中国生物化学与分子生物学报

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高健，孙素娟，李英

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1257-1265. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.01

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易位子辅助膜蛋白插入内质网膜是膜蛋白质生物生成的关键过程。了解不同类分子插入生物膜的机制是预测溶质分子透膜速度的先决条件，这也是药物设计和药理学领域的关键因素。根据插入机制，可以设计插膜肽直接用于疾病治疗，或者作为载体有选择性地将药物靶向特定细胞。自从2004年第1个易位子通道蛋白（Sec）的晶体结构被解析后，近十几年来大量的实验和理论研究，都在致力于揭示Sec辅助膜蛋白插入过程的分子机制。本文总结了过去该领域的实验和分子动力学模拟研究进展，从热力学方面重点分析了造成膜蛋白插入自由能分子动力学模拟计算值，以及实验值间偏差的原因。其中，根据研究条件精确设置模拟参数、插入造成的膜变形对自由能计算有很大的影响；核糖体为新生肽插入到Sec通道过程提供了能量，核糖体与Sec的结合影响Sec侧门的开放程度和Sec通道的结构，从而降低膜插入自由能。Sec辅助膜蛋白插入是一个极其复杂的过程，但整个过程仍然符合热力学和动力学的基本原理，尽管疏水性是Sec辅助膜蛋白质插入的关键性因素，但也不能忽略动力学因素的影响。

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质膜的损伤修复及相关模型

刘春香，刘彩云，覃金慧

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1266-1271. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.02

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生物膜的磷脂双分子层将细胞与外界环境分开。大部分细胞会在机械损伤或化学应激下引发质膜损伤，如果不及时修复将会导致细胞死亡。胞外钙离子通过伤口进入细胞，作为损伤的最初信号，会诱发一系列的修复反应。随后，胞内细胞器也释放钙离子，并产生系列细胞行为来应对损伤，维护质膜的完整性。本文介绍了在损伤修复过程的胞吞作用、胞吐作用、胞外小泡脱落等细胞行为。综述了补丁模型、修复帽模型和大损伤修复的模型特点。补丁模型是最早的修复模型，提出后不断得到完善。细胞除了需要在损伤处聚集小泡、融合形成补丁外，还需通过胞吐、胞吞和出芽（小泡脱落）等方式参与伤口修复。本文简要介绍参与质膜修复的重要蛋白质如钙蛋白酶、dysferlin、MG53、膜联蛋白、突触结合蛋白(Syt-VⅡ)、ESCRTⅢ、酸性鞘磷脂酶、细胞骨架蛋白质等在修复过程中的作用。

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蛋白质赖氨酸残基的琥珀酰化修饰

李蓉，陈雪岚

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1272-1279. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.03

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蛋白质的琥珀酰化修饰是一种普遍存在于真核生物和原核生物中的翻译后修饰。修饰的蛋白质遍及细胞膜、细胞质基质、各种细胞器及细胞核等细胞的各个部分，它们参与了细胞内包括糖代谢、三羧酸循环和脂肪酸代谢等各种代谢反应，与生命体的活动息息相关。本文综述了琥珀酰化蛋白质活性变化、修饰位点周围氨基酸的特异性及空间结构的分析、亚细胞分布情况、琥珀酰化与乙酰化之间的相互作用及碳源和生长阶段对蛋白质琥珀酰化水平的影响等内容，以期为后续蛋白质的琥珀酰化科研提供一定的参考。

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外泌体作为疾病诊断标志物及药物载体的应用前景

程显达，王浩,李庆伟

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1280-1285. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.04

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作为一种纳米级别的囊泡，外泌体的相关研究近年来逐渐成为热点。外泌体来源于细胞内的多囊泡胞内体，经由细胞膜释放到细胞外。由于来自特定细胞类型的外泌体含有多种特异性的蛋白质和microRNA，使其成为了可以广泛用于疾病诊断及预后的新型生物标志物。相较于其他外源性药物载体，外泌体具有更低的免疫原性，并能够靶向作用于病变细胞。这使得由细胞天然产生或经过人工改造的外泌体作为一种新兴的药物载体具有良好的发展前景。特别是近几年，外泌体在临床应用领域的发展潜力不断获得拓展，针对肿瘤、糖尿病、心脑血管疾病、神经退行性病变等重大疾病，以外泌体为基础的疾病诊断和药物的研发都取得了快速的进步。本篇综述重点介绍了外泌体作为一种生物标志物在疾病诊断和预后中的应用，同时阐述了外泌体作为一种新兴的药物载体所具有的优势以及存在的问题。

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MicroRNAs在系统性硬化症纤维化中的作用及机制

王红权，梅振华，詹杰

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1286-1293. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.05

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微RNA（microRNAs，miRNAs）是在基因编码中起负性调控作用的内源性短链非编码RNA（non-coding RNAs，ncRNAs），是生理和病理过程中基因表达必不可少的转录后调控物。miRNAs占人类基因组的1%～2%，通过与各自的mRNA结合并抑制其翻译，调节大于50%的人类基因及60%的哺乳动物蛋白质编码基因。系统性硬化症（systemic sclerosis，SSc）的发病机制由复杂的miRNAs网络调控。这些miRNAs位于与SSc纤维化相关的基因组区域，通过参与调节重要的细胞信号通路，如TGF-β、Wnt/β-catenin、TLR-4、IL和PDGF-β等，在SSc纤维化过程中发挥作用。同时，还与细胞信号转导、基质修复与重塑、成纤维细胞凋亡、胶原蛋白质合成和细胞外基质（extracellular matrix，ECM）沉积等相关。充分了解miRNAs在SSc纤维化中的重要性，有助于为SSc的诊断提供新的生物标记，为治疗提供新策略。本文综述了miRNAs在SSc纤维化过程中参与调节的这些复杂细胞信号通路的作用及机制，以期为SSc诊断、严重程度判断、预后评估，以及寻求潜在治疗靶点提供新思路。

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Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶及抑制剂在胰岛素抵抗与糖尿病中的潜在作用

赵航，马慧娟，宋光耀

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1294-1298. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.06

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Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶(HDACs)包括HDAC4、5、7和9，它们能够发生磷酸化作用和介导核质转位。HDACs在肝、脂肪组织中的糖脂代谢中发挥作用，可加重胰岛素抵抗程度和糖尿病进展。Ⅱ类HDACs抑制剂目前已成为研究热点，旨在抑制酶活性，改善代谢和胰岛素敏感性。

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线粒体移植增强人神经胶质瘤U87细胞的辐射敏感性

杨世锋，孙超，李昭君,王玉佩，张红

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1299-1306. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.07

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线粒体移植( mitochondrial transplantation)是从患者正常组织分离线粒体然后注入线粒体损伤或缺失的部位，使损伤细胞获得救治、器官功能得以恢复的全新干预技术。本研究重点探讨线粒体移植对人神经胶质瘤细胞(U87)辐射敏感性的影响。提取人星形胶质细胞(human astrocytes, HA)的线粒体，用荧光探针Mito-Tracker Red进行标记后再与U87细胞共培养，激光共聚焦显微镜观察发现，Mito-Tracker Red的红色荧光大量出现在U87细胞内；随后对进入细胞内的游离线粒体荧光强度进行定量分析，游离线粒体和U87细胞共培养12 h时，单细胞内荧光强度由本底值0.08上升至1.83，表明游离线粒体可以通过共培养方式进入U87细胞内。随后给予U87细胞X射线辐照，Western印迹结果显示，联合组与单独辐照组相比，Cyto-C和Bax的表达量分别由179.5%和198.5%升高至251.72%和256.10%，Bcl-2的表达量由57.17%降低至22.23%；使用Annexin V/PI双染法检测到联合组U87细胞凋亡量相比单独辐照组的3.1%和23.5%上升至19.2%和43.8%；RT-CES检测结果表明，96 h内联合组U87细胞生长曲线被抑制；联合组克隆形成率相对单独辐照组的53%下降至29.3%。鬼笔环肽染色发现，线粒体移植组细胞表面丝状伪足相比对照组明显减少。本研究提示，线粒体移植能够促进辐射诱导的肿瘤细胞凋亡，对U87细胞具有辐射增敏作用，其作用机制与重新激活线粒体凋亡通路、降低肿瘤恶性程度有关。

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人粪便宏基因组α-L-鼠李糖苷酶的酶学性质及其对芦丁的生物转化

史云璐，李彬春，李艳琴

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1307-1316. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.08

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HFM-rha78是本实验室从健康人体粪便宏基因组DNA中获得的新型细菌源α-L-鼠李糖苷酶基因。该基因全长2 166 bp，编码蛋白质分子质量为83 kD，等电点5.58，其二级结构以α螺旋和无规卷曲为主，整体表现出亲水性，其氨基酸序列与GenBank收录的序列一致性仅为48%。系统进化树表明，该酶被分类至亚家族Ⅱ，其催化广义酸和广义碱均为谷氨酸，催化残基高度保守。为明确其酶学性质，以对硝基苯酚-α-L-吡喃鼠李糖苷（p-nitrophenyl-α-L-rhamnopyranoside，pNPR）为底物，通过紫外可见分光光度法测定产物对硝基苯酚的生成量，得到HFM-Rha78的最适反应温度为50℃，最适pH为6.5，且在30～46℃下保温30 min，不影响活力。为初步研究其对芦丁的水解能力，首先对HFM-Rha78的有机溶剂耐受性进行了研究。结果表明，该酶能普遍耐受1%的有机溶剂，甚至1%～ 5%的异丙醇和1%的β巯基乙醇，有提高其活性的能力。当DMSO浓度为10%时，仍能保持79%的酶活性。HFMRha78对底物pNPR的Vmax为129.9 μmol min-1 mg-1，HFM-Rha78的KM较大，为26.0 mmol L-1。转换数kcat为185.1 s-1，催化效率kcat/KM为7.1×103 s-1 mol-1 L。采用高效液相色谱仪检测HFM-Rha78水解芦丁的能力。结果表明，37℃条件下，随着酶浓度和水解时间增加，芦丁转化率增大。反应10 h时，芦丁转化率达41.8%。本研究获得了HFM-Rha78的最适反应条件，并确定其可特异性生物转化芦丁为异槲皮素。

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荞麦中光毒物质的转化及荞麦光敏素对人结肠癌细胞HCT-116的抑制活性

韩东霞，李艳琴，杨鹏，李彬春

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1317-1324. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.09

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荞麦光敏素（fagopyrins）具有光毒性和酪氨酸激酶抑制活性，可作为光动力治疗中的光敏剂，用于癌症的治疗。本研究采用电喷雾质谱法和荧光光度法，探究了荞麦中光毒物存在的型式，并分析了光敏素前体(protofagopyrin)转化为荞麦光敏素的条件。通过MTT细胞实验，研究荞麦光敏素提取物对人结直肠癌细胞和人结肠上皮细胞生长增殖的影响。结果表明，荞麦中光毒物以光敏素前体为主，并且有微量的荞麦光敏素，前者质谱的离子强度是后者的400倍。光敏素前体的转化发生在光照提取过程中，而且提取液在光照放置过程中，光敏素前体继续转化，尤其是前0.5 h对于转化的影响显著超过了提取过程。荞麦光敏素提取物与细胞作用，避光培养时，对HCT-116癌细胞有轻度的抑制作用；而对FHC正常细胞不仅未见抑制还有促进作用。光照结合避光培养时，荞麦光敏素对癌细胞的抑制随着提取物浓度的增加而增强，当提取物浓度达到200 μg/mL时，抑制率达到50%；而对正常细胞提取物，浓度低于200 μg/mL时未见抑制，500 ～ 1 000 μg/mL时抑制率达到50%。光敏素提取物与金丝桃素抑制细胞的能力相比，光照结合避光培养时，金丝桃素对正常细胞的抑制作用强于对癌细胞，而荞麦光敏素的提取物正好相反。提示荞麦光敏素比金丝桃素对癌细胞的抑制更具特异性。上述结果为从荞麦叶中开发出有利于肿瘤治疗的药物提供了实验依据。

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外泌体介导长链非编码RNA H19促进肝癌细胞增殖与转移

郭静，徐琳琳，王晓龙，谈文龙，李卫国

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1325-1333. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.10

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外泌体是由细胞分泌的直径为30～150 nm的小囊泡，含有丰富的mRNA、microRNA和长链非编码RNA(lncRNA)。目前，大多数外泌体研究都集中在mRNA和microRNA，而对lncRNA的生物学功能并不十分清楚。研究表明，肿瘤细胞外泌体 lncRNA H19在肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭中发挥了重要作用。本研究将筛选到的lncRNA H19高表达的肝癌细胞HCCLM3，分别收集其高表达lncRNA H19的外泌体和其下调lncRNA H19表达后的外泌体。然后，将收集到的外泌体分别添加到lncRNA H19低表达的肝癌细胞Hep3B和HepG2孵育液中。孵育24 h后，检测其对肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力的影响。结果显示，肝癌细胞HCCLM3可分泌大量的外泌体，且能被其他肿瘤细胞大量摄取；与下调lncRNA H19表达的外泌体相比，lncRNA H19高表达的外泌体能显著增强Hep3B和HepG2细胞的增殖、迁移和侵袭能力。而这一作用可通过激活PI3K/AKT/mTOR通路实现。上述结果表明，lncRNA H19高表达的肝癌细胞以外泌体方式，增强邻近肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，促进肝癌的发生与发展。

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利用小RNA深度测序技术鉴定半夏病毒病病原

崔丽艳，庞小静，齐永红，王宝霞，王德富，牛颜冰

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1334-1341. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.11

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RNA沉默是真核生物体内由病毒来源的干扰小RNA（virusderived small interfering RNA, vsiRNA）沉默复合物介导目标RNA特异降解的一种保守机制，通过对vsiRNA分析可进行植物病毒病原鉴定。本文利用小RNA深度测序技术对感病半夏叶片进行鉴定，结果发现，表现典型花叶症状的半夏叶片受到大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus, SMV）、黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）、芋花叶病毒（Dasheen mosaic virus, DsMV）、魔芋花叶病毒（Konjac mosaic virus, KoMV）、烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus, TMV）等多种病毒的复合侵染。为明确SMV山西半夏分离物（SMV-SXBX）的进化关系，进行SMV-SXBX全基因组克隆与分析，获得SMV-SXBX全长为9 735 nt，编码一个由3 105个氨基酸组成的多聚蛋白质。通过核苷酸与氨基酸序列比对发现，SMV-SXBX与半夏分离物P同源性最高，分别为91.1%和94.1%，且系统发育分析表明，SMV-SXBX与半夏SMV分离物P聚为一簇。同时，也对vsiRNA进行了系统分析，研究结果有望为半夏SMV的有效防治提供一定科学依据。

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胰高血糖素样多肽-1拮抗2型糖尿病胰岛细胞凋亡损伤

刘颖，程昊，孙晓杰，齐晓丹，朱文斌，师岩，徐晶，李淑艳，衣同辉，陈影，于海涛，赵正林,张春晶

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1342-1349. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.12

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胰高血糖素样多肽-1（glucogenlike peptide1, GLP-1）在胰岛素分泌过程中扮演重要角色，并在改善β细胞功能方面有着令人瞩目的效应，但有关其作用机制尚需更深入研究。本研究探讨GLP-1对2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）大鼠模型胰岛细胞损伤的影响，观察GLP-1在T2DM大鼠胰岛细胞凋亡损伤机制中所发挥的作用。HE染色结果发现，糖尿病大鼠胰岛损伤。ELISA结果表明，糖尿病患者和糖尿病大鼠血清中GLP-1表达水平上调。放射免疫结果表明，GLP-1和谷氧还蛋白1（Grx1）促进HIT-T 15细胞分泌胰岛素，Cd抑制胰岛素的分泌。免疫组化结果表明，糖尿病大鼠GLP-1加药处理后，各组与糖尿病组相比，药物提高了Grx1和胰岛素表达水平，降低了胰高血糖素表达水平，同时降低了活性胱天蛋白酶3（caspase-3）的表达。本研究结果提示，GLP-1在肥胖T2DM大鼠胰岛细胞凋亡中起保护作用，同时可调节胰岛素和胰高血糖素水平，其机制可能与Grx1相关

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利用CRISPR/Cas9技术编辑水稻ROP基因OsRac5

王美娜，彭静静，王凯婕，安文静，刘亚菲，李珂嘉，梁卫红

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1350-1357. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.13

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OsRac5基因属于水稻小G蛋白ROP家族。该基因参与了水稻的育性调节，但是OsRac5在水稻生长发育中的作用尚不清楚。为鉴定该基因的功能，本文采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术，构建了该基因的双靶标载体Cas9-OsRac5，并对水稻进行了遗传转化。对转基因水稻的筛选和分子鉴定显示，在T1代获得了10个纯合突变株系。序列分析显示，在OsRac5编辑水稻中，该基因编码区发生了碱基缺失或/和插入，导致预期产生的不同类型OsRac5截短蛋白均丧失小G蛋白的保守结构域。对抽穗期OsRac5编辑水稻的表型进行统计学分析，结果显示，OsRac5编辑水稻与对照在剑叶角度以及剑叶净光合速率上存在极显著差异，其中OsRac5编辑水稻剑叶角度增大67%，剑叶净光合速率减小32.7%。本研究结果提示，OsRac5基因通过调控剑叶角度，影响水稻光合效率，与水稻生长发育密切相关。

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2′-氟取代对T7 DNA连接酶连接效率的阻滞

张新安，赵斌

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1358-1366. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.12.14

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为更好地理解连接酶的接合机制，研究了2′-氟取代核苷酸（2′-fluorinated nucleotide, FN）对T7 DNA连接酶接合特性的影响。利用分子信标的荧光信号变化来检测连接酶接合活性。结果显示，在连接酶作用的分子信标缺口处的5′端和3′端分别进行F取代时，对T7 DNA连接酶的接合效果分别阻滞（48.7±6.7）%和（70.6±4.0）%。在取代同时发生在5′端和3′端时，接合效果被阻滞（76.6±1.3）%。动力学参数的回归显示，FN取代会导致连接反应最大速率（Vmax）降低，同时导致米氏常数Km增大，说明酶和底物之间的亲和力在取代后减小。缺口两端的碱基错配也对酶接合反应效果产生一定的阻滞效应。本研究的结果和结论使对氟取代后，T7 DNA连接酶的接合特性有了更进一步的认识，为更好地应用T7 DNA连接酶接合活性提供有力的实用依据。

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国际生物化学与分子生物学联盟增设第七大类酶：易位酶

李刚，昌增益

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1367-1368.

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作者索引

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1369-1372.

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《中国生物化学与分子生物学报》征稿简则

中国生物化学与分子生物学报. 2018, 34(12): 1373-1374.

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