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生物工程学报
生物工程学报

杨胜利

月刊

1000-3061

cjb@im.ac.cn

010-64807509

100101

北京朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所B401

生物工程学报/Journal Chinese Journal of BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《生物工程学报》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办。主要报道生物工程研究的新发展、新成果、新技术。刊登的内容包括：基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程、组织工程、生物信息、生物制药、生物芯片等。栏目设有：综述、研究报告、研究简报、技术与方法等。《生物工程学报》创刊于1985年。20多年来，本刊始终以推动生命技术发展和促进国家经济建设为宗旨，及时报道我国生物工程方面的重要研究成果, 有力地促进了国内在这一领域的学术交流，为科研教学和经济建设发挥了积极的作用。本刊已被美国<CA>,<BA>，<MEDLINE>,及<俄罗斯文摘>、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、万方数据库、中国科技期刊光盘版等检索系统收录，是中国自然科学核心期刊。
正式出版
收录年代

    小分子,大作为:酮体D-β羟基丁酸在医疗领域的应用与展望

    阿丽娅李子华吕金艳余柳松...
    976-989页
    查看更多>>摘要：人体两大供能模式主要是通过碳水化合物代谢或脂肪代谢.日常饮食下,身体会优先选择葡萄糖作为主要的能量来源.但近年来,科学家们发现在限制碳水化合物供给的条件下可以促进机体的脂肪代谢,该饮食模式可能会成为一种改善人类健康的全新的方式.其中,间歇性进食、生酮饮食等受到了广泛的关注,特别是在运动减肥、代谢疾病、脑部健康以及预防心血管疾病方面的效果十分明显.脂肪代谢中最为关键的产物是D-β-羟基丁酸(酮体,D3HB),是组成微生物内聚物聚-D-β-羟基丁酸(PHB)的单体.D3HB是一个能够在不同细胞与组织器官中起到供能与保护作用的小分子物质.然而,仅靠饮食促发的营养性酮症会带来一定的副作用且需要经过非常长的适应期(3个月以上),因此,外源性D3HB酮体的补充逐渐成为一种更加新颖、便捷的方式,用于帮助人体快速进入营养性酮症并激发相应的功能作用.文中详细阐述了人体产生D3HB的过程与其代谢路径、D3HB在人体内的作用效果以及外源性D3HB酮体在近年来的应用研究进展.

    D-β-羟基丁酸D3HBPHB酮体代谢营养性酮症外源性酮体生物合成

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    头孢地尔:新型铁载体头孢菌素抗多重耐药革兰阴性杆菌感染

    郐俊扬王晓娟王辉
    990-1003页
    查看更多>>摘要：抗菌药物耐药是目前全世界面临的重要公共卫生问题之一,亟需开发有效的广谱抗菌药物以应对多重耐药革兰阴性杆菌的感染.头孢地尔是日本Shionogi公司开发的新型铁载体头孢菌素类抗菌药物.该药物对碳青霉烯耐药的肠杆菌目细菌(carbapenem resistant Enterobacterales,CRE)、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌和嗜麦芽窄食单胞菌等具有广谱强效的抗菌活性.该药物克服了革兰阴性杆菌因外膜孔道蛋白表达量下调和主动外排泵表达量上调产生的耐药性,并对丝氨酸酶和金属碳青霉烯酶具有较好的稳定性.该药可用于治疗由革兰阴性杆菌引起的复杂性尿路感染(包括肾盂肾炎)、院内获得性肺炎和呼吸机相关性肺炎.文中通过汇总头孢地尔的化学结构、抗菌作用机制、体外抗菌活性、药代动力学、药效学和临床治疗等信息,展现头孢地尔作为新型铁载体头孢菌素在治疗多重耐药革兰阴性杆菌感染中的应用前景.

    头孢地尔铁载体头孢菌素药代动力学药效学体外抗菌活性

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    三萜皂苷生物合成相关糖基转移酶研究进展

    周宸巩婷陈晶晶陈天娇...
    1004-1024页
    查看更多>>摘要：三萜皂苷具有独特的化学性质和丰富的药理活性,在医药、保健品、化妆品、食品添加剂、农业等方面被广泛应用.尿苷二磷酸(UDP)依赖的糖基转移酶(UGTs)是催化三萜皂苷生成的关键酶,对三萜皂苷的结构及其药理活性多样性的形成有重要作用.文中基于UGTs来源及受体底物结构类型对参与植物三萜皂苷生物合成的UGTs进行了综述,并展望了 UGTs在基于合成生物学技术实现三萜皂苷异源生物合成方面的应用前景,以期为三萜皂苷生物合成相关研究提供参考.

    尿苷二磷酸依赖的糖基转移酶(UGTs)三萜皂苷糖基化天然产物生物合成

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    栽培杨黄不同提取物对H22荷瘤小鼠的抗肿瘤作用及机理

    和生包海鹰魏颖刘颖...
    1025-1038页
    查看更多>>摘要：为探讨栽培杨黄子实体不同提取物对H22荷瘤小鼠的抑瘤作用及机制,将150只ICR小鼠随机分为空白组、模型组、CTX组、杨黄水提取物组、乙醇提取物组、石油醚提取物组及粗多糖组.采用H22肝癌细胞建立实体瘤模型,给药第10天处死小鼠,计算脾、胸腺脏器指数及抑瘤率,检测血清中TNF-α、INF-γ、VEGF及苏木精-伊红和免疫组化染色法观察肿瘤组织病理变化,同时Western blotting检测肿瘤相关蛋白表达.结果表明,石油醚提取物的高剂量组抑瘤率(73.21％)最好,且血清中的TNF-α、IFN-γ、VEGF的含量升高;能显著促进肿瘤组织坏死、消融等现象.水提物组免疫组化则出现负调控,表现出抑瘤率不显著.Western blotting结果表明,与模型组相比各给药组的凋亡基因Caspase-3、Caspase-9和通路基因NF-κB、JAK均高表达,且随剂量的递增表达量逐渐降低.综上所述,杨黄子实体石油醚提取物抑瘤效果显著,其作用机理可能是通过线粒体途径实现,药物经体内代谢后,引起细胞中Bax、Bcl-2、TNF等激活Caspase-3和Caspase-9凋亡蛋白,引起细胞核染色质或DNA凝聚或降解,破坏肿瘤细胞的正常增殖,从而诱导其凋亡,抑制肿瘤的生长.

    瓦尼木层孔菌细胞凋亡Caspase-3Caspase-9免疫组化染色Westernblotting

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    乙肝病毒核心蛋白CTD结构域与吲哚菁绿包封效应的相关性

    魏亚敏李玉林张恒张怡青...
    1039-1049页
    查看更多>>摘要：乙肝病毒核心蛋白(hepatitis B virus core protein,HBc)由于其天然的颗粒自组装能力和易修饰性,已然成为药物载体蛋白研究的热点.HBc的C-末端聚精氨酸结构域(CTD,aa 151-183)的截短与否不会影响颗粒的自组装特性,但对颗粒的内外电荷会产生一定影响,进而影响药物包封.基于此,本研究选择截短HBc的CTD和插入RGD肽,构建并表达3种不同C末端长度的HBc变体(RH)包封ICG(RH/ICG),比较其纳米制剂的稳定性和药物活性.研究发现RH160/ICG在包封效率和生物成像方面存在较大优势.相比于其他HBc蛋白变体,RH160/ICG可明显提高包封效率,最高可达32.77％±1.23％.细胞毒性和溶血实验进一步表明RH160/ICG具有良好的生物相容性.细胞摄取和小鼠体内成像实验均显示RH160/ICG可在4T1小鼠乳腺癌细胞和肿瘤部位中高效递送ICG,具有较好的成像效果.研究结果为进一步扩大ICG的诊疗应用和开发以HBc为基础的纳米颗粒药物载体平台提供新的方向.

    乙肝病毒核心蛋白聚精氨酸结构域吲哚菁绿包封效率活体成像

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    耻垢分枝杆菌EF-G敲低菌株的构建和耐药分析

    狄玉昌白嘉诚迟明哲范伟兴...
    1050-1060页
    查看更多>>摘要：GTPase延伸因子G(elongation factor G,EF-G)是蛋白质翻译过程中重要的翻译因子.作为唯一在翻译延伸和核糖体再生2个翻译环节发挥重要功能的翻译因子,EF-G成为潜在的抗菌药物作用靶点.耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmetics,Msm)和结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)基因组中均存在2个EF-G同源编码基因,分别为MsmEFG1(MSMEG_1400)和MsmEFG2(MSMEG_6535),fusA1(Rv0684)和 fusA2(Rv0120c).基因突变库和生物信息学推测MsmEFG1(MSMEG_1400)和fusA1(Rv0684)是生长必需基因.为探究分枝杆菌中EF-G的生物学功能及特点,利用成簇的规律间隔的短回文重复序列干扰(clustered regularly interspaced short palindromic repeats interference,CRISPRi)技术构建了耻垢分枝杆菌中2个EF-G诱导型敲低菌株(Msm-△EFG1(KD)和Msm-△EFG2(KD)),研究发现EF-G2的敲低对细菌生长无影响,而EF-G1的敲低显著影响分枝杆菌的生长,成膜能力显著减弱、菌落形态显著变化、菌体长度显著增长,推测EF-G可能与细菌的分裂相关.最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)实验结果表明,抑制EF-G1的表达可增强分枝杆菌对利福平、异烟肼、红霉素、夫西地酸、卷曲霉素等抗菌药物的敏感性,提示EF-G1可能成为未来抗结核药物筛选的潜在靶标,为探究EF-G在分枝杆菌中的生理功能及作为潜在药物靶标提供基础.

    耻垢分枝杆菌EF-G成簇规律间隔短回文重复序列干扰(CRISPRi)最小抑菌浓度耐药

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    核糖体bS22、bL37基因的敲除增强分枝杆菌对抗生素的敏感性

    单婵岳倩文丁晓明
    1061-1073页
    查看更多>>摘要：近年来,利用冷冻电子显微镜在分枝杆菌(mycobacteria)的核糖体中新发现了两个蛋白:位于30S亚基解码中心附近的bS22和位于50S亚基肽酰转移酶中心附近的bL37.由于这两个蛋白均邻近抗生素与核糖体结合区,推测它们可能会影响相关药物与靶点的结合.因此我们利用同源重组的方法,在野生型耻垢分枝杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)mc2155中分别敲除这两个蛋白的编码基因,并测定菌株的生长曲线和对相关抗生素的敏感性.结果表明,与野生型相比,2株敲除株的生长速率均没有显著变化,但菌株△bS22相比于野生型对卷曲霉素、卡那霉素、阿米卡星、链霉素、庆大霉素、巴龙霉素和潮霉素B的敏感性增加,菌株△bL37相比于野生型对利奈唑胺的敏感性增加,并且这种敏感性的变化通过基因回补均得到恢复.研究结果暗示了核糖体蛋白bS22、bL37作为药物设计靶点的可能性.

    分枝杆菌耻垢分枝杆菌核糖体蛋白bS22bL37抗生素敏感性

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    利用CRISPR/Cas9系统构建稳定敲除TrxR1基因的HCT-116细胞株

    周知音吕晓梅朱丽周吉...
    1074-1085页
    查看更多>>摘要：为更好地研究靶向硫氧还蛋白还原酶1的小分子化合物的细胞内靶点选择性,利用CRISPR/Cas9系统构建稳定敲除TrxR1基因(编码硫氧还蛋白还原酶1)的HCT-116细胞株.首先根据TrxR1基因序列和CRISPR/Cas9靶点设计原则,设计并选择合适的敲除位点,再根据敲除位点序列设计敲除TrxR1基因的sgRNA干扰序列,以pCasCMV-Puro-U6空质粒载体为骨架构建能表达该sgRNA干扰序列的重组质粒.质粒共转染至HCT-116细胞后,利用嘌呤霉素筛选TrxR1敲除的HCT-116细胞,通过DNA测序、免疫蛋白印迹、TRFS-green荧光探针和细胞内TrxR1酶活力检测等方法鉴定和验证HCT-116细胞的TrxR1基因敲除效果.进一步通过CCK-8实验初步研究靶向TrxR1小分子化合物对细胞内TrxR1酶活力和细胞增殖力抑制的相关性.结果显示,表达sgRNA干扰序列的重组质粒可以敲除HCT-116细胞中TrxR1基因,筛选获得的稳定敲除细胞HCT116-TrxR1-KO中无TrxR1蛋白表达,而靶向TrxR1小分子抑制剂对该细胞无TrxR1酶活力和细胞增殖力抑制效果.本研究利用CRISPR/Cas9系统成功构建了HCT-116的TrxR1基因敲除的稳定细胞株,为进一步研究TrxR1在相关疾病的发生机制和治疗中的作用奠定了基础.

    CRISPR/Cas9TrxR1基因敲除稳定细胞株

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    Ad-ERα-36-Fc-GFP的制备及鉴定

    谢雨琼李春春李晓烨陈丽红...
    1086-1095页
    查看更多>>摘要：ERα-36是雌激素受体α新亚型,促进肿瘤细胞增殖、侵袭及耐药,可作为治疗靶点,但目前仅有小分子靶向药物研发.利用重组腺病毒携带诱饵受体,可进行靶向ERα-36的基因治疗探索.首先通过基因工程技术,构建可表达由Ig κ信号肽引导分泌的重组融合蛋白ERα-36-Fc的穿梭质粒pDC316-Ig κ-ERα-36-Fc-GFP;利用AdMaxTM腺病毒包装系统进行Ad-ERα-36-Fc-GFP腺病毒的包装、鉴定及扩增;感染三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231并进行表达及功能验证.结果表明成功制备Ad-ERα-36-Fc-GFP重组腺病毒,可高效感染三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231,表达并分泌ERα-36-Fc重组蛋白,显著抑制EGFR/ERK信号通路.Ad-ERα-36-Fc-GFP腺病毒的制备为进一步开展靶向ERα-36的肿瘤基因治疗研究奠定基础.

    Ad-ERα-36-Fc-GFP腺病毒制备诱饵受体基因治疗

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    敲除GGTA1同时表达人白细胞抗原G5的基因修饰猪的构建

    周小青刘玉唐成程程令印...
    1096-1111页
    查看更多>>摘要：由于猪的诸多生理和遗传特征与人类近似,猪一直被认为是理想的异种器官移植候选供体动物.但是物种之间严重的免疫不相容是影响猪到灵长类异种器官移植的最关键因素.为了克服物种之间的免疫排斥反应,诸多研究对猪进行了各种各样的基因修饰,消除或抑制造成异种器官移植的免疫原,以获得可应用于灵长类移植的供体器官.本研究利用转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease,TALEN)对猪的α-1,3-半乳糖苷转移酶(α-1,3-galactosyltransferase,GGTA1)基因进行敲除,该基因编码的酶催化合成α-1,3-半乳糖,这是导致猪到灵长类异种器官移植中产生超急性免疫排斥的关键因子.同时本研究也通过转基因方法导入一种重要的免疫抑制因子,人类白细胞抗原G5(human leukocyte antigen-G5,HLA-G5),来进一步增加猪器官在异种器官移植中的免疫耐受.本研究筛选了 GGTA1双等位基因敲除(GGTA1 knockout,GTKO)且HLA-G5转基因导入的猪成纤维细胞,并通过体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)构建相应的基因修饰猪模型.本研究获得了20头GGTA1双等位基因敲除的克隆猪,其中10头同时表达HLA-G5蛋白.经检测,α-1,3-半乳糖在GTKO/HLA-G5克隆猪的组织和细胞上完全缺失,Western blotting和免疫荧光染色显示,HLA-G5在克隆猪的组织和细胞上成功表达.功能学分析显示,从GTKO/HLA-G5克隆猪分离的成纤维细胞具有更好的免疫耐受,相比于单一的GTKO猪和未经基因修饰的野生型猪,GTKO/HLA-G5克隆猪的细胞对补体介导的细胞裂解反应具有更强的耐受.GTKO/HLA-G5克隆猪可以为异种器官移植提供一种有用的动物模型.

    基因修饰猪GGTA1基因敲除HLA-G5异种器官移植TALEN

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