海洋中麻痹性贝类毒素的合成转化及其影响因素研究进展

麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish toxins,PSTs)是由某些甲藻产生的一种高毒性神经毒素,在海洋环境中分布广、危害大,可对水产养殖和人类健康造成重大危害;PSTs毒素的毒性大小随种类和结构的不同有较大差异。迄今,国内外学者针对PSTs的来源分布、迁移转化、生物合成及其影响因素等开展了大量的调查研究,但目前对于藻细胞产毒的生物合成途径、遗传学特征及其环境调控机理等研究仍处于起步阶段。PSTs的生物合成过程不仅与藻细胞自身生长阶段有关,还会受到光照、温度、营养盐等多种环境因素的影响,环境条件的改变会引起藻细胞毒素组成和含量发生不同程度的变化。近年来,研究人员应用基因组学和蛋白质组学技术,发现了产生PSTs的典型甲藻——亚历山大藻(Alexandrium)细胞内与PSTs毒素生物合成相关的某些基因或蛋白质,对我们更清晰地了解亚历山大藻产生PSTs毒素的机制具有重要意义。本文综合以往的研究报道,对亚历山大藻中PSTs的生物合成与转化及其主要影响因素进行了总结,以期为产毒有害藻华的防治提供科学依据。     

类胡萝卜素合成酶基因及海洋微藻合成类胡萝卜素的研究进展

类胡萝卜素在生物体内起着十分重要的作用,C5化合物异戊烯基焦磷酸IPP及其异构体二甲丙烯焦磷酸DMPP是所有类胡萝卜素合成的前体,过去一直认为异戊烯基焦磷酸IPP是通过传统的甲羟戊酸途径(mevalonic acid pathway)合成的,而新的研究发现在微生物、绿藻及高等植物中还存在着另一条IPP合成途径.该文综述了类胡萝卜素生物合成的主要途径及重要的酶编码基因,并简要介绍了海洋微藻合成类胡萝卜素的研究现状.     

海洋微生物来源天然产物研究现状与态势

海洋微生物因长期适应特殊的生存环境而进化出特殊的代谢途径, 从而产生大量结构新颖、功能独特的生物活性物质, 使海洋微生物来源的天然产物成为海洋新药开发的研究热点。文章以文献计量学的方法和视角, 从海洋真菌和海洋细菌天然产物研究现状、海洋微生物天然产物的人工合成、海洋微生物天然产物的生物活性评估以及成药性评价等方面进行概述, 分析了当前海洋微生物天然产物状况和发展态势。     

Phosphorus deficiency affects multiple macromolecular biosynthesis pathways of Thalassiosira weissflogii

Phosphorus(P) is one of the key nutrients for the growth of phytoplankton. In this study, we used a method coupling label-free quantitation with liquid chromatography–mass spectrometry(LFQ–LC–MS/MS) to track the change of relative protein abundance between P-replete and P-deficient treatments in a non-model diatom, Thalassiosira weissflogii. Out of the 631 proteins identified, 132 were found to have significant changes in abundance(1.5 folds) between the two treatments, especially those proteins involved in macromolecular biosynthesis pathways. For example, the up-regulation of sulfolipid biosynthesis protein in the P-deficient culture suggested a switch from using phospholipids to sulfolipids. In addition, the ribosome subunits and tRNA synthetases were down-regulated, which might explain the decrease in protein content in the P-deficient culture. A vacuolar sorting receptor homologous protein was found to be 9.2-folds up-regulated under P-deficiency, indicating an enhancement in the vacuolar sorting pathway for protein degradation. Our results show that T. weissflogii has sophisticated responses in multiple macromolecular metabolism pathways under P-deficiency, a mechanism which can be critical for this species to survive under various levels of P availability in the environment.     

山楂提取物生物合成纳米银对四种常见水产病原菌的抑制作用

近年来,"绿色"生物合成纳米抑菌材料以其方法简单、价格低廉、环境友好的优势已成为纳米技术领域中的一项激动人心的发展策略。为了研究生物合成纳米银(Silver nanoparticles,Ag NPs)对水产病原菌的抑菌效果,本研究分别以山楂果实超纯水提取物和山楂乙醇提取物作为还原剂和稳定剂,采用生物合成法制备出两种纳米银抑菌材料W-Ag NPs和E-Ag NPs。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法对合成产物的光学特性、形貌特征以及晶体结构等指标进行了比较,并采用琼脂扩散法初步检测了W-Ag NPs和E-Ag NPs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种典型病原菌的抑菌活性。研究结果显示,W-Ag NPs的合成效果较为理想,它的粒径较小、更加均一,并且具有较高的抑菌活性。在此基础上,我们进一步检测了W-Ag NPs对鳗弧菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌及点状气单胞菌等4种典型的水产病原菌的抑菌圈,并测定了其抑菌动力学曲线、最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)。研究结果表明,W-Ag NPs对四种供试水产病原菌均有显著的抑菌效果,10μg/m L和20μg/m L的W-Ag NPs均对鳗弧菌的生长产生明显的抑制作用,对鳗弧菌的MIC和MBC分别为6.5μg/m L和12.9μg/m L。研究表明山楂提取物制备的纳米银抑菌剂对水产病原菌有显著的抑制和杀灭效果,在水产养殖领域中有着广阔的开发和利用前景。     

不同初始Fe(Ⅱ)浓度对施威特曼石生物合成的影响

施威特曼石(schwertmannite)已被证实是一种具特异性能的重(类)金属吸附新材料,生物方法合成的施威特曼石由于具备较好的表面吸附性能而受到更多关注。本文通过接种有嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillusferrooxidans)的FeSO4-H2O矿物合成体系,研究了不同初始Fe2+浓度对Fe生物转化成施威特曼石效率的影响。结果表明,在Fe(Ⅱ)浓度(FeSO4.7H2O配制)设计为20、40、80和160 mmol/L,接种A.ferrooxidans菌密度达到6.0×107个/mL时,本实验条件下矿物重量y(g)与初始Fe2+浓度x(mmol/L)的关系为y(g)=0.036 67+0.008 520x-8.602.10-6x2;溶液TFe沉淀率y(%)与初始Fe2+浓度x(mmol/L)的关系为y(%)=39.68-0.221 0x+6.653.10-4x2。反应后期溶液中大量残留Fe3+在满足饱和指数SI>0的条件下不能析出矿物沉淀,进一步分析表明,Fe3+水解形成施威特曼石的可能机制是利用了Acidithiobacillus ferrooxidans菌氧化Fe2+释放的能量才得以实现,当Fe2+完全氧化不再供应能量时,Fe生物转化成施威特曼石的反应也达到了最大限度。