国家自然科学基金(40906080) 作品数:10 被引量:25 H指数:3 相关作者: 朱鹏 严小军 方剑 金海晓 褚椒江 更多>> 相关机构: 宁波大学 绍兴文理学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 海洋公益性行业科研专项 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 生物学 环境科学与工程 更多>>
微囊藻毒素衍生物的化学酶法合成及活性评价 被引量:2 2014年 微囊藻毒素是一类环七肽蓝藻环肽化合物,目前自然界已发现70多种,其中microcystins-LR型因其独特的化学结构特征以及特异的磷酸酶结合模式,越来越受到药物化学家的关注.但因其天然结构中含有2个稀有氨基酸(Adda和Mdha),这使其化学全合成的难度增加,同时使其具有极高肝脏代谢毒性,严重影响了microcystin-LR作为新型的磷酸酶抑制剂的开发前景.本文以蛋白磷酸酶PP2A特异性抑制活性的micorcystin-LR为模板化合物,通过构效分析和GOLD 5.0分子对接结果,用L-Phe和L-炔丙基甘氨酸分别替代Adda和Mdha,设计出1个结合模式与模板较为一致的micorcystin类似物,并利用铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)NRPS/PKS生物合成基因簇中TE结构域,在体外成功催化合成.该microcystin类似物的体外蛋白磷酸酶抑制实验显示有一定的抑制效果,虽与microcystin-LR本身还存在一定差距,但该microcystin类似物由于将引起肝脏毒性的主要残基Adda进行了取代,因此可以预见本研究最终合成的microcystin衍生物其对磷酸酶抑制活性降低同时,也将相应的降低对肝脏的毒性.这为开发新的低毒的磷酸酶抑制剂提供了一个新的选择对象,也为今后micorcystin衍生物的合成提供了一个新的合成思路. 方剑 何魁芳 季赛 朱鹏 金海晓 严小军关键词:微囊藻毒素 环肽 生物催化 蛋白磷酸酶抑制剂 海带藻际微生物抗菌活性及其多样性的初步研究 被引量:5 2011年 从浙江台州海域健康海带、病烂海带(Laminaria japonica)及其周围海水中分离纯化海带藻际微生物,利用双层琼脂扩散法对获得的菌株进行抗菌活性筛选,比较活性菌株与来源的相关性,并对具有抗菌活性的菌株进行16S rRNA系统发生学分析。结果显示,在分离的143株海带藻际微生物中,有42株细菌具有抗菌活性,其中来源于健康海带和海水的活性菌株比例(35%和29%)大于来源于病烂海带的细菌(23%)。对其中16株具有广谱抗菌活性的菌株进行的16S rRNA系统发生学分析显示,分别属于Pseudoalteromonas、Rahnella、Donghaeana、Bacillus和Exiguobacterium 5个属。为从藻际微环境的微生物多样性入手了解海带病烂机制以及寻找新的抗菌药物提供研究材料。 褚椒江 朱鹏 严小军关键词:海带 抗菌活性 多样性 蓝藻硫酯酶催化多肽环化适用性分析 被引量:1 2017年 硫酯酶(thioesterase,TE)具有区域定向性(regiospecific)、化学定向性(chemospecific)及立体定向性(stereospecific)的特点。这些特性决定了TE作为生物催化剂(biocatalysis)在工业生产中具有较高的应用价值和广阔的应用前景。Mcy C TE(microcystin thioesterase,Mcy C TE)来自铜绿微囊藻(microcystis aeruginosa)NRPS/PKS生物合成基因簇。我们利用正交试验提高Mcy C TE表达量,得到稳定的诱导表达条件,并结合成熟的线性多肽化学合成法对其底物适用性做了进一步研究。得到的最佳诱导表达条件为:诱导时机2 h,诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-Dthiogalactopyranoside,IPTG)浓度0.75 mmol/L,诱导时间6 h,诱导转速210 r/min,诱导温度20℃,使TE的表达量由8.75 mg/L提高至22.15 mg/L,时间缩短了6.5 h。TE表达量的大幅度提升和表达时间的缩短为将来酶的结构及催化机制研究奠定了基础。TE底物适用性研究结果发现:Mcy C TE并不遵循"4 n+2原则";底物中转角过多不仅不利于环肽的形成,更可能形成卷曲影响环化;无D型氨基酸亦可通过加入其它位阻较小较灵活的Gly或者自带天然转角Pro的可弱化肽链的刚性,促进催化反应;含苯环的Phe的引入在一定程度上阻碍了环化;底物无肽链氨基酸数目奇偶性的选择;延长多肽链长度也可环化,Mcy C TE的底物容忍度较大,使天然多肽药物筛选范围增大,也为增强天然多肽药物药效增加了改良方案,为进一步研究Mcy C TE的催化功能提供了实验基础。 何魁芳 高威芳 方剑 王佳琪 李玲钰 朱鹏关键词:环肽 肽类抗生素生物合成基因簇在E. coli中的异源表达 被引量:1 2013年 微生物能够产生众多结构和生物活性多样的次生代谢产物,而其生物合成基因簇的挖掘和异源表达是药物创新和产量提高的必要前提.在过去20年里,大量重要天然产物的生物合成基因簇在微生物中被不断的发现.在这些被挖掘的基因簇中,肽类抗生素的生物合成基因簇占了很大比重.肽类抗生素因具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物学活性而备受化学家和药物学家的重视.如能了解它们的生物合成机制,实现其基因簇的异源表达,将使合理化遗传修饰生物合成通路获取结构类似物(药物开发)和提高产量成为可能.大肠杆菌作为最广泛、最成功的表达体系,常用来表达外源基因,但一般只能表达一个或几个基因,却很少有用它来表达整个生物合成基因簇.2001年,Khosla和Cane在E.coli中成功异源表达了一个复杂聚酮天然产物(红霉素苷原6dEB)基因簇.这是首个有关在E.coli中异源表达天然产物生物合成基因簇的研究.至此之后,大肠杆菌开始作为生物合成基因簇的异源表达宿主,越来越受到相关领域的重视.紧接着核糖体肽和非核糖体肽生物合成基因簇也相继在大肠杆菌中成功异源表达.本文对肽类抗生素生物合成基因簇在E.coli中的异源表达进行了综述. 顾斌斌 何山 朱鹏 严小军关键词:生物合成基因簇 异源表达 检测产毒微囊藻的特异性探针研究 2012年 通过对9株淡水微囊藻的ITS序列及其微囊藻毒素合成酶基因簇(mcy)的分析,以期获得用于快速检测产毒微囊藻的特异性探针.结果表明:9株淡水微囊藻的ITS序列差异百分比达1.0%~5.0%,平均差异度达3.0%,但序列比对得到的差异性片段与其是否产微囊藻毒素之间无明显相关性,无法用于检测产毒微囊藻特异性引物的设计.根据微囊藻毒素合成基因簇的保守结构域设计的6对引物(MCYAAAF/MCYAAAR,MCYAMAF/MCYAMAR,MCYBAF/CYBAR,MEAF/MCYEAR,MCYGAF/MCYGR,MCYKSF/MCYKSR),对9株微囊藻mcy基因簇的扩增进行了研究,结果与LC-MS的检测结果具有很好的一致性.同时,6对引物具有相同的退火温度,可进行PCR的同步扩增,在提高扩增效率的同时也大大增加了检测结果的准确性.此外,根据微囊藻毒素基因筛选设计了用于检测产毒微囊藻的特异性探针. 严婷婷 朱鹏 陈海敏 严小军关键词:ITS序列 海洋细菌Pseudoalteromonas sp.NJ631中NRPS基因簇及核心模件的发掘 被引量:3 2012年 【目的】运用基因组信息发掘技术(Genome Mining)对海洋细菌Pseudoalteromonas sp.NJ631基因组中的非核糖体肽合成酶(Nonribosomal peptides synthetases,NRPSs)基因簇资源及其核心模件进行发掘分析,旨在为Pseudoalteromonas属中非核糖体肽(Nonribosomal peptides,NRPs)的发现提供理论依据和数据支持。【方法】依托第二代测序技术获得的Pseudoalteromonas sp.NJ631基因组序列草图,在分析其次生代谢产物编码基因的基础上,利用NRPS-PKS knowledgebase在线预测软件鉴定潜在的NRPSs基因簇,并对其基因组中的NRPSs核心模件腺苷酰化(Adenylation,A)结构域编码基因信息进行发掘。【结果】在NJ631基因组序列草图中发现3个典型结构组成的NRPSs基因簇,命名为NGC1、NGC2和NGC3,分别位于scaffold6,9和11。进一步的结构域预测分析表明,3个NRPSs基因簇均含有3个ORFs,其中NGC1编码7个NRPSs模块;NGC2和NGC3均编码6个NRPSs模块。对A结构域的信息发掘显示NJ631基因组中含有38个A结构域编码基因,特异性选择18种氨基酸底物。【结论】通过运用基因组信息发掘技术对海洋细菌Pseudoalteromonas sp.NJ631全基因组信息进行NRPSs基因簇及核心模件A结构域的发掘分析,结果提示,通常只在放线菌或真菌中发现的NRPSs基因资源也在Pseudoalteromonas属中大量存在。研究结果也为今后Pseudoalteromonas属中非核糖体肽(Nonribosomal peptides,NRPs)的发现提供理论依据。 陈威 朱鹏 何山 金海晓 严小军关键词:海洋细菌 微小卡罗藻(Karlodinium micrum)共附生微生物抗菌与细胞毒活性 被引量:3 2010年 【目的】本文对微小卡罗藻共附生微生物进行分离并对其抗菌和细胞毒活性进行初步研究,以期望获得既具有抗菌又具有细胞毒的高活性菌株,为从共附生微生物的角度去研究微小卡罗藻毒素的合成途径以及真正来源提供研究材料。【方法】利用琼脂扩散法和MTT法对细菌培养液的乙酸乙酯提取物进行抗菌和细胞毒活性筛选,并对具有细胞毒活性的细菌菌株进行了16S rRNA系统发生学分析。【结果】在分离到的38株海洋细菌中,25株细菌具有抗菌活性,5株细菌(W-14-2、W-2-2、W-12、E-8-2和W-4)具有细胞毒活性。对这5株具有细胞毒活性的细菌菌株进行16S rRNA系统发生学分析显示它们分别与Alteromonas alvinellae、Stappia aggregata、Pelagibaca bermudensis、Marinobacter kribbensis和Maribacter dokdonensis的16S rRNA基因序列具有较高的相似性。【结论】在分离到的微小卡罗藻共附生微生物中含有较为丰富的活性菌株,且获得5株具有抗菌活性又具有细胞毒的高活性菌株。 朱鹏 游玉容 褚椒江 金海晓 严小军关键词:抗菌活性 细胞毒活性 RRNA 非核糖体肽合成酶的末端硫酯酶与多肽环化 被引量:8 2013年 非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetases,NRPSs)能以多载体巯基化模板机制合成各种结构复杂、种类繁多的次生代谢非核糖体环肽.根据环肽末端环化的方式,可分为两大类:大环内酯型和内酰胺型.负责非核糖体环肽最终环化的硫酯酶(thioesterase,TE)属于α/β水解酶超家族.该家族包括:脂酶、蛋白酶、酯酶等,其共有特征是含有保守的催化三元件(Ser-His-Asp),起到终止反应和释放产物的功能.TE具有区域定向性(regiospecific)、化学定向性(chemospecific)及立体定向性(stereospecific)的特点,在非核糖体肽(nonribosomal peptide,NRP)的合成反应中具有决定性作用,直接影响到最终环肽的生成.同时,TE由于其特有的环化和水解的双重活性,在体外的线性多肽环化中越来越受到众多学者的关注.综合国内外相关文献,本文着重从TE介导下的产物释放机制和影响因素两个方面综述非核糖体末端硫酯酶的研究进展及其应用. 方剑 朱鹏 严小军关键词:环肽 Fe^(3+)胁迫对假微型海链藻中性脂累积及DGAT表达的影响 被引量:1 2013年 二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是脂类合成途径中的关键酶,其表达水平的高低影响着脂类含量的高低。微量元素Fe3+对于微藻的生长不可或缺,且影响着微藻中油脂的累积。本实验以假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)为研究对象,分析了铁限制(0.000 03mmol/L)和高铁胁迫(0.3 mmol/L)2种Fe3+胁迫条件下,不同种群生长期中性脂累积及二酰甘油酰基转移酶(DGAT)的基因表达受到的影响。结果显示:铁限制条件下,微藻种群生长及其中性脂的合成受到抑制,DGAT的表达量下降;高铁胁迫条件下,高浓度Fe3+可促进中性脂合成与DGAT的表达,但抑制微藻种群生长。因此,富铁条件下更利于总脂的收集。 蒋瑜 严小军 朱鹏 周成旭 周迎松关键词:FE3+ 运用分子生物学技术监测水环境中产毒蓝藻 被引量:3 2011年 有毒蓝藻在形成"水华"破坏水体环境的同时,也对人畜产生危害。运用分子生物学技术对水环境中产毒蓝藻进行监测,由于其简单、快速和经济等优点,逐渐成为各国学者关注的热点。本文从以下3个方面对其进行了综述:1)早期分子生物学技术在产毒蓝藻诊断中的运用;2)以产毒基因为靶标进行的产毒蓝藻诊断;3)运用基因芯片技术对产毒蓝藻进行检测。与传统的分子生物学技术相比,生物芯片技术具有体积小、重量轻、便于携带、分析自动快速、高通量等许多传统方法所不能比拟的优势。因此,该技术在蓝藻毒素检测中的运用必将给目前的产毒蓝藻的检测带来一场新的革命。 朱鹏 严小军关键词:PCR 基因芯片