关于纤维素合酶交互蛋白1(CSI1)连接微管和纤维素合酶复合体的研究

湖北大学毕业论文设计题目纤维素酶的基因克隆及表达研究进展专业年级2007 生物工程学生姓名许莹学号014607200446指导老师江正兵2010年 12 月 5 日目录1.前言----------------------------------------------------------------------41.1 纤维素酶的组成--------------------------------------------41.2纤维素酶的分类与分布-------------------------------------51.3纤维素酶降解纤维素的机理研究--------------------------61.4纤维素酶的分子结构----------------------------------------71.5 纤维素酶在畜禽生产中的应用----------------------------91.5.1 在牛日粮中的应用------------------------------91.5.2 在鸡日粮中的应用------------------------------91.5.3 在猪日粮中的应用------------------------------10 2．纤维素酶的研究现状及展望-------------------------------------10 3. 纤维素酶的基因克隆与表达------------------------------------103.1 纤维素酶的基因克隆方法-----------------------------------103.2 纤维素酶活力的测定---------------------------------------103.3 实验材料试剂----------------------------------------------123.4 克隆基因--------------------------------------------------133.5 重组质粒的构建-------------------------------------------133.6 完整基因序列的克隆和分析--------------------------------134. 实验分析及讨论--------------------------------------------------14参考文献----------------------------------------------------------15Cloning and Expression of Cellulase ResearchCellulose is an important enzyme product, is a complex enzyme, mainly by the exo β-glucanase, endo-β-glucanase and β-glucosidase enzyme component, there is a high energy Xylanase activity. Since cellulose in feed, alcohol, textile and food industries have great market potential, has been optimistic about the industry at home and abroad, will be following the glucoamylase, amylase and protease enzymes after the fourth-largest industrial species, even in China Entirely possible to become the first major enzyme species, the cellulase enzyme preparation industry is a new growth point.Cellulose is composed of many highly synergistic enzymes composed of catalytic reactions based on their different functions can be divided into endoglucanase (1,4-β-D-glucan glucanohydrolase or endo-1 ,4-β-D-glucanase, EC3.2.1.4, the C1 enzyme), from fungi referred to as EG, from bacteria called Cen, exo-glucanase (1,4-β-D-glucan cellobilhydrolase or exo-1,4-β-D-glucannase, EC.3.2.1.91), from the fungus referred to as CBH, from bacteria called Cex) and β-glucanase (β-1, 4 - glucosidase, EC.3.2 .1.21) referred to as BG.Cellulose molecule is a globular catalytic (Catalytic Domain, CD) or through an hydroxy amino acid proline-rich connecting bridge (Linker) and no catalytic domain of cellulose synthesis (carbohydrate-binding modules, CBM) three Parts. Only a small number of microorganisms and higher plants, cellulose produced no such domain.China is a very tight national feed resources, land-less population, the contradiction between human and animal food fight is very prominent. China's feed industry and to maintain the sustainable development of animal husbandry, must solve the feed problem, otherwise would severely hinder its development. Cellulose is a very rich natural resources, is a glucose molecule 800-1200 polymerization. Therefore, it can make full use of agricultural products by microbial fermentation of waste, straw, bran production of cellulase additives used to improve livestock and poultry production performance, improve feed utilization, improve the nutritional value of feed, lower feed costs and improve economic efficiency, with Broad development prospects, the future should further strengthen the research and development of cellulase.前言纤维素酶（cellulase），是一种重要的酶产品，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶活力。

一个新杉木纤维素合酶ClCesA基因的克隆与植物表达载体构建魏晓骁;王士亚;陈潇潇;汪凤林;曹光球;曹世江【摘要】In order to explore the molecular mechanism of Chinese fir wood formation, total RNA was extracted from Chinese fir new leaves and cDNA was synthesized. A new ClCesA was cloned using RT-PCR. The length of open reading frame of ClCesA is 2955 bp, with 984 amino acids. Based on TMHMM Server v. 2.0 and MEGA5.1 software, ClCesA proteins consist of 8 across-membrane structures, with average 18 amino acid residues and zinc finger in N end. Also, a conservative DDDQXXLRW structure domain was found in ClCesA protein. Phylogenetic tree analysis showed that ClCesA may be associated with secondary cell wall formation. The flu-orescent quantitative PCR analysis showed that ClCesA can be expressed in organsof root, stem and leaf in Chinese fir, with the highest expression in the root and the least in leaf. Lastly, a plant overexpression vector pGWB506-35s-ClCesA-GFP was successful-ly constructed from pGWB506 vector which contains GFP tag and hygromycin resistance gene by Gateway technology.%为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的cDNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA 5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,ClCseA基因在杉木的不同器官(根、茎、叶)中均有表达,但在杉木根中的表达含量最高,茎中次之,叶中最低.随后,为后续该基因功能验证提供基础,将ClCesA 克隆到含有GFP标签和潮霉素抗性的pGWB506载体,构建植物过表达载体pGWB506-35S-ClCesA-GFP.【期刊名称】《福建农林大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(046)001【总页数】7页(P66-72)【关键词】杉木;纤维素合酶;基因克隆;表达分析;载体构建【作者】魏晓骁;王士亚;陈潇潇;汪凤林;曹光球;曹世江【作者单位】福建农林大学林学院;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;福建农林大学林学院;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;福建农林大学林学院;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;福建农林大学林学院;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;福建农林大学林学院;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002;福建农林大学林学院;国家林业局杉木工程技术研究中心,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】Q785;S791.27纤维素作为地球上最丰富的可再生资源，是木材次生木质部细胞壁的主要组成成分之一，约占木材干重的40%，是决定木材品质的重要因子之一.为此揭示植物纤维素生物合成机制对木材材质改良、木材定向培育都具有十分重要的意义.纤维素合酶(CesA)是纤维素生物合成的关键酶之一[1,2].研究表明，CesA基因通过在转录水平上对纤维素合成进行调控，对植物细胞壁发育起到重要作用[3-5].美国密西根大学在2000年初次从欧洲颤杨(Populus tremuloides)中克隆得到林木的纤维素合酶基因PtrCesA1[6]，并且研究发现该基因主要在植物茎中表达，表达高峰期主要出现在次生壁形成期间.此后，在毛果杨(Populus trichocarpa)[7]、大青杨(Populus ussuriensis)[8]、松树(Pinus radiata)[9]、苎麻(Boehmeria nivea)[10]、桉树(Eucalyptus)[11]、马尾松(Pinus massoniana)[12]、杉木(Cunninghamia lanceolata)[13]、毛竹(Phyllostachys edulis)[14]等木本植物中都陆续克隆分离出CesA基因，其中毛果杨中鉴定出18个CesA基因[7]，杂交杨(Populus tremula (L)×P.tremuloides)中鉴定出10个CesA基因，绿竹(Bambusa bambusaoldhami)中鉴定出8个CesA基因[14].这些基因共同构成了林木的纤维素合酶基因家族.对ClCesA基因功能的研究结果表明，PtrCesA1、PtrCesA2、PtrCesA3这3个基因可能组成同一个纤维素合成酶复合体，共同完成杨树次生壁的合成[15]；而PtrCesA4、PtrCesA5、PtrCesA7这3个基因可能与初生壁的形成有关[16].在毛果杨中，PtCesA4、PtCesA5、PtCesA7、PtCesA8、PtCesA17和PtCesA18在木质部特异高表达[17].Song et al[18]通过研究杨树的纤维素合酶发现，杨树的木质部细胞膜上至少具有2种纤维素合酶复合体，复合体Ⅰ由CesA4、CesA7、CesA8、CesA17和CesA18组成，参与细胞次生壁的合成；复合体Ⅱ由CesA3、CesA10、CesA11、CesA13、CesA15和CesA16组成，参与细胞初生壁和次生壁的合成.杉木作为中国南方重要的速生用材树种之一，用途非常广泛.近几年，与杉木材性相关的分子机制研究取得一定进展[19,20]，而有关杉木的纤维素生物合成分子机制的研究报道甚少.彭沙沙等[21]克隆了杉木纤维素合成酶类似蛋白ClCslD1；而庞景等[13]克隆了杉木纤维素合成酶基因CesA，通过将本研究克隆出的基因ClCseA与庞景等克隆的CesA基因的DNA和蛋白序列进行比较，发现2个基因在核苷酸的编码区有11处位点存在差异，分别为773、821、1 249、1 537、1 545、1 554、2 166、2 436、2 580、2 823、2 856位点；在氨基酸的编码区序列也发现3处位点存在差异，分别为258、274、513位点.由于杉木基因组测序未完成，关于杉木纤维素合成酶基因家族的数量、各个基因的确切功能，以及各基因间的相互作用关系均不清楚.虽然克隆出的2个基因存在相似性，但也存在差异，有可能为2个不同的基因.关于基因的功能尚需进一步验证.探索杉木中纤维素合酶基因家族的功能，特别是相关次生细胞壁形成的纤维素合酶基因，对于利用现代分子生物学手段改良杉木木材品质具有重要意义.本研究以杉木三代种子园种子发育植株为材料，利用RT-PCR技术分离克隆出1个新的杉木ClCesA基因，长度为2 955 bp，编码984个氨基酸；同时进行了生物信息学分析以及不同器官表达情况的研究；采用Invitrogen公司的gateway特异性位点重组技术将ClCesA基因构建到植物表达载体中，以期为进一步的功能解析提供依据，同时也为杉木材性的改良提供重要的基因资源.1.1 材料收集与RNA提取试验材料由国家林业局杉木工程技术研究中心提供，为杉木种子发育而成的杉木幼苗.取长势好的杉木幼嫩叶片组织0.2 g，按照TIANGEN公司的总RNA提取试剂盒操作说明书提取杉木总RNA，通过1%(质量分数)的琼脂糖凝胶电泳和超微量分光光度计Nanodrop分别检测样品的RNA质量及浓度.1.2 ClCesA基因克隆与序列分析利用NCBI网上的GenBank数据库查询到已知杉木的DNA序列，采用gateway 技术设计特异引物(表1).取检测合格的杉木总RNA，利用TIANScript cDNA第一链合成试剂盒进行第1条链cDNA的合成.合成的cDNA稀释10倍后进行PCR反应，具体反应体系见表2.反应程序为：95 ℃预变性3 min；94 ℃变性1 min，53 ℃退火3 min，72 ℃延伸3 min，共30循环；最后72 ℃延伸10 min.扩增后的产物经1%(质量分数)的琼脂糖凝胶电泳检测后，通过BP连接到pDONR207载体上，热激转化到大肠杆菌DH-5α感受态细胞，进行Gen抗性筛选.选取单菌落做菌落PCR，将检测为阳性的菌落进行液体LB过夜培养，使用天根质粒试剂盒提取质粒，并送铂尚生物公司进行全长测序.利用实时荧光定量PCR仪研究ClCesA基因在不同组织的表达情况.qPCR扩增试剂为SYBR Premix Ex Taq，采用的荧光染料为SYBR GreenⅠ，以杉木EF1α基因作为内参基因.在进行qCR分析前，先使用普通PCR检测体系的反应条件，如退火温度、模板量等，并将PCR 产物进行测序，以保证qPCR结果的准确性.1.3 植物表达载体的构建使用Gateway BP反应试剂盒，将回收带有attB位点的ClCesA基因PCR产物与入门载体pDONR207在室温下进行BP反应1 h.反应体系为：PCR产物0.6 μL，入门载体0.4 μL，BP酶0.25 μL.随后将反应产物全部转化到E.coli Trans 5α感受态细胞，涂布于含Gen(50 mg·L-1)的LB平板；次日随机挑选阳性克隆摇菌并提取质粒，经PCR检测验证正确后进行测序，即可获得入门克隆载体pDONR207-ClCesA.参考Gateway LR反应试剂盒的操作说明书，将入门载体与目的载体pGWB506进行LR反应，室温25 ℃，反应后转化大肠杆菌DH5α感受态细胞，并涂布于LB平板(含50 mg·L-1潮霉素)，37 ℃培养过夜.次日挑单菌落，摇菌后用试剂盒提取质粒，经PCR检测载体构建的正确性，并进行测序验证.1. 4 纤维素合酶基因的序列分析在DNAMAN V6软件上设计引物；通过Vecter NTI软件进行序列比对；在TMHMM Server v.2.0软件上进行蛋白质结构分析；运用MEGA 5.1软件通过邻接法构建不同植物的基因进化树；采用Microsoft Excel 2007软件对基因表达进行作图.2.1 杉木总RNA提取杉木叶片总RNA经1%(质量分数)琼脂糖凝胶电泳，结果见图1.从图1可以看出，RNA条带完整，28 S rRNA和18 S rRNA 2条主带明显，28 S rRNA的亮度约为18 S rRNA的2倍，且无DNA污染.采用超微量分光光度计进行浓度测定和质量分析、检测，结果显示，样品总RNA浓度为231 μg·μL-1，D260 nm/D280nm=1.86，其浓度与质量均满足反转录的要求，可用于后续试验.最后，将总RNA 样品置于-80 ℃冰箱保存.2.2 扩增产物的碱基序列测定与分析取上述总RNA，采用天根公司的逆转录酶试剂盒获得cDNA，通过RT-PCR反应得到1个约3 000 bp的产物(图2)，将该产物连接到pDONR207载体且转化DH-5α，挑取阳性克隆测序.测序结果显示该序列与CesA基因的同源性很高，并含有保守结构域.其氨基酸序列及结构如图3所示.2.3 蛋白质跨膜结构的预测从图4可以看出，新的ClCesA蛋白具有8个跨膜区，分别为175～197、204～223、760～782、794～816、831～853、878～900、910～932、945～964，最大跨膜区域为22个氨基酸残基，最小跨膜区域为12氨基酸残基，平均跨膜区域为18个氨基酸残基.2.4 基因序列系统发生树本研究运用MEGA 5.1软件构建系统进化树，将克隆到的杉木ClCesA基因编码区与拟南芥(Arabidopsis thaliana, At)、颤杨(P.tremuloides, Ptr)、欧洲山杨×颤杨(Populus tremula×P.tremuloides, Ptt)、火炬松(Pinus taeda L., Pt)、银灰杨(Populus canescens (Ait.) Smith, Pca)、毛白杨(Populus tomentosa Carrière, Pto)的初生壁和次生壁形成的CesA基因进行系统进化树分析.初生壁有关基因有AtCesA1(O48946)、AtCesA2(O48947)、AtCesA5(Q8L778)、AtCesA9(Q9SJ22)、PtrCesA7(AAO25581)、PttCesA2(AAT09895)、PtrCesA4(AAO25536)、PtrCesA6(AAP40636).次生壁有关基因有PtCesA1(AAX18647)、PtCesA2(AAX18648、PtCesA3(AAX18649)、PtrCesA2(AAM26299)、PtrCesA7(AAO25581)、PtrCesA3(AAQ08987)、PcaCesA1(AAC78476)、PttCesA1(AAT09894)、PttCesA3-1(AAT09896)、PttCesA3-2(AAT09897)、AtCesA4(Q84JA6)、AtCesA8(Q8LPK5)、PtoCesA1(AAY21910).从图5可以看出ClCesA分布在次生壁较密集的分支，且与杉木ClCesA1在一个小分支，说明两者的亲缘关系较近，可能执行类似的功能，由此推测ClCesA基因可能与次生壁合成有关.2.5 ClCesA基因在不同组织的表达杉木纤维素合酶基因在不同器官表达情况的分析结果(图6)显示，杉木的根、茎、叶3个器官均有纤维素合酶基因表达，而且相对表达量在杉木根中最高，茎中次之，叶中最低.因此，可以推测ClCesA基因与杉木木材生长发育的调控有着密切关系.2.6 植物过表达载体的构建将检测正确的入门载体pDONR207-ClCesA和目的载体pGWB506进行LR反应，获得植物表达载体pGWB506-35S-ClCesA-GFP，载体构建策略如图7所示.使用特异性的载体引物和基因特异性引物做菌落PCR，扩增出1 000 bp的片段(图8)，表明LR反应成功.重组质粒的测序结果显示，ClCesA并未产生突变，并且和原序列相同，说明本试验的植物表达载体连接正确.通过序列比对与分析，Pear et al[22]首先从棉花中克隆得到与细菌CelA基因同源的纤维素合酶基因GhCesA1、2.通过基因组学分析研究，Richmond et al[23]得到了拟南芥基因组中的10个CesA基因的蛋白质序列结构特点.Suzuki et al[17]分析了杨树基因组的18个CesA基因的结构特点.目前为止，研究发现CesA基因编码的蛋白质有着相类似的结构，共有8个跨膜结构域， N端有2个， C端有6个.1个锌指结构域在N端，可能和蛋白质之间的相互作用有关.CesA蛋白都含有较典型的结构如DDDQxxRW(天冬氨酸、天冬氨酸、天冬氨酸、谷氨酞胺-x-x精氨酸—色氨酸)[24].通过对CesA基因功能的研究，已陆续鉴定出与初生壁和次生壁形成相关的基因.在欧洲颤杨中，PtrCesA1、PtrCesA2、PtrCesA3可能形成一个纤维素合成酶复合体，共同完成杨树次生壁的合成[15,24]，而PtrcesA4、PtrCesA5、PtrCesA7可能与初生壁的形成有关[16].本研究克隆到一个新杉木ClCesA基因，通过系统进化树，该基因与聚类在一个进化分支并在根中表达量最高，推测该基因可能参与植物次生细胞壁的形成.而庞景等克隆到的2个CesA基因，ClcesAl与PtrCesAl的同源性最高；ClCesA2与ZmCesA2聚类在一起，两者在茎中高度表达.本研究中所用材料为培养30 d左右的杉木种子萌发而成的幼苗，而庞景所用的杉木材料为1年生杉木幼苗，且纤维素合酶CesA在植物不同发育阶段、不同器官中的表达量不同，所以这可能是造成ClCesA在杉木器官中表达量不同的原因.植物中除了CesA基因外，还有类纤维素合酶(cellulose synthase-like, CSL)基因家族参与纤维素的生物合成.拟南芥CSL蛋白有9个家族，分别为CSL(A/B/C/D/E/F/G/H/J)[25]；在基因序列上，CSL基因与CesA基因具有部分同源，主要参与各种β-聚糖链的合成[23,25].彭莎莎等[21]也从杉木中克隆到了CSL基因，并分析其序列结构特点.【相关文献】[1] KUMAR M, TURNER S. Plant cellulose synthesis: CESA proteins crossing kingdoms[J]. Phytochemistry, 2015,112:91-99.[2] KAUR S, DHUGGA K, GILl K. Novel structural and functional motifs in cellulose synthase (CesA) genes of bread wheat (Triticum aestivum L.)[J]. PLoS ONE, 2016,11(1):e0147046. [3] DESPREZ T, JURANIEC M, CROWELLE E F. Organization of cellulose synthase complexesinvolved in primary cell wall synthesis in Arabidopsis thaliana[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007,104(39):15 572-15 577.[4] TAYLOR N G. Cellulose biosynthesis and deposition in higher plants[J]. New Phytologist, 2008,178(2):239-252.[5] TANAKA K, MURATA K, YAMAZAKI M. Three distinct rice cellulose synthase catalytic subunit genes required for cellulose synthesis in the secondary wall[J]. Plant Physiology, 2003,133(1):73-83.[6] WU L, JOSHI C P, CHIANG V L. A xylem-specific cellulose synthase gene from aspen (Populus tremuloides) is responsive to mechanical stress[J]. The Plant Journal,2000,22(6):495-502.[7] DJERBIJ S, LINDSKOG M, ARVESTAD L. The genome sequence of black cottonwood (Populus trichocarpa) reveals 18 conserved cellulose synthase (CesA) genes[J]. Planta, 2005,221(5):739-746.[8] 许雷,刘一星,方连玉.大青杨纤维素合成酶PuCesA6基因cDNA的克隆及序列分析[J].西南林业大学学报,2012,32(5):26-32.[9] KRAUSKOPF E, HARRIS P J, PUTTERILL J. The cellulose synthase gene PrCESA10 is involved in cellulose biosynthesis in developing tracheids of the gymnosperm Pinus radiata[J]. Gene, 2005,350(2):107-116.[10] 刘昱翔,陈建荣,彭彦,等.苎麻纤维素合成酶基因BnCesA4 cDNA序列的克隆与表达分析[J].作物研究,2014,28(5):472-478.[11] RANIK M, MYBURG A A. Six new cellulose synthase genes from Eucalyptus are associated with primary and secondary cell wall biosynthesis[J]. Tree Physiology, 2006,26(5):545-556.[12] 阮维程,潘婷,季孔庶.马尾松纤维素合成酶基因PmCesA1的克隆及其分析[J].分子植物育种,2015,13(4):861-870.[13] 庞景,童再康,黄华宏,等.杉木纤维素合成酶基因CesA的克隆及表达分析[J].浙江农林大学学报,2015,32(1):40-46.[14] 邓小波,胡尚连,曹颖,等.绿竹与毛竹纤维素合成酶(CesA)的生物信息学分析[J].福建林学院学报,2011,31(1):84-90.[15] SAMUGA A, JOSHI C P. Cloning and characterization of cellulose synthase-like gene, PtrCSLD2 from developing xylem of aspen trees[J]. Physiologia Plantarum,2004,120(4):631-641.[16] KALLURI U C, JOSHI C P. Differential expression patterns of two cellulose synthase genes are associated with primary and secondary cell wall development in aspen trees[J]. Planta, 2004,220(1):47-55.[17] SUZUKI S, LI L, SUN Y H. The cellulose synthase gene superfamily and biochemical functions of xylem-specific cellulose synthase-like genes in populus trichocarpa[J]. PlantPhysiology, 2006,142(3):1 233-1 245.[18] SONG D, SHEN J, LI L. Characterization of cellulose synthase complexes in Populus xylem differentiation[J]. New Phytologist, 2010,187(3):777-790.[19] 蒋向辉,佘朝文,许栋,等.杉木CCoAOMT基因部分cDNA克隆与序列分析[J].中南林业科技大学学报,2009,29(6):24-28.[20] 吕运舟,郑佳,陈金慧,等.参与杉木次生壁合成调控的转录因子ClMYB4的克隆及在大肠杆菌中表达[J].分子植物育种,2012,10(5):512-519.[21] 彭沙沙,童再康,黄华宏,等.杉木纤维素合成酶类似蛋白基因ClCslD1的克隆及其生物信息学分析[J].浙江农林大学学报,2012,29(1):1-6.[22] PEAR JR, KAWAGOE Y, SCHRECKENGOET W E. Higher plants contain homologs of the bacterial celA genes encoding the catalytic subunit of cellulose synthase[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1996,93(22):12 637-12 642.[23] RICHMOND T A, SOMERVILLE C R. The cellulose synthase superfamily[J]. Plant Physiology, 2000,124(2):495-498.[24] SAMUGA A, JOSHI CP. A new cellulose synthase gene (PtrCesA2) from aspen xylem is orthologous to Arabidopsis AtCesA7 (irx3) gene associated with secondary cell wall synthesis[J]. Gene, 2002,296(1):37-44.[25] LIEPMAN A H, CAVALIER D M. The cellulose synthase-like A and cellulose synthase-like C families: recent advances and future perspectives[J]. Front Plant Sci, 2012,3(109):1-7.。

论 著蛋白酶体激活因子REG 的重组表达及其体外功能的初步探讨吴 敏1,聂 晶2,张令强1,2,汪 渊1[摘要] 目的 蛋白酶体激活因子11S调节蛋白复合物 亚单位(11S regu lator co m plex gamm a subun it,REG )的重组表达,初步探讨其与骨形成负调控分子酪蛋白激酶 2相互作用蛋白 1(case i n ki nase 2i nte racti ng prote i n 1,CK IP 1)的相互作用。

方法 首先以质粒pC M V M yc REG 为模板,通过聚合酶链反应(PCR)扩增出765bp的R EG c DNA片段,然后亚克隆到原核表达载体p GEX 4T 2并转化入大肠杆菌BL21经IPTG诱导表达,表达产物超声破碎后进行SD S PAGE和W este rn印迹鉴定,进而通过G ST Pu ll down实验验证REG 是否与CK IP 1存在相互作用。

结果 通过测序证实原核表达载体p GEX 4T 2 REG 构建成功,进一步表达鉴定发现G ST REG 蛋白主要以可溶性的形式存在于裂解上清中;G ST Pull down实验表明REG 与CK I P 1存在明显的相互作用。

结论 REG 与CK IP 1在体外存在相互作用,为进一步深入研究R E G 对CK IP 1的调控作用奠定了基础。

[关键词] 重组表达;质粒;蛋白酶体激活因子REG ;酪蛋白激酶 2相互作用蛋白 1;聚合酶链反应[中图分类号] Q556[文献标志码] A[文章编号] 1000 5501(2010)01 0005 04A preli m inary study on reco m binant expression and function in vitro of proteaso m e activator REGWU M in1,N I E J ing2,Z HANG L ing qiang1,2*,WANG Yuan1*(1.L abo ra t o ry o f M o l ecular B io l ogy,A nhu iM edica l U n i versity,H efe i230032,China;2.State K ey Labo ra tory of P ro teo m i cs,B eiji ng Proteo m ics R esearch Cente r,Be iji ng Instit u te of R adiati on M ed ici ne,Be iji ng100850,Ch i na)*C orres ponding au t hor,Z HANG Li ng q i ang,Em ai:l z hang l q@n i c.bm.i ac.c n;W ANG Yuan,E m ai:l w angyuan@ [Abstract] O bjective T o st udy the expression o f the f used proteasom e acti v ator REG (11S regu lator co m plex ga mm a subunit)us i ng gene reco m bi na tion techno l ogy and to furt her st udy t he i nteracti on bet w een R EG and case i n k i nase 2i nte r ac ting prote i n 1(CK IP 1)in v itro.M ethod s F irstl y,the f u ll length cDNA frag m ent o f REG w as a m plified through PCR usi ng the plas m i d p C M V M yc REG as temp l ate and subcloned i nto the prokaryo ti c expression vector p G EX 4T 2be fore be i ng transf o r m ed into E.coli BL21cells.T he prote i n expression was i nduced by i sopropy l D th i oga l actos i de(IPTG).Sec ond l y,the prote i n expression w as m on itored by SDS PAG E and W estern blotting a fter u ltrasonicati on.F i nall y,the G S T Pull down assay w as perfor m ed to i nvestigate the i nteracti on be t w een REG and CK I P 1in v itro.R es u lts T he prokaryotic expressi on construc t p GEX 4T 2 REG was g enerated successf u lly and confir m ed by DNA sequenc i ng.Expressi on ana l ys i s showed that t he GST REG pro te i n w as easil y expressed and i so lated m a i n l y i n the l y sate supernatant a fter son ica ti on and centr if ugation.The GST Pull do w n assay revea l ed the strong m utua l i nte raction bet w een REG and CK IP 1in vitro.Con clusi on T he proteasome acti v ator REG cou l d interactw it h the nega tive regulator of osteoblastogenesis CK IP 1in vitro and the current study has shed ligh t on f urther i nvesti ga ti ons of t he ir phys i o l og ica l re l evance.[K ey word s] reco m binant expression;p l as m i ds;proteasom e acti vato r REG ;case i n ki nase 2interacti ng pro te i n 1;po l y m ase cha i n reacti on[基金项目] 国家重大科学研究计划(2006CB910802);国家自然科学基金重点项目(30830029);国家重点实验室自主研究重点课题(SKLP K200802)项目部分基金资助[作者简介] 吴 敏,女,硕士研究生,主要从事细胞生物学研究[作者单位] 1.安徽医科大学分子生物学实验室和生物化学与分子生物学教研室,合肥 230032;2.军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京蛋白质组研究中心,蛋白质组学国家重点实验室,北京100850[通讯作者] 张令强,Emai:l z hangl q@nic.b m.i ;汪 渊,E m ai:l w angyuan@ 蛋白酶体系统是生物体内一类受多种复杂因素调控的重要蛋白质降解系统,通过降解受损伤的或错误折叠的蛋白质进而调节整个细胞过程,如细胞周期、细胞凋亡、信号转导和免疫应答等[1]。

基金项目：四川省教育厅自然科学科研项目（２００５Ａ０３０）＊通讯作者纤维素酶是一类能够降解纤维素，使之生成纤维二糖和葡萄糖等一系列酶的总称，按各酶功能的不同可以分为内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β－葡萄糖苷酶三大类（谢占玲和吴润，２００４），在协同作用下它们可以将纤维素物质彻底水解成葡萄糖，进而发酵产生乙醇，解决能源再生以及环境污染等问题。

目前，纤维素酶成本高及酶活力低严重制约其在生产中的广泛应用。

为解决这个问题，一方面需要筛选高产量和高酶活力的纤维素酶产生菌，另一方面就是通过现代的基因工程手段，构建高效表达的基因工程菌，或通过对已知的纤维素酶进行分子改造以提高其比活力。

由于筛选原始菌株工作量大，且产量一般情况下较基因工程菌低，所以构建高效表达的基因工程菌是降低纤维素酶成本、提高产量的有效手段。

目前，国内外鲜见在巨大芽孢杆菌中表达内切葡聚糖酶的报道。

本试验以工程菌ｐＨＢＭ－Ｅｎｄ为研究对象，对其产酶条件进行优化，通过优化培养条件以进一步提高表达量，为实现基因工程菌产业化奠定基础。

１材料与方法１．１菌种来源四川农业大学生命科学与理学院生物化学与分子生物学实验室自行构建保存的基因工程菌ｐＨＢＭ－Ｅｎｄ。

１．２培养基ＬＢ培养基：１％胰蛋白胨，１％Ｎａ－Ｃｌ，０．５％酵母浸出粉，ｐＨ７．０～７．５；配制固体培养基时需加入１．５％～２．０％的琼脂粉；配制抗生素培养基时需加入四环素（终浓度为１０μｇ／ｍＬ）。

ＬＢ－ＣＭＣ培养基：在ＬＢ培养基中加入０．５％的羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ－Ｎａ）。

１．３生物量测定将培养液稀释２５倍，用７２１－型分光光度计在６００ｎｍ下测定光密度，以未接种的培养基等量稀释液作对照。

１．４酶活力测定参照郑淑霞等（２００４）方法。

以１ｍＬ１％（ｍ／Ｖ）羧甲基纤维素钠（ＣＭＣ－Ｎａ）溶液为底物，加入０．１ｍＬ适当稀释的酶液并混匀，置水浴锅中５０℃静置保温３０ｍｉｎ，然后加入２．５ｍＬ二硝基水杨酸钠（ＤＮＳ）溶液，混匀后置１００℃煮沸５ｍｉｎ，取出后用流水冷却至室温，定容至５ｍＬ，最后在５３０ｎｍ波长处测得各管溶液的吸光值并计算酶活力。

纤维素合酶的结构及细胞壁中纤维素的合成过程（综述）莫文洲(中国农业大学农学与生物技术学院植物108，1001080823)摘要：纤维素地球上最丰富的生物大分子和最重要的可再生资源，，植物纤维素的生物合成需要多个纤维素合成酶与其他相关酶，本文综述了从蛋白结构和基因组成上总结了纤维素合酶的特点以及植物细胞壁中纤维素合成的过程。

关键词：纤维素合酶纤维素的合成纤维素是地球上数量最多的有机大分子物质，是构成细胞壁的基础物质，占初生细胞壁物质的20%~30%。

纤维素分子是由β（1-4）连接的D-葡聚糖组成的高分子聚合物，并通过分子内氢键使其形成一种类螺旋状的结构。

随着社会的快速发展，人类对植物纤维的需求激增，而过度利用自然界的植物纤维资源将对人类生存造成极大的破坏。

植物纤维素生物合成机制的研究对材质改良，木材定向培育以及农业、造纸等化工业都十分重要。

而纤维素主要有纤维素合酶来合成，所以对植物纤维素台酶基因及其蛋白的研究显得更有价值。

要掌握纤维素合成酶基因的调控。

1.纤维素合酶的结构1.1纤维素合酶蛋白结构特点在不同植物的纤维素合成中，不同的纤维素合成酶(CesA)基因的具体作用是不同的，并且在纤维素的生物合成中，需要多个纤维素合成酶基目的共同作用。

纤维素的糖基转移酶有两个催化位点。

所有的CesA和Csl蛋白都具有跨膜蛋白的特征，在N一端与C一端具2个或多个跨膜区域，其中间为亲水胞内区，CesA与Csl蛋白之间最大的同源性出现在中间胞内区。

植物纤维素合成酶的N末端一段氨基酸可形成一个特殊的结构域，类似于锌指状或LIM 转录因子构向，此种该结构域具有保守序列CxxC(半胱氨酸氨一x 半胱氨酸氨)，与蛋白间的相互作用有关。

其次，植物纤维素合成酶包含有2个高变区，其中一个在N端，约150个氨基酸残基，富含酸性氨基酸，另一个在A 区与B区之间，约5O个氨基酸。

A 区和B区是植物纤维素合成酶基因所特有的保守区，A 区含有几个保守的天冬氨酸残基，排列特征为Dx⋯xDxD(D 为天冬氨酸)。

网络出版时间：２０２３－０５－１５０８：２０：０８　网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１０８６．ｒ．２０２３０５１１．１５５６．００２．ｈｔｍｌＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ蛋白的研究进展李陈广１，２，麦凤怡３，梁靖蓉１，２，肖礼祖１，２，张治国１（１．深圳大学医学部生物医学工程学院，广东深圳　５１８０６０；２．华中科技大学协和深圳医院疼痛科，广东深圳　５１８０５２；３．南方科技大学医学院，广东深圳　５１８０５５）ｄｏｉ：１０．１２３６０／ＣＰＢ２０２２０２０１５文献标志码：Ａ文章编号：１００１－１９７８（２０２３）０５－０８１７－０６中国图书分类号：Ｒ３２９ ２４；Ｒ３４１；Ｒ３６４ ５摘要：细胞焦亡作为一种新的程序性的炎症性坏死，与微生物感染和自身免疫性疾病等密切相关。

而近年来才发现，ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ是细胞焦亡的执行蛋白，其切割会导致细胞膜上形成孔洞，诱导细胞焦亡发生，释放ＩＬ １β和ＩＬ １８等炎性收稿日期：２０２２－１０－１５，修回日期：２０２２－１２－１８基金项目：中国博士后基金面上项目（Ｎｏ２０２１Ｍ６９２２０７，２０２１Ｍ７０２２７６）；深圳市南山区科技计划项目（ＮｏＮＳ２０２１０５８，ＮＳ２０２１０８５）作者简介：李陈广（１９９０－），男，博士，研究方向：免疫药理学，Ｅ ｍａｉｌ：３３７９１６５０７＠ｑｑ．ｃｏｍ；张治国（１９７８－），男，博士，教授，研究方向：生物医学信息监测与分析，通信作者，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｇｚｈａｎｇ＠ｓｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ因子，加剧炎症反应的发生。

随着对ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ研究的深入，逐渐明确了其蛋白结构以及活化位点，并进一步发现其除能被炎症小体激活外的其他活化途径。

ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ的活化能够诱导细胞膜孔洞的形成并调节炎症因子的分泌，但并不一定意味着细胞的死亡，这些研究的发现让我们更深入了解ＧａｓｄｅｒｍｉｎＤ的功能以及细胞焦亡和程序性坏死。

某大学生物工程学院《细胞生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（50分，每题5分）1. 微管存在于所有真核生物细胞中。

（）答案：错误解析：人的红细胞中没有微管，另外，原核生物中没有微管。

2. 在细胞水平上进行的任何遗传操作，通过细胞培养和植株再生，最终可以将细胞的遗传修饰变成植物的遗传修饰，从而改变整个植物的遗传特性。

（）答案：错误解析：植物细胞具有细胞全能性。

3. 核仁同其他细胞的细胞器一样，具有被膜包裹。

（）答案：错误解析：核仁无被膜包裹。

4. 细胞是生命活动的基本功能单位，也是生命的唯一表现形式。

（）答案：错误解析：病毒等是以非细胞的生命形式来表现。

5. 受体都分布于质膜表面，在信息传递和细胞识别过程中起信号接收器的作用。

（）答案：错误解析：受体分为胞内受体和胞外受体两种类型。

6. 在泛素化途径降解蛋白质过程中，泛素随靶蛋白一同被蛋白酶体降解。

（）答案：错误解析：泛素并不被降解，它可以循环利用。

7. 常染色质的所有基因都具有转录活性。

（）答案：错误解析：8. 单一核糖体只能合成一种类型的蛋白质。

（）答案：错误解析：细胞质所有的核糖体都是相同的，可以合成任何由特定mRNA翻译的特定蛋白质。

翻译后，核糖体从mRNA上释放出来，再开始翻译新的mRNA。

9. 借助于组合调控，一种关键的基因调控蛋白可以将一种类型的细胞转换成另一种类型的细胞，但是不可能诱发整个器官的形成。

（）答案：错误解析：借助于组合调控，一种关键的基因调控蛋白可以将一种类型的细胞转换成另一种类型的细胞，也可能诱发整个器官的形成。

10. 高尔基复合体顺面膜的结构近似质膜。

（）答案：错误解析：高尔基复合体的顺面膜是中间多孔而呈连续分支状的管网结构，膜厚约6nm。

比高尔基体其他部位略薄，但与内质网膜厚度接近。

综合习题测试（二）一、糖（1）糖的概念及其分类糖类的元素组成、化学本质及生物学作用旋光异构单糖、二糖、寡糖和多糖的结构和性质糖聚合物及其代表和它们的生物学功能糖蛋白的生物活性糖的鉴定原理一、基本概念糖的生物学功能、醛糖、酮糖、单糖、寡糖、还原糖、构型、构像、变旋、对映体、异头物、糖苷、糖苷键、氨基糖、肽聚糖、脂多糖、糖蛋白、蛋白聚糖、凝集素二、基本问题1. 常见单糖、寡糖、多糖、糖衍生物及特点；2. 单糖的化学性质；3. 还原糖的定性、定量方法；4. 糖肽连键的类型；习题一、判断题1.[ ]人体不仅能利用D-葡萄糖而且能利用L-葡萄糖。

2.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。

3.[ ]由于酮类无还原性,所以酮糖亦无还原性。

4.[ ]果糖是左旋的，因此它属于L-构型。

5.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。

6.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。

7.[ ]一切有旋光性的糖都有变旋现象。

8.[ ]α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α-1,4糖苷键，β-淀粉酶水解β-1,4糖苷键9.[ ]糖对于生物体来说所起的作用就是作为能量物质和结构物质。

10.[ ]天然葡萄糖只能以一种构型存在，因此也只有一种旋光度。

12.[ ]构成淀粉,纤维素和半纤维素的基本单位都是葡萄糖.二、填空题1、糖是具有_____结构的一大类化合物。

根据其分子大小可分为_______、_______和______三大类。

2.蔗糖是由一分子______和一分子________组成,它们之间通过_______糖苷键相连。

3.糖苷是指糖的___________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。

4.糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多_______组成,它们之间通过_______和______两种糖苷键相连。

两者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉________、_______和________。

纤维素合成酶互动蛋白1（CSI1）连接微管和纤维素合成酶复合物摘要：可通过活细胞成像观察到CESA复合体沿着与并行于底层的皮层微管的轨迹移动。

本文报道了CESA互动蛋白1即CSI1是一种连接CESA与皮层微管的微管相关蛋白。

CSI1、CESA复合体、微管的活细胞同时成像，表明CESA和皮层微管的联系依赖于CSI1。

体外微管结合试验法证实了CSI1直接结合到微管上。

关键词：细胞扩张；纤维素；细胞壁引言：植物细胞最终的形态的控制，主要由细胞壁产生的均匀外部膨压与非均质的抵消阻力共同作用而产生的均质性的扩张造成的。

纤维素微管是在细胞壁作为主要的承载聚合物，是形成不对称细胞膨压的主要部件[1]。

在生长中的细胞中，纤维素微纤维正沿着主轴延伸的方向横向铺设，从而形成弹簧状结构，这种结构加强了细胞侧向及纵向的扩展。

关于植物细胞如何设定纤维素微管空间定位的主要理论已经涉及到皮层微管的研究[1–7]。

据报道称，皮层微管的定位取向与在许多不同类型的细胞纤维素合成期间的纤维素微纤维类似[2, 4]，而且经不同的微管抑制剂处理过的造成皮层微管的紊乱也导致了纤维素微纤维沉积方式的混乱[8–11]。

在研究微管在纤维素合成的作用时，一个改进的试验方法通过使皮层微管及纤维素合酶复合体同时可视化而成功[12]。

CESA复合体可由活细胞成像直接观察到CESA 复合体沿着细胞质膜在平行于底层的皮层微管的轨迹移动。

当微管组织经安磺灵（一种微管抑制除草剂）处理后变得混乱时，CESA复合体的成分的轨迹也随之改变[12]。

上述这些实验为验证皮层微管的空间取向定位确定了纤维素微纤维沉积的空间定位提供了有力的证据。

然而，这个观点有些过于简单化，因为还存在一些诸如在没有微管时纤维素微纤维出现明显的对齐现象，并且微管与纤维素合酶复合体的交互链接的机制尚未阐明[2]。

在此，我们提出最近确认的CESA链接蛋白1（CSI1）介导着微管与纤维素合酶之间的交互链接的结论。

第1讲细胞的物质基础重做真题感悟考情1.(2020山东,16)(多选)棉花纤维由纤维细胞形成。

蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。

研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如上图所示。

下列说法正确的是( )A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C.15~18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后解读以棉花纤维细胞中的蔗糖含量变化为情境,考查细胞的分子组成、有机物的转化等方面的知识,以及从试题文字描述和图表中获取信息的能力,体现了考查的基础性、综合性、应用性。

2.(2018全国Ⅱ理综,1)下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是( )A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分3.(2018全国Ⅲ理综,30)回答下列与蛋白质相关的问题。

(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是。

在细胞中合成蛋白质时,肽键是在这一细胞器上形成的。

合成的蛋白质中有些是分泌蛋白,如(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。

分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体,此过程中高尔基体的功能是。

(2)通常,细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和结构。

某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性,通常,变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是。

(3)如果DNA分子发生突变,导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变,其原因可能是。

解读本题以蛋白质为主题,综合考查蛋白质相关的基础知识,涉及蛋白质的基本单位、合成、分泌、结构及遗传密码等内容,意在考查结构与功能观(生命观念)等生物学科核心素养。

Sirt1功能的研究进展作者：苏娜陈日玲来源：《中国医学创新》2021年第25期【摘要】在Sirtuin家族中Sirt1是沉默信息调节因子2（Sir2）同源性最高的同系物，是一种依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶。

它参与糖脂代谢、胰岛素分泌，也在神经退行性疾病、心血管疾病、肿瘤疾病等方面发挥重要的作用。

随着对其深入的研究，Sirt1有望成为治疗不同疾病新药物作用的靶点发挥作用。

【关键词】 Sirt1 糖脂代谢胰岛β细胞[Abstract] Sirt1 is the homologue with the highest homology of silent information regulator 2 （Sir2） in the Sirtuin family and is a nicotinamide adenine dinucleotide （NAD+）-dependent Ⅲclass histone deacetylase. It is involved in glucolipid metabolism， insulin secretion， and also plays an important role in neurodegenerative diseases， cardiovascular diseases， tumors and so on. With further research， Sirt1 is expected to become the target of new drugs for treating different diseases.[Key wo rds] Sirt1 Glucolipid metabolism Islet β cellFirst-author’s address： Guangdong Medical University， Zhanjiang 524000， Chinadoi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.25.043Sirt1是哺乳动物的酵母染色质沉默信息调节因子2（silent information regulator 2，Sir2）同源体，是一种依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide， NAD+）的Ⅲ类组蛋白脱乙酰化酶，能够催化组蛋白和非组蛋白底物的乙酰赖氨酸进行去乙酰化反应，参与调节糖脂代谢、器官代谢、氧化应激及肿瘤等，在维持机体的健康状态发挥重要作用。

MMP-9、TIMP-1在肺纤维化中作用的研究进展高娟;王添印;韩茹;李淑岷【摘要】肺纤维化是一种慢性进行性的肺间质疾病,其特征是细胞外基质(主要是胶原纤维)在肺间质过度积聚.基质金属蛋白酶(MMPs)和其组织抑制因子(TIMPs)在肺发育、肺损伤和肺纤维化等病理生理过程中发挥重要作用,两者比例失衡是肺纤维化的发病机制之一.【期刊名称】《山东医药》【年(卷),期】2017(057)026【总页数】3页(P104-106)【关键词】肺纤维化;基质金属蛋白酶9;基质金属蛋白酶抑制因子1【作者】高娟;王添印;韩茹;李淑岷【作者单位】山东省医学科学院,济南 250002;山东省职业卫生与职业病防治研究院;山东省卫生和计划生育委员会医疗管理服务指导中心;山东省医学科学院,济南250002;山东省职业卫生与职业病防治研究院;山东省医学科学院,济南 250002;山东省职业卫生与职业病防治研究院【正文语种】中文【中图分类】R563肺纤维化是一种慢性进行性的肺间质疾病，是呼吸衰竭的病理基础之一，其病理特征为肺部炎症引起细胞外基质(ECM)损坏、修复、重建、沉积及肺泡持续性损伤[1]。

基质金属蛋白酶(MMPs)是由结缔组织分泌、参与细胞外基质降解的Zn2+依赖性蛋白酶家族。

MMP-9为MMPs家族成员之一。

基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)是一种内源性的分布广泛的MMPs天然抑制剂。

TIMP-1为TIMPs按作用靶点不同分出的一种。

肺纤维化的发病机制中包括有MMP-9与TIMP-1的失衡。

本研究就MMP-9与TIMP-1在肺纤维化中的作用作一综述。

MMP-9是一种金属离子依赖的蛋白酶，通过多种途径参与肺纤维化的发病机制。

大量研究显示，在肺纤维化患者的肺泡上皮细胞、中性粒细胞和肺泡上皮细胞内都可以检测到MMP-9表达。

正常肺组织中仅少量表达MMP-9，但当受到不同的外界刺激时，在支气管上皮细胞、Clara细胞、肺泡Ⅱ型上皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞和内皮细胞中表达MMP-9[2]。

第42卷第12期 太阳能学报V o l.42, N o. 12 2021 年12 月A C T A E N E R G I A E S O L A R I S SI N I C A D e c.,2021DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-1390 文章编号：0254-0096(2021) 12-0292-05嵌合纤维小体的空间结构与汽爆玉米秸秆酶解动力学特征研究杜济良，刘磊，万平，李雅轩，李娟娟，田沈(首都师范大学生命科学学院，北京100048)摘要：为探究嵌合纤维小体的空间结构对其酶解动力学性能的影响，通过胞外自组装，将纤维素酶分别锚定在不同支架蛋 白上，从而构建出具有不同空间结构的人工纤维小体。

对比分析嵌合纤维小体和游离酶的热稳定性差异，并以汽爆玉米秸秆 为底物进行酶解动力学分析，获得米氏常数（〇、最大反应速率（)和底物反馈抑制常数（/：)。

结果显示，纤维素酶与支架 蛋白的结合能使其热敏感度降低且热稳定性提高。

此外，二级支架蛋白嵌合纤维小体水解汽爆玉米秸秆的l= 〇.〇2m g/m L、L=19m g/(m L M n i n)、A：= 0.04m g/L，说明二级支架蛋白使酶与底物的亲和力比简单结构嵌合纤维小体提高19.8%，进而证明 嵌合纤维小体的复杂空间结构能优化其酶解动力学特征、提高纤维素酶的热稳定性。

关键词：嵌合纤维小体；纤维素酶；热稳定性；动力学；玉米秸秆；纤维素乙醇中图分类号：T K513.5 文献标志码：A0引言嵌合纤维小体是模拟天然纤维小体结构，由人工设计的 可高效水解木质纤维素的多酶复合物1。

人们通过构建不同 结构的嵌合纤维小体，探究其空间结构与水解功能的关系，发现复杂空间结构对其水解活性具有一定的促进作用t4i。

但是纤维素底物的水解效率不足和乙醇浓度较低一直是亟 需解决的问题。

为此人们尝试构建复杂结构的嵌合纤维小体，以提高酶蛋内的协同效应和空间临近效应，进而增强纤维小体 水解活性15_61。

作物中的IRX基因主要涉及到植物细胞壁的生物合成，尤其是与纤维素的合成密切相关。

纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，对于植物的结构支持、水分运输和防御反应等方面起着至关重要的作用。

IRX基因家族成员在不同植物中可能有所不同，但它们通常参与纤维素合酶复合体（CSC）的形成和功能，这个复合体负责在植物细胞壁中合成纤维素微纤丝。

在模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，IRX基因的研究较为深入。

例如，IRX1、IRX3和IRX5被发现编码纤维素合酶催化亚基，这些亚基是纤维素合酶复合体的关键组成部分。

突变或缺失这些基因会导致植物细胞壁中纤维素含量的显著降低，进而影响植物的正常生长和发育。

IRX基因的研究对于农业和生物能源领域具有重要意义。

通过了解和操纵这些基因，科学家可以改善作物的生长性能、抗逆性能以及生物质的转化效率。

例如，通过增强某些作物的IRX 基因表达，可以提高其纤维素含量，从而改善作为生物能源原料的效率。

然而，IRX基因的操纵也需要谨慎，因为纤维素合成与植物的整体生长和发育紧密相连。

任何改变都可能对植物的其他生理特性产生影响，因此在应用这些基因知识进行作物改良时，需要进行全面的评估和测试。

总之，IRX基因在植物细胞壁的纤维素合成中扮演着关键角色，对作物的生长发育和生物能源转化具有重要影响。

通过深入研究这些基因，我们可以开发出更高效、更环保的农业生产和生物能源转化技术。

细胞生物学模拟试卷及答案本科细胞生物学试卷1．细胞融合：2．Co-tranport3．Nucleoome4．内膜系统5．固有分泌6．Cellcycle1．简述核仁的电镜结构特征及其各部分的组成成分（5分）2．简述膜蛋白介导的跨膜运输（5分）3．简述核编码蛋白质转运到线粒体的过程(5分)4．MPF的组成和功能。

（5分）5.简述小分子物质跨膜运输的机制（5分）6．简述微丝组装的动态调节（5）得分评卷人三、综合题（每题12分，共12分）叙述溶酶体中葡萄糖苷酶的形成过程。

（12）得分评卷人四、单选题（每题0.5分，共30分）A型题(从所给选项中选择一个最佳答案填入答题卡)1.线粒体的半自主性体现在：A.线粒体DNA能独立复制B.线粒体含有核糖体C.mtDNA在G2期合成D.在遗传上由线粒体基因组和核基因组共同控制E.mtDNA与核DNA密码不同2.人类线粒体基因组的测序已经完成，共个碱基对，个编码基因。

A.16569,37B.16569,13C.37,13D.37,22E.37,23.三羧酸循环发生的部位A.细胞核B.内质网C.高尔基复合体D.溶酶体E.过氧化物酶体5.下列各项中哪一项不是蛋白质穿膜进入线粒体时所必须的A．导肽B．ATPC．SRPD．解折叠E．受体6.下列不属于粗面内质网的功能的是：A．分泌蛋白的加工修饰B．蛋白的嵌插C．蛋白质合成的质量控制D．膜脂的合成E．解毒作用7.分泌蛋白在进入内质网腔之前先形成信号识别颗粒-核糖体复合体，此时信号识别颗粒是占据了核糖体哪一个位点导致肽链合成暂时停止？A．肽酰-tRNA位B．排出位C．P位D．E位E．A位8.高尔基复合体的说法错误的是：A.高尔基复合体是有极性的细胞器B.执行分选功能的是反面高尔基网络C.高尔基复合体是膜交通的枢纽D.高尔基复合体的形成面即反面E.高尔基复合体的扁囊区主要进行的是糖基化修饰9.下列不属于内膜系统的细胞器是：A.核糖体B.内质网C.溶酶体D.过氧化物酶体E.分泌小泡10.抗体在细胞内的合成及分泌途径是：A.核糖体→内质网→溶酶体→分泌泡→细胞膜B.核糖体→高尔基体→内质网→分泌泡→细胞膜C.核糖体→内质网→高尔基体→分泌泡→细胞膜D.核糖体→内质网→高尔基体→溶酶体→细胞膜E.核糖体→内质网→高尔基体→溶酶体→分泌泡11.下列疾病与溶酶体无关的是：A．矽肺B.类风湿性关节炎C.糖原沉积病D.脂质沉积病E.克山病12.溶酶体中所含的酶是:A．中性水解酶B．氧化酶C．酸性水解酶D.氧化磷酸化酶E．碱性水解酶13.进行膜脂合成的细胞器是A.粗面内质网B.高尔基复合体C.溶酶体D.过氧化物酶体E.内核膜14.有丝分裂前期的特点不包括A.染色质开始凝集B.核膜崩解C.核仁消失D.纺锤体形成E.赤道板形成15.细胞周期中持续最短的期是：A.S期B.M期C.G1期D.G2期E.以上都不是16.在减数分裂中，后期Ⅰ和后期Ⅱ分别发生的是A．同源染色体的分离，非同源染色体的分离B．同源染色体的分离，非同源染色体自由组合C．同源染色体的分离，姐妹染色单体的分离D．姐妹染色单体的分离，非姐妹染色单体的自由组合E．姐妹染色单体的分离，非同源染色体自由组合17.遗传物质的交换重组发生于第一次减数分裂：A．细线期B.偶线期C.粗线期D.双线期E.终变期18.M期特征描述错误的是：A．染色体凝集后发生姐妹染色单体的分离B.核膜破裂后重建C．过程中有纺锤体、收缩环的出现D.蛋白质合成活跃E．核仁消失后重新出现19.下列周期蛋白在间期逐步合成，在M期表达为高峰的是：A．A型B．Ｂ型C.Ｃ型D．Ｄ型E.Ｅ型20.下列属于有丝分裂器的是：A．染色体、星体、中心粒和纺锤体B．染色体、中体、中心粒和纺锤体C.星体、中心粒、动粒和纺锤体D．染色体、星体、中心粒和收缩环E.染色体、中体、中心粒和收缩环21.观察染色体最理想的时期是()，添加()可使分裂阻断在该期A．后期秋水仙素B．后期紫杉酚C.中期秋水仙素D．中期紫杉酚E.以上都不是22.关于同源染色体，下列说法错误的是：D.配对的同源染色体以联会复合体紧密相连E.同源染色体在终变期以端化的交叉点连接在一起23.编码CDK1的基因是：A.iB.erb-BC.cdc2D.mycE.rc24.生长因子对于细胞周期的调节说法错误的是：A．可来自细胞的自分泌或旁分泌B．通过和受体的结合实现对细胞周期的调控C．种类较多，对细胞周期均起正向调节作用D．i基因的产物即为生长因子E．erb-B基因的产物是生长因子的受体25.癌症复发的根源是：A．增殖型细胞B．暂不增殖细胞C.不增殖型细胞D．周期性细胞E.以上都不是26．第一个发现细胞的人是A．HanJanenB．MathiaSchleidenC．LeeuwenhoekD．TheodorSchanE ．RobertHooke27．在显微镜下应用镜台测微尺标定目镜测微尺和进行显微测量时，下列哪一叙述正确？A．在低倍镜下标定的目镜测微尺每格的数值比高倍镜下标定的小B．在低倍镜下标定的目镜测微尺每格的数值与高倍镜下标定的相等C．在低倍镜下标定的目镜测微尺每格的数值比高倍镜下标定的大D．在低倍镜下测定的细胞小E．在高倍镜下测定的细胞大28．Na+-K+-ATP酶每泵出3个Na+，泵入K+的数目是：A．1个B．2个C．3个D．4个E．5个29．在多级螺旋模型中，染色体的二级结构是A．核小体B．螺线管C．超螺线管D．染色单体E．以上都不是30．关于细胞核叙述不正确的是：A．是细胞内最大的细胞器B．每个细胞只有一个核C．细胞核的大小与细胞的生命活动状态有关D．细胞核的形状与组织细胞类型相关E．细胞核的大小可用核质比来衡量31．对袢环结构模型叙述正确的是A．核小体折叠成一系列袢环结构域B．螺线管折叠成一系列袢环结构域C．超螺线管折叠成一系列袢环结构域D．袢环基部连接在组蛋白支架上E．袢环基部连接在核纤层支架上32．下面对核仁的叙述，哪项正确？A．核仁是细胞核内由膜包围的结构B．有丝分裂期核仁的消失与核糖体合成的停止有关C．核仁DNA编码tRNA基因D．1个核仁相当于1个核仁组织区E．以上叙述均不正确33．影响膜质流动性的因素是磷脂分子脂肪酸链的不饱和程度。

光合作用中PSII复合体结构和功能的研究进展近年来，光合作用成为了生物学领域的一个热点话题。

与此同时，PSII复合体又成为了光合作用中一个备受关注的组成部分。

PSII复合体不仅在能量转化过程中起着重要的作用，还能够产生氧气。

因此，对于PSII复合体的结构和功能的研究具有非常重要的现实意义。

本文将就此进行深入探讨。

一、 PSII复合体概述光合作用可以被分为两个部分：光反应和暗反应。

光反应是指，光能被转换成化学能，保存在储存化学物质中。

光能通过PSII复合体和PSI复合体被利用，产生ATP和NADPH。

PSII复合体是在一系列复杂的蛋白结构中嵌入到了葉綠體中的葉綠素膜（thylakoid membrane）。

它由约20个蛋白质和许多小分子组成，其中一个最重要的组成部分是P680蛋白。

它可以吸收能量，然后将该能量转换成电能，进而将电子转移到另一个蛋白质中。

二、 PSII复合体结构的研究目前，关于PSII复合体的研究主要集中在两个方面：其结构和生理功能。

许多研究者通过X射线晶体学，透射电子显微镜和计算机模拟等方法，研究了PSII复合体的结构。

这些研究成果表明，PSII复合体的结构非常复杂，由不同的蛋白质和小分子组成。

其中，P680和其他一些小分子组成了一个能量吸收中心（PSII-LHCII结合体），它可以吸收光的不同波长，并将能量传递给P680。

同时，PSII-LHCII结合体能够捕获和传递能量，从而让P680处于有效的激发状态。

PSII复合体的结构研究还产生了另外两个关键的发现。

首先，PSII复合体存在一个“氮氧环”，它位于P680附近的两个亚基之间。

其次，PSII复合体中发现了一个重要的金属离子，即锰离子。

锰离子可以接收电子，并在PSII中产生一个能量梯度。

这个能量梯度进而与P680之间的波幅共振相耦合，从而促进了电子转移过程的发生。

三、 PSII复合体功能的研究PSII复合体在整个光合作用过程中扮演着非常重要的角色。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。