检索结果-内蒙古大学图书馆

合成生物学 2024年第3期5卷 507-526页

作者：雷茹陶慧刘天罡武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室湖北武汉430071

萜类天然产物广泛分布于动物(包括海洋无脊椎动物)、植物、微生物中,具有复杂的化学结构和丰富的生物活性。人们通过从植物和微生物中直接分离提取的方式获得了大量萜类天然产物,然而随着越来越多化合物被发现,使用基于自然筛选的传统... 详细信息

萜类天然产物广泛分布于动物(包括海洋无脊椎动物)、植物、微生物中,具有复杂的化学结构和丰富的生物活性。人们通过从植物和微生物中直接分离提取的方式获得了大量萜类天然产物,然而随着越来越多化合物被发现,使用基于自然筛选的传统挖掘方式很难获得新的萜类天然产物。随着基因组测序技术和合成生物学使能技术的不断发展,我们进入了基因组挖掘驱动天然产物发现的时代,萜类天然产物的挖掘也进入了“井喷式”发现新阶段。针对基因组挖掘在微生物萜类天然产物发现方面的应用,本文综述了近年来使用的主要研究策略和最新研究进展,介绍了多种高效微生物底盘、基因组深度挖掘策略、人工智能与自动化平台等驱动的萜类化合物挖掘的最新研究进展,讨论了基因组挖掘萜类天然产物面临的挑战,展望了未来萜类化合物创新发现的发展趋势。通过在多种微生物中强化前体供应途径,人们打造了多个萜类化合物合成底盘,突破了异源合成萜类天然产物时“产量低”和“产物难获取”的瓶颈;针对萜类天然产物生物合成基因簇或萜类合酶进行深度挖掘,可以有效地解决“重复发现”和“集中度低”的难题;随着人工智能和自动化技术在合成生物学领域的发展和应用,萜类化合物的发现也进入了高通量智能发现时期,显著地改善了“研究通量低”的现状,高效获得了大量新结构萜类天然产物。在未来,更多萜类化合物将开发成药物、进入工业化生产应用,更多萜类“暗物质”会走进我们视野。

关键词：萜类天然产物萜类合酶微生物底盘基因组挖掘人工智能自动化高通量平台

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聚集诱导发光分子材料武装噬菌体的研究进展

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药学学报 2025年第6期 1594-1603页

作者：许剑歌骆政芳徐小雨辜美佳武汉大学药学院组合生物合成和新药发现教育部重点实验室

为了应对全球范围内日益严峻的抗生素耐药性挑战,研发具有高度特异性与卓越抗菌活性,并且能够减少细菌耐药性生成的新型药物制剂,已成为一项迫切且至关重要的任务。具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)效能的新型分子... 详细信息

为了应对全球范围内日益严峻的抗生素耐药性挑战,研发具有高度特异性与卓越抗菌活性,并且能够减少细菌耐药性生成的新型药物制剂,已成为一项迫切且至关重要的任务。具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)效能的新型分子材料因其独特发光性能和高度生物相容性能在疾病治疗领域展现出巨大潜力,通过将噬菌体疗法与基于AIE的光动力疗法(photodynamic therapy, PDT)相结合,发展了一种新的抗菌策略,称为AIE武装噬菌体。这种创新的方法不仅可以在体内进行细菌成像,还可以通过PDT和噬菌体疗法的协同作用来增强靶向细菌清除。本文综述了AIE武装噬菌体的研究进展,强调了生物结合物独特的靶向和可视化能力,展示了它们精确定位细菌和有效根除细菌的潜力,并讨论了优化AIE武装噬菌体的未来方向。

关键词：工程化噬菌体聚集诱导发光耐药性噬菌体疗法光动力疗法

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萜类化合物的非常规生物合成研究进展

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合成生物学 2024年第5期5卷 1050-1071页

作者：程晓雷刘天罡陶慧武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室湖北武汉430071

萜类化合物是自然界中广泛存在的一类具有重要生理功能和显著生物活性的天然产物,在食品、医疗及日化行业有着广泛的应用。在萜类化合物的生物合成途径中,萜类合酶往往决定了萜类碳骨架的种类和结构新颖性,细胞色素P450酶等后修饰酶则... 详细信息

萜类化合物是自然界中广泛存在的一类具有重要生理功能和显著生物活性的天然产物,在食品、医疗及日化行业有着广泛的应用。在萜类化合物的生物合成途径中,萜类合酶往往决定了萜类碳骨架的种类和结构新颖性,细胞色素P450酶等后修饰酶则可对碳骨架进行多种修饰,最终形成结构和功能都具有丰富多样性的萜类化合物。近年来,随着基因测序技术与合成生物学的发展,大量植物和微生物来源的萜类生物合成酶被表征,令人兴奋的是,其中包含一些与经典萜类合酶不同的非常规萜类合酶,它们亦可催化生成独特的环化萜类骨架。与此同时,利用组合生物合成等策略,人们创造了许多新颖的非天然萜类化合物,进一步丰富了萜类资源库。本文综述了近5年在非常规萜类环化酶与组合生物合成途径等方面取得的最新研究进展,以期为未来新型萜类化合物的发现和生物合成提供启示。本文首先综述了新发现的具有萜类环化功能的新酶,包含Ⅰ型萜类合酶新亚族、非角鲨烯来源三萜合酶、UbiA型萜类环化酶、细胞色素P450氧化酶、甲基转移酶、钒依赖卤素过氧化物酶、卤代酸脱卤酶等,同时还对其序列、功能和可能的环化机制进行了介绍,有助于理解自然界中萜类生物合成酶的进化起源和发现新颖萜类化合物。然后,本文介绍了非常规萜类衍生物的组合生物合成,通过将萜类合酶与甲基转移酶、天然或人工细胞色素P450氧化酶进行组合,产生了一系列包含非常规C_(11)、C_(16)骨架以及具有不同氧化形式的非天然萜类化合物,可为往后萜类化合物的结构创新研究带来启发。这些新颖酶元件的挖掘与新型组合生物合成途径的构建,将进一步拓宽萜类化合物的结构多样性和化学空间,有望为临床萜类药物研发提供更多的潜在小分子。

关键词：萜类化合物非常规萜类合酶细胞色素P450酶组合生物合成 C16萜类

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碱基编辑技术及其在微生物合成生物学中的应用

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合成生物学 2023年第4期4卷 720-737页

作者：王雁南孙宇辉武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室湖北武汉430071

CRISPR/Cas系统的发现与发展对生命科学领域产生了革命性的影响,借助CRISPR/Cas系统研发出的一系列工具为相关领域的研究带来了极大的便利。碱基编辑器便是其中一类基于CRISPR/Cas系统开发的可实现碱基转换和颠换的基因编辑工具,其通过... 详细信息

CRISPR/Cas系统的发现与发展对生命科学领域产生了革命性的影响,借助CRISPR/Cas系统研发出的一系列工具为相关领域的研究带来了极大的便利。碱基编辑器便是其中一类基于CRISPR/Cas系统开发的可实现碱基转换和颠换的基因编辑工具,其通过将胞苷或腺苷脱氨酶以及其他功能元件与失去双链切割活性的Cas蛋白相融合,由sgRNA引导,实现对基因组上目标位置胞嘧啶或腺嘌呤的碱基转换。碱基编辑器一经开发便在生物学、医学等领域展现出巨大的应用潜力,虽然经过不断优化,但目前在使用时仍然存在着许多制约因素。本文简述了几种主要碱基编辑器的发展,并介绍了碱基编辑器存在的靶向范围受限和脱靶编辑的问题以及现有的优化措施。同时列举了我国部分科研工作者将碱基编辑技术运用于微生物合成生物学领域的进展,并展望了碱基编辑技术的发展及其在微生物合成生物学领域的应用前景。

关键词：碱基编辑器特异性优化靶向范围拓展微生物合成生物学

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微针在流感疫苗接种中的研究进展

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中国医药工业杂志 2022年第8期53卷 1081-1090页

作者：曾勇年王陈媛张雯黎威武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室湖北武汉430071

流感对全球公共卫生安全造成了严重的威胁,接种流感疫苗是预防和控制流感蔓延的有效方法。传统的流感疫苗接种方式主要以肌内注射为主,由于受到诸多限制,如需要医护人员操作、注射产生疼痛、患者依从性低等,导致流感疫苗接种率低和疫苗... 详细信息

流感对全球公共卫生安全造成了严重的威胁,接种流感疫苗是预防和控制流感蔓延的有效方法。传统的流感疫苗接种方式主要以肌内注射为主,由于受到诸多限制,如需要医护人员操作、注射产生疼痛、患者依从性低等,导致流感疫苗接种率低和疫苗有效性不足。微针是一种新型的经皮给药方法,具有安全无痛、可自主给药、提高患者依从性、避免交叉感染、成本低廉等优点,而且皮肤含有丰富的抗原呈递细胞,尤其是朗格汉斯细胞,使皮肤成为接种流感疫苗的理想位置。因此,微针经皮递送流感疫苗作为肌内注射流感疫苗的一种良好替代接种途径,具有重要的应用潜能。本研究首先归纳了用于皮下递送流感疫苗的微针类型,然后分析了流感疫苗的微针装载策略。最后,对微针递送流感疫苗的未来研究方向进行了展望,为其进一步开发和应用提供参考。

关键词：流感疫苗微针经皮免疫透皮给药

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脱叶链霉菌中白菖烯合酶基因的鉴定（英文）

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微生物学报 2025年

作者：高彦微张梦倩陈珂李静刘道占蔡由生邓子新朱冬青武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室广州医科大学附属第三医院生物医学研究中心

【目的】确认脱叶链霉菌UC5319中法尼烯焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)环化酶基因orf2064的功能。【方法】用大肠杆菌蛋白表达系统对orf2064进行蛋白表达，纯化重组蛋白，以FPP为底物进行体外反应，气相色谱质谱仪(GC-MS)检测产物... 详细信息

【目的】确认脱叶链霉菌UC5319中法尼烯焦磷酸(farnesyl diphosphate, FPP)环化酶基因orf2064的功能。【方法】用大肠杆菌蛋白表达系统对orf2064进行蛋白表达，纯化重组蛋白，以FPP为底物进行体外反应，气相色谱质谱仪(GC-MS)检测产物。构建能够高效合成FPP的大肠杆菌基因工程菌，对orf2064进行异源表达，GC-MS检测发酵产物，并从发酵产物中分离纯化目标产物，核磁共振(nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)确定其结构。以链霉菌为宿主对orf2064进行异源表达，GC-MS检测发酵产物。【结果】ORF2064重组蛋白体外反应产物，orf2064大肠杆菌异源表达和链霉菌异源表达的产物在GC-MS分析中显示均产生了一种保留时间相同，分子量为204的产物，分离纯化后经过NMR分析确认其为白菖烯。【结论】脱叶链霉菌中基因orf2064所编码的FPP环化酶为白菖烯合酶。

关键词：白菖烯合酶倍半萜链霉菌

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麦角硫因在游动放线菌底盘中的高效合成

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微生物学报 2024年第8期64卷 2752-2767页

作者：刘震常莹莹邓子新刘天罡武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室湖北武汉430071 上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240

【目的】麦角硫因是一种稀有的天然氨基酸类强抗氧化剂,在机体内发挥着重要的生理功能,并在食品、医药、化妆品领域得到广泛应用。然而,传统的从蕈菇中提取和化学合成的方法存在收率低、成本高等问题,本研究期望利用代谢工程改造,提高... 详细信息

【目的】麦角硫因是一种稀有的天然氨基酸类强抗氧化剂,在机体内发挥着重要的生理功能,并在食品、医药、化妆品领域得到广泛应用。然而,传统的从蕈菇中提取和化学合成的方法存在收率低、成本高等问题,本研究期望利用代谢工程改造,提高游动放线菌(Actinoplanes sp.)HS中麦角硫因的产量。【方法】首先通过生物信息学分析,锁定了Actinoplanes ***中可能参与麦角硫因合成的基因;接着在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中进行异源表达,进一步鉴定了这些基因的功能;最后将鉴定功能的基因组合后在Actinoplanes ***中进行高表达,对突变株产量进行测定,并通过在发酵培养基中添加不同浓度的前体,探究其对发酵产量的影响。【结果】Actinoplanes ***中基因BC03-04016、BC03-04015、BC03-04014、BC03-04013所编码的酶可以合成麦角硫因前体组氨酸甜菜碱半胱氨酸亚砜(hercynine-cysteine-sulphoxide,HER-Cys-Sul),基因BC03-04046和BC03-04917所编码的酶都具有裂解碳硫键的功能,可以催化前体HER-Cys-Sul形成终产物麦角硫因。将编码麦角硫因合成的基因高表达后得到的突变株YC313和YC314,其麦角硫因产量分别达到125 mg/L和108 mg/L,较出发菌株Actinoplanes ***分别提高至2.9倍和2.5倍。在发酵培养基中额外添加0.35 g/L的甲硫氨酸后,YC313菌株的麦角硫因产量相较于原始培养基提高了24%;额外添加10 g/L的黄豆饼粉后,相较于原始培养基麦角硫因产量提高了19%。【结论】本研究对Actinoplanes ***中麦角硫因合成的相关基因及其功能进行了鉴定,通过代谢工程改造得到了两株麦角硫因高产菌株,并进一步研究了前体供应对麦角硫因产量的影响,为以游动放线菌为底盘生产麦角硫因提供了策略支持。

关键词：麦角硫因游动放线菌高产菌株

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构建冻干无细胞生物传感器快速检测临床铜绿假单胞菌感染

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微生物学报 2023年第5期63卷 1959-1969页

作者：黄慧文俞鼎辰李一荣刘天罡武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室湖北武汉430071 武汉大学中南医院检验科湖北武汉430071 武汉大学泰康生命医学中心湖北武汉430071

【目的】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是常见于医院感染的条件致病革兰氏阴性细菌,其群体感应信号3-氧代十二烷酰基高丝氨酸内酯(3-oxo-dodecanoyl-homoserine lactone,3OC12-HSL)可作为铜绿假单胞菌感染的生物标志物。本研究... 详细信息

【目的】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是常见于医院感染的条件致病革兰氏阴性细菌,其群体感应信号3-氧代十二烷酰基高丝氨酸内酯(3-oxo-dodecanoyl-homoserine lactone,3OC12-HSL)可作为铜绿假单胞菌感染的生物标志物。本研究期望开发针对3OC12-HSL的冻干无细胞生物传感器,以实现临床铜绿假单胞菌感染的快速诊断。【方法】首先构建报告质粒以重建3OC12-HSL的应答过程,而后将该质粒加入冻干无细胞表达系统中以实现生物传感器的制备;接着利用梯度浓度的3OC12-HSL表征该传感器的灵敏度与动力学特征,并测试其底物特异性;最后通过临床样本测试验证其效果,并优化临床样本的预处理方法。【结果】本研究构建的冻干无细胞生物传感器能够在60 min内实现对临床呼吸道样本中铜绿假单胞菌感染的诊断,具有高灵敏度和高特异性。【结论】本研究构建了针对3OC12-HSL的冻干无细胞生物传感器,并借助RNase抑制蛋白预表达的策略提升了其对体液样本的耐受性,最终证明其具备开发成临床铜绿假单胞菌感染的快速检测方法的潜力。

关键词：无细胞生物传感器铜绿假单胞菌 N-酰基高丝氨酸内酯

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科研导向的药学专业微生物学实验课程的构建与实践

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药学研究 2024年第6期43卷 605-609,624页

作者：朱冬青闫晶晶薛雅馨 Manita Kamjam 邓子新洪葵武汉大学药学院组合生物合成和新药发现教育部重点实验室湖北武汉430072

培养能够从事药物研发的创新人才是高等院校药学专业本科生教育的基本目标之一。微生物学是药学专业重要的基础课程,微生物学的理论知识和实验技能直接影响学生以后从事相关科研的能力。本文介绍结合“深海药源微生物优质菌株的发现与... 详细信息

培养能够从事药物研发的创新人才是高等院校药学专业本科生教育的基本目标之一。微生物学是药学专业重要的基础课程,微生物学的理论知识和实验技能直接影响学生以后从事相关科研的能力。本文介绍结合“深海药源微生物优质菌株的发现与高产育种”研究课题,科研反哺教学,将科研思维融入微生物学实验教学,切实培养学生的动手能力与系统技能,为培养具有科研能力的药学人才提供有力的支撑。

关键词：微生物学微生物学实验微生物药物药学科研能力

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县级医院数字化病理科建设经验与体会

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中华病理学杂志 2024年第3期53卷 306-308页

作者：王燕霞常春晖黄亚冰雷大斌徐阳何惠华孙雪阎红琳袁静萍曾智湖北省房县人民医院病理科十堰442000 武汉大学人民医院病理科武汉430060 武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室武汉430072

为了让更多基层单位了解数字化、接受数字化、肯定数字化病理科存在的必要性,本文分享了湖北省房县人民医院数字化病理科建设的成功经验,从而为县级医院数字化病理科建设提供可借鉴的实现路径。从数字化切片和远程病理会诊平台的适用场... 详细信息

为了让更多基层单位了解数字化、接受数字化、肯定数字化病理科存在的必要性,本文分享了湖北省房县人民医院数字化病理科建设的成功经验,从而为县级医院数字化病理科建设提供可借鉴的实现路径。从数字化切片和远程病理会诊平台的适用场景、工作流程、系统集成、数据安全、落地条件、应用成效等方面分别阐述数字化病理科建设的具体细节和使用体验,并通过评估扫描用时、存储容量等客观参数和用户主观感受来论证县级医院数字化病理科建设的可行性。结果显示:(1)将原有的手动显微镜升级为全自动扫描成像及多终端远程阅片系统,既能大幅降低数字化病理科的硬件投入,又可突破空间壁垒,实现远程诊断;(2)单张切片平均数字化耗时约(39.09±7.58)s,全切片扫描并不影响病理报告发放速度;(3)系统性能稳定,图像分辨率高,存储空间充足,阅片流畅;(4)将病理数据纳入信息安全等级保护(三级)有利于信息安全保障;(5)数字化病理科为实现医疗资源下沉和打破基层病理科人员紧缺、外出进修难的困境提供了实现路径。房县人民医院病理科数字化建设是一次非常成功的实战演练,将理论设想转换成为客观事实,其可行性强,建设周期短,资金设备投入少,值得推广与实施。

关键词：信息安全等级保护存储容量数据安全医院数字化远程诊断图像分辨率系统集成硬件投入

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