摘要 沿海食草鱼类以大型藻类为食,这些藻类随后被其消化道中的微生物降解。然而,关于进行这种降解的微生物群的基因组信息很少。本研究通过计算机模拟研究碳水化合物活性酶和硫酸酯酶序列,探索了 Kyphosus 胃肠道微生物共生体协同降解和发酵红、绿和棕色大型藻类中的多糖的潜力。从先前描述的 Kyphosus 肠道宏基因组和新测序的生物反应器富集物中回收宏基因组组装基因组 (MAG) 揭示了 Kyphosus 肠道中主要微生物类群之间的酶活性差异。回收的 MAG 中用途最广泛的是来自拟杆菌门,其 MAG 中含有能够分解各种藻类多糖的酶集合。 Bacillota(Vallitalea 属)和 Verrucomi crobiota(Kiritimatiellales 目)基因组的独特酶和预测降解能力凸显了多个门的代谢贡献对拓宽多糖降解能力的重要性。很少有基因组含有单独完全降解任何复杂硫酸化藻类多糖所需的酶。来自不同分类群的 MAG 之间合适酶的分布,以及在候选酶中广泛检测到信号肽,与这些碳水化合物的协同细胞外降解相一致。这项研究利用基因组证据揭示了 Kyphosus 共生体在酶和菌株水平上尚未开发的多样性及其对大型藻类分解的贡献。生物反应器富集为降解和发酵过程提供了基因组基础,对于将从该系统获得的知识转化为水产养殖和生物能源领域至关重要。
牙本质生成始于成牙本质细胞,成牙本质细胞合成并分泌非胶原蛋白 (NCP) 和胶原蛋白。当牙本质受伤时,牙髓祖细胞/间充质干细胞 (MSC) 可以迁移到受伤区域,分化为成牙本质细胞并促进反应性牙本质的形成。牙髓祖细胞/MSC 分化在给定的生态位中受到控制。在牙齿 NCP 中,牙本质唾液酸磷蛋白 (DSPP) 是小整合素结合配体 N 连接糖蛋白 (SIBLING) 家族的成员,该家族的成员具有共同的生化特征,例如 Arg-Gly-Asp (RGD) 基序。DSPP 表达具有细胞和组织特异性,在成牙本质细胞和牙本质中高度常见。DSPP 突变会导致遗传性牙本质疾病。 DSPP 在蛋白水解作用下被催化成牙本质糖蛋白 (DGP)/唾液酸蛋白 (DSP) 和磷蛋白 (DPP)。DSP 进一步加工成活性分子。DPP 包含 RGD 基序和丰富的 Ser-Asp/Asp-Ser 重复区。DPP-RGD 基序与整合素 αVβ3 结合,并通过丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 和粘着斑激酶 (FAK)-ERK 通路激活细胞内信号传导。与其他 SIBLING 蛋白不同,DPP 在某些物种中缺乏 RGD 基序。然而,DPP Ser-Asp/Asp-Ser 重复区与磷酸钙沉积物结合,并通过钙调蛋白依赖性蛋白激酶 II (CaMKII) 级联促进羟基磷灰石晶体生长和矿化。DSP 缺乏 RGD 位点,但含有信号肽。信号域的三肽与内质网内的货物受体相互作用,促进 DSPP 从内质网运输到细胞外基质。此外,DSP 的中间和 COOH 末端区域与细胞膜受体、整合素 β6 和闭合蛋白结合,诱导细胞分化。本综述可能揭示 DSPP 在牙发生过程中的作用。
Komagataella phaffii (K. phaffii) (Pichia pastoris),也称为生物技术酵母,是一种在生物技术和制药行业中具有多种应用的酵母菌种。这种甲基营养酵母作为重组蛋白的生产平台引起了人们的极大兴趣。它具有许多优点,包括有效的分泌表达,便于纯化异源蛋白,细胞密度高,生长迅速,翻译后变化,以及整合到基因组中的稳定基因表达。在过去的三十年里,K. phaffii 还被精炼为一个适应性强的细胞工厂,可以在实验室环境和工业规模上生产数百种生物分子。事实上,迄今为止,使用 K. phaffii 表达方法已经生成了 5000 多种重组蛋白,占细胞总蛋白的 30% 或总释放蛋白的 80%。除了已获得许可的 300 多种工业工艺外,K. phaffii 还用于制造 70 多种商业产品。其中包括对工业生物技术有用的酶,包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、脂肪酶和植酸酶。其他是生物制药,包括人血清白蛋白、胰岛素、乙肝表面抗原和表皮生长因子。与其他表达系统相比,这种酵母还被认为是合成亚单位疫苗的特殊宿主,而亚单位疫苗最近已被替代疫苗类型所取代,例如灭活/杀死和减毒活疫苗。此外,通过多层次优化方法,如密码子偏好、基因剂量、启动子、信号肽和环境因素,可以实现重组蛋白的高效生产。因此,尽管 K. phaffii 表达系统高效、简单且工艺流程明确,但仍需确定理想条件,因为这些条件会根据目标蛋白而变化,以确保最高的重组蛋白生成量。本综述介绍了 K. phaffii 表达系统、其在工业和生物制药蛋白质生产中的重要性,以及一些高效蛋白质生产的生物加工和遗传改造策略。K. phaffii 最终将继续作为一种强大的表达系统在研究领域和工业应用中做出贡献。
(www.pichia.com),在这种酵母中成功表达了5000多种不同的蛋白质(Schwarzhans等,2017)。在P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. opterer工程中的典型策略包括启动子工程(Nong等,2020; Lai等,2024; Zhou等,2023),信号肽修改(Lie等,2015),拷贝数的增加(Liu等,2020年; putteas et ease; wang al。 2019年),以及伴侣因子的引入(Zheng等,2019;Raschmanová等,2021)。 但是,基因组中的直接基因敲除可以导致P. P. P. P. P. p. p. pastoris代谢途径内的特定功能的丧失,从而破坏其整体代谢网络。 相比之下,利用合成生物学工具调节基因表达可能比传统的敲除或过表达方法更有效。 基因表达调节是许多细胞过程的基础(De Nadal等,2011; Nielsen和Keasling,2016年)。 当前,微生物中基因调节的主要工具是定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)系统的。 但是,使用CRISPR进行基因激活或抑制通常需要在CRISPR系统中蛋白质失活,添加激活或抑制域,以及仔细选择合适的SGRNA靶位点。 因此,CRISPR系统相对复杂且耗时。 此外,CRISPR的应用还受到宿主细胞接受度,异物蛋白质表达效率和目标位点选择准确性等因素的影响,这使得优化过程更加繁琐。在P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. opterer工程中的典型策略包括启动子工程(Nong等,2020; Lai等,2024; Zhou等,2023),信号肽修改(Lie等,2015),拷贝数的增加(Liu等,2020年; putteas et ease; wang al。 2019年),以及伴侣因子的引入(Zheng等,2019;Raschmanová等,2021)。但是,基因组中的直接基因敲除可以导致P. P. P. P. P. p. p. pastoris代谢途径内的特定功能的丧失,从而破坏其整体代谢网络。相比之下,利用合成生物学工具调节基因表达可能比传统的敲除或过表达方法更有效。基因表达调节是许多细胞过程的基础(De Nadal等,2011; Nielsen和Keasling,2016年)。当前,微生物中基因调节的主要工具是定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)系统的。但是,使用CRISPR进行基因激活或抑制通常需要在CRISPR系统中蛋白质失活,添加激活或抑制域,以及仔细选择合适的SGRNA靶位点。因此,CRISPR系统相对复杂且耗时。此外,CRISPR的应用还受到宿主细胞接受度,异物蛋白质表达效率和目标位点选择准确性等因素的影响,这使得优化过程更加繁琐。在基因激活中,需要引入其他转录激活剂,而在基因抑制中,抑制因子必须进行精确设计和交付,以确保特定的调节。因此,尽管具有强大的基因调控能力,但CRISPR系统的操作复杂性和时间成本很高(Casas-Mollano等,2020; Chen等,2020)。相比,RNA干扰(RNAi)直接靶向RNA,影响蛋白质翻译,并为基因调节提供了更简单的方法。RNAi是一种由双链RNA(DSRNA)激活的基因沉默途径(Drinnenberg等,2009),由核糖核酸酶III(RNAseIII)酶处理,该酶加工成小型小型干扰RNA(sirnas)。dicer是一种酶,可将双链RNA裂解成小siRNA片段。这些siRNA随后引导参与RNA裂解的Argonaute蛋白靶向和裂解转录本,有效地沉降基因表达(Wang等,2019)。RNAi系统及其基本组件(dicer,argonaute和sirnas)通过简单的质粒转化步骤提供了一种更直接和灵活的方法来沉默基因。这减少了时间和精力,从而促进了各种菌株基因抑制策略的快速发展(Crook等,2014)。本报告详细介绍了P. P. P. P. P. rnai系统的第一个建立。可以创建这样的系统的假设是基于观察结果,即引入Argonaute蛋白和siRNA到P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. apastoris。基因修饰的P. p. p. p. p. p. press这表明在P. Pastoris基因组中编码丁香样蛋白的基因的潜在存在。这项研究成功地证明了通过引入Hairpin RNA通过RNAi系统抑制单基因(增强的绿色荧光蛋白(EGFP))和双基因(EGFP /组氨酸(His))。