喜树碱生物合成途径及其相关酶的研究进展

喜树碱是我国特有植物喜树中分离得到的具有显著抗癌活性的重要次生代谢产物,利用生物技术大量生产喜树碱类抗癌药物是目前研究的热点。喜树碱生物合成途径是多酶催化的复杂过程,阐明喜树碱的生物合成机制,对应用代谢工程的策略调控代谢流量,使次生代谢朝喜树碱合成的方向进行至关重要。喜树碱有着与其他萜类化合物相同的上游合成途径,以及广泛的药物来源,因此弄清喜树碱合成机制对理解整个植物次生代谢的网络调控也具有重要意义。综述喜树碱的生物合成途径、相关酶及其表达调控,并对喜树碱的合成研究进行展望。     

黄酮类化合物生物合成途径的进化及其在淫羊藿中的研究展望

黄酮类化合物是植物最重要的次级代谢产物之一。大多数植物黄酮类化合物的生物合成具有相同的步骤,其合成途径是植物进化过程中的保守代谢途径。迄今已经克隆、鉴定了多种植物黄酮类化合物生物合成相关酶的结构基因,并进行了一些黄酮类化合物合成代谢的分子调控研究。结合本实验室研究实践,综述了植物黄酮类化合物生物合成途径的进化研究进展,并在此基础上初步比较研究了淫羊藿与其他植物的黄酮类化合物合成途径,提出了研究淫羊藿黄酮类化合物生物合成的比较基因组学和比较代谢组学方法,指出应当从最保守的代谢中间产物和结构酶入手,结合淫羊藿种间和种内黄酮类化合物水平的比较,研究淫羊藿黄酮类化合物的代谢途径及其调控机制。     

喜树碱的生物合成途径及生物技术研究进展

喜树碱是从我国特有植物喜树中发现的一种具有抗癌活性的萜类吲哚生物碱,具有很好的药用价值。主要介绍喜树碱的合成器官、生物合成途径上已知的酶和基因,以及利用喜树愈伤组织和毛状根培养生产喜树碱的最新进展。     

加兰他敏合成途径的研究进展

加兰他敏是一种广泛用于治疗阿尔茨海默氏症等疾病的药物,但研究发现,植物中加兰他敏含量极少,故科研人员一直致力于加兰他敏的合成研究。迄今为止,研究工作者已提出多种加兰他敏化学合成策略,但因其化学合成方法存在产率低、成本高、步骤复杂等诸多缺陷,不利于投入实际生产,探索其生物合成途径是目前最有效替代办法。本文综述了近年来加兰他敏合成的相关研究,且着重介绍了其生物合成途径及其相关酶研究进展,并对其后续研究进行展望。     

环境因子对药用植物三萜皂苷合成影响的研究进展

三萜皂苷类化合物是一类具有多种生物及药理活性的植物次生代谢产物,除去遗传因素外,环境对植物体内三萜皂苷的生物合成产生较大的影响。总结三萜皂苷类化合物的生物合成途径及其关键酶,并综述了环境中光照、温度、水分、盐、土壤状况等因子对药用植物三萜皂苷合成的影响和可能的作用机制,以期为优化药用植物的栽培环境和提高药材质量提供参考。     

植物萜类物质生物合成的相关转录因子及其应用前景

植物萜类化合物具有很高的经济价值和药用价值。近年来,开始利用转录因子来提高萜类次生代谢物的产量。转录因子在萜类次生代谢生物合成中起着重要的作用,通过与结构基因的结合,转录因子可激活次生代谢合成途径中多个基因协同表达,从而有效启动次生代谢途径;转录因子还可激活不同植物中相似萜类次生代谢合成基因的表达,将从特定植物中分离出来的转录因子基因在不同植物中进行遗传转化,可以有效提高转基因植物中萜类物质的量。因此,转录因子的应用是萜类次生代谢基因工程中的一个新方向,已显示出广泛的应用前景。介绍了萜类次生代谢途径相关的重要转录因子：AP2/ERF、WRKY、bZCT、bHLH及其在萜类生物合成遗传改良中的研究进展。     

中药活性成分"合成生物学"创造与新药发现——高伟教授

中药活性成分不仅是中医药发挥临床疗效的活性物质,还是现代创新药物开发的源泉,在医药领域具有广泛的应用价值。高伟教授团队致力于克隆鉴定中药活性成分生物合成途径上关键酶基因,解析其生物合成途径,并利用合成生物学方法人工重建代谢途径,构建细胞工厂发酵生产和改造活性成分。这一极具潜力的研究策略和创新型生产模式,在减少自然资源依赖、维护环境友好和实现大规模生产等方面具有重大科学价值。     

托品烷类生物碱生物合成分子生物学与代谢工程

莨菪碱和东莨菪碱属于托品烷类生物碱,是重要的抗胆碱类药物。托品烷类生物碱生物合成分子生物学和代谢工程一直是植物次生代谢工程研究的热点。随着植物功能基因组学和代谢组学的发展,托品烷类生物碱生物合成研究取得重要进展。重点对托品烷类生物碱生物合成途径、功能基因和代谢工程研究进展进行综述,并对可能存在的问题以及应用前景进行展望。     

青蒿素生物合成与基因工程研究进展

青蒿素因其在植物中的量很低并不能满足患者需求,提高青蒿中青蒿素的量是植物次生代谢研究领域的热点之一。综述了青蒿素生物合成途径的相关酶与基因,青蒿素生物合成的部位及特异性基因表达研究,植物激素和诱导子对青蒿素生物合成的影响,以及利用基因工程对青蒿进行遗传改良;提出了基因工程技术是提高青蒿素的理想途径之一。     

天然聚乙炔醇的研究进展

含聚乙炔醇的多种植物为传统药用植物,长期应用于中医药临床治疗。近年来国内外对聚乙炔醇开展了多方面的深入研究,其提取分离方法、鉴定、合成途径等均得到改进和优化,同时发现其具有神经保护、神经营养、抗肿瘤、抗炎、肝保护等多种药理活性。结合近期对聚乙炔醇药理研究的结果,对其化学、药理及其作用机制等的研究进行综述,以期为聚乙炔醇的进一步研究提供参考。     

TNF-α介导的NF-κB信号通路在类风湿性关节炎血管形成中的作用

类风湿性关节炎(RA)是一种不明原因的多系统性自身免疫性疾病,以关节滑膜炎、血管翳及对称性、破坏性的关节病变为主要特征。肿瘤坏死因子α(TNF-α)是RA病程中最早产生的细胞因子之一,可与其他细胞因子一起具有促进RA滑膜血管新生。TNF-α介导的核因子κB信号通路在RA炎性反应、血管形成中发挥重要作用,研究此信号通路对RA有重要意义。     

mTOR信号转导通路与心肌纤维化

哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白简称mTOR,是磷脂酰肌醇激酶-相关激酶家族(PIKKs)的一员,除蛋白激酶功能外,还是一种重要的信号转导分子,是控制蛋白质翻译和细胞周期进展的重要调控因子,也是调控PIKKs和蛋白激酶B(PKB/Akt)途径的关键因子,能够活化下游蛋白激酶核糖体生物合成和mRNA翻译过程,对细胞由G1期向S期发育起重要作用,控制多种生物酶的产生和活化,对转录也有重要的调控作用。mTOR促进心肌纤维化作用的机制主要为调控胶原蛋白的合成与稳定,并与TGF-β和αvβ3整合素信号通路相互作用,影响细胞外基质的产生。     

类风湿关节炎的自身免疫应答机制

类风湿关节炎(RA)是一种病因未明的自身免疫炎性疾病,主要累及关节滑膜。致炎细胞因子和效应性CD4+T细胞在RA发病及疾病进展过程中起重要的作用。白细胞介素(IL)6通过酪氨酸激酶/信号转录子和转录激活子(JAK/STAT)信号转导通路,诱导相关细胞因子的产生,并参与骨关节的重建。IL-1、肿瘤坏死因子(TNF)α通过核因子κB信号转导通路,调节相关炎性细胞因子及趋化因子的表达,介导免疫应答。CD4+T细胞在自身免疫反应过程发挥重要的作用。现在较一致的观点是特异性表达IL-17的T辅助(Th)1细胞和表达IL-12和干扰素γ的Th1细胞在RA的发病和炎性反应进程中起协同作用,共同调节自身的免疫应答。     

CHANGES OF POLYAMINE METABOLISM IN HL-60 CELLS DURING THE INDUCTION OF DIFFERENTIATION BY RETINOIC ACID AND DIMETHYLSULFOXIDE

The polyamines putrescine, spermidine and spermine have been implicated in the regulation of cell proliferation and differentiation. In this study, the changes of intracellular polyamine contents and activity of ornithine decarboxylase, a rate-limiting enzyme in the polyamine synthetic pathway, were studied. The results showed that both retinoic acid (RA) and dimethylsulfoxide (DMSO) could elevate intracellular putrescine level by more than 2-fold over control value, then it declined gradually. In RA-treated cells, transient increase in spermidine and spermine levels was noted. In contrast, the spermidine and spermine levels in DMSO-treated cells declined to about 50% of the level of control cells at 96 h. The measurement of ornithine decarboxylase activity demonstrated that the increase of intracellular putrescine in RA and DMSO treated cells was due to the polyamine synthesis by inducing ornithine decarboxylase which reached 2 to 4-fold higher over basic level at 2 h, and above 6-fold at 16 h. These results suggest that the polyamine metabolism may be involved in RA and DMSO-induced granulocytic differentiation of HL-60 promyelocytic leukemia cells.     

阿维链霉菌中一个双组分调控系统SAV931/932功能初探

双组分调控系统是链霉菌次级代谢产物生物合成调控中的一种重要调控机制。基于生物信息学分析,位于阿维菌素生物合成基因簇上游的双组分系统SAV931/932可能对阿维菌素合成起调控作用。敲除SAV931/932导致阿维菌素的产量提高25%以上,且菌体在发酵前期生长加快。RT-PCR显示阿维菌素合成结构基因aveA1和aveA3及调控基因aveR的转录水平均上调,说明此双组分系统在一定程度上抑制了阿维菌素的生物合成。研究表明,双组分调控系统SAV931/932可能对阿维菌素合成起负调控作用,这为研究阿维链霉菌次级代谢调控以及改善阿维菌素生物合成提供了借鉴。     

二甲亚砜和维甲酸对人卵巢癌细胞COC-1的逆转作用研究

以人卵巢癌细胞株ＣＯＣ－１为模型，观察了诱导分化剂二甲亚砜（ＤＭＳＯ）与维甲酸（ＲＡ）对该细胞生长增殖、ＤＮＡ合成和超微结构的影响。结果显示：ＤＭＳＯ和ＲＡ可明显抑制ＣＯＣ－１细胞的生长和ＤＮＡ合成，并改变其恶性细胞的结构特征，使之向正常细胞的方向逆转，从而提示ＤＭＳＯ和ＲＡ对人卵巢癌细胞有一定的诱导分化作用。     

胰岛素对糖尿病大鼠线粒体合成机制的研究进展

生理情况下,胰岛素的功能主要是调节底物利用,参与细胞生理进程。胰岛素不仅参与调节血管张力,长链脂肪酸吸收,而且参与蛋白合成调控。从20世纪90年代开始,发现不同糖尿病小鼠模型中,胰岛素可作用于线粒体蛋白合成并调控线粒体生理功能;并且胰岛素相关信号通路得到广泛研究,其中磷脂酰肌醇3-激酶信号通路尤为重要。因此,该文聚焦在胰岛素如何调控线粒体蛋白合成及相关信号通路机制研究。     

精原细胞分化及维甲酸在其中的作用与机制研究进展

目的 多种microRNAs及RNA结合蛋白参与调控精原细胞分化,维甲酸(retinoic acid,RA)在精原细胞分化过程发挥了重要作用,RA可通过调控microRNA及RNA结合蛋白影响Stra8、Sohlh1、Sohlh2及Kit等精原细胞分化决定因子的转录后加工、修饰,或直接激活mTOR信号通路促进精原细胞分化,但睾丸内调控精原细胞对RA反应的机制及RA作用于精原细胞后的下游分子机制尚未完全明确。     

靶向糖基化磷脂酰肌醇生物合成的抗真菌药物研究进展

抗真菌药物研究的两大策略,一是改造氮唑类或棘白菌素类抗真菌药物分子产生“Me Better”的新药分子,二是发现作用于新靶点的全新结构的“First in Class”的原创新药。后者已进入临床研究阶段的重要原创候选药物有靶向Sec14 的Turbinmicin、靶向糖基化磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI）锚定蛋白合成转运的氨基吡啶类化合物,靶向二氢乳清酸脱氢酶（dihydroorotate dehydrogenase,DHODH）的F901318等。其中GPI锚定蛋白合成转运途径药物的发现已有10多年历史,研究比较充分,且具有广谱高效抗真菌和增强宿主抗真菌免疫反应的双重作用,本文主要综述靶向GPI生物合成的抗真菌药物的研究进展。     

滁菊总黄酮调控类风湿性关节炎模型大鼠滑膜组织Wnt通路SFRP4表达

目的: 研究中药滁菊中主要活性成分总黄酮对类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis, RA)模型大鼠滑膜组织Wnt通路分泌型卷曲蛋白4(secreted frizzled-related protein 4, SFRP4)基因及SFRP4下游基因β-catenin和C-myc表达的调控作用。方法: 采用大鼠关节炎评分法和足爪肿胀评分法评价滁菊总黄酮(Chuju total flavonoids, CJTF)对RA模型大鼠的治疗作用;RT-PCR和Western印迹分别检测CJTF灌胃治疗对模型大鼠滑膜组织Wnt通路中SFRP4, β-catenin和C-myc基因mRNA和蛋白表达的调控作用。结果: 经CJTF灌胃治疗后, 模型大鼠关节炎评分、足爪肿胀评分均明显下降。模型大鼠滑膜组织中SFRP4基因mRNA和蛋白表达明显上调, 而其下游基因β-catenin和C-myc基因mRNA和蛋白表达明显下调。结论: CJTF对RA模型大鼠有明显的治疗作用, 其机制与以SFRP4为靶点, 抑制RA模型大鼠滑膜组织Wnt通路的激活有关。