寡糖的分离和结构分析方法

核酸、蛋白质、糖类是生命系统中的主要大分子物质。随着生物化学和分子生物学的发展，科学家们对核酸和蛋白质的研究逐渐深入，对其在决定生命规律方面的作用已有了初步的了解。但相比之下对生物多糖的研究较滞后，尽管糖类的生理意义同样至关重要。在生物体中生物多糖(polysaccharide)多是以糖缀合物(glycoconjugates，即多糖与非糖物质如脂类或蛋白质共价结合而成的糖复合物)的形式存在，如糖蛋白(glycoproteins)，糖脂(glycolipids)和蛋白聚糖(proteoglycan，即由蛋白质和糖胺聚糖通过共价键相连的化合物)。许多糖缀合物中由比较少数分子的单糖(2~14个)缩合形成的寡糖(oligosaccharide)部分具有惊人的多样性、复杂性和微不均一性，而使它与许多重要生理过程紧密相关并具有许多重要的生理功能。目前已知的一些重要功能有：糖蛋白的寡糖组分影响多肽链的正确折叠，防止蛋白水解，提高蛋白的稳定性和溶解性，决定它们在血液中的清除速率，在细胞中作为信息分子调节它们的分泌。糖缀合物中的糖链作为信息分子涉及多细胞生物生命的许多识别过程，如细胞-细胞间的相互作用，细胞的生长分化荷尔蒙-受体和抗原-抗体的相互作用等(Schachter1992；Paulson，1989)。糖缀合物已成为生命科学研究领域的科学前沿。糖的生物学正在受到越来越广泛的重视。糖链结构的阐明对深入理解糖缀合物的功能和结构的相关性具有重要意义。     

海藻凝集素研究进展

凝集素是一大类能够凝集生物细胞的蛋白或糖蛋白 ,广泛地存在于许多生物体内 ,在生物体的配子识别和生殖细胞融合中起着重要作用 ;许多生物凝集素表现为可以凝集人或动物的血细胞、蓝藻细胞、生殖细胞 (配子 )等多种细胞 ,同时某些凝集素具有抗病毒 ,促进淋巴细胞分裂 ,抗血小板凝集［２］和抗菌的作用。植物中较早发现的凝集素是陆生植物凝集素 ,其最早的应用是用来鉴别人的血型。１９６６年 ,Ｂｏｙｄ等人在一些热带海藻中发现了海藻凝集素的存在 ,此后Ｂｌｕｎ ｄｅｎ和Ｒｏｇｅｒｓ等对英国沿海的海藻检测了提取物的凝集活性 ,发现只有…     

糖蛋白及其在动物精卵识别中的作用

糖蛋白是指由比较短 ,往往带分支的寡糖与多肽链共价连接而成的一类结合蛋白质。其中 ,糖部分所占比例较小。糖蛋白作为生物体内重要的生物大分子 ,其种类繁多 ,并且以各种形式广泛存在于细胞膜、细胞间质、血浆以及粘液中 ,具有开关、调谐、作为激素、胞内转运、保护、促进物质吸收、参与血液凝固、参与细胞识别等多方面的重要生理活性。1糖蛋白的组成糖蛋白分子是由多肽链和糖两部分组成的 ,糖和多肽链之间通过糖苷键相连接。其中的蛋白质是生理功能的主要担负者 ,糖链起到维持蛋白质结构稳定 ,抵抗蛋白酶水解 ,防止抗体识别及参与多肽链…     

海洋动物金属硫蛋白的提取与分析技术研究进展

金属硫蛋白(metallothioneins,MTs)是一类低分子量、富含半胱氨酸的金属结合蛋白。由于水生生物体的MTs能被金属诱导,而且诱导程度与水环境重金属浓度之间存在一定的相关性,可间接反映出水环境中重金属的污染水平,因此,海洋动物体内的MTs已被认为是海水和沉积物重金属污染的生物标志物。近20 a来,为了将MTs应用于海洋污染的生物监测,国内外学者先后研究了多种分析技术及相应的提取方法。本文对目前已报道的海洋动物MTs提取与检测技术进行了评述,并根据存在的不足提出了今后的研究重点。     

动物化学防御系统的组成及作用机制

化学防御系统是生物抵御环境中化学胁迫和维持内环境稳态的重要机制,由长期进化出的一系列基因家族、蛋白和相关反应通路组成。该系统的核心组分包括:(1)受体和配体激活转录因子,其负责感知有毒化合物;(2)生物转化酶,其通过氧化、还原和结合反应使有毒物质的毒性降低,增加亲水性,使化合物更易排出;(3)外排转运蛋白,其负责将外源物质或生物转化产生的代谢物排出细胞;(4)抗氧化酶,其作用是保护细胞免受外部和内部产生的活性氧或自由基的伤害。本综述对动物化学防御系统的组成及作用机制进行概述,为研究海洋无脊椎动物的化学防御系统提供参考。     

单环刺螠硫醌氧化还原酶相互作用蛋白质的筛选

硫化物是沿海水域中常见的有害物质,对于多数生物来讲,其在微摩尔级水平便可导致生物体中毒。硫醌氧化还原酶(SQR)是一种谷胱甘肽还原酶家族的膜结合黄素蛋白,为硫化物氧化解毒的一种关键酶。本研究以体外原核表达并复性的单环刺螠SQR为材料,采用His-pulldown技术和SDS-PAGE分析,从单环刺螠体壁细胞裂解液中筛选出两个可能与SQR结合的蛋白质,分子质量分别为40 ku和60 ku。通过毛细管液相色谱-离子肼质谱分析,初步判断其为细胞色素P450(cytochrome P450)和腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporter),并初步探讨了其可能的功能。     

甲壳纲动物凝集素的结构特征和分离纯化方法

凝集素(Lectin)是指所有非免疫原的能凝集细胞或沉淀含糖大分子的蛋白质或糖蛋白,一般具有糖结合专一性,能与糖蛋白或糖脂分子中的糖相结合。早在1888年,俄国的Herman发现蓖麻籽的蛋白质提取物能凝集血红细胞,从而开始了凝集素的研究。目前人们分离纯化的凝集素已经超过了1 000     

水环境中的信息有机物与“水域生态讯息学”的提出

信息有机物(或化感物质)系指存在于自然环境,对生物物种或生物类群生存和生长有促进或抑制作用,并能通过调控生物丰度与群落结构来影响生态系统和生态环境的微痕量有机物。目前已知的信息有机物大多是分子质量小于10~4Da的醇、酚、萜、酯、多肽等小分子物质,它们随水体迁移扩散,通过控制酶活性或光合系统等途径影响目标生物生存生长,作用强度受微生物分解和营养水平等多种因素影响。水体中信息有机物一般是通过有机溶剂萃取或固相萃取富集后用色质联用鉴定结构并测定含量。本文系统总结了近年来水环境中信息有机物及其检测方法的主要研究进展,归纳总结了高效灵敏的水体信息有机物检测方法,阐述了水环境中信息有机物种类、结构、作用机制及其对水域生态学的意义,在此基础上,提出了"水域生态讯息学"的新概念,诠释了"水域生态讯息学"的内涵,这对于拓展生态学研究内容,揭示水生生物学发生机制,持续利用水生生物资源具有重要的科学意义和实际价值。     

黄海南部海域不同类群微型浮游原生生物生长对亚洲沙尘和磷添加的响应

海洋原生生物是微食物环的重要组成部分,在海洋生态系统的物质循环和食物传递中发挥着不可替代的作用;亚洲沙尘颗粒经长距离输运后沉降入黄海,会对海洋生态系统产生显著影响。本研究在黄海南部海域进行了现场模拟培养实验,分析了不同浓度沙尘和P添加对不同粒径、异养类型浮游原生生物生长速率的影响。结果表明,在培养早期,P和沙尘的添加都会促进各营养类型浮游原生生物的生长,特别是对10~20μm自养型生长速率的促进作用最为显著,其在高、低浓度P和高、低浓度沙尘添加组的生长速率分别为1.39、0.96、0.69和0.47 d-1,分别是对照组的5.35、3.69倍和2.65、1.81倍(P<0.05),表明研究海区为P潜在限制海区,沙尘对原生生物的促进作用可能和P的溶出有关;沙尘对异养型和兼养型原生生物早期是抑制作用。在培养后期,沙尘添加对各类群原生生物的生长以促进作用为主,对2~5μm异养型的促进作用最为显著,其在高、低浓度沙尘组的生长速率分别为0.84和0.40 d-1,显著高于对照组的-0.46 d-1(P<0.05)。沙尘沉降早期对大粒径自养型原生生物生长的促进作用会加速富营养海区赤潮的发生,但对异养型的抑制作用会削弱海区物质循环和食物传递的效率;沙沉降对不同粒径和营养类型浮游原生生物生长的影响会改变黄海南部海区微型食物网的结构,影响原生生物在该海区物质转化和食物产出中的生态功能,研究结果可为深入探讨沙沉降对海洋生态系统的作用机制和生态效应提供科学参考。     

环渤海石油污染对海区环境和海洋生物的影响研究

通过调查环渤海湾多个海域表层海水、沉积物及海洋生物体中石油烃总量及苯并(a)芘的含量,研究了石油污染对海区环境和生物的影响。并通过分子荧光法和液相色谱法分别研究不同海洋环境中、同一海区不同生物品种中、不同海区相同生物品种中以及同一海区的环境和生物体中石油烃及苯并(a)芘含量的关系,分析不同海区石油烃污染状况,对比不同生物品种对石油烃的富集能力。结果表明,所监测海域生物体中石油烃和苯并(a)芘含量趋势均为:棘皮类贝类甲壳类鱼类;调查海域海水中石油烃含量范围为(0.013~0.285mg/L),属轻度石油烃污染,;海洋生物中石油烃和苯并(a)芘含量范围分别为(0~57.2mg/kg)和(0~2.29μg/kg),样品中苯并(a)芘含量均低于限量值,石油烃超标率为6.7%,基本达到水产品食用安全标准。     

近海水生系统与沉积物中痕量金属的形成机理

痕量金属和有毒金属通过面源(如大气沉降)和点源(如河流、地下水和倾废)污染过程参与近海水生系统的生物地球化学循环.根据近年来主持的多项沿海生态地球化学调查与评价项目的理论与实践,概括了痕量金属在水生系统中迁移、转化的生物地球化学模式,并对模式意义作了概要的解释.近海水生系统中痕量(有毒)金属形成取决于系统内发生的生物、...     

九州-帕劳海脊13°20′N海山铁锰结壳生长过程中Si、Al、Ca的含量变化及对碎屑物质供给的指示

作为深海铁锰结壳的重要组成部分,碎屑物质类型多样,不仅影响关键金属富集成矿,而且还可以指示结壳形成过程中的古海洋环境和重大地质历史事件。本文对九州-帕劳海脊13°20′N海山铁锰结壳样品进行了扫描电镜和激光剥蚀微区分析,并结合前期研究工作,发现大颗粒的碎屑物质主要由亚洲大陆风尘来源的石英、长石或两者的聚集体,以及主要分布在结壳外层的有孔虫壳体所组成,而细颗粒的碎屑物质包括陆源风尘沉降和周边岛弧物质风化搬运共同带入的黏土矿物,以及各种形态的生物体及其残片。结壳形成的早期其碎屑物质的供给量处于高峰阶段,晚期则降低到谷底,该趋势与Si、Al在结壳各层位中的含量分布特征一致,且可能有相当数量的细颗粒生物硅进入了铁锰氧化物纹层。结壳内早期被动增生的钙质生物体在中后期会遭受破碎和溶解,但其中的Ca并没有完全从结壳内迁移出去,而是大量被铁锰氧化物所吸附。结壳中的Ca主要赋存在细颗粒碎屑物质中,使得Ca在各层位全样样品和铁锰氧化物微区纹层中的含量极为相近,这与Si、Al的特征完全不同。研究区结壳样品属于典型开阔大洋海山型结壳,但因为受亚洲大陆风尘物质和硅藻供给的影响,其内部关键金属的富集在一定程度上受...     

中国近海表层沉积物中氨基酸组成特征及生物地球化学意义

氨基酸是大多数生物体有机氮和有机碳的主要组分,也是近代沿海海洋沉积物有机质的重要组成部分[1]。海洋中生物残骸蛋白质在细胞破裂后,由微生物分泌的胞外酶和生物细胞残留的蛋白酶能将蛋白质水解成氨基酸,部分氨基酸被微生物作为营养物质吸收利用[2],残余蛋白质和氨基酸经过沉降作用进入沉积物,经历生物作用及成岩改造过程,以蛋白质、肽和水解氨基酸等地质聚合物形式存在,大部分与海洋沉积物结合紧密,少数以游离态存在[3]。因此,相对于常量的碳、氮化合物来说氨基酸通常不稳定,是水体颗粒物和沉积物中有机碳、氮循环的主要物质,也是次级生产者的主要营养物质[1]。     

海洋多毛类动物的再生演化

再生是生物体丢失的组织或器官重新生长和修复的过程,是生物科学的本质问题之一。再生现象在生物界中广为分布,但不同生物的再生能力却存在着巨大差异。虽然近年来再生的分子和细胞机制取得了显著的研究进展,但驱动物种再生能力多样性形成的遗传机制尚不明确。海洋多毛类因其多样且快速演化的再生能力和简单线性的分节结构成为研究再生演化的极佳类群。本文首先从生态和演化生物学的角度综合分析了多毛类再生的特点、进一步总结细胞和分子来源以及再生性状多样性,然后分析了印太交汇区的海洋多毛类再生性状的特点以及外在多圈层因素对再生性状的潜在驱动效应,并就未来的发展趋势提出了建议。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含新型关键识别基序DPY/WTD单结构域C型凝集素PtCTL-6的免疫功能研究

C型凝集素是一类依赖于钙离子的糖识别蛋白超家族,该家族蛋白在海洋无脊椎动物先天免疫系统中的非己识别和对病原微生物的清除过程中起重要作用。本文以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含单个糖识别域(CRD)的C型凝集素PtCTL-6为研究对象展开研究。研究表明PtCTL-6的开放阅读框(ORF)编码一条由信号肽、LDLa和CRD组成的多肽链。该C型凝集素的识别关键基序为DPY/WTD(Asp-Pro-Tyr/Trp-Thr-Asp),未见于前人研究。病原相关分子模式(PAMPs)结合活性检测结果表明:PtCTL-6重组蛋白(rPtCTL-6)能结合脂多糖(LPS)、肽聚糖(PGN)和β-葡聚糖(β-glucan),并能结合7种微生物,包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌。凝菌活性实验证明, PtCTL-6能选择性地凝集真菌毕赤酵母(Pichiapastoris)与酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。以上结果证实PtCTL-6能作为模式识别受体参与机体对微生物的识别,并且该分子具备较广泛的免疫识别谱。最后,本文初步探索了该分子对"非己"物质的识别机制,发现PtCTL-6通过特异性的结合D-甘露糖和D-岩藻糖对"非己"物质进行识别,是一种具备新型糖结合模式的C型凝集素。     

低共熔溶剂提取海洋活性物质研究进展

海洋活性物质是指对生命活动有影响的海洋生物组分或代谢产物,在医药、化妆品、保健食品等领域具有广泛的应用。低共熔溶剂(deepeutecticsolvent,DES)是基于离子液体所发展而来的一种新型绿色溶剂,它具备可设计、可回收、生物相容性高、合成简易及成本低廉等多重优势,在天然活性物质的提取中具有巨大的应用前景,引起了国内外研究学者的广泛关注。本文综述了DES在海洋活性物质(包括海洋多糖、蛋白质、DNA、生物柴油、酚类和萜烯类化合物等)提取中的应用,以期为海洋活性物质的绿色提取和应用提供新的策略。     

黄斑篮子鱼去毒相关基因的克隆与肝脏组成型表达分析

从基因水平探讨海洋鱼类对海洋藻毒素的去毒分子机理。采用RT-PCR法成功克隆了黄斑篮子鱼Siganus oramin肝脏I时相代谢酶细胞色素P450 1A(CYP1A)、II时相代谢酶alpha型谷胱甘肽S-转移酶(GSTA)和rho型谷胱甘肽S-转移酶(GSTR)、热休克蛋白70 (HSP70)、alpha 1型钠钾ATP酶(ATP1A1)及β-肌动蛋白(beta-actin, ACT)基因cDNA核心序列,序列分别长879 bp、582 bp、588 bp、660 bp、749 bp和554 bp。序列同源性分析发现,属鲈形目的黄斑篮子鱼CYP1A、GSTA和GSTR与同属鲈形目的牙鲆Paralichthys olivaceus、欧洲鲽Pleuronectes platessa、真鲷Pagrus major、鲤形目的斑马鱼Brachydanio rerio 相应氨基酸序列同源性较高,CYP1A和GSTA与非洲爪蟾(两栖类)、鸡(鸟类)、小鼠、大鼠和人(哺乳类)相应氨基酸序列同源性低,这可能与鱼类I、II时相去毒酶基因承担水环境毒素去毒代谢的特殊功能有关;而HSP70、ATP1A和β-肌动蛋白在鱼类、两栖类、鸟类、哺乳类中均有较高的同源性,这可能与这些基因在机体中承担的最基本的生命功能相关。应用半定量RT-PCR的方法,以β-肌动蛋白作为外参照,在指数期增长范围内分别得到了CYP1A、GSTA、GSTR、HSP70和ATP1A1 mRNA与β-肌动蛋白mRNA (%)的比值,确定黄斑篮子鱼肝脏去毒相关基因的组成型表达水平。其中,黄斑篮子鱼肝脏CYP1A、GSTA和GSTR基因组成型表达相对较高,HSP70和ATP1A1基因组成型表达相对较低,这可能与不同基因在黄斑篮子鱼海洋藻毒素去毒分子机理中承担的作用相关,为海洋藻毒素在海洋鱼类中的积聚及代谢去毒分子机制的研究提供了相关数据。     

前言

正底栖生物是生活在海洋和内陆水体底表或沉积物中的各种生物的总称,是水生生态系统中生物种类最多的一个生态类群,在能量流动和物质循环过程中发挥着重要作用。底栖生物学研究涵盖底栖生物的分类学、生态学、生理学、生物多样性监测和保护等多个领域,旨在探寻底栖生物生命活动规律,为科学利用提供支撑。     

大亚湾海水、沉积物和生物体中重金属分布及其生态危害

分析了1996—1997年4个航次大亚湾西南部海域水体、沉积物与生物体中重金属的含量,分析了大亚湾海域重金属含量的变化趋势,探讨了沉积物中重金属元素之间及其与沉积物环境要素的相互关系,并且采用美国国家海洋与大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)推荐的海水和沉积物中重金属生物急性和慢性安全浓度基准,评价了该海域水体和沉积物中重金属对水生生物的生态风险。结果表明,大亚湾海域水体、沉积物和生物体中Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr(水体数据)的平均含量分别为0.058、0.041、2.25、2.4、3.2、42、2.34μg.L-1,0.162、0.042、8.0、32、24、89 mg.kg-1,0.058、0.395、2.22、0.25、3.411、6.1 mg.kg-1;重金属与硫化物、石油类和有机碳相关性较差,而与沉积物的pH呈显著负相关;水体中Cu的含量对海洋生物构成威胁,而沉积物中重金属对水生生物的影响尚轻。     

环境DNA技术在长江口水生生物监测中的应用潜力

环境DNA(Environmental DNA, eDNA)技术是一种正在蓬勃发展的生物采样监测技术,可以根据需要同时监测特定对象或多种水生生物,因其便利快捷,对检测对象和生态环境友好等优点而在水生生物资源监测中具有广阔的应用潜力。长江口水域作为我国最大的河口,是诸多水生生物季节性洄游、觅食和栖息的重要场所,因此对该水域水生生物资源的动态变化进行准确监测是开展相应生态保护的必要基础。本文归纳分析了环境DNA技术的监测原理,以及在濒危珍稀物种、入侵物种、生物多样性、资源量和遗传多样性监测方面的应用现状及限制条件,并结合长江口水域监测工作的具体需求,展望了在该水域应用环境DNA技术进行水生生物资源监测的应用前景和研究方向,并提出相关建议。