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科研人员发现:人工构建酵母工程菌能够自动化合成内酯化合物

新华社武汉11月4日电(记者李伟)愈创木烷型内酯具有诸多药用活性,很多这类化合物具有较强抗癌功效,此类化合物分子结构中的内酯基团是其活性基团。中国科学院武汉植物园科研人员近日揭开了内酯基团形成的神...即将发布

日期:2017年11月5日 - 来自[技术要闻]栏目
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独脚金内酯:改良水稻株型“利器”

 

■本报记者 甘晓

独脚金内酯是一种新型植物激素。2008年,科学家才认识到其生理学功能是调控植物分枝,作物上称为“分蘖”。

中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员王永红向《中国科学报》记者介绍:“像水稻一样的农作物的分蘖数目直接决定了单位面积的产量,因此,与调控分蘖相关的独脚金内酯是一种在农业生产上具有重要应用价值的激素。”

围绕独脚金内酯的合成及信号转导等科学问题,科学家们在“植物激素作用的分子机理”重大研究计划(以下简称“重大计划”)的资助下,取得了诸多突破性的进展,推动我国在独脚金内酯作用机理的研究领域走向世界前列。

在该重大研究计划的支持下,激素生物学家们和农学家密切合作,利用育种家提供的一系列水稻矮杆多分蘖突变体等为材料开展研究,包括d27、d14、d53等。例如,李家洋院士课题组通过对水稻矮秆多分蘖突变体d27的研究,发现了调控独脚金内酯合成的重要基因D27。他们还与化学家合作,在我国建立起了独脚金内酯及其代谢中间产物的检测技术体系,成为目前国际上极少数几个可以准确测定独脚金内酯的机构之一。

激素受体的鉴定也是激素生物学研究热点中的热点。为鉴定独脚金内酯的受体,本重大计划大力推动了与物理学的交叉,吸引结构生物学家的加盟。清华大学生命科学学院谢道昕课题组初步从结构生物学的角度证明D14是独脚金内酯的受体蛋白,并通过与结构生物学家的深入交叉合作,阐明了独脚金内酯信号转导的“酶-底物—活性分子—受体”新型识别规律。

为了进一步阐明独脚金内酯的信号转导途径及其调控植物生长发育的机理,2013年,李家洋院士课题组与中科院上海药物所徐华强课题组、中国水稻研究所钱前课题组合作通过分析水稻矮秆多分蘖突变体d53,鉴定了独脚金内酯信号转导的新元件D53。据介绍,D53编码了一种酶,这种酶与其他蛋白相互作用,能够抑制独脚金内酯信号通路下游靶基因的表达,从而抑制该信号通路。

国际同行们对这项成果予以高度评价,认为这项突破性的研究成果确立了独脚金内酯信号转导途径的基本框架。

最近,研究人员还发现独脚金内酯不仅可以调控分蘖数目,还能通过抑制生长素合成调控水稻地上部分重力反应及分蘖角度。该研究结果不仅揭示了独脚金内酯新的生物学功能,而且阐明了一个新的水稻分蘖调控机制,表明独脚金内酯可以作为改良水稻株型的有效工具。

中国科学家相信,未来,我国在新激素独脚金内酯的代谢和信号转导研究领域将在国际学术界继续发挥开创和引领作用。

《中国科学报》 (2016-12-26 第6版 基金)

日期:2016年12月26日 - 来自[技术要闻]栏目

遗传发育所在拟南芥独脚金内酯信号研究中取得新进展


拟南芥独脚金内酯信号转导模式图

独脚金内酯(Strigolactones, SLs)是一类新的植物激素,调控侧芽伸长、株高、叶片形状、衰老、种子萌发、侧根生长等发育过程,在单子叶植物和双子叶植物中具有功能保守性。在水稻独脚金内酯信号途径中F-box蛋白DWARF3 (D3)与独脚金内酯的受体DWARF4 (D14)形成SCF复合体,参与泛素介导的蛋白降解。DWARF53 (D53)基因编码独脚金内酯信号途径中的关键抑制因子,该抑制因子在独脚金内酯作用下,与D14、D3形成复合体,并被泛素化修饰和降解,从而解除了对下游基因表达的抑制。但是拟南芥独脚金内酯信号途径中AtD14 和MAX2(D3的同源基因)发挥功能的机制尚不清楚。

中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室李家洋研究组研究了拟南芥中D53同源基因SMXL6、SMXL7 和SMXL8 的功能,将其命名为D53-like SMXLs。研究人员鉴定了功能缺失突变体smxl6、smxl7 和smxl8,发现smxl6/7/8 三突变体能够完全恢复独脚金内酯合成缺陷突变体max3 以及独脚金内酯信号突变体max2 的矮生多分枝表型,smxl6/7/8 能够恢复max3 叶片变圆的表型,但是smxl6/7/8 不能恢复max2 幼苗下胚轴伸长的表型,说明SMXL6/7/8 特异地参与独脚金内酯信号途径。外源施加独脚金内酯人工合成类似物GR24能够诱导SMXL6/7/8 发生泛素化和降解;SMXL6/7/8 能够与AtD14、MAX2 以及TOPLESS-RELATED PROTEIN2 (TPR2)相互作用,并且SMXL6/7 与AtD14 的相互作用受到独脚金内酯的诱导。进一步研究表明,SMXL6/7/8 具有依赖于转录共抑制子TPR2的转录抑制活性,并且能够抑制独脚金内酯早期响应基因BRANCHED1 (BRC1)的表达。

  

该项研究成果揭示了拟南芥独脚金内酯信号转导的关键成员D53-like SMXLs在调控分枝数目和叶片发育中的重要作用,为深入理解独脚金内酯调控植物生长发育的分子机制奠定了坚实的基础。该研究结果于11月7日在Plant Cell 在线发表(doi:10.1105/tpc.15.00605),李家洋研究组的博士研究生王磊和助理研究员王冰为该论文的共同第一作者。该研究得到自然科学基金委的资助。

日期:2015年11月13日 - 来自[技术要闻]栏目
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科学家揭示植物激素独脚金内酯信号通路新的作用机制


A.GR24周围的电子密度图以及与配体结合口袋;B.D14与GR24复合物的三种不同取向的整体结构

中国科学院上海药物研究所徐华强课题组与中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋课题组以及澳大利亚塔斯马尼亚大学Steven M Smith课题组共同合作,成功解析了独脚金内酯代谢物与DWARF14活性中心共价螯合结构以及受体DWARF14与激素GR24复合物晶体结构,同时创新性地发现了DWARF14以及同源蛋白DAD2在激素存在时的不稳定性,提示了独角金内酯信号通路新的作用机制。研究成果于10月16日在线发表于《细胞研究》(Cell Research)杂志。

独脚金内酯是最近几年新发现的一种重要的植物激素,该激素在植物生长发育及适应外界环境变化的过程中具有重要的感知和信号转导作用。独脚金内酯受体的结构和功能及其信号通路机制一直以来仍不清楚,对独脚金内酯遗传学、生物化学以及结构生物学方面的研究,能够帮助解决世界范围内寄生植物危害、提供粮食产量、优化低氧分投入、高产量、高质量的粮食品种问题,为开发新型除草剂提供结构基础。

该成果是徐华强与合作者在植物激素独脚金内酯分子机制研究领域的又一突破。五年内他们发表了相关学术论文三篇,第一篇论文发表在2013年的Cell Research 杂志上,该研究成果成功解析了Strigolactone受体蛋白D14以及同源蛋白KA12的三维结构,为进一步阐述独脚金内酯分子机制提供结构基础。第二篇论文发表在2013年的Natrue 杂志上,该篇论文阐明独脚金内酯通过诱导其抑制因子D53降解调控水稻的分蘖和株型。此研究成果入选“2014年度中国科学十大进展”。这些论文深入系统地对独脚金内酯的受体结构与功能进行研究,阐述D14就是新型植物激素独角金内酯的直接受体,解析了受体与激素的复合物晶体结构,并揭示了独脚金内酯信号识别和信号转导的重要分子机制,为阐述整个信号通路的分子机制奠定基础,具有重要理论意义和潜在应用价值。

论文第一作者为上海药物所博士赵丽华,文安德研究所博士Edward.Zhou以及上海药物所博士易伟,通讯作者为上海药物所研究员徐华强以及美国温安洛研究所教授Karsten Melcher。

该研究工作得到了国家基金委、科技部重大科学研究计划、先导专项、重大专项以及上海同步辐射光源的大力支持。

日期:2015年10月30日 - 来自[技术要闻]栏目

番荔枝内酯衍生物等获国家发明专利

 

本报讯(记者李洁尉 通讯员周飞、苏国华)由中科院华南植物园吴萍、魏孝义等科研人员完成的番荔枝内酯衍生物及其制备方法和用途日前获国家发明专利授权,该研究有助于抗肿瘤。

据介绍,番荔枝内酯成分是番荔枝科植物特有的一类天然化合物。这类化合物不仅抗肿瘤活性强,其中Bullatacin和Squamocin的体外抗肿瘤活性分别是Taxol的300倍和80倍,而且作用机理新颖、对MDR肿瘤有效,曾被认为是“明日抗癌之星”。但国际上针对该类化合物的新药研究与开发却至今尚无一例进入临床试验。因此将番荔枝内酯化合物与营养素偶联使其具有靶向传输性,能够获得更具实用性的新番荔枝内酯衍生物。

华南植物园番荔枝内酯衍生物是通过酯化或酰化反应将番荔枝内酯Bullatacin或Squamocin与生物素直接偶联,最后用硅胶柱层析、高效液相色谱层析分离纯化而获得,其抗肿瘤活性比其母体化合物Bullatacin或Squamocin更强。

《中国科学报》 (2015-05-11 第4版 文化长廊)

日期:2015年5月11日 - 来自[技术要闻]栏目
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淮北查获城中村黑作坊 2000盒“穿越的内酯豆腐”被收缴

8月19日,记者持续一天查找调查,加上相关执法部门的给力配合,最终在淮北市相山区启明新村内,找到另一家黑作坊,现场收缴近2000盒内酯豆腐。

清晨守候未见供货商出现

8月18日,执法人员对超市和集贸市场上的劣质豆腐进行清查的过程中,记者意外发现了另一个厂家生产的内酯豆腐,当日上午,记者在洪山路菜市场其中一家销售豆制品的摊位,发现了几盒与之前包装十分相似的内酯豆腐。从外包装上看,整体十分相似,名称从“八公山风味内酯豆腐”变成了“八公山品味内酯豆腐”,生产厂家则换成了淮北市健康系列豆制品厂,厂址为相山区启明新村。为了弄清这家生产厂家的详细信息,记者很快将情况反应给了相山区市场监督管理局,经过查询,执法人员没有发现这家豆制品厂的工商注册信息。掌握这一情况后,执法人员对这一摊位进行了查处。

摊主表示这些豆腐都是送货上门,对于供货商的地址和联系方式都不知道。随后,记者和执法人员又根据线索赶到了海宫菜市场,在其中一个摊位,执法人员发现同样的内酯豆腐,生产厂家同样是那家并不存在的淮北市健康系列豆制品厂,但通过这名摊主,记者和执法人员依旧没能发现供货商的具体地址。

经过商议,记者和执法人员决定第二天一早在惠黎菜市场守候供货商出现,然而8月19日清早,从6点一直到8点,记者在惠黎菜市场守候了近两个小时,也没能发现供应内酯豆腐的商贩出现。

城中村内 另一家黑作坊终被查

早晨的等待扑了空,但大家并未放弃。在执法人员苦苦寻找的同时,记者通过多方渠道确认那家黑作坊极有可能就隐藏在外包装上标注的启明新村,此处位于市区濉溪路东侧,紧邻汽车南站,人员密集。

下午15时30分,记者赶到启明新村,实地调查寻找,经过近一个小时的逐家观察,反复确认,在临近铁道的一处民房内,记者发现了一家住户疑似“加工黑作坊”,此处紧闭大门,但走近能闻到一股豆制品味道。

随即,记者与相山区市场监督管理局和辖区派出所反映了该情况,20分钟后,三堤口市场监督管理所的执法人员以及城南派出所的民警一起赶到了启明新村,就在执法人员到达准备检查的时候,那处民房的大门被人从外部锁了起来,透过门缝民警发现屋内有人影闪过,但无论怎么敲门,始终无人应答,无奈之下,民警通过隔壁的顶楼爬到了与那家“作坊”相连的房顶,此时院内有一名老太太,但起初任凭民警怎么劝说对方都不愿开门。

僵持了半个多小时后,对方才将钥匙从院内扔了出来,进入院内之后,只见满地水迹,环境脏乱,执法人员很快发现了加工内酯豆腐的机器,此时机器还不断向外散发着热气。

在对其中一个房间进行检查的过程中,一间三十多平大小的房间内,摆放了满满一地仍带着热度的内酯豆腐。经过清点,现场的内酯豆腐达到近2000盒。

对于内酯豆腐产量,作坊老板告知,平时并没有这么多,因为听说前几天有家作坊被查封,考虑到市场需求会增加,这才加大生产量的。同时,执法人员发现这些内酯豆腐标注的生产日期全部为第二天——2014年8月20日。“这不算是日期虚假,这是留着明天卖的,如果标成今天,那明天不就不能卖了吗,提前写一天是正确的,不为假”,对此,老板这样解释到。

随着检查的深入,执法人员还在院内发现了一个加工年糕的房间,屋内同样是污水横流,机器锈迹斑斑,生产出来的大量年糕堆放在案台上,不时还有苍蝇在上攀爬,卫生状况不容乐观。

随后,作坊老板拿出营业执照和食品卫生许可证,不过经执法人员检查,发现两个证照均过期多年,营业执照上的名称也与实际名称有所出入。执法人员表示,超期未核审就算无证无照经营,同时现场的卫生条件也不达标。

执法人员依法查封了生产机器,并将生产出来的内酯豆腐进行暂扣,具体情况有待进一步处理。

经过连续4天的努力,至此我市两家生产内酯豆腐的黑作坊均被查封,针对目前市场情况,相山区市场监督管理局表示下一步将会在中秋节前开展一次食品安全大检查,也希望市民发现问题,及时投诉举报。



日期:2014年8月22日 - 来自[安全快报]栏目

内酯豆腐值不值得买

    近年来,口感嫩滑的内酯豆腐受到了不少人的喜爱,但有媒体指出,这种豆腐的营养价值不高,不值得购买。
  中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授何计国指出,对内酯豆腐的营养评价不高,主要由于其钙、镁含量不及传统豆腐。南豆腐以石膏(硫酸钙)为凝固剂,石膏中含有矿物质;北豆腐以卤水为凝固剂,虽然卤水中钙、镁含量不多,但北豆腐的含水量低;而内酯豆腐以葡萄糖酸内酯为凝固剂,因此钙、镁含量低。但这并不代表内酯豆腐不值得购买,因为剔除含水量的影响后,内酯豆腐和传统豆腐都没有明显区别。作为大豆制品,内酯豆腐中不饱和脂肪酸比率高,还含大豆异黄酮、植物固醇、大豆低聚糖等,这些成分可降低冠心病、动脉硬化和乳腺癌风险。
  除了富含大豆的营养外,内酯豆腐还有独特的优势。它不仅能量低于传统豆腐,而且由于在超高温灭菌后密封,保质期也较长。再加上内酯豆腐质地柔软、口感水嫩,更容易让人接受,所以如果平时有喝奶习惯,不怎么缺钙,完全可以尝试内酯豆腐。

日期:2014年2月23日 - 来自[饮食与健康]栏目
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武汉植物园苍耳倍半萜内酯的不同生态化学类型研究获进展

  药用植物苍耳全身都是宝,苍耳子在治疗鼻炎等方面已有很大的应用。近些年来苍耳中的倍半萜内酯成为国内外的研究的重点,倍半萜内酯化合物具有较强的抗肿瘤功效,且在抵抗微生物病菌、防治血吸虫和抗过敏活性方面具有较好的医用价值。我国有丰富的苍耳资源,分布在不同的生境区域,由此形成的苍耳倍半萜内酯化学多样性的研究至今未见报道。 

  中国科学院武汉植物园天然药物生物合成学科组科研人员陈方方和李长福在章焰生研究员的指导下,采集湖北、安徽、湖南、江西、浙江、四川、甘肃、河南、贵州、山东和北京等11个省市的19个地区的苍耳样品,通过电镜扫描和色谱质谱等手段研究发现苍耳倍半萜内酯在幼叶表面的球状腺毛中大量合成和储藏的,并对这19个地区的苍耳素的提取物进行收集纯化和核磁共振研究,发现在不同生境中的苍耳倍半萜内酯具有化学结构多样性,大致可分为三种:湖北(武汉、浠水、房县)、河南南阳、安徽(合肥、郎溪)、湖南怀化、江西赣州、浙江沥水、四川(遂宁、广源、青城)、贵州王谟、山东泰安和北京的被分第一种类型,腺毛细胞中含有苍耳明(Xanthiumin)和8位异构体苍耳素(8-epi-xanthatin);甘肃庆阳和河南三门峡的为第二种类型,腺毛细胞中含有苍耳明(Xanthiumin)、苍耳素(Xanthatin)和8位异构体苍耳素(8-epi-xanthatin);贵州遵义的为第三种类型,腺毛细胞中含有苍耳素(Xanthatin)、8位异构体苍耳素(8-epi-xanthatin)和二氢苍耳素(Xanthinosin)。从这些区别中可知不同生境中苍耳腺毛细胞中的苍耳倍半萜化合物的次生代谢途径有一定的差别,有关于这方面的进一步研究在进行中。 

  相关研究成果发表在国际学术期刊PlosOne上(2013, 8(10),e76621)。

日期:2013年10月11日 - 来自[技术要闻]栏目
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