重离子辐照酿酒酵母DNA损伤修复途径研究进展

重离子辐照通过直接和间接作用导致生物体DNA产生损伤,包括DNA的链断裂、碱基的插入或丢失以及氧化损伤等.DNA损伤直接影响复制、转录和蛋白质合成,同时还是突变的重要原因,因此,DNA损伤修复系统尤为重要.在酿酒酵母中,这些损伤主要是通过同源重组修复(homologous recombination repair,HRR)、碱基错配修复(mismatch repair,MMR)和碱基切除修复(base excision repair,BER)等途径来修复的.作为真核生物研究的模式生物,对于酿酒酵母DNA损伤修复的HRR、MMR和BER途径研究颇多,也不断有一些新的成果出现,特别是对于相关途径的完善和相关蛋白的深化更是研究热点,在此对近年来有关重离子辐照酿酒酵母DNA损伤修复途径方面的研究做一综述.
通过对宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄冬季不同埋土处理方式下受冻程度进行调查,对比分析各处理方式及自根苗和嫁接苗越冬后长势,测定冻害对葡萄光合作用的影响.结果表明:越冬时植株受冻害程度越重,葡萄叶片光合能力越差,来年生长越弱;嫁接苗抗冻害能力强,来年生长状况正常,光合作用强;通过不同埋土处理,以土覆EVA膜处理后的葡萄受冻最轻,光合作用强,其它处理效果依次是土覆PVC膜、草覆EVA膜、PE膜覆土、沟埋等.
目的:研究啤酒酵母菌的破壁技术.方法:利用氮酮对生物膜类脂具有特异性溶解作用,使酵母菌细胞内膜类脂流动性增强,促进酵母菌体内蛋白质释放.结果:发现氮酮除了可以作为药物的透皮吸收促进剂外,还有促进酵母菌体内蛋白质释放的作用.结论:氮酮可使啤酒酵母菌蛋白质释放率达湿重的4%.
本实验探究蝉花提取物(Cordyceps cicadae extracts,CCE)促进酿酒酵母抵抗 H2 O2诱导的氧化胁迫并延长其时序性寿命的机制.实验使用不同浓度的CCE处理酿酒酵母细胞,检测细胞的时序性寿命.然后通过H2 O2诱导酿酒酵母细胞氧化胁迫,检测CCE处理组和不加药对照组的抗氧化胁迫能力以及细胞内的活性氧(ROS)水平的变化.酿酒酵母细胞经CCE处理后,通过实时荧光定量实验在mRNA水平检测抗氧化基因SOD2 、GPX2 、CTT1的表达量.结果显示CCE能够延长酿酒酵母时序性寿命,并且其作用随 CCE 浓度的增加而增强.此外,在H2O2诱导的氧化应激下,CCE预处理的细胞抗氧化胁迫能力增强,细胞内ROS水平显著降低.这些结果表明CCE延长了酿酒酵母的时序性寿命并通过上调CTT1和SOD2从而抵抗H2O2诱导的氧化胁迫.
2006年对东南极中山站附近湖冰和固定冰的热力学过程进行了系统观测.基于观测数据比较湖冰和固定冰热力学生消过程；分析湖冰和固定冰温度对气温变化的响应规律；计算不同深度层湖冰和固定冰的垂向热传导通量.结果表明:观测的湖泊和海岸区均在2月底至3月初形成连续冰层；湖冰9月底至10月初达到最大冰厚,早于固定冰1-2个月,湖冰最大冰厚在156-177 em之间,固定冰最大冰厚在167-174 em之间；湖冰和固定冰温度相对气温变化均存在高频衰减和相对滞后,随着深度增大其高频衰减和相对滞后均有所增大,其中固定冰更为明显,这导致相同深度的海冰垂向热传导通量小于湖冰的相应值；融冰期,固定冰脱盐过程导致其融点温度有所升高,从而出现冰温高于当地海水冻结温度的现象.
SpyTag/SpyCatcher环化技术是一种自发迅速的共价连接反应,通过环化蛋白的骨架以实现目标蛋白的环化,从而提高目标蛋白稳定性.研究显示,SpyTag/SpyCatcher技术介导的环化过程不受环境的影响,不会影响目标蛋白原本的催化活性和功能,且一旦完成便具有极强的稳定性.小泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-like modifiers,SUMOs)是一种十分有效的促溶标签,广泛应用于重组蛋白的原核表达过程中.泛素样特异蛋白酶1(ubiquitin-like-specific protease 1,Ulp1)是SUMO特异性蛋白酶中的一个重要成员,具有将SUMO从目标融合蛋白上切下,不残留任何氨基酸碱基的特异性酶切活性,且参与SUMO的成熟过程,但较差的稳定性限制了其应用.本研究使用截断型Ulp1(Gly304～Lys621)代替全长Ulp1,并对其序列进行了优化,得到了重组截断型Ulp1.重组截断型Ulp1既具有Ulp1全部的酶活性,又能更好地在大肠杆菌(Escherichia coli)中高效表达.本研究设计并表达了重组截断型(recombinant truncated Ulp1-His6,rtUlp1)、SpyTag-rtUlp1-SpyCatcher-His6(crtUlp1)和Spy-TagΔDA-rtUlp1-SpyCatcherΔEQ-His6(lrtUlp1)三种蛋白酶.综合比较3种蛋白酶的最适反应条件以及热稳定性,结果显示,crtUlp1的最佳反应酶切温度比lrtUlp1高10℃,比rtUlp1高5℃.crtUlp1在40℃条件下孵育2 h后仍保留87.3％的相对酶活,lrtUlp1在40℃条件下孵育2 h后仍保留43.69％的相对酶活,而rtUlp1几乎丧失了全部的酶活.且crtUlp1在广泛的酸碱范围内都能保持较高的酶活,而rtUlp1与lrtUlp1只在其最佳反应pH下表现出较高的酶切活性.本研究利用SpyTag/SpyCatcher技术获得了高稳定性的rtUlp1,评价了环化结构对rtUlp1热稳定性的影响以及SpyTag/SpyCatcher技术对rtUlp1热稳定性提高的效果,为获得具有高热稳定性的SUMOs特异性蛋白酶及促溶标签SUMOs的广泛使用提供技术基础.