各不相同。对细菌Ⅲ型聚酮合酶的生物工程学改造也一直是研究的热点。综述了目前已经完成功能鉴定的细菌Ⅲ型聚酮合酶的研究进展,按照细菌Ⅲ型聚酮合酶产物的不同将其分为五类,并分别论述了各类细菌Ⅲ型聚酮合酶的结构、功能以及特点,对深入研究不同细菌Ⅲ型聚酮合酶以及进行生物工程学改造具有重要意义。...
摘要:分析预测了耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)基因组中的一对双组份蛋白DtrA (DR_A0009)和DtrB(DR_A0010).生物学软件分析结果显示,DtrA含有组氨酸激酶(HisKA_3)结构域和ATP酶(HATPase_c)结构域,且有4个跨膜区;DtrB含有接收结构域和HTH结构域,且有Lux家族的调控蛋白.两者共同构成一个转录单元.分别构建了dtrA和dtrB基因缺失突变株(ΔdtrA和ΔdtrB),发现42℃高温胁迫条件下,2个突变株的生长和生存率明显低于野生型菌株,而正常培养温度(30C)条件下,突变株和野生型菌株的生长无差异.QRT-PCR分析显示,dtrA或dtrB基因突变导致了热激相关基因发生下调.推测双组份蛋白DtrAB参与了耐辐射异常球菌在高温胁迫下的调控作用....
摘要:耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)是迄今发现的最具抗辐射的微生物之一,对干燥、电离辐射、紫外线、强氧化剂等极端条件表现出超强的抗性.耐辐射异常球菌具有很多与修复相关的基因,能够通过代谢途径控制的网络系统有效的调整并修复DNA.目前,对胁迫逆境下耐辐射异常球菌损伤DNA的高效精确修复机制的了解还非常有限.本文综述了耐辐射异常球菌DNA损伤修复方式及其重要功能蛋白的研究进展....
摘要:耐辐射异常球菌是一种超强辐射抗性的微生物,能生存于干燥、寒冷、真空等恶劣环境中,其含有大量的胁迫反应相关蛋白及其转录调控蛋白(因子),在适应体内外环境变化和各种胁迫反应中发挥着重要作用.本文就耐辐射异常球菌胁迫反应相关蛋白、转录调节因子和信号转导系统及其调控作用的研究进展进行概述....
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:耐辐射异常球菌(DR)具有对致死剂量的电离辐射极端的抗性,但对其超强辐射抗性的分子机制仍缺乏深入了解.耐辐射异常球菌基因组分析显示其拥有许多与修复相关的基因或蛋白,转录组学和蛋白组学分析等研究表明该菌能通过复杂的代谢途径控制的网络系统有效地调整并修复DNA.近年来已分析和鉴定了许多与DNA损伤修复,特别是辐射诱导的DNA双链断裂修复相关的蛋白,这些功能蛋白的研究有助于我们加深对其极端抗性机理的认识.主要针对DR双链断裂修复系统中重要功能蛋白的研究进展进行了概述,以期为DNA修复机理的基础研究及应用研究奠定基础....
摘要:σ因子是原核生物RNA聚合酶的一个亚基,能可逆地结合于RNA聚合酶核心酶的活性催化位点,促进RNA聚合酶正确识别转录起始位点,特异地激活相应基因的表达.耐辐射异常球菌具有极强的抗极端辐射氧化和高温的能力及环境适应性,它含有3个σ因子,其中Sig2可能在该菌环境适应性上发挥着重要作用.构建了耐辐射异常球菌sig2基因的缺失突变株Δsig2,通过48℃高温胁迫冲击实验发现Δsig2对热具有极强的敏感性,相对于对照菌株DR野生型生存能力明显下降;实时荧光定量PCR发现,sig2基因的缺失导致热胁迫相关基因发生不同程度的上调或下调,从而推测sig2基因参与了热胁迫反应的调控....
摘要:宏转录组学是一门在整体水平上研究某一特定环境、特定时期群体生物全基因组转录情况以及转录调控规律的学科.概述了新兴的宏转录组学在微生物生态学研究中的进展,并总结了其与微生物宏基因组学研究方法相比的优缺点.宏转录组学是一种新颖有效的方法,在微生物生态学,甚至在复杂微生物群落的生态学研究中都具有广阔的应用前景....
摘要:Delfiia tsuruhatensis AD9和Acinetobacter calcoaceticus PHEA-2分别能利用苯胺和苯酚作为唯一碳源生长,降解的第一个中间产物均为邻苯二酚,随后裂解为参与三羧酸循环的中间产物.通过PCR方法克隆到苯胺高效降解菌AD9的苯胺双加氧酶基因,并构建表达苯胺双加氧酶的广宿主质粒载体pVD,通过三亲接合,导入到AD9和PHEA-2中.对两种重组菌中苯胺双氧酶基因的表达及苯胺降解特性的分析结果表明,增加苯胺双加氧酶基因的拷贝数可以提高野生型AD9的苯胺降解速率,同时该基因的表达使PHEA-2菌获得苯胺降解能力....
摘要:微生物为适应各种多变的环境,需要通过严紧反应调控rRNA基因的转录表达.细菌CarD含有DNA结合的C端结构域和RNA聚合酶相互作用的N端结构域,作为一种全局调控蛋白,参与多种细胞生理代谢过程,在调控核糖体rRNA转录中发挥着重要的作用.从细菌CarD的蛋白结构、同源蛋白及调控方式等研究进展进行了概述,探讨了CarD蛋白的功能及其调控rRNA转录表达的分子作用机制,以期为相关研究提供参考....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:[目的]研究斯氏假单胞菌A1501基因组"固氮岛"中PST1305基因在A1501生物固氮过程中所起的作用.[方法]利用同源重组与三亲接合的方法构建PST1305的非极性突变株.乙炔还原法测定固氮酶活.RT.PCR分析PST1305基因与其周围基因转录单元的关系,Real-Time PCR比较PST1305在最佳固氮与非固氮条件下表达水平的差异.[结果]突变株np1305的固氮酶活显著降低,功能互补菌株np1305Comp能基本恢复细胞的固氮作用.PST1305与其上游的nifB、fdxN、下游的nifQ等基因位于同一个转录单元,组成一个操纵子.基因芯片表明,PST1305基因在固氮比非固氮条件下表达量显著上调(约38.7倍),Real-Time PCR验证支持这一结果.[结论]PST1305基因参与固氮过程,其突变会影响固氮酶的活性,该基因可能通过参与A1501固氮酶电子传递或者固氮酶的氧保护过程影响固氮效率....
摘要:2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)是一类广泛应用于单子叶作物田间杂草防除的除草剂,但其大量施用导致的环境残留已对生态环境造成严重威胁.通过富集培养的方法,从2,4-D污染土壤样品中筛选分离到85株耐受菌,16S rDNA分析显示其分属假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、赖氨酸杆菌属(Lysinibacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、短杆菌属(Brevibacillus)、沙雷氏菌属(Serratia)、甲基杆菌属(Methylobacterium)、贪铜菌属(Cupriavidus)、红球菌属(Rhodococcus)、拉恩氏菌属(Rahnella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、阿氏肠杆菌属(Enterobacter)和分支杆菌属(Mycobacterium).其中一株假单胞菌属细菌2,4-D最高耐受浓度达8 g/L.选取部分菌株以2,4-D为唯一碳源培养,通过检测2,4-D降解产物(4-aminoantipyrine显色测量和高效液相色谱)测定菌株的降解能力,并利用质谱(LC/MS、LC-QTOF)检测其代谢产物.共确定11株菌株具有较高的2,4-D降解能力,其中菌株L1、L2、L4和L6在培养72 h后2,4-D的利用率分别为17.3%、28.07%、38.97%和49.02%;LC/MS和LC-QTOF分析检测表明上述菌株将2,4-D脱去侧链基团转化为酚类物质,推测其降解主要为2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)途径....
摘要:NifA为固氮微生物固氮基因(nif)表达的正调控因子,序列分析显示NifA蛋白C6区的一个酪氨酸残基高度保守(对应于A1501为Y370).β-半乳糖苷酶活性分析表Y370C突变体不能激活nifH启动子,也不能使NifA缺失突变株A1506恢复固氮酶活,而野生型NifA可以激活PnifH+lacZ的表达,并恢复A1506的固氮酶活.研究证明斯氏假单胞菌A1501 NifA蛋白的C6区的Y370氨基酸是NifA蛋白激活nif基因转录的关键位点之一,其具体作用机制值得进一步深入研究....
摘要:[目的]鉴定和确定被预测为编码干燥相关蛋白的耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans) drB0118基因功能,探讨该基因对盐、渗透和氧化胁迫抗性的作用.[方法]构建drB0118基因缺失突变株(△B0118),通过氯化钠、D-山梨糖醇和过氧化氢等胁迫冲击实验及氧化胁迫条件下qRT-PCR分析,研究drB0118突变对非生物胁迫反应及氧化胁迫相关基因表达的影响.[结果]drB0118突变导致菌株对NaC1和D-sorbitol胁迫的抗性降低;对氧化胁迫(H2O2)敏感;qRT-PCR分析显示,drB0118突变引起氧化胁迫抗性基因pod和oxyR分别下调4倍和10倍.[结论]D.radiodurans中drB0118参与了盐、渗透和氧化等多种非生物胁迫反应....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:利用草甘膦极端污染土壤总DNA,构建了元基因组文库,筛选到一个高抗草甘膦的N-乙酰转移酶(N-acetyltransferase,GAT)基因,并利用原核表达系统对该基因进行了功能鉴定,发现其在大肠杆菌BL21中能耐受高达300 mM的草甘膦.研究结果为进行N-乙酰化途径高抗草甘膦机理研究和新型高抗草甘膦转基因作物的开发提供了理论基础....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)Rsr蛋白(DR_1262编码)是一种对辐射抗性起重要作用的RNA结合蛋白.本研究将完整的rsr基因连接到带有groESL启动子的pMD-GroE载体上,构建了Rsr表达菌株.以合空载质粒pMD-GroE的大肠杆菌为对照,发现Rsr的表达提高了大肠杆菌的UV辐射抗性,并增强了细胞的高温和盐抗性.实时定量PCR分析显示在盐胁迫条件下Rsr表达菌株海藻糖合成酶基因的表达上调,暗示Rsr提高了大肠杆菌胞内海藻糖的积累,促进了细胞的盐耐受能力....
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