蛋白质农药产业化研究进展
生物制药研究的新进展
生物制药研究的新进展生物制药是一种以生物体为原料生产药品的技术,和传统的化学制药技术相比,生物制药具有更好的疗效和安全性。
随着科技的进步,生物制药技术也在不断发展,本文将介绍一些生物制药研究的新进展。
一、基因编辑技术的应用基因编辑技术是近年来技术发展的关键点之一。
目前最常用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9技术。
研究人员可以通过这种技术针对某个疾病相关的基因进行修改,以期望达到治疗疾病的效果。
例如,在2019年,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了一种免疫疗法,该疗法利用基因编辑技术修改了患者自身T细胞的基因,让它们能够识别和攻击癌细胞,从而实现治疗癌症的目的。
二、蛋白质多样性的研究蛋白质是生物制药的关键组成部分。
过去,人们一直认为蛋白质的序列在生物进化过程中是相对固定的,但最近的研究表明,蛋白质的多样性比原来预期的更为广泛。
通过深入了解蛋白质的多样性,研究人员可以更好地理解生物体内发生的化学反应和疾病的发生机理,从而为生物制药研究提供更多的启示。
三、人工智能在药物筛选中的应用药物开发的关键步骤之一是药物筛选。
过去,药物筛选需要耗费大量的时间和金钱,但借助人工智能技术,药物筛选的效率已经大大提高。
人工智能可以帮助研究人员更精确地预测药物对某种疾病的疗效,从而帮助加速药物开发的速度。
目前一些生物制药公司已经开始将人工智能技术应用在药物筛选中,并取得了良好效果。
四、CAR-T细胞疗法的发展CAR-T细胞疗法是一种基于T细胞的个性化治疗方法,其原理是将患者自身的T细胞提取出来,利用基因编辑技术将其改造成具有对癌细胞攻击能力的CAR-T细胞,再将其注入患者体内进行治疗。
这种疗法具有极高的疗效,但也存在严重的副作用和治疗费用昂贵等问题。
近年来,研究人员正在加强CAR-T细胞疗法的安全性和成本控制,以期望将这种治疗方法更广泛地应用于各种癌症的治疗中。
总之,生物制药是一项高科技、高成本的领域,每一项技术的进展都需要研究人员的不断努力和投入。
蛋白质药物的研究现状
蛋白质药物的研究现状
目前,蛋白质药物的研究主要集中在以下几个方面:
1.抗体药物:抗体药物是蛋白质药物的主要形式之一,已经在治疗肿瘤、自身免疫性疾病、感染病等多个领域取得了成功。
随着抗体工程技术
的发展,越来越多的具有独特功能和特点的抗体药物被开发出来。
2.重组蛋白:通过基因工程技术,人工合成具有特定功能的蛋白质,
目前已经成功研发了多种重组蛋白药物。
这些药物包括重组生长因子、重
组激素、重组酶等,广泛应用于生物技术、神经系统疾病、心血管疾病等
领域。
3.蛋白质结构研究:了解蛋白质的结构和功能对于研发新型蛋白质药
物非常重要。
目前,通过结构生物学等技术手段,研究人员能够探索蛋白
质的三维结构,深入了解蛋白质的功能和相互作用机制,从而为蛋白质药
物的设计和优化提供指导。
4.蛋白质药物递送系统:蛋白质药物的递送是一个具有挑战性的问题,因为蛋白质通常具有较高的分子量、易受到胃酸降解等特点。
因此,研究
人员致力于开发新型的蛋白质递送系统,包括纳米颗粒、液晶、脂质体等,以提高蛋白质药物的生物利用度和治疗效果。
5.人源化蛋白:人源化蛋白是指通过基因工程技术将动物源性蛋白质
转化为与人体蛋白质相似的蛋白质,以减少抗原性和副作用。
这种方法在
蛋白质药物研究中得到了广泛应用,并取得了良好的效果。
总的来说,蛋白质药物的研究现状非常活跃,研究人员不断探索新的
蛋白质药物,提高其生物活性和靶向性,同时开发新型的递送系统以提高
蛋白质药物的生物利用度和治疗效果。
蛋白质药物的研究和发展为疾病的治疗提供了新的路径和希望,并为个性化医学和精准治疗奠定了基础。
蛋白质的电化学分析研究进展
02
蛋白质电化学分析方法
直接电化学方法
直接电化学方法是指蛋白质在电极表面发生的直接电子传递 过程。该方法的关键在于寻找具有电化学活性的蛋白质,并 研究其在电极表面的电子传递机制。
近年来,一些具有电化学活性的蛋白质,如血红蛋白、肌红 蛋白等,已被成功应用于直接电化学分析方法中。这些蛋白 质在电极表面能够发生可逆的电子传递过程,为电化学分析 提供了新的可能性。
跨学科合作 鼓励生物医学、化学、物理学等 多学科交叉合作,共同推动蛋白 质电化学分析技术的发展。
伦理与隐私保护 在研究过程中,应充分考虑伦理 和隐私保护问题,遵循相关法律 法规,确保研究符合道德规范。
新技术与新方法的探索 积极探索和开发新型电化学技术 与方法,以应对蛋白质检测中的 复杂挑战,提高分析的准确性和 可靠性。
稳定性对分析性能的影响
蛋白质在电极表面的稳定性直接影响电化学分析的准确性和可靠性。
蛋白质吸附的机制研究
静电作用
探讨静电作用在蛋白质吸附过程中的作用, 有助于理解蛋白质与电极之间的相互作用机 制。
疏水相互作用
研究疏水相互作用在蛋白质吸附过程中的作 用,有助于深入了解蛋白质在电极表面的行 为。
04
蛋白质电化学传感器的 应用研究
在食品安全领域的应用
食品中蛋白质的检测
蛋白质电化学传感器可用于检测食品中的蛋白质,如乳制品、肉 类等食品中的蛋白质含量,确保食品的质量和安全。
食品添加剂的检测
通过蛋白质电化学传感器可检测食品中的添加剂成分,如防腐剂、 色素等,有助于食品添加剂的监管和控制。
食品中农药残留的检测
蛋白质电化学传感器可检测食品中的农药残留,为食品安全提供保 障。
临床应用转化研究 加强基础研究与临床应用的衔接, 推动蛋白质电化学分析技术在医 学诊断和治疗中的实际应用。
科研成果综述:我的研究工作与发现
科研成果综述:我的研究工作与发现
2023年,对于我来说是历史的一个分界点。
在这一年,我完成了自己人生中一个非常重要的任务——研究出了一种新型的生物植物杀虫剂。
我曾经在一家生物技术公司工作,主要是研究生物技术领域的创新技术。
将这项技术应用于生态农业领域,开发出一种全新的非常安全和环保的植物杀虫剂,能够有效地降低害虫的繁殖率,但对作物完全无害。
这项技术已经经过了多次室内和田间试验的验证,取得了非常不错的成果。
我们团队研发的这种新型的生物植物杀虫剂,主要是通过利用一种特殊的蛋白质,对昆虫进行灭杀。
这种蛋白质针对昆虫呼吸系统的一部分进行作用,能够有效地抑制害虫的呼吸功能,从而导致昆虫死亡。
根据经过多次的实验验证,我们发现,这种新型的生物植物杀虫剂的效果非常明显。
我们在田间实验的数据显示,使用这种生物植物杀虫剂后,害虫死亡率高达80%,同时作物完全无损失。
这项研究的成果,将给农业领域和环保领域带来革命性的变革。
使用这种生物植物杀虫剂,可以完全替代传统的化学农药,从而大大降低了农产品的化学污染,并减少了环境中的有毒物质的对人类和生态环境的影响。
除了这项研究成果,我还致力于研究其他领域的创新技术。
我曾经与其他团队合作研究出一种全新的纳米材料,能够在短时间内吸收
和分解大气中的二氧化碳,有望解决全球变暖和气候变化的问题。
这项研究也在学术界和产业界都引起了广泛的关注。
总的来说,我的研究工作得到了很好的回报和认可。
我相信,只要不断尝试创新和挑战自己的极限,我们一定可以取得更多更有价值的研究成果。
未来,我们将不断为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
论述新型蛋白质的开发与利用及其应用前景。
论述新型蛋白质的开发与利用及其应用前景。
近年来,随着生物技术的飞速发展,新型蛋白质的开发与利用成为了生物学研究的热点之一。
新型蛋白质具有广泛的应用前景,不仅可以用于药物研发和治疗,还可以应用于农业、环境保护和材料科学等领域,为人类的生活和健康带来巨大的影响。
一、新型蛋白质的开发与利用1. 基因工程技术的发展为新型蛋白质的开发提供了重要的手段。
通过对基因的改造、合成和表达,可以创造出具有特定功能的新型蛋白质。
例如,在药物研发领域,科学家可以通过基因工程技术制备出具有特定药效的蛋白质,用于治疗疾病。
2. 蛋白质工程技术的进步为新型蛋白质的利用提供了可能。
通过对蛋白质的结构和功能进行改造,可以使其具有更好的稳定性、活性和选择性,从而提高其在各个领域的应用效果。
例如,利用蛋白质工程技术可以研发出更安全、更有效的生物药物,为疾病的治疗带来新的希望。
二、新型蛋白质的应用前景1. 在药物研发领域,新型蛋白质具有广阔的应用前景。
传统的小分子药物往往存在副作用大、疗效不佳等问题,而新型蛋白质药物具有更高的靶向性和选择性,可以减少副作用,提高疗效。
同时,新型蛋白质药物还可以应用于个性化医疗,根据患者的基因信息制定个体化的治疗方案,提高治疗效果。
2. 在农业领域,新型蛋白质可以用于改良作物的性状和品质。
通过转基因技术,可以向作物中导入具有抗虫、抗病、耐盐碱等特性的新型蛋白质,提高作物的产量和抗逆性,从而增加粮食供应和改善农业生产。
3. 在环境保护领域,新型蛋白质可以被应用于生物修复和废水处理。
一些微生物产生的酶类蛋白质具有降解有机污染物和重金属离子的能力,可以被用于土壤修复和水体净化,帮助解决环境污染问题。
4. 在材料科学领域,新型蛋白质可以用于制备生物材料和仿生材料。
一些具有特殊结构和功能的蛋白质可以被用来构建纳米材料、超级材料和智能材料,具有广泛的应用前景。
例如,利用蛋白质的自组装性质可以制备出具有特定结构和功能的纳米颗粒,用于药物传递和组织工程等领域。
蛋白农药是一种新型生物农药
蛋白农药是一种新型生物农药,无毒无残留,对环境友好。
是一种从真菌或者细菌中中提出的热稳定蛋白,它的分子量为35-68KD大小不同的蛋白质组成,能诱导和激活植物对病虫害的抗性,调节植物生长代谢系统,促进植物生长,提高作物产量,改善作物品质。
通过与植物表面受体蛋白的相互作用,可诱导植物的信号的信号传导,激活植物的一系列代谢调控反应,从而使植物对病虫害产生抗性,促进植物生长,提高作物品质,增加作物产量。
对于这类蛋白农药的作用机理,目前国际上认为:此类蛋白施用在植物上后,首先与植物表面的受体蛋白结合,植物的受体蛋白在接受激活达蛋白的信号传导后激活了植物体内的一系列的代谢反应,促进植物体内的水杨酸和茉莉酸的合成,再经水杨酸或茉莉酸途径合成植保素以及其他与抗病相关的蛋白而达到抗病防虫作用。
蛋白农药处理植物后,植物体内脯氨酸、过氧化物酶、根系脱氢酶等含量均有所提高。
这些酶与植物抗逆直接相关,激活蛋白能激活诱导这些酶使之活性增强,就意味着增强了植物的抗病虫和抗逆能力。
生物制剂地龙蛋白的研究进展
生物制剂地龙蛋白的研究进展地龙蛋白是由蛇类动物地龙分泌的一种蛋白质,具有多种生物活性。
近年来,随着对天然活性物质的研究兴起,地龙蛋白的研究也取得了一系列的进展。
本文将从地龙蛋白的结构与性质、生物活性以及应用等方面进行介绍,以期为相关领域的研究者提供参考。
地龙蛋白的结构与性质是研究的首要问题之一、地龙蛋白属于一种酸性糖蛋白,含有大量的蛋白谷氨酸以及糖基。
其分子量通常在50-70kDa 之间,具有稳定的溶解性和热稳定性。
地龙蛋白的主要结构由两个次级结构单元,β-螺旋和β-转角所构成,这种结构使得地龙蛋白可以通过与受体结合来发挥生物活性。
地龙蛋白具有多种生物活性。
研究发现,地龙蛋白具有抗凝血和抗癌的作用。
抗凝血作用主要通过抑制凝血酶活性,从而起到抑制血栓形成的作用。
抗癌作用主要通过调节细胞周期和诱导细胞凋亡等途径来实现。
另外,地龙蛋白还具有抗炎、抗氧化和免疫调节等作用。
这些生物活性使得地龙蛋白在医药领域具有广阔的应用前景。
地龙蛋白的应用主要集中在两个方面:医学和农业。
在医学领域,地龙蛋白被广泛应用于抗血栓和抗癌药物的研制。
一些地龙蛋白衍生的药物已经进入临床试验阶段,展示出良好的抗凝和抗癌效果。
此外,地龙蛋白还可以用于治疗炎症性疾病和免疫系统疾病等。
在农业领域,地龙蛋白可以用于防治植物病害和害虫。
研究发现,地龙蛋白可以抑制病原微生物的生长和传播,并且对多种害虫有杀虫作用。
这为发展环境友好的农药提供了新思路。
尽管地龙蛋白具有广泛的应用前景,但其研究仍面临一些挑战和问题。
首先,地龙蛋白的提取困难以及产量低是制约其应用的重要因素之一、解决这个问题需要通过改良提取和分离的方法,提高地龙蛋白的得率。
其次,地龙蛋白的生物活性机制尚未完全阐明。
虽然已经有一些研究发现了地龙蛋白的受体,但进一步的研究仍然需要进行。
此外,地龙蛋白的安全性和毒性研究也需要加强,以确保其应用的安全性。
综上所述,地龙蛋白作为一种天然活性物质,具有广泛的生物活性和应用潜力。
蛋白质工程在农业或医药方面的应用
蛋白质工程在农业或医药方面的应用————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:蛋白质工程的研究进展及其农业医药应用展望摘要:蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术,是生物工程中五大工程之一,本文对蛋白质工程作了简要概述,介绍了蛋白质工程的特点,并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述,并以实例作了蛋白工程的应用。
随着社会和技术的不断发展,蛋白质工程技术在农业和医药方面的作用越来越突出,必将为社会的发展和许多重大社会问题的解决提供极大的支持。
关键词:蛋白质工程特点;研究内容;农业应用;医药应用;展望蛋白质是生命的体现者,离开了蛋白质,生命将不复存在。
可是,生物体内存在的天然蛋白质,有的往往不尽人意,需要进行改造。
由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的,每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序,所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。
而氨基酸是由三联体密码决定的,只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。
蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要,对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计,使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。
这种通过造成一个或几个碱基定点突变,以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术,称为基因定点突变技术。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上,融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。
其内容主要有两个方面:根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质;确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。
在此基础之上,实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能,设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质,这也是蛋白质工程最根本的目标之一。
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展蛋白质工程的研究与进展摘要: 蛋白质是生命的体现者,离开了蛋白质,生命将不复存在。
蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。
它所取得的进展向人们展示出诱人的前景。
关键词:蛋白质工程;研究;进展;蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就,它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。
蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代,为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。
1、蛋白质工程 1.1蛋白质工程的定义所谓蛋白质工程,就是利用基因工程手段,包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造,以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。
1.2蛋白质工程的由来蛋白质工程是在基因工程冲击下应运而生的。
基因工程的研究与开发是以遗传基因,即脱氧核糖核酸为内容的。
这种生物大分子的研究与开发诱发了另一个生物大分子蛋白质的研究与开发。
这就是蛋白质工程的由来。
它是以蛋白质的结构及其功能为基础,通过基因修饰和基因合成对现存蛋白质加以改造,组建成新型蛋白质的现代生物技术。
这种新型蛋白质必须是更符合人类的需要。
因此,有学者称,蛋白质工程是第二代基因工程。
其基本实施目标是运用基因工程的DNA重组技术,将克隆后的基因编码加以改造,或者人工组装成新的基因,再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达,从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。
这种蛋白质分子只有表达了人类需要的性状,才算是实现了蛋白质工程的目标。
1.3蛋白质工程的原理由于基因工程的发展,人们已经可以运用基因重组等理论和方法去设计并制造出预想的各种性能的蛋白质。
这种改变蛋白质的操作可以在蛋白质水平上,也可以在基因水平上。
如基因水平的改变,是在功能基因开发的基础上,对编码蛋白质的基因进行改造,小到可改变一个核苷酸,大到可以加入或消除某一结构的编码序列。
蛋白质工程的研究现状及发展趋势
蛋白质工程的研究现状及发展趋势蛋白质工程是指利用基因重组、蛋白质化学修饰等手段对蛋白质进行改造、设计的学科。
这一领域的兴起和发展,不仅体现了生物科技的进步,也为人们的健康和医疗治疗提供了极具前景的展望。
蛋白质工程的研究现状蛋白质工程起源于上世纪80年代,随着基因工程的兴起和技术的进步,蛋白质工程得到了飞速的发展。
从最初的改造单一酶的活性,到目前已经发展成为一个庞大的学科,涉及到多种蛋白质工程技术,包括:1.基因工程:利用克隆技术,通过重组DNA序列,将多个给定基因片段组合起来,使其表达新的许多有用的蛋白质。
2.蛋白质化学修饰:对蛋白质分子进行物理、化学或生物化学修饰,如酶促反应、剪切、磷酸化等,从而改变其结构和功能。
3.抗体工程:利用重组DNA技术和旋转期中门方法,通过克隆C型肠道毒素等毒素或抗体,使其表达更为稳定和有效。
4.结构生物学:通过X射线晶体学、中子散射、核磁共振等手段,解析蛋白质三维结构,研究蛋白质结构与功能之间的关系。
以上这些技术的迅速发展,使得蛋白质工程成为目前生物科技领域中研究最活跃的领域之一。
蛋白质工程的发展趋势未来,蛋白质工程的研究将会朝着以下几个方向发展:1.高通量筛选技术:针对现有的大规模抗体库,将高通量筛选技术与生物信息技术相结合,提高对抗体结构和性能的筛选效率。
2.蛋白质多样性:为了满足疾病治疗的个性化需求,蛋白质工程将会向着更为多样化的方向进行发展,例如群体序报送、共表达优化等技术的进一步开发。
3.定制化蛋白质制造:蛋白质工程将会向着定制化蛋白质制造的方向发展,例如通过蛋白质组合、化学合成等手段,制造出更加高效、纯净、高活性的蛋白质。
4.蛋白质疫苗:随着人们对传染病等健康问题的关注,蛋白质疫苗越来越受到关注。
蛋白质工程领域将会关注生产量、稳定性与安全性等问题,进一步提高蛋白质疫苗的研究效率。
结语蛋白质工程技术的不断发展,为人们喜闻乐见利用生物技术解决现实问题提供了巨大的助力。
微生物产生蛋白质的研究进展
微生物产生蛋白质的研究进展微生物是一类非常特殊的生物,它们大多数是单细胞生物,其中有许多种类不仅可以生存于极端环境中,而且可以产生很多有用的化合物。
其中,微生物产生蛋白质和特定酶是受到广泛关注的一个领域。
在过去的几十年里,我们已经取得了许多关于微生物产生蛋白质的研究进展。
本文所述的蛋白质产生主要是指细菌和真菌。
这些生物可以制造许多重要的蛋白质,比如抗体、酶、生长因子等等。
蛋白质的制造需要在合适的条件下生长,并且需要特定的基因表达。
微生物的基因表达机制非常独特,常常需要适当地处理,以便获得合适的产量。
在过去的几十年里,人们已经开发出了许多新的方法,以提高蛋白质和特定酶的产量。
在这些方法之中,最常用的是基于遗传工程的方法。
利用遗传工程的方法,人们可以直接改变微生物的基因,使其产生更多的目标蛋白质和酶。
对于微生物而言,这样的改变可以使其产生更多的有用化学物质,并且也为人类带来了更多经济利益。
另一个重要的研究领域是针对微生物生长条件的调节。
这些方法主要包括调节微生物的培养条件以及发掘新的生长场所。
小微生物的生存环境非常广泛,有些可以生长在极端的环境中。
比如,一些深海微生物可以在高压、低温、低氧甚至高盐度环境中生存,并且继续产生新的酶和蛋白质。
利用这些深海微生物的特性,人们已经开发出了一些非常重要的生物制药,比如癌症治疗药物和病毒疫苗。
此外,还有一些微生物可以使有机化合物降解为更简单的物质,这种能力被称为“生物降解能力”。
这些微生物可以识别并且降解大多数有机化合物,包括石油、农药、木材等等。
人们对这些微生物的研究已经给环境保护和化学工业领域带来了很大帮助,并且已经有一些微生物产生的特定酶已经得到了广泛应用。
总之,微生物在蛋白质和特定酶的产生方面,已经给我们带来了巨大的帮助。
然而,这只是一个开始,随着我们对微生物的进一步研究,我们相信会有更多的新发现出现。
我们相信,微生物研究将会是化学和生物领域的一个重要组成部分,并且为人类带来更多生活和经济上的改变。
蛋白质工程化学的研究现状
蛋白质工程化学的研究现状人们对于蛋白质的认识,早在200年前就已经开始了。
随着科技的不断进步,人们对蛋白质的理解也越来越深入,而蛋白质工程化学的研究,则日益受到人们的重视。
蛋白质工程化学是将生物技术与化学技术相结合,对蛋白质进行精细的改造和修饰,以实现蛋白质在生物技术、医药和生物工业等领域中的应用。
蛋白质工程化学的研究可以从实用化和学术化两个层面进行分析。
一、实用化方面1.制备复杂蛋白质蛋白质是细胞内最重要的生物大分子之一,具有多种功能,因此在医药和生物工业领域中得到了广泛的应用。
蛋白质工程化学可以通过对天然蛋白质进行改造,制备出更具结构和功能的蛋白质。
其中,最具代表性的就是制备复杂蛋白质。
目前,科学家们已经成功地利用蛋白质工程化学技术制备出了多种复杂蛋白质,为生物技术和医药领域的发展带来了无限可能。
2.研发新型药物蛋白质是药物开发中的重要目标,它具有多种生物活性和分子识别能力,可以用来治疗多种疾病。
例如,已经上市的前列腺素类药物就是以蛋白质为靶标设计和开发的。
蛋白质工程化学可以通过对蛋白质的改造,使其具有更好的药物特性,例如较长的血药半衰期、更强的选择性和更好的生物稳定性等。
二、学术化方面1.揭示蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能是生命科学研究的重要目标之一,也是理解蛋白质行为和设计蛋白质的前提。
蛋白质工程化学可以通过对蛋白质的精细改造和修饰,揭示蛋白质的结构和功能。
例如在抗体系统领域,科学家们利用蛋白质工程化学技术,成功地揭示了抗体结合与识别机制,为研发新型生物药物打下了基础。
2.研究蛋白质生物学蛋白质工程化学是一个跨学科领域,融汇了化学、生物学、物理学、计算机科学等多个学科的知识。
其研究内容不仅包括蛋白质的化学改造,还包括对蛋白质的基本生物学过程进行深入研究。
这对深入理解蛋白质的生物学机制和开发新型治疗手段具有重要意义。
综上所述,蛋白质工程化学的研究现状十分丰富和广泛。
它不仅可以解决实际中的问题,如制备复杂蛋白质和研发新型药物,还可以揭示蛋白质的结构和功能、研究蛋白质生物学等重要问题。
2024年蛋白质药物市场发展现状
蛋白质药物市场发展现状概述蛋白质药物是一类利用基因工程和蛋白质工程技术生产的药物,具有高度的靶向性和专一性,广泛应用于治疗多种疾病。
随着生物技术和医药行业的不断发展,蛋白质药物市场也迅速崛起并呈现出良好的发展势头。
本文将对当前蛋白质药物市场的发展现状进行分析。
市场规模和增长趋势据市场研究报告,蛋白质药物市场在过去几年持续增长,并预计在未来几年内将保持高速增长。
目前,全球蛋白质药物市场规模已经超过1000亿美元,并且预计到2025年将达到2000亿美元。
这一增长主要得益于蛋白质药物在治疗癌症、炎症性疾病、免疫系统疾病等领域的广泛应用。
市场驱动因素蛋白质药物市场的发展受到多种因素的驱动。
技术进步蛋白质工程技术的不断进步使得蛋白质药物的研发和生产更加高效和可行。
基因工程技术的应用推动了重组蛋白质的大规模生产,同时,蛋白质工程技术的发展也为新型蛋白质药物的设计和优化提供了更多的可能性。
疾病负担增加随着人口老龄化和慢性病发病率的增加,对创新治疗方案的需求也在不断增加。
蛋白质药物作为一种高效的治疗手段,具有针对性强、副作用低等优势,受到医生和患者的广泛认可和应用。
政策支持各国政府对生物技术产业的支持力度加大,提供了更多的政策和经济支持,促进了蛋白质药物市场的发展。
政策环境的改善为企业创新提供了更好的土壤,推动了蛋白质药物的研发和推广。
市场竞争格局当前,全球蛋白质药物市场竞争激烈,并且呈现出一些明显的特点。
创新药物主导市场创新药物是蛋白质药物市场的主导力量。
大型制药企业和生物技术公司通过不断的研发和创新,推出了一系列高质量的蛋白质药物,这些药物具有优势明显的疗效和专一性,占据了市场的重要份额。
市场集中度高蛋白质药物市场的市场集中度较高,少数大型制药企业和生物技术公司占据了绝大部分市场份额。
这些企业凭借其雄厚的技术研发能力和市场资源,具有较强的竞争力。
市场准入壁垒高蛋白质药物的研发和生产具有较高的技术门槛和资金要求,对小型企业来说,要进入市场是一项极具挑战性的任务。
世界首个植物免疫蛋白质生物农药诞生——记中国蛋白质生物农药首席科学家邱德文研究员
议,成为中国成功走向海外的第一个拥有自主知识产权的生物农药.
关键词:蛋白质农药;植物免疫;阿泰灵;国际合作
DOI:10������13856/j������cn11G1097/s������2018������04������028
随着人们对农产品质量安全重视程度逐渐提高和 植物免疫诱抗剂,包括极细链格孢菌、稻瘟菌、灰葡
World Agriculture
2018郾04(总 468)
������封面人物������
编者按:本文为 «世界农业»编辑 部 与 中 国 农 业 科 学 院 海 外 农 业 研 究 中 心 合 作 的 农 业 “走出去” 风 云 人 物 系 列 报 道 第 三 篇 (第 一 篇 请 参 见 2017 年 11 月 刊,第 二 篇 请 参 见 2018年2月刊),本次将介绍世界首个植物免疫蛋白质生物农药的研制者邱德文研究员.
国际有机农产品市场的不断发展,安全环保的生物农 萄孢菌、大丽轮枝菌等.植物免疫诱抗剂处理植物
药已经成为全球农化产业最热门的发展领域之一.目 后,一方面可以通过叶表进入植物体内,另一方面则
前,中国已有生物农药 研 究 机 构 40 多 家,已 登 记 生 通过与细胞表面的膜蛋白质相互作用,进而通过信号
世界首个植物免疫蛋白质
生物农药诞生
———记中国蛋白质生物农药首席科学家邱德文研究员
������ 王 梅 芳1 王 双 超1 王 晶2
(1������ 中国农业科学院植物保护研究所 北京 100081; 2������ 中国农业科学院海外农业研究中心 北京 100081)
摘要:农业供给侧结构性改革中,农业科技发挥着重要作用.国家倡导农药使用量零增 长,确保农产品安全和品质提升,确保中国农业的可持续发展.开发新型的绿色环保生 物农药是减少化学农药使用量的一种有效途径.中国蛋白质生物农药首席科学家邱德文 研究员带领研究团队着眼发展绿色农药,经过十几年的自主创新研发,成功开发出世界 首 个 植 物 免 疫 蛋 白 质 生 物 农 药 ——— 阿 泰 灵 . 作 为 一 种 新 型 生 物 农 药 , 与 一 般 化 学 农 药 的 作用方式不同,“阿泰灵”不直 接 作 用 于 有 害 病 虫 , 而 是 通 过 激 活 植 物 自 身 免 疫 系 统 , 诱导植物产生抗病防卫反应,同时也能够促进植物生长,提高对病虫害的防御能力,
蛋白质生物发酵与纯化技术的发展趋势
蛋白质生物发酵与纯化技术的发展趋势随着科技的不断发展,蛋白质生物发酵与纯化技术也在不断地改进与完善。
从早期的手工操作到现在的自动化生产,从传统的分离纯化方法到现代的生物技术分离技术,蛋白质生物发酵与纯化技术的发展可谓是取得了极其快速的进步。
本文将分别从生物发酵技术和蛋白质纯化技术两方面来探讨其发展趋势。
一、生物发酵技术的发展趋势首先,生物发酵技术是制备蛋白质的关键技术之一。
早期的生物发酵技术是主要依靠人工控制发酵条件,由于缺乏准确的监测手段,产品质量普遍不稳定。
现代化的监测手段和控制系统逐渐完善,为发酵过程提供了更多的实时数据,实现了更加准确的控制和调整。
其次,越来越多的新型生物发酵技术被广泛应用于生产过程。
如反应融合技术、分布律控制技术、代谢工程技术等,这些新的技术不仅提高了产品的产量,同时改善了产品的质量和性能。
此外,现代的生物发酵技术还越来越注重绿色环保,如利用废水和废气的再利用、降解废弃物和污染物、生物降解等技术也受到越来越多的关注。
总之,生物发酵技术不断地向着自动化、智能化、绿色化方向发展。
二、蛋白质纯化技术的发展趋势蛋白质纯化技术是制备高质量蛋白质产品的关键技术之一,对产品的品质和性能有着重要的影响。
首先,随着技术的不断发展,纯化技术逐渐从传统的分离方法转向了生物技术分离技术。
现代的生物技术分离技术如离子交换层析技术、逆流层析技术、水平凝胶电泳技术等,能够更快、更准确地分离纯化蛋白质。
其次,近年来,一些新的纯化技术被广泛研究并应用于生产中。
比如大分子分离技术、整合式纯化技术、超滤分离技术等,这些新的技术有效地解决了蛋白质纯化过程中的相关问题,如产品洁净度、产量、收率等方面。
此外,生物技术在蛋白质纯化方面的应用也越来越普遍。
比如蛋白质结构计算、质量控制技术的逐步成熟,还有针对某些疾病的蛋白质治疗技术也在不断发展。
总之,蛋白质纯化技术也顺应着生物技术的发展,向着快速、高效、可持续方向发展。
蛋白质分离纯化方法的研究进展
蛋白质分离纯化方法的研究进展一、本文概述蛋白质是生物体内最重要的一类大分子化合物,它们在生物体内发挥着多种关键功能,包括酶催化、信号转导、基因表达调控等。
因此,对蛋白质的研究一直是生物医学领域的热点之一。
蛋白质的分离纯化是蛋白质研究的基础,也是后续蛋白质功能研究、结构解析和药物研发等工作的前提。
随着科技的进步和方法的创新,蛋白质分离纯化技术也在不断发展。
本文旨在综述近年来蛋白质分离纯化方法的研究进展,包括传统的分离纯化方法以及新兴的技术,以期为蛋白质研究领域的同仁提供参考和启示。
我们将首先回顾传统的蛋白质分离纯化方法,如凝胶电泳、色谱分离、超速离心等,这些方法在过去几十年中得到了广泛应用,但其分辨率和效率仍有待提高。
接着,我们将重点介绍近年来新兴的蛋白质分离纯化技术,如亲和层析、离子交换层析、反向液相色谱等,这些技术具有更高的分辨率和更好的纯化效果,为蛋白质研究提供了新的有力工具。
我们还将讨论一些新兴的跨学科技术,如纳米技术、生物信息学等在蛋白质分离纯化中的应用,这些技术为蛋白质分离纯化带来了新的机遇和挑战。
我们将对蛋白质分离纯化方法的发展趋势进行展望,以期为未来蛋白质研究提供指导。
我们相信,随着科技的进步和方法的创新,蛋白质分离纯化技术将会更加完善,为蛋白质研究领域的深入发展奠定坚实基础。
二、传统蛋白质分离纯化方法传统蛋白质分离纯化方法主要依赖于蛋白质的理化性质差异,如溶解度、分子量、电荷、疏水性等。
这些方法虽然历史悠久,但在许多情况下仍然被广泛应用,因为它们通常操作简单、成本较低,并且对于某些特定类型的蛋白质具有良好的分离效果。
盐析法:这是最早使用的蛋白质纯化方法之一。
通过调整溶液中的盐浓度,可以降低蛋白质的溶解度,从而实现蛋白质的沉淀。
这种方法常用于蛋白质的初步分离,但纯度通常不高。
有机溶剂沉淀:某些有机溶剂可以降低溶液的介电常数,从而改变蛋白质表面的电荷分布,导致其溶解度降低。
这种方法常用于去除样品中的杂质。
蛋白质作为药物靶点的研究进展
蛋白质作为药物靶点的研究进展蛋白质是生命体中非常重要的有机分子,它们在细胞、组织和器官中起着重要的生理和代谢作用。
在过去的几十年里,科学家们已经发现了许多蛋白质在疾病发生中发挥重要作用,这些发现使得蛋白质成为研究药物靶点的重要目标。
本文将介绍蛋白质作为药物靶点的研究进展。
1. 蛋白质作为药物靶点的概念药物通常是特定分子或化合物,可以与生物体中的特定蛋白质相互作用,从而影响其功能以调节或治疗疾病。
因此,药物最常见的作用方式就是靶向蛋白质。
在众多的生物大分子中,蛋白质往往是最适合成为药物靶点的分子。
这是因为大多数药物都是小分子化合物,而蛋白质的体积较大,具有更多的结合位点,可以与多种化合物结合,从而实现药物作用。
2. 蛋白质药物的分类蛋白质药物可以根据生产方式和来源进行分类。
根据生产方式,将其分为两种:重组蛋白质药物和突变蛋白质药物。
重组蛋白质药物指的是通过基因工程手段大量生产人工合成的蛋白质药物,如干扰素、埃克替珠单抗等。
突变蛋白质药物则是利用天然蛋白质中的变异体来生产药物,如利用人血液中的IgG1来生产制剂等。
根据来源,蛋白质药物分为三类:内源性蛋白质药物、外源性蛋白质药物和全新蛋白质药物。
内源性蛋白质药物是指利用本身具有作用的蛋白质治疗疾病,如拜瑞单抗(Bevacizumab)治疗结直肠癌。
外源性蛋白质药物则是利用与机体自身产生类似蛋白质的别种物质制备的制剂,如利用细菌生产的血凝酶治疗心血管疾病。
全新蛋白质药物是指针对某一特定靶点开发的从未有过的药物,如可单抗药物Ranibizumab。
3. 蛋白质作为药物靶点的研究历史悠久,但随着研究方法不断发展,逐渐出现了一些新的研究进展。
3.1 基因组学技术的进展近年来,基因组学技术的发展和突破,使得探索目标蛋白质的研究变得更快更容易。
通过基因组学技术,科学家可以在短时间内找到大量与某个疾病或生理过程相关的蛋白质靶点,从而研发新的治疗药物。
现今,一些新型的全新蛋白质药物,例如ETP-46464、Epacadostat等,就是通过基因组学技术的发现而问世的。
蛋白质纯化技术研究进展
蛋白质纯化技术研究进展蛋白质是生物体中重要的分子之一,它们扮演着维持生命的许多功能。
蛋白质纯化是研究蛋白质结构和功能的重要手段,也是蛋白质制药的必要步骤。
随着蛋白质研究的深入,蛋白质纯化技术得到了迅速发展。
一、传统分离技术传统的蛋白质分离技术主要是色谱技术、离心分离、电泳和沉淀分离。
这些方法需要依赖蛋白质的理化性质进行分离,如分子量、电荷、亲水性等。
虽然这些方法在某些情况下能够达到较好的效果,但它们都存在某些缺陷:分离效率低、耗时长、操作复杂、易失活。
二、亲和层析技术为了弥补传统方法的不足,研究人员不断寻求更加高效的蛋白质纯化方法。
亲和层析技术因其选择性强、分离效率高而成为了越来越受欢迎的方法。
亲和层析是一种介于化学亲和力与色谱法之间的分离方法。
亲和层析技术基于结构域或分子表面的分子配对进行径流分离,通过其他化学分离步骤无法分离。
可以通过单独的亲和层析胶体,也可以通过一系列不同的分离中介来实现。
亲和层析技术的选择取决于要纯化的蛋白质,可以选择适当的亲和序列或化学分离介体来保留目标蛋白质。
例如,大分子蛋白质可以在硫酸盐,硝酸盐或氢氧化钠pH4处理的大雀麦亲和层析树脂上纯化。
其他分子可以使用具有含灵长目蛋白质核酸相互作用的亲和树脂或利用酵母细胞结构中单链碱性氨基酸残基与标记的蛋白质交互作用的阳离子树脂来纯化。
亲和层析技术是纯化问题的强力工具,并且在高效液相色谱基础上易于实现。
有基于亲和铁柱螯合技术和基于镍柱螯合技术等多种亲和层析技术。
除了常见的亲和柱,还可以使用核壳颗粒亲和层析和温和亲和层析方法等。
尽管这些技术在结构域或分子表面上具有出色的配对性,从而实现了高选择性和高效率的径流分离,但是它们仍受到性能限制,例如TTP血友病因子的亲和结合为单精联系数,目前仍无法推广生产。
此外,许多技术需要较长的开发时间和高成本的特异性重新定制,这也是大规模生产的主要障碍。
三、高通量纯化技术高通量纯化技术就是对传统方法和亲和层析技术的一个进一步创新和提高。
蛋白质表达与农业发展探讨蛋白质表达在农业发展中的应用
蛋白质表达与农业发展探讨蛋白质表达在农业发展中的应用蛋白质表达与农业发展探讨在农业发展中,蛋白质表达技术的应用正逐渐成为一种重要的工具。
蛋白质是生物体内最基本的组成部分之一,对于植物、动物以及微生物的生长发育以及整体代谢过程起着至关重要的作用。
蛋白质表达技术的发展为农业领域带来了许多机遇和挑战。
本文将探讨蛋白质表达在农业发展中的应用,并分析其对于农业发展的影响。
一、蛋白质表达技术的基本原理蛋白质表达是指利用外源DNA重组技术,将目标基因转移至宿主细胞中,并利用宿主细胞的表达系统产生目标蛋白质的过程。
基本原理主要包括基因克隆、转化、表达和纯化等步骤。
首先,通过PCR扩增等方法获得目标基因的DNA序列;接着,将目标基因插入表达载体中,并通过转化等手段将载体导入宿主细胞;然后,利用宿主细胞的表达系统诱导目标基因在细胞内转录、翻译并表达为蛋白质;最后,通过纯化技术,获得目标蛋白质的纯品。
二、蛋白质表达在农业生产中的应用1. 作物基因改良蛋白质表达技术在作物基因改良中扮演着重要角色。
通过基因转化技术将耐盐、抗虫、抗病等重要基因导入作物,改善作物的病虫害抗性和逆境适应能力。
例如,利用蛋白质表达技术,将一种细菌杀虫毒素基因转化至作物中,使其具备自身抵抗虫害的能力,减少化学农药的使用,提高农作物的抗性和产量。
2. 动物遗传改良蛋白质表达技术也可以用于动物的遗传改良。
利用基因转化技术,可以将营养增强、抗病或抗逆性强的基因导入目标动物,提高其产物的优质性、抗病性和抵抗能力。
例如,将乳牛中丰富产奶基因转移至其他品种的乳牛,提高其产奶量和乳质,从而增加乳制品的生产。
3. 微生物肥料改良蛋白质表达技术在微生物肥料改良中也起到了重要的作用。
通过将固氮菌等有益微生物中特定蛋白质基因转化至其他微生物中,增强其固氮和溶磷效果,提高土壤肥力。
这种大规模应用可以减少对化学肥料的依赖,降低农业生产对环境的污染。
三、蛋白质表达技术应用所面临的挑战1. 遗传转化效率低蛋白质表达技术在农业领域的应用受到遗传转化效率的限制。
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蛋白质农药产业化研究进展蛋白质农药是由微生物产生的,对多种农作物具有生物活性的蛋白激发子类药物。
通过激发植物自身的抗病防虫、生长发育相关基因的表达,增强植物的免疫能力,促进植物生长。
蛋白质农药的作用机理在性质上类似动物免疫的抗病机制,属于一种新型、广谱、高效、多功能生物农药。
随着新型环保生物技术的不断研究与发展,近年来,有关激发植物免疫抗病和促生增产作用的微生物蛋白农药的研究,已引起国内外的广泛关注和重视。
2001年,美国EDEN公司从细菌源过敏蛋白中开发出的Messenger(康壮素)农药产品,在美国获得登记,被EPA列为免检残留的农药产品,准许在所有作物上使用。
2001年,该产品的开发荣获美国环境保护委员会颁发的“总统绿色化学挑战奖”,并被称为是“植物保护和农产品安全生产上的一次绿色革命”,现已在美国、墨西哥、西班牙等国的烟草、蔬菜和果树上广泛应用。
2004年, Messenger经我国农业部农药检定所(ICAMA)审定,取得了农药临时登记证,推荐在番茄、辣椒、烟草和油菜上使用。
蛋白激发子是基于诱导增强植物抗病性、抗逆性而研制的新型生物农药,与一般概念上的生物农药不同,其本身对病原物无直接杀死作用。
根据激发子来源和性质的不同,主要分为3类,其主要特征见表l。
1 过敏蛋白(Harpin)过敏蛋白是一种能够使植物发生过敏反应的一类蛋白质的总称,这类蛋白质来源于植物病原微生物。
Wei等首次发现梨火疫病菌(Erwinia omyZ ouora)的hrpN基因编码的一种新蛋白质能诱导植物产生过敏反应,并将其命名为Harpin。
并首次提出Harpin激发植物过敏反应(Hypersensitive response,HR)与抗病性的关系,提出了过敏蛋白具有诱导植物抗病功能LIj。
Harpin蛋白并不直接作用于靶标作物,而是刺激作物产生自然的免疫机制,使植物能抵抗一系列的细菌、真菌和病毒的侵染。
其作用机理是与植物表面的特殊受体结合,产生植物防御信号,激发植物产生多种防卫反应。
Harpin能诱导多种植物产生HR,Harpin蛋白既能诱导非寄主植物产生过敏反应,其本身又是寄主的一种致病因子。
2001年,美国Comell大学和EDEN生物科技公司基于过敏蛋白的研究,共同开发和研制成功了具有抗病防虫功能的广谱无公害微生物蛋白农药 Messenger。
该产品是2001年生物农药中最具代表性的新产品之一,也是当前国际上利用高技术手段开发生物农药最成功的例子。
对多种病虫害防治效果达50%~80%,增产效果10%~20%。
这类农药功能广泛,作用机制独特,对环境友好,荣获2001年度美国环境保护委员会颁发的“总统绿色化学挑战奖”。
赵立平博士等也研究证实了细菌蛋白质具有提高植物抗病虫和促进植物增产的功能,并进行了Harpin结构与功能关系、Harpin固氮工程菌的构建、产Harpin的团成泛菌工程菌构建等方面的研究。
李汝刚,范云六等人进行了Harpin蛋白基因的克隆及序列分析以及转基因马铃薯降低晚疫病斑生长率方面的研究。
自1986年首次报道hrp基因以来,人们对植物病原细菌hrp基因的分布、结构、功能等进行了大量研究。
已相继从多种植物病原细菌中克隆到 hrp基因,目前,从各类病原菌中寻找产生Harpin的hrp 基因、研究Harpin诱导防卫功能及其机制已成为分子植物病理学的一个研究热点。
南京农业大学王金生教授实验室进行了水稻黄单胞菌(Xanthomonas oxyzae pv.oryzae)harpin基因的克隆与表达;测定了hrp基因簇全序列,发现其中含有23个hrp调节基因和hrp基因簇(24个基因);并从水稻黄单胞菌和水稻中克隆分离了lO余种抗病激活蛋白编码基因,从水稻黄单胞条斑病菌(Xanthomonas oryzicola pv.oryzieola)的Ⅲ型泌出系统突变体M51中分离、纯化到激发烟草过敏性反应的蛋白。
水稻条斑病细菌hrp基因簇中 Ap。
/基因编码诱导表达产物Harpin、刪蛋白可在烟草上激发产生过敏反应。
用Harpinxooc蛋白处理烟草,经RT-PCR检测发现,与烟草抗病信号途径相关的基因PR-la、hinl和hsr203J被激活转录表达;处理水稻后NPRl、OsPRla、OsPRlb和PAL被激活转录表达,表明Harpin x00c蛋白与植物互作后通过水杨酸信号传导途径激活病程相关蛋白等防卫反应基因的转录表达,从而使植物产生系统获得抗病性。
Harpin x00c加工后制成的1%可溶性微颗粒制剂可诱导水稻产生抗病性,防治稻瘟病效果与稻瘟必克(三环唑)相当,防治水稻纹枯病、稻曲病效果与井冈霉素相当,对水稻增产的效果主要表现在增加粒重,增产达6%以上。
2 隐地蛋白(Elicitin)隐地蛋白是由隐地疫霉分泌的蛋白类激发子,自1977年观察到Phytophthora cryptogea的菌体提取物和培养滤液能引起烟草叶片坏死性反应以来,从只cryptogea,P).cinnamomi和P.capsici中已纯化了分子量约10 kD的多种蛋白类激发子,Huet等(1989)将这类活性蛋白命名为Elicitin。
研究证明:Elicitin是通过水杨酸介导抗病信号途径,激发植物获得对真菌、细菌等病原物的系统抗性(systemic acquired resistance,SAR),同时产生活性氧自由基、脂过氧化物、植保素、PR蛋白等防御反应相关物质。
迄今已发现17种疫霉菌中存在Elicitin活性蛋白,根据等电点和对烟草的激活反应可分为ct-elieitin(酸性)和B.elieitin(碱性)2类,2种类型蛋白的氨基酸序列同源性达到60%以上。
近年来,从一些腐霉菌中也发现有Elicitin类似活性蛋白存在,并能高效激发番茄的系统获得性抗性”。
3 激活蛋白(Activator)激活蛋白是从葡萄孢菌(Botrytis)、交链孢菌(Alternaria)、黄曲霉菌(Asporgillus)、稻瘟菌(Pyrcu1aria)、青霉菌(Penicillium)、纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、木霉菌(Trichoderma)、镰刀菌(Fusarium)等多种真菌中筛选、分离、纯化出的一类新型蛋白质,相关核心技术已获得1项发明专利,公开2项专利。
研究已证明,从交链孢菌和稻瘟菌分离的激活蛋白的氨基酸和核酸序列均不同于过敏蛋白和隐地蛋白,是一类新型的蛋白激发子。
通过酵母双杂交技术,研究了激活蛋白与植物的作用关系,初步认为激活蛋白可能通过与植物表面受体的互作,诱导植物的信号传导,引起植物体内一系列代谢反应,诱导和激活植物自身免疫系统和生长系统,从而对病虫害产生抗性,促进植物生长,提高作物产量。
研究获得的激活蛋白初试产品性能稳定,便于规模化生产,产品无毒,无残留,可用于植物的拌种、浸种、浇根和叶面喷施。
经多种植物的室内盆栽和田间试验表明,对病虫害的防治效果为40%~80%,提高作物产量10%~20%。
3.l 激活蛋白的基因克隆在国家"973”和“863”项目的资助下,进行了激活蛋白的分离纯化、基因克隆、激活蛋白与植物互作机理、蛋白质结构分析与分子药物设计、生物药物的发酵工艺及制剂技术。
已完成了交链孢菌和稻瘟菌激活蛋白的分离、纯化,制备了激活蛋白多克隆抗体,利用抗体对激活蛋白产生菌的基因文库进行了筛选,获得了激活蛋白基因并进行了基因的原核和毕赤酵母转化体系的构建和表达研究,其中具有激发子功能的稻瘟菌激活蛋白基因工程菌株申报了发明专利。
3.2 激活蛋白作用机理研究表明,植物激活蛋白能显著提高植物抗病相关酶活性和生长相关物质的积累,激活蛋白处理水稻后5h苯丙氨酸解氨酶(PAL)和几丁质酶活力提高50%以上,处理黄瓜种子后90 min可检测到大量脯氨酸的积累。
水稻基因芯片结果表明,激活蛋白可引起800个基因的表达变化,其中有104个上调基因和256个下调基因,上调基因与光合作用、生长发育、免疫反应、信号转导和翻译转录相关,其分子功能主要涉及催化活性,蛋白、核酸及脂肪结合活性,运输、电子传递和信号转换,水解酶活性等。
上调基因所参与的生物过程涉及对生物、非生物、外在及内在刺激的应激反应,转录、代谢、生物合成生长发育和光合作用等生物过程。
上调基因的细胞定位有细胞壁、细胞膜、质膜、细胞核、核膜,叶绿体、类囊体、内质网和质体。
用定量PCR方法验证了水稻基因芯片部分基因的表达量变化,再次说明激活蛋白能提高植物抗病相关基因表达量,引起了植物代谢系统的一系列反应,激活了抗逆相关蛋白基因的表达,因此表现出抗病和促生长作用。
3.3 激活蛋白应用研究试验表明,激活蛋白能诱导多种作物产生抗病性,同时能促进植物生长,显著提高产量、改善产品品质。
连续在湖南、浙江、辽宁用于烟草、草莓、白菜、辣椒、蚕豆、棉花和水稻等作物,对辣椒、白菜和水稻增产效果达到10%~26.52%;对烟草花叶病、豌豆赤斑病和草莓蛇眼的控制效果达65%~89%。
植物激活蛋白尤其对植物花叶病表现更好的控制效果,能显著诱导烟草抑制花叶病的发生和发展,对枯斑抑制率达70.18%;小区处理后7 d的诱抗效果达48.49%~53.7%。
2004--2005.年连续在湖南烟草基地的试验证明,3%植物激活蛋白粉剂大田施药后20d和45d后的诱抗效果达72.87%~73.4%,效果优于和相当于目前广泛使用的化学抗病毒剂,与菌克毒克效果相当,高于抑毒星,表现出良好的应用推广前景。
此外,植物激活蛋白能明显促进烟草生长,表现为株高,留叶数和叶面积增加,其中株高增长7.42%,中上部叶面积分别增加10.35%和14.8%;激活蛋白对烟叶品质有较明显的影响,其中可溶性糖、还原性糖、蛋白质含量以及施木克值比对照高,其化学物质含量符合优质烤烟质量指标,对改善烤烟品质有明显作用。
植物激活蛋白对多种作物具有改善品质的效果,如草莓大果率提高,果面光亮并且耐贮存;柑桔果型好,果面光滑;大白菜的株高、叶长、叶宽增加,提高白菜叶片中粗蛋白、可溶性糖和维生素C含量,其中0.80z/L植物激活蛋白维生素C提高了21.4%。
4 其他相关蛋白张正光等从引起棉花烂铃的棉疫病菌(Phytophthora boehmeriae)培养滤液中纯化到一种特异的90 kD蛋白激发子,研究了该蛋白激发子诱导烟草过敏反应过程中细胞死亡和防卫反应酶系活性变化以及对病程相关蛋白PR5的诱导作用。
研究表明:以10 nmol/L激发子溶液注射处理W38烟草叶片,HR枯斑周围5 mm组织在UV光下呈现蓝色荧光,对处理部位进行Evans blue染色,结果发现20 h处理部位细胞全部死亡;激发子可诱导烟草防卫反应中苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性提高;可快速诱导PR5基因的转录。