معلومة

8.3: النتائج - علم الأحياء

8.3: النتائج - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أ. تجربة المطهرات

استخدم المساحات أدناه لرسم شكل لوحة TSA الخاصة بك ولوحة شريك المختبر. سجل ملاحظاتك في الرسم البياني أدناه.

القرص #اسمملاحظات
1
2
3
4
5
6

بناءً على نتائجك ، ما المطهر (المطهرات) الذي كان يعمل بشكل أفضل ضد البكتيريا التي اختبرتها؟

ما المطهرات الأقل فعالية؟

قارن طبقك مع طبق شريكك في المعمل. هل رأيت نفس نمط مناطق التثبيط لكل من البكتيريا التي تم اختبارها؟ يشرح.

B. اختبار الحساسية للمضادات الحيوية

راقب لوحات Mueller-Hinton الثلاثة ، ولاحظ أي اختلافات في مظهرها العام. أي لوحة يبدو أنها تحتوي على معظم مناطق التثبيط؟

الذي لديه أقل؟

هل ترى أي مستعمرات صغيرة داخل مناطق التثبيط على أي من أطباقك؟ ماذا تمثل هذه المستعمرات؟

لكل لوح ، قم بقياس مناطق التثبيط لـ3-4 مضادات حيوية على النحو التالي:

1. باستخدام مسطرة متريّة ، قم بقياس قطر منطقة التثبيط. عبر عن القيم بالمليمترات (مم). من الأفضل اختيار بعض المناطق الصغيرة والمتوسطة والكبيرة للمقارنة.

2. استخدم المخططات التي قدمها مدرسك للبحث عن تفسير لكل منطقة من المناطق التي قمت بقياسها. سجل القياسات والتفسيرات في الرسم البياني أدناه.

الشكل 8.3.1: قياس مناطق التثبيط

الأنواع البكتيريةتسمية القرص مضاد حيوي / تركيز منطقة التثبيط (مم) الترجمة الفورية (R ، I ، S)
بكتريا قولونية
بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية
P. الزنجارية

بناءً على نتائجك ، هل تعمل جميع المضادات الحيوية بشكل متساوٍ ضد جميع أنواع البكتيريا؟ يشرح.

لماذا نحتاج إلى البحث عن القيم في المخططات الخاصة بكل مضاد حيوي؟

C. إنتاج المضادات الحيوية في Streptomyces

افحص اللوحات بحثًا عن دليل على نشاط المضادات الحيوية. قس مناطق التثبيط وسجل ملاحظاتك في الجدول أدناه.

بكتريا قولونية بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية M. smegmatis
MTE4a
Streptomyces coelicolor
Streptomyces violaceusniger

هل تلاحظ أي اختلافات في قدرة سلالات Streptomyces على تثبيط البكتيريا الموجبة والسالبة الجرام؟


نماذج البيولوجيا حجم السوق ومشاركة الأعمال في عام 2021 مع تأثير Covid-19 على أفضل البلدان الرائدة ومحركات السوق والنمو المستقبلي وآفاق الأعمال وتحليل القوى والإيرادات بحلول عام 2025

  • رمز البريد الإلكتروني
  • أيقونة Facebook
  • أيقونة تويتر
  • رمز لينكد إن
  • رمز Flipboard
  • رمز الطباعة
  • رمز تغيير الحجم

لم تشارك إدارة أخبار MarketWatch في إنشاء هذا المحتوى.

31 مايو 2021 (The Expresswire) - "سيضيف التقرير النهائي تحليل تأثير COVID-19 على هذه الصناعة."

يقدم التقرير البحثي العالمي "سوق نماذج الأحياء" معلومات قيمة حول أحدث اتجاهات السوق نماذج علم الأحياء وإمكانات النمو ، وحالة العرض والطلب في الصناعة والقيمة السوقية. يتضمن هذا التقرير تحليلاً كاملاً لنمو الإيرادات المتوقعة للمناطق الجغرافية المختلفة مع التجزئة (الأنواع والتطبيقات) وحجم الصناعة. يوفر تقرير سوق نماذج الأحياء معلومات شاملة تعد مصدرًا قيمًا للبيانات الثاقبة لاستراتيجية العمل خلال فترة التنبؤ. كما أنه يركز على الدوافع الرئيسية والقيود والفرص والتهديدات للوافدين الجدد إلى جانب تقدير الإيرادات.

يدرس هذا التقرير حالة السوق ونماذج البيولوجيا العالمية ووجهة نظر المناطق العالمية والرئيسية ، من مواقع اللاعبين الرئيسيين والبلدان وأنواع المنتجات والصناعات النهائية ، ويحلل هذا التقرير أهم اللاعبين في صناعة نماذج البيولوجيا العالمية ، وينقسم حسب نوع المنتج والتطبيقات / الصناعات النهائية. يغطي تقرير سوق نماذج البيولوجيا العالمية جميع العناصر الديناميكية جنبًا إلى جنب مع عوامل نمو السوق ، كما يتم تضمين نطاق السوق للتطبيقات والقطاعات المختلفة التي تساعد على التأثير على السوق خلال فترة التنبؤ في السوق.

نطاق سوق نماذج الأحياء:

  • يشارك التقرير وجهات نظرنا بشأن تأثير COVID-19 على المدى الطويل والقصير.
  • يقدم التقرير تأثير الأزمة على سلسلة الصناعة ، وخاصة لقنوات التسويق.
  • يقوم التقرير بتحديث خطة التنشيط الاقتصادي للصناعة في الوقت المناسب لحكومة الدولة.

لفهم كيفية تغطية تأثير Covid-19 في هذا التقرير-https://www.industryresearch.co/enquiry/request-covid19/16199036

اللاعبين الرئيسيين البارزين في تقرير سوق نماذج علم الأحياء هم:

  • تشريحية GPI
  • 3DIEMME
  • تصاميم الأقراص الديناميكية
  • إيرلر زيمر
  • فيزيوميد
  • شركة ساكاموتو موديل
  • تصنيع الجنيه الاسترليني
  • ألتاي العلمية
  • النشر العلمي
  • فراساكو
  • سيمولايدز
  • آدم ، رويلي
  • PRODONT-HOLLIGER
  • كانرين
  • ناسكو
  • أ. الجيو
  • شينتشنغ
  • كولومبيا دنتوفورم
  • Honglian Medical Tech
  • ليردال

تجزئة سوق نماذج الأحياء حسب الأنواع:

تجزئة سوق نماذج الأحياء حسب التطبيقات:

استفسر أو شارك أسئلتك إن وجدت قبل شراء هذا التقرير -https://www.industryresearch.co/enquiry/pre-order-enquiry/16199036

النقاط المهمة التي يتم تناولها في سوق نماذج الأحياء العالمية:

  • تحليل متعمق لسيناريو الاستثمار لسوق نماذج الأحياء العالمية
  • نظرة عامة على الأعمال واستراتيجيات الأعمال للاعبين الرئيسيين العالميين
  • تأثير وباء COVID-19 على معدل نمو سوق النماذج البيولوجية
  • خريطة النمو لتحسين التكنولوجيا وتأثير ذلك على تحليل السوق
  • تقدير حالة التطوير والتوسع في سوق نماذج الأحياء
  • الاستراتيجيات الرئيسية لأهم اللاعبين
  • إمكانات النمو والقطاعات المتخصصة في المناطق الجغرافية
  • منظور عالمي على أداء السوق

جغرافيًا ، يتم تغطية التحليل التفصيلي للاستهلاك والإيرادات وحصة السوق ومعدل النمو ، التاريخي والمتوقع (2015-2025) للمناطق التالية:

  • أمريكا الشمالية
  • أوروبا
  • آسيا والمحيط الهادئ
  • الشرق الأوسط وأفريقيا
  • جنوب امريكا

يقدم تقرير دراستنا:

  • تقييمات حصة السوق للقطاعات الإقليمية والقطرية.
  • اتجاهات سلسلة التوريد ترسم خريطة لأحدث التطورات التكنولوجية.
  • توصيات استراتيجية للوافدين الجدد.
  • نماذج علم الأحياء تحليل حصة السوق من اللاعبين الكبار في الصناعة.
  • توقعات السوق لجميع القطاعات المذكورة ، والقطاعات الفرعية ، والأسواق الإقليمية.
  • اتجاهات السوق (الدوافع والقيود والفرص والتهديدات والتحديات وفرص الاستثمار والتوصيات).
  • تعريف الشركة بالاستراتيجيات التفصيلية والبيانات المالية والتطورات الأخيرة.
  • المناظر الطبيعية التنافسية رسم خرائط الاتجاهات الرئيسية المشتركة.
  • التوصيات الإستراتيجية في قطاعات الأعمال الرئيسية بناءً على تقديرات السوق.

أجاب تقرير ماركر نماذج الأحياء على الأسئلة التالية:

  • ما هو معدل النمو المتوقع لسوق نماذج الأحياء؟
  • ماذا سيكون حجم سوق نماذج الأحياء للفترة المتوقعة؟
  • ما هي القوى الدافعة الرئيسية المسؤولة عن تغيير مسار الصناعة؟
  • من هم البائعون الرئيسيون المهيمنون على صناعة نماذج الأحياء في مختلف المناطق؟
  • ما هي استراتيجيات الفوز للبقاء في الصدارة في المنافسة؟
  • ما هي اتجاهات السوق التي يمكن لأصحاب الأعمال الاعتماد عليها في السنوات القادمة؟
  • ما هي التهديدات والتحديات المتوقع أن تحد من تقدم الصناعة في مختلف البلدان؟
  • ما هي الفرص الرئيسية التي يمكن لأصحاب الأعمال الاستفادة منها في فترة التنبؤ؟

شراء هذا التقرير (السعر 3500 دولار أمريكي لترخيص المستخدم الفردي) -https://www.industryresearch.co/purchase/16199036

تقرير أبحاث سوق نماذج البيولوجيا العالمية المفصل مع الفرص والاستراتيجيات لتعزيز النمو- تأثير COVID-19 والتعافي

1 نظرة عامة على السوق

1.1 تعريف المنتج وخصائص السوق

1.2 حجم سوق نماذج الأحياء العالمية

1.4 تحليل الاقتصاد الكلي العالمي

2 ديناميات السوق

2.2 قيود وتحديات السوق

2.3 اتجاهات الأسواق الناشئة

3 تقييم الصناعة المرتبطة

3.2 المشاركون النشطون في الصناعة

3.2.1 موردي المواد الخام

3.2.2 الموزعون الرئيسيون / تجار التجزئة

3.4 تأثير Covid-19 من منظور سلسلة الصناعة

4 المشهد التنافسي للسوق

4.1 اللاعبون الرائدون في الصناعة

4.2.1 أخبار إطلاق المنتج الرئيسي

4.2.2 الماندا وخطط التوسع

5 تحليل الشركات الرائدة

5.1.1 ملف الشركة أ

5.1.2 نظرة عامة على الشركة

5.1.3 نماذج بيولوجيا الشركة أ المبيعات والإيرادات ومتوسط ​​سعر البيع والهامش الإجمالي (2015-2020)

5.1.4 مقدمة عن منتجات نماذج الأحياء للشركة

5.2.1 ملف الشركة ب

5.2.2 نظرة عامة على أعمال الشركة "ب"

5.2.3 نماذج بيولوجيا الشركة ب المبيعات والإيرادات ومتوسط ​​سعر البيع والهامش الإجمالي (2015-2020)

5.2.4 مقدمة منتجات الشركة "ب" في علم الأحياء

6 تحليل السوق والتنبؤ به ، حسب أنواع المنتجات

6.1 مبيعات نماذج الأحياء العالمية والإيرادات وحصة السوق حسب الأنواع (2015-2020)

6.2 نماذج البيولوجيا العالمية توقعات السوق إيرادات المبيعات وحصة السوق حسب الأنواع (2020-2025)

6.3 مبيعات نماذج البيولوجيا العالمية والسعر ومعدل النمو حسب الأنواع (2015-2020)

6.4 إيرادات السوق العالمية لنماذج البيولوجيا وتوقعات المبيعات ، حسب الأنواع (2020-2025)

7 تحليل السوق وتوقعاته ، حسب التطبيقات

7.1 مبيعات نماذج الأحياء العالمية والإيرادات وحصة السوق حسب التطبيقات (2015-2020)

7.2 توقعات سوق نماذج البيولوجيا العالمية إيرادات المبيعات وحصة السوق حسب التطبيقات (2020-2025)

7.3 الإيرادات العالمية والمبيعات ومعدل النمو حسب التطبيقات (2015-2020)

7.4 إيرادات السوق العالمية لنماذج البيولوجيا وتوقعات المبيعات ، حسب التطبيقات (2020-2025)

8 تحليل السوق وتوقعاته ، حسب المناطق

8.1 مبيعات نماذج الأحياء العالمية حسب المناطق (2015-2020)

8.2 إيرادات السوق لنماذج البيولوجيا العالمية حسب المناطق (2015-2020)

8.3 العالمية نماذج البيولوجيا توقعات السوق حسب المناطق (2020-2025)

9 نماذج بيولوجيا أمريكا الشمالية تحليل السوق

9.1 نظرة عامة على السوق وتحليل التوقعات

9.2 مبيعات سوق نماذج الأحياء في أمريكا الشمالية ومعدل النمو (2015-2020)

9.3 سوق نماذج البيولوجيا في أمريكا الشمالية ومعدل النمو (2015-2020)

9.4 توقعات سوق نماذج الأحياء في أمريكا الشمالية

9.5 تأثير COVID-19 على سوق أمريكا الشمالية

9.6 أمريكا الشمالية نماذج علم الأحياء تحليل السوق حسب البلد

10 نماذج علم الأحياء في أوروبا تحليل السوق

10.1 نظرة عامة على السوق وتحليل التوقعات

10.2 مبيعات سوق نماذج البيولوجيا الأوروبية ومعدل النمو (2015-2020)

10.3 نماذج البيولوجيا الأوروبية إيرادات السوق ومعدل النمو (2015-2020)

10.4 أوروبا نماذج سوق الأحياء توقعات السوق

10.5 تأثير COVID-19 على السوق الأوروبية

10.6 أوروبا علم الأحياء نماذج تحليل السوق حسب البلد

14 الاستنتاجات والتوصيات

14.1 النتائج والتوقعات الرئيسية للسوق

15 الملحق

الهاتف: الولايات المتحدة +14242530807 / المملكة المتحدة +44 20 3239 8187

بيان صحفي تم توزيعه بواسطة Express Wire

هل هناك مشكلة في هذا البيان الصحفي؟ اتصل بموفر المصدر Comtex على [email protected] يمكنك أيضًا الاتصال بخدمة عملاء MarketWatch عبر مركز العملاء الخاص بنا.

لم تشارك إدارة أخبار MarketWatch في إنشاء هذا المحتوى.


لا تستطيع الخلايا العصبية المتمايزة تمامًا ، بكل بنياتها الخاصة ، أن تنقسم وتشكل خلايا عصبية ابنة جديدة. حتى وقت قريب ، اعتقد العلماء أن الخلايا العصبية الجديدة لم يعد من الممكن أن تتشكل بعد تطور الدماغ قبل الولادة. بعبارة أخرى ، اعتقدوا أن الناس قد ولدوا ولديهم كل الخلايا العصبية في الدماغ التي قد تكون لديهم ، ومع موت الخلايا العصبية ، لن يتم استبدالها. ومع ذلك ، تظهر أدلة جديدة أن الخلايا العصبية الإضافية يمكن أن تتشكل في الدماغ ، حتى عند البالغين ، من انقسام الخلايا الجذعية العصبية غير المتمايزة الموجودة في جميع أنحاء الدماغ. يسمى إنتاج الخلايا العصبية الجديدة تكوين الخلايا العصبية. لا يُعرف مدى حدوثه ، لكن من غير المحتمل أن يكون كبيرًا جدًا عند البشر.

يتكون النسيج العصبي في الدماغ والحبل الشوكي من مادة رمادية ومادة بيضاء. مسالة رمادية او غير واضحة يحتوي بشكل أساسي على تراكيب لا تحتوي على النخاع ، بما في ذلك أجسام الخلايا والتشعبات في الخلايا العصبية. إنه رمادي فقط في الجثث. المادة الرمادية الحية هي في الواقع لون وردي أكثر من الرمادي (انظر الشكل 8.3.3) المادة البيضاء تتكون بشكل أساسي من محاور مغطاة بغمد المايلين ، مما يمنحها لونها الأبيض. تشكل المادة البيضاء أيضًا أعصاب الجهاز العصبي المحيطي. تتكون الأعصاب من حزم طويلة من المحاور النخاعية التي تمتد إلى العضلات أو الأعضاء أو الغدد في جميع أنحاء الجسم. يتم تجميع المحاور في كل عصب معًا مثل الأسلاك في كابل. قد يكون طول المحاور في الأعصاب أكثر من متر في الشخص البالغ. أطول عصب يمتد من قاعدة العمود الفقري إلى أصابع القدم.

الشكل 8.3.3 يمكنك رؤية طبقات المادة الرمادية (الوردية) والمادة البيضاء في هذه الصورة لدماغ مريض بشري متوفى حديثًا.


08 التمثيل الغذائي AHL

تقدم هذه الصفحات تفاصيل الخطوط العريضة لمحتوى الموضوع جنبًا إلى جنب مع الأسئلة الأساسية ومهارات الطلاب والتطبيقات.

8.1 التمثيل الغذائي

  • تشكل سلسلة أو دورة من التفاعلات المحفزة بالإنزيم مسارًا استقلابيًا.
  • تحفز الإنزيمات التفاعلات الكيميائية عن طريق خفض طاقة التنشيط.
  • مثبطات تنافسية على سبيل المثال في الطب - يستخدم الإيثانول والفومبيزول كمثبطات تنافسية للتسمم بمضاد التجمد.
  • مثبطات غير تنافسية. على سبيل المثال أدوية لعلاج الملاريا.
  • يمكن أن يتحكم تثبيط المنتج النهائي في مسارات التمثيل الغذائي - على سبيل المثال في المسار الذي يحول ثريونين إلى إيزولوسين.
  • استخدام قواعد البيانات لتحديد الأدوية الجديدة المحتملة لمكافحة الملاريا. في لعب دور غرفة الطوارئ: سيكون الطلاب قد شاهدوا هذا
  • في تجربة تثبيط الإنزيم ، سيحسب الطلاب ويرسموا معدلات التفاعل من النتائج التجريبية الأولية.
  • سوف يميزون أيضًا أنواعًا مختلفة من التثبيط من الرسوم البيانية عند تركيز الركيزة المحدد.

8.2 التنفس

مقدمة لردود الفعل في التنفس

  • يشمل التنفس الخلوي:
  • أكسدة واختزال ناقلات الإلكترون.
  • فسفرة الجزيئات مما يجعلها أقل استقرارًا.
  • نزع الكربوكسيل يزيل ذرة الكربون من الجزيء

تحلل السكر ودورة كريبس

  • تحلل الجلوكوز هو تحويل الجلوكوز إلى بيروفات في السيتوبلازم مما يعطي ربحًا صافياً صغيرًا من ATP (بدون استخدام الأكسجين).
  • يحول تنفس الخلايا الهوائية البيروفات عن طريق نزع الكربوكسيل والأكسدة إلى مركب أسيتيل.
  • في تفاعل الارتباط ، يتم إرفاق الأسيتيل بالإنزيم المساعد أ لتشكيل أنزيم أسيتيل أ.
  • في دورة كريبس ،
    • تقترن أكسدة مجموعات الأسيتيل بتقليل ناقلات الهيدروجين ، وتحرير ثاني أكسيد الكربون.
    • يحمل NAD و FAD المخفَّضان (NADH + H + و FADH +) الطاقة الصادرة عن تفاعلات الأكسدة إلى أعراف الميتوكوندريا.

    سلسلة نقل الإلكترون وهيكل الميتوكوندريون.

    • تقترن سلسلة نقل الإلكترون في غشاء cristae بضخ البروتون.
    • الأكسجين هو متقبل الإلكترون النهائي.
    • تنتشر البروتونات في التناضح الكيميائي عبر سينسيز ATP لتوليد ATP.
    • يرتبط الأكسجين بالبروتونات الحرة للحفاظ على تدرج الهيدروجين مما يؤدي إلى تكوين الماء.
    • تتكيف بنية الميتوكوندريا مع وظيفتها. علق رسم تخطيطي للميتوكوندريا لإظهار هذه التكيفات
    • تم دراسة الميتوكوندريا النشطة باستخدام التصوير المقطعي الإلكتروني - الصور.
    • سيتمكن الطلاب من تحديد مكان حدوث تفاعلات نزع الكربوكسيل والأكسدة في مخططات مسارات التنفس الهوائي.
    • إرشاد:
    • أسماء المركبات الوسيطة في تحلل الجلد ودورة كريبس غير مطلوبة.

    8.3 التمثيل الضوئي

    • يحدث في أغشية الثايلاكويد وفي الفراغ الموجود بداخلها.
    • انخفاض NADP (NADPH2) و ATP في التفاعلات المعتمدة على الضوء.
    • يولد الضوء الذي تمتصه الأنظمة الضوئية إلكترونات مثارة.
    • يولد التحلل الضوئي للماء إلكترونات لاستخدامها في التفاعلات المعتمدة على الضوء.
    • تنتقل الإلكترونات المثارة بين الناقلات في أغشية الثايلاكويد.
    • تُستخدم الإلكترونات المُثارة من نظام Photosystem II لتوليد تدرج بروتوني.
    • سينزاس ATP في الثايلاكويدات يولد ATP باستخدام التدرج البروتوني.
    • يتم استخدام الإلكترونات المثارة من نظام الصور الأول لتقليل NADP إلى NADPH2.
    • تجري في السدى.
    • يحفز إنزيم الكربوكسيلاز RuBP عملية الكربوكسيل لثنائي فوسفات الريبولوز (RuBP).
    • يتم تقليل الجلسرات 3-فوسفات إلى ثلاثي الفوسفات باستخدام & quot ؛ NADP & quot (NADPH2) و ATP.
    • يستخدم ثلاثي الفوسفات لتجديد RuBP وإنتاج الكربوهيدرات.
    • يتم تجديد ريبولوز ثنائي الفوسفات (RuBP) باستخدام ATP.
    • للتعرف على تفاصيل تجربة Calvin & rsquos لتوضيح الكربوكسيل في RuBP.
    • لتكون قادرًا على شرح مخطط يوضح تكيفات البلاستيدات الخضراء مع وظيفتها.

    التمثيل الغذائي 8.1 HL

    يغطي هذا الموضوع الطريقة التي تشكل بها مسارات الإنزيم عملية التمثيل الغذائي للخلية وأمثلة محددة لهذه المسارات. مطلوب عمل الإنزيمات وركائزها ، مثبطات تنافسية وغير تنافسية وكذلك حساب معدل التفاعل.

    تنفس الخلية 8.2 HL

    يبحث هذا الموضوع في تفاصيل تحلل السكر وتفاعل الارتباط ودورة كريبس. يرتبط هيكل الميتوكوندريا بوظيفته وقد تم تحديد العملية المذهلة للتناضح الكيميائي مما يؤدي إلى إنتاج الماء و ATP.

    التركيب الضوئي 8.3 HL

    يغطي هذا الموضوع التفاصيل الصعبة للتفاعل الضوئي المعتمد على الضوء والتفاعل الضوئي المستقل لعملية التمثيل الضوئي. وهذا يشمل التحلل الضوئي والفسفرة المؤكسدة بالإضافة إلى التناضح الكيميائي حيث يولد إنزيم ATPsynthase ATP.


    ملخص الفصل

    من خلال العمل مع نباتات البازلاء في الحديقة ، وجد مندل أن التهجين بين الآباء الذين يختلفون في سمة واحدة ينتج F1 النسل الذي عبروا جميعًا عن سمات أحد الوالدين. السمات التي كانت مرئية في F1 يشار إلى الجيل على أنه مهيمن ، والصفات التي تختفي في F.1 يوصف الجيل بأنه متنحي. عندما يكون F1 كانت النباتات في تجربة مندل متقاطعة ذاتيًا ، حيث تم تهجين F2 أظهر النسل السمة السائدة أو السمة المتنحية بنسبة 3: 1 ، مما يؤكد أن السمة المتنحية قد تم نقلها بأمانة من الوالد P الأصلي. ولدت تقاطعات متبادلة متطابقة F1 و F2 نسب النسل. من خلال فحص أحجام العينات ، أظهر مندل أن السمات موروثة كأحداث مستقلة.

    8.2 قوانين الميراث

    عندما يتم عبور الأفراد الذين يتكاثرون بشكل صحيح ، أو متماثلون ، الذين يختلفون في سمة معينة ، فإن كل النسل سيكون متغاير الزيجوت لهذه الصفة. إذا تم توريث السمات على أنها مهيمنة ومتنحية ، فإن F1 سيظهر النسل جميعًا نفس النمط الظاهري مثل الأصل متماثل الزيجوت للصفة السائدة. إذا تم عبور هذه النسل المتخالف ذاتيًا ، فإن الناتج F2 من المرجح بشكل متساوٍ أن يرث النسل الأمشاج التي تحمل السمة السائدة أو المتنحية ، مما يؤدي إلى نسل يكون ربعه متماثل الزيجوت ، ونصفه متغاير الزيجوت ، وربع متنحٍ متماثل. نظرًا لأن الأفراد المسيطرين متماثلين الزيجوت وغير المتجانسين متماثلون ظاهريًا ، فإن الصفات المرصودة في F2 سيظهر النسل نسبة ثلاثة مهيمنة إلى واحدة متنحية.

    افترض مندل أن الجينات (الخصائص) موروثة كأزواج من الأليلات (الصفات) التي تتصرف في نمط سائد ومتنحي. تنفصل الأليلات في الأمشاج بحيث يكون من المرجح أن يتلقى كل مشيج أيًا من الأليلين الموجودين في فرد ثنائي الصبغة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيف الجينات إلى أمشاج بشكل مستقل عن بعضها البعض. أي ، بشكل عام ، ليس من المرجح أن تنفصل الأليلات في مشيج مع أليل معين من جين آخر.

    8.3 تمديدات قوانين الميراث

    الأليلات لا تتصرف دائمًا في الأنماط السائدة والمتنحية. تصف الهيمنة غير الكاملة المواقف التي يُظهر فيها الزيجوت المتغاير نمطًا ظاهريًا وسيطًا بين الأنماط الظاهرية متماثلة اللواقح. تصف كودومينانس التعبير المتزامن لكل من الأليلين في الزيجوت المتغاير. على الرغم من أن الكائنات ثنائية الصبغيات يمكن أن تحتوي على أليلين فقط لأي جين معين ، فمن الشائع وجود أكثر من أليلين للجين في مجموعة سكانية. في البشر ، كما هو الحال في العديد من الحيوانات وبعض النباتات ، تمتلك الإناث اثنين من الكروموسومات X ، وللذكور كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد. يقال إن الجينات الموجودة على الكروموسوم X وليس الكروموسوم Y مرتبطة بـ X ، بحيث يرث الذكور فقط أليلًا واحدًا للجين ، وترث الإناث اثنين.

    وفقًا لقانون مندل للتشكيلة المستقلة ، تُفرز الجينات بشكل مستقل عن بعضها البعض في الأمشاج أثناء الانقسام الاختزالي. يحدث هذا لأن الكروموسومات ، التي توجد عليها الجينات ، تتشكل بشكل مستقل خلال الانقسام الاختزالي والتقاطع ، مما يتسبب في أن تتصرف معظم الجينات في نفس الكروموسومات بشكل مستقل أيضًا. عندما تقع الجينات على مقربة شديدة من نفس الكروموسوم ، فإن الأليلات تميل إلى أن تكون موروثة معًا. ينتج عن هذا نسب نسل تنتهك قانون مندل للتشكيلة المستقلة. ومع ذلك ، فإن إعادة التركيب تعمل على تبادل المواد الجينية على الكروموسومات المتماثلة بحيث يمكن إعادة تجميع الأليلات الأم والأب على نفس الكروموسوم. هذا هو السبب في أن الأليلات الموجودة على كروموسوم معين لا يتم توارثها دائمًا معًا. إعادة التركيب هو حدث عشوائي يحدث في أي مكان على الكروموسوم. لذلك ، من المحتمل أن تستمر الجينات المتباعدة على نفس الكروموسوم في التصنيف بشكل مستقل بسبب أحداث إعادة التركيب التي حدثت في الفضاء الكروموسومي المتداخل.

    سواء كانت تقوم بالفرز بشكل مستقل أم لا ، فقد تتفاعل الجينات على مستوى المنتجات الجينية ، مثل أن تعبير الأليل لجين واحد يخفي أو يعدل تعبير الأليل لجين مختلف. هذا يسمى epistasis.


    استنتاج

    في هذا الاستقصاء ، باستخدام نماذج تمايز الخلايا الجذعية ، لوحظت الأنماط المتعلقة بالمرحلة التنموية لاستخدام كودون الماوس. والجدير بالذكر ، في المراحل المبكرة من نشوء الفئران ، وجدنا تحيزًا للكودونات المثلى التي تنتهي بـ AT. علاوة على ذلك ، أثناء نشأة الثدييات ، وجدنا أيضًا أن الجينات المعبر عنها بشكل انتقائي خلال مراحل النمو المختلفة لها استخدام كودون مختلف (GC3) ومحتوى GCg محلي. نحن نفترض أن الاختيار الترجمي ، مقارنة بالفرضيات الأخرى مثل BGC و TAMB ، يفسر على الأرجح تحيزات استخدام الكودون هذه ، خاصة بالنسبة للكودونات المثلى لنهاية AT. كانت القيود الانتقائية لا تزال قابلة للاكتشاف في مواقع مترادفة للعديد من مجموعات الجينات المرتبطة بالمرحلة التنموية. علاوة على ذلك ، في نفس المرحلة التنموية ، وجدنا أيضًا أن الجينات الخاصة بالنمو تستخدم عادةً المزيد من الكودونات المنتهية بـ GC ، ولها محتوى أعلى من GCg ومعدلات استبدال أعلى مقارنة بالجينات المحورية التنموية. بتطبيق تحليل استخدام الكودون في التسلسلات الهرمية التنموية ، تقدم هذه الورقة أدلة جديدة لفهم عمليات التمايز. على سبيل المثال ، قد ترتبط أجزاء الجينوم التي تشارك في إعادة تشكيل الكروماتين بمحتوى GC. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من التحقيق لفهم أفضل وأهمية النتائج المقدمة هنا والآثار المترتبة عليها.


    8.3: النتائج - علم الأحياء

    يعد النسخ المضاد للمعنى أمرًا شائعًا في الجينومات التي تحدث بشكل طبيعي ويتم استخدامه بشكل متزايد في الدوائر الوراثية الاصطناعية كأداة للتحكم في التعبير الجيني. يمكن التوسط في التأثير المتبادل على التعبير عن الجينات المتقاربة عن طريق تأثيرات الحمض النووي الريبي المضاد للتأثير والتداخل النسخي (TI). نحن نهدف إلى التوصيف الكمي طويل المدى TI بين الجينات المتقاربة مع الفواصل الجينية غير المترجمة ذات الطول المتزايد. بعد التحكم في التأثيرات المضادّة للـ RNA بوساطة ، والتي ساهمت في حوالي نصف تثبيط التعبير الكلي المرصود ، تم نمذجة تأثير TI. لتحقيق تقارب النموذج ، تم افتراض أن عملية بوليميراز RNA ومقاومة الاصطدام يتم تعديلها عن طريق تتبع الريبوسوم. تم تحديد معدل إنهاء النسخ التلقائي في مناطق الحمض النووي غير المترجم بشكل تجريبي. تقترح النمذجة التي أجريناها أن بوليميريز الحمض النووي الريبي المطول مع الريبوسوم المتأخر أكثر احتمالًا بنحو 13 مرة لاستئناف النسخ من بوليميريز الحمض النووي الريبي المعاكس بدون ريبوسوم لاحق ، عند الاصطدام المباشر بين الاثنين.

    خط أنابيب آلي يحركه البيانات لتحسين التعبير عن الإنزيم غير المتغاير
    • إميلي إي ورينبيك ،
    • ماثيو أ.
    • جاستن آر كليسميث ،
    • سيدة نوشين
    • كورنيليوس س باري ، و
    • تيموثي أ. وايتهيد*

    الإنزيمات هي الكيانات النهائية المسؤولة عن التحولات الكيميائية في مسارات التخليق الحيوي الطبيعية والمهندسة. ومع ذلك ، فإن العديد من الإنزيمات الطبيعية تعاني من تعبير وظيفي دون المستوى الأمثل بسبب ضعف استقرار البروتين الداخلي. علاوة على ذلك ، غالبًا ما تأتي الطفرات المعززة للاستقرار على حساب ضعف الوظيفة. نوضح هنا استراتيجية هندسة البروتين الآلية لتثبيت الإنزيمات مع الاحتفاظ بالوظيفة التحفيزية باستخدام المسح الطفري العميق المقترن بالفحص القائم على عوامل التصفية المتعددة والطفرات التوافقية. لقد تحققنا من صحة هذه الاستراتيجية من خلال تحسين التعبير الوظيفي لمركب بولي كيتيد من النوع الثالث من مسار Atropa belladonna التخليقي الحيوي لقلويدات التروبان. أفضل متغير لديه ما مجموعه 8 طفرات مع نشاط محسن أكثر من 25 ضعفًا على النوع البري في محللات خلايا E. coli ، ودرجة حرارة انصهار محسنة تبلغ 11.5 ± 0.6 درجة مئوية ، والحد الأدنى فقط من الكفاءة التحفيزية. نوضح أن نهج التصفية المتعددة يحافظ على حساسية مقبولة مع هياكل نمذجة التماثل حتى 4 Å RMS. تسلط نتائجنا الضوء على أداة هندسة البروتين الآلية لتحسين الاستقرار وقابلية الذوبان للأنزيمات التي يصعب التعبير عنها ، والتي لها تأثير على تطبيقات التكنولوجيا الحيوية.

    مقالات
    تعمل شاشات CRISPR-Cas9 التوافقية القائمة على الشبكة على تحديد الوحدات التآزرية في الخلايا البشرية
    • يوتشنغ جو ،
    • تشين باو
    • داتشنغ ما ،
    • يوبينج كاو ،
    • ياندا لي ،
    • تشن شيه* ، و
    • شاو لي*

    تشكل الأورام عملية معقدة مدفوعة بمجموعة من شبكات الجينات والعوامل البيئية ، ومع ذلك ، فإن الأساليب الفعالة لتحديد الشبكات الوظيفية التي تضطرب بسبب عملية تكوين الأورام غير متوفرة. في هذه الدراسة ، نقدم استراتيجية شاملة قائمة على الشبكة للاكتشاف المنهجي للوحدات التآزرية الوظيفية التي تعد محددات سببية لتكوين الأورام الناجم عن الالتهاب. يعطي نهجنا الأولوية للجينات المرشحة المختارة من خلال دمج طرق التنبؤ الجيني على مستوى الجينوم المستندة إلى السريرية والقائمة على الشبكة ويحدد الوحدات التآزرية الوظيفية بناءً على فحص CRISPR-Cas9 التوافقي. على أساس الجينات المرشحة التي تم استنتاجها من novo من الأساليب التجريبية والحسابية للمشاركة في الالتهاب والسرطان ، استخدمنا نموذج التحول الخلوي المستحث بـ TGFβ1 في الخلايا الظهارية القولونية واستراتيجية فحص CRISPR-Cas9 اندماجية جديدة لبناء التهاب- المستحثة شبكة التفاعل الجيني التفاضلي. أسفرت شبكة التفاعل الجيني التفاضلي الناجم عن الالتهاب التي أنشأناها عن رؤى وظيفية في الجينات ومجموعات الوحدات الوظيفية ، وأظهرت استجابات متنوعة لعوامل الالتهاب بالإضافة إلى مركبات الطب الصيني التقليدي النشطة. حددنا التفاعلات الجينية التفاضلية المتعارضة لتكوين الأورام الناجم عن الالتهاب: التعزيز التآزري والقمع. كانت حالة التعزيز التآزري ناتجة في المقام الأول عن عمليات الحذف في وحدات المناعة والتمثيل الغذائي ، وكانت حالة الكبت التآزري ناتجة في المقام الأول عن عمليات الحذف في وحدات الانتشار والمناعة أو في وحدات الانتشار والتمثيل الغذائي. توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة للأهداف التوافقية المبكرة المحتملة والمؤشرات الحيوية لتكوين الأورام الناجم عن الالتهاب وتسليط الضوء على التأثيرات التآزرية التي تحدث بين وحدات المناعة والانتشار والتمثيل الغذائي. في الختام ، يعمق هذا النهج فهم الآليات الأساسية التي تسبب الالتهاب لزيادة احتمالية الإصابة بالسرطان من الخلايا الظهارية القولونية وتسريع الترجمة إلى وحدات وظيفية جديدة أو مجموعات وحدة تآزرية تعدل الأنماط الظاهرية للأمراض المعقدة.

    الجسيمات النانوية للـ RNA ذاتية التجميع لتنظيم التعبير الجيني في نظام نموذجي

    في البحث عن شظايا الحمض النووي الريبي المعالجة إنزيميًا ، وجدنا فكرة التقاطع ثلاثية الاتجاهات الجديدة. اقترح تنبؤ الهيكل ترتيب اللوالب بزاوية حادة تقريبًا. 60 درجة. يتيح ذلك تصميم جسيمات نانوية ثلاثية الأبعاد للـ RNA والتي يمكن توظيفها باستخدام أجزاء تنظيمية متعددة. تم تطبيق هذا الكائن النانوي للحمض النووي الريبي ذي الشكل المثلثي متساوي الأضلاع في دراسات تنظيم التعبير الجيني في نظامين خلويين مستقلين. أكدت الدراسات البيوكيميائية والوظيفية الشكل والهيكل المتوقعين للجسيمات النانوية. تم إطلاق شظايا siRNA التنظيمية المدمجة في الجسيمات النانوية بشكل فعال وتسببت في إسكات الجينات. تم إطالة أمد التأثير التنظيمي عند إحداثه باستخدام RNA هيكلي مقارنةً بـ siRNAs غير المنظمة. في هذه الدراسات ، تم استخدام المعالجة الأنزيمية للعنصر لإطلاق الوظيفة من الجسيمات النانوية ، مما يتيح التسليم المتزامن للوظائف التنظيمية المختلفة. تفتح منهجية البحث المتسلسل والتنبؤ الهيكلي للحمض النووي الريبي وتطبيق التصميم العقلاني طريقة جديدة لإنشاء جسيمات نانوية من الحمض النووي الريبي المعالجة إنزيمياً.

    اضطراب غشاء البلازما الفيزيائي باستخدام علم البصريات الوراثي تحت الخلوي يدفع هجرة الخلايا التي يتم تنشيطها من خلال Integrin

    تعاني الخلايا من تشوهات فيزيائية لغشاء البلازما يمكنها تعديل سلوك الخلية مثل الهجرة. يتطلب فهم الأساس الجزيئي لكيفية تأثير الإشارات الفيزيائية على الاستجابات الخلوية الديناميكية أساليب جديدة يمكن أن تزعج غشاء البلازما من خلال التحكم السريع والعكس الخلوي. نقدم هنا نهجًا علميًا وراثيًا يعتمد على التقليل المحرض للضوء الذي يغير خصائص غشاء البلازما عن طريق تجنيد بروتينات العصارة الخلوية بتركيزات عالية إلى الموقع المستهدف. والمثير للدهشة أن هذا التراكم المستقطب للبروتينات في الخلية يؤدي إلى هجرة أميبية اتجاهية في الاتجاه المعاكس. تمشيا مع الآثار المعروفة لتقييد تركيزات عالية من البروتينات في غشاء في المختبر ، هناك انحناء موضعي وانخفاض التوتر في غشاء البلازما. يتم تنشيط نشاط إنتجرين ، الحساس للقوى الميكانيكية ، في هذه المنطقة. سمح التنشيط الميكانيكي المحلي للإنتجرين مع علم البصريات الوراثي بالتصوير المتزامن للاستجابة الجزيئية والخلوية ، مما ساعد على الكشف عن حلقة تغذية مرتدة إيجابية تشتمل على تنشيط RhoA المعتمد على SFK و ERK ، وانقباض الأكتوموسين ، وتدفق الغشاء الخلفي ، وتقليل التوتر الغشائي الكامن وراء هذا الوضع من انتقال الخلية .

    بناء ج غير طبيعي60 مسار الكاروتينويد الحيوي
    • لينغ لي ،
    • مايكو فوروباياشي
    • تاكويا هوسوي ،
    • تاكاهيرو سيكي ،
    • يوسوكي أوتاني
    • شيجيكو كاواي نوما ،
    • Kyoichi Saito و
    • دايسوكي أومينو*

    تتميز الكاروتينات ذات السلسلة الأطول بخصائص فسيولوجية وإلكترونية / فوتونية مثيرة للاهتمام بسبب تراكيبها الواسعة من البوليين. سيوفر إنشاء مسارات غير طبيعية للتخليق الحيوي للكاروتينات طويلة السلسلة في الكائنات الحية الدقيقة القابلة للهندسة منصة لتنويع واستكشاف إمكانات هذه الجزيئات. لقد أبلغنا سابقًا عن التخليق الحيوي للكاروتينات غير الطبيعية C50 عن طريق هندسة سينثاز C30-carotenoid backbone synthase (CrtM) من Staphylococcus aureus. في العمل الحالي ، أجرينا سلسلة من التجارب لهندسة مسارات كاروتينويد C60. أدى الإدخال التدريجي لطفرات توسيع التجويف جنبًا إلى جنب مع الطفرات المستقرة إلى تحويل خصوصية حجم المنتج لـ CrtM نحو التركيبات الفعالة للكاروتينات C60. من خلال دمج متغيرات CrtM مع سينسيز هيكسابرينيل ثنائي الفوسفات ، لاحظنا أن C60-فيتوين تراكم مع كمية صغيرة من C65-فيتوين ، وهو أكبر كاروتينويد تم تصنيعه حتى الآن. على الرغم من أن هذه الكاروتينات فشلت في العمل كركيزة لمواد إزالة التشبع بالكاروتين ، تم قبول نصف C25 من C55-phytoene بواسطة متغير phytoene desaturase CrtI ، مما أدى إلى تراكم أكبر أصباغ كاروتينويد. يجب أن يوسع الجهد المستمر نطاق الكاروتينات ، وهي مكونات واعدة لمختلف النظم البيولوجية (حصاد ​​الضوء ، ومضادات الأكسدة ، والتواصل) وغير البيولوجية (الكهروضوئية ، والفوتونية ، والترانزستور ذي التأثير الميداني).

    تعمل دفاعات الجينوم الاصطناعي ضد عناصر الحمض النووي الأنانية على استقرار البكتيريا المهندسة ضد الفشل التطوري
    • بينغ قنغ ،
    • شون بي ليونارد ،
    • دينيس إم ميشلر ، و
    • جيفري إي باريك*

    تدفع العناصر الوراثية المتنقلة التطور عن طريق تعطيل الجينات وإعادة ترتيب الجينومات. طورت حقيقيات النوى آليات جينية ، بما في ذلك مثيلة الحمض النووي وتداخل الحمض النووي الريبي ، التي تعمل على إسكات العناصر المتنقلة وبالتالي الحفاظ على سلامة جينوماتها. أنشأنا نظامًا جينيًا صناعيًا قابلًا لإعادة البرمجة يعتمد على تداخل كريسبر لمنح البكتيريا المهندسة خط دفاع مماثل ضد الينقولات والعناصر الأنانية الأخرى في جينوماتها. لقد أوضحنا أنه يمكن استخدام نهج تداخل CRISPR ضد العناصر المتنقلة (CRISPRi-ME) لقمع عائلتين مختلفتين من الينقولات في وقت واحد في Escherichia coli ، وبالتالي زيادة الاستقرار التطوري لتعبير البروتين المكلف. We further show that silencing a transposon in Acinetobacter baylyi ADP1 reduces mutation rates by a factor of 5, nearly as much as deleting all copies of this element from its genome. By deploying CRISPRi-ME on a broad-host-range vector, we have created a generalizable platform for stabilizing the genomes of engineered bacterial cells for applications in metabolic engineering and synthetic biology.

    Modular Cloning of the Type III Secretion Gene Cluster from the Plant-Pathogenic Bacterium Xanthomonas euvesicatoria
    • Jens Hausner ,
    • Michael Jordan ,
    • Christian Otten ,
    • Sylvestre Marillonnet , and
    • Daniela Büttner*

    Type III secretion (T3S) systems are essential pathogenicity factors of most Gram-negative bacteria and translocate effector proteins into plant or animal cells. T3S systems can, therefore, be used as tools for protein delivery into eukaryotic cells, for instance after transfer of the T3S gene cluster into nonpathogenic recipient strains. Here, we report the modular cloning of the T3S gene cluster from the plant-pathogenic bacterium Xanthomonas euvesicatoria. The resulting multigene construct encoded a functional T3S system and delivered effector proteins into plant cells. The modular design of the T3S gene cluster allowed the efficient replacement and rearrangement of single genes or operons and the insertion of reporter genes for functional studies. In the present study, we used the modular T3S system to analyze the assembly of a fluorescent fusion of the predicted cytoplasmic ring protein HrcQ. Our studies demonstrate the use of the modular T3S gene cluster for functional analyses and mutant approaches in X. euvesicatoria. A potential application of the modular T3S system as protein delivery tool is discussed.

    An Artificial Biosynthetic Pathway for 2-Amino-1,3-Propanediol Production Using Metabolically Engineered الإشريكية القولونية

    2-Amino-1,3-propanediol (2-APD) is a chemical building block for the production of various value-added pharmaceuticals. However, the current manufacture of 2-APD predominantly relies on chemical processes by utilizing fossil fuel-derived and highly explosive raw materials. Herein, we established an artificial biosynthetic pathway for converting glucose to 2-APD in a metabolically engineered Escherichia coli. This artificial pathway employs an engineered heterogeneous aminotransferase RtxA for diverting dihydroxyacetone phosphate to generate 2-APD phosphate and an endogenous phosphatase for converting it into the target product 2-APD. Through fine-tuning the activity and solubility of RtxA for efficiently extending the glycolysis pathway, enhancing the metabolic recycling of amino-containing substrate supply via nitrogen-borrowing, and unlocking the dephosphorylation involved in the downstream pathway, the best metabolically engineered E. coli strain LYC-5 was constructed stepwise. Under aerobic conditions, a fed-batch fermentation of the strain LYC-5 produced 14.6 g/L 2-APD with a productivity of 0.122 g/L/h in a 6-L bioreactor, which was the highest reported titer to the best of our knowledge. This work demonstrates the great potential to provide an environmentally friendly and efficient approach for 2-APD production.

    Osmolyte-Enhanced Protein Synthesis Activity of a Reconstituted Translation System
    • Yoshiki Moriizumi ,
    • Kazuhito V. Tabata* ,
    • Daisuke Miyoshi , and
    • Hiroyuki Noji*

    Molecular crowding is receiving great attention in cell-free synthetic biology because molecular crowding is a critical feature of natural cell discrimination from artificial cells. Further, it has significant and generic influences on biomolecular functions. Although there are reports on how the macromolecular crowder reagents affect cell-free systems such as transcription and translation, the second class of molecular crowder reagents with low molecular weight, osmolyte, was much less studied in cell-free systems. In the present study, we focused on trimethylamine-N-oxide (TMAO) and betaine, methylamine osmolytes, and investigated the effectiveness of these osmolytes on gene expression activity of reconstituted cell-free protein synthesis. The gene expression activity of the fluorescent proteins Venus and tdTomato and the enzymes β-galactosidase and dihydrofolate reductase were tested. At 37 °C, 0.4 M TMAO showed the highest enhancement of translational activity by a factor of 1.6–3.8, regardless of protein type. In contrast, betaine showed only a moderate effect that was limited to fluorescent proteins. Excess amounts of osmolytes suppressed gene expression activity. An mRNA-start assay and SDS-PAGE quantitative analysis provided firm evidence that TMAO enhances the translation process, instead of transcription, folding, or the maturation of fluorescent proteins. Interestingly, at 26 °C, TMAO and betaine showed the highest enhancement of protein synthesis activity at lower concentrations than at 37 °C. These findings provide implications on how osmolytes assist translation in natural cells. Further, they provide guidelines for modulation of protein synthesis activity in artificial cells through osmolyte addition.

    Combining 26s rDNA and the Cre-loxP System for Iterative Gene Integration and Efficient Marker Curation in يارويا ليبوليتيكا
    • Yongkun Lv ,
    • Harley Edwards ,
    • Jingwen Zhou , and
    • Peng Xu*

    Conventional plasmid-based gene expression tends to introduce genetic instability and gene copy number variations that lead to degenerated production. The limited number of auxotrophic markers in Yarrowia lipolytica also restricts our ability to perform iterative genetic modifications and manipulate long gene clusters. To overcome these limitations, we combined the high recombination efficiency of the Cre-loxP system and the high integration rate of 26s rDNA, and developed a versatile framework to iteratively integrate multicopy metabolic pathways in Y. lipolytica. We demonstrated the efficient genome integration of a plant-derived flavonoid pathway at random sites with multiple copies. Transient expression of Cre recombinase enabled efficient marker removal and allowed for the next round of genome integration. Investigating the recombination events demonstrated that the iterative integration is happening at sufficiently high rates (more than 80%) without disrupting the previous integration. Both the flavonoid precursor pathway and the plant-derived cytochrome c P450 enzymes were functionally integrated to improve flavonoid and hydroxylated flavonoid production. The engineered strains produced 71.2 mg/L naringenin, 54.2 mg/L eriodyctiol, and 48.1 mg/L taxifolin. The reported work provides a versatile platform to iteratively integrate functional gene clusters at high copy numbers. This work may streamline and expand our capability to build efficient microbial cell factories for high-value natural products and commodity chemical production in Y. lipolytica.

    Synthetic Inducible Regulatory Systems Optimized for the Modulation of Secondary Metabolite Production in ستربتوميسيس

    Biosynthesis of secondary metabolites is a highly complex process that often requires tight control of their production, as overproduction of metabolites could be toxic and also may cause metabolic burden to their hosts. Tight control of metabolite production could be achieved by expressing key biosynthetic genes under control of an inducible regulatory system. In this study, we employed the modular design approach to build a high performance synthetic inducible regulatory system that displays a large dynamic range and thus is well-suited for the modulation of secondary metabolite production in Streptomyces. To this end, an inducible regulatory system was divided into three separate functional modules: (1) the induction module, (2) the target expression module, and (3) the repressor expression module. Then, these three separate modules were individually optimized in a stepwise manner and assembled to a new system. First, the cumate (CMT) induction module was chosen as the best performing induction module based on the large dynamic range and moderate inducer sensitivity. Then the CMT induction module maintained its performance when combined with diverse constitutive target expression modules, in which overall dynamic ranges varied depending on maximum promoter strengths. Lastly, the repressor expression module was optimized to achieve complete elimination of leaky expression, further increasing the dynamic range of the system. We also demonstrate that any strong constitutive regulatory system could be converted into an inducible regulatory system by simple CRISPR/Cas9-aided markerless insertion of an operator sequence whenever tight control of gene expression is required. We believe that the synthetic inducible regulatory system we report here would become a useful tool in modulating secondary metabolite production in Streptomyces.


    8.3: Results - Biology

    يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

    تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

    يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

    تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


    HL Topic 8: Metabolism

    Our focus will be on Topic 8: Metabolism, Cell Respiration and Photosynthesis.

    This topic has 11% of occurrence in the papers 1 and 2.
    Below you can find the subtopics of Topic 8 and the percentage of how many times they appear on the exams from the past years.

    8.1 Metabolism
    Very Common SubTopic

    Focus more on these understandings, applications and skills:

    • Enzymes lower the activation energy of the chemical reactions that they catalyse
    • Enzyme inhibitors can be competitive or non-competitive
    • Metabolic pathways can be controlled by end-product inhibition
    • Calculating and plotting rates of reaction from raw experimental results
    • Distinguishing different types of inhibition from graphs at specified substrate concentration

    Questions related to these are:

    • Compare and contrast enzyme inhibitors? Competitive versus non-competitive
    • Graph analyzing enzyme rate reactions.

    8.2 Cell respiration
    Common Topic

    Focus more on these understandings, applications and skills:

    • Cell respiration involves the oxidation and reduction of electron carriers
    • Phosphorylation of molecules makes them less stable
    • In glycolysis, glucose is converted to pyruvate in the cytoplasm
    • Glycolysis gives a small net gain of ATP without the use of oxygen
    • In aerobic cell respiration pyruvate is decarboxylated and oxidised, and converted into acetyl compound and attached to coenzyme A to form acetyl coenzyme A in the link reaction
    • In the Krebs cycle, the oxidation of acetyl groups is coupled to the reduction of hydrogen carriers, liberating carbon dioxide
    • Energy released by oxidation reactions is carried to the cristae of the mitochondria by reduced NAD and FAD
    • Transfer of electrons between carriers in the electron transport chain in the membrane of the cristae is coupled to proton pumping
    • In chemiosmosis protons diffuse through ATP synthase to generate ATP
    • Oxygen is needed to bind with the free protons to maintain the hydrogen gradient, resulting in the formation of water
    • Analysis of diagrams of the pathways of aerobic respiration to deduce where decarboxylation and oxidation reactions occur

    Questions related to these are:

    • Explain the entire Cell respiration process, including glycolysis, Kreb cycle and chemiosmosis phosphorylation.
    • Diagrams will be presented where students need to know where oxidation, decarboxylation, phosphorylation and reduction happens.

    8.3 Photosynthesis
    Very Common SubTopic

    Focus more on these understandings, applications and skills:

    • Light-dependent reactions take place in the intermembrane space of the thylakoids
    • Light-independent reactions take place in the stroma
    • Reduced NADP and ATP are produced in the light-dependent reactions
    • Absorption of light by photosystems generates excited electrons
    • Photolysis of water generates electrons for use in the light-dependent reactions
    • Transfer of excited electrons occurs between carriers in thylakoid membranes
    • Excited electrons from Photosystem II are used to contribute to generate a proton gradient
    • ATP synthase in thylakoids generates ATP using the proton gradient
    • Excited electrons from Photosystem I are used to reduce NADP
    • In the light-independent reactions a carboxylase catalyses the carboxylation of ribulose bisphosphate
    • Glycerate-3-phosphate is reduced to triose phosphate using reduced NADP and ATP
    • Triose phosphate is used to regenerate RuBP and produce carbohydrates
    • Ribulose bisphosphate is reformed using ATP
    • The structure of the chloroplast is adapted to its function in photosynthesis
    • Calvin’s experiment to elucidate the carboxylation of RuBP

    Questions related to these are:

    • Explain the entire photosynthesis process.
    • Diagrams will be presented where students need to know where oxidation, decarboxylation, phosphorylation and reduction happens.
    • Explain the Calvin’s experiment lollipop.
    • You can check the videos for more understanding about them.

    Feeling overwhelmed?

    We get it! This analysis is part of a free email course. Sign up below to get 1 topic per day, delivered to your inbox.
    Sign up for free

    Try our online revision course

    You get video lectures based on this analysis, a question bank with quizzes for each topic and video of solved past papers (step by step). Try it for free


    8.3: Results - Biology

    In order to discover new inhibitors of the DNA methyltransferase 3A/3L complex, we used a medium-throughput nonradioactive screen on a random collection of 1120 small organic compounds. After a primary hit detection against DNA methylation activity of the murine Dnmt3A/3L catalytic complex, we further evaluated the EC50 of the 12 most potent hits as well as their cytotoxicity on DU145 prostate cancer cultured cells. Interestingly, most of the inhibitors showed low micromolar activities and little cytotoxicity. Dichlone, a small halogenated naphthoquinone, classically used as pesticide and fungicide, showed the lowest EC50 at 460 nM. We briefly assessed the selectivity of a subset of our new inhibitors against hDNMT1 and bacterial Dnmts, including M. SssI and EcoDam, and the protein lysine methyltransferase PKMT G9a and the mode of inhibition. Globally, the tested molecules showed a clear preference for the DNA methyltransferases, but poor selectivity among them. Two molecules including Dichlone efficiently reactivated YFP gene expression in a stable HEK293 cell line by promoter demethylation. Their efficacy was comparable to the DNMT inhibitor of reference 5-azacytidine.

    مقالات
    Identification of PDE6D as a Molecular Target of Anecortave Acetate عبر a Methotrexate-Anchored Yeast Three-Hybrid Screen
    • Allan R. Shepard* ,
    • Raymond E. Conrow ,
    • Iok-Hou Pang ,
    • Nasreen Jacobson ,
    • Mandana Rezwan ,
    • Katrin Rutschmann ,
    • Daniel Auerbach ,
    • Rohitha SriRamaratnam , and
    • Virginia W. Cornish*

    Glaucoma and age-related macular degeneration are ocular diseases targeted clinically by anecortave acetate (AA). AA and its deacetylated metabolite, anecortave desacetate (AdesA), are intraocular pressure (IOP)-lowering and angiostatic cortisenes devoid of glucocorticoid activity but with an unknown mechanism of action. We used a methotrexate-anchored yeast three-hybrid (Y3H) technology to search for binding targets for AA in human trabecular meshwork (TM) cells, the target cell type that controls IOP, a major risk factor in glaucoma. Y3H hits were filtered by competitive Y3H screens and coimmunoprecipitation experiments and verified by surface plasmon resonance analysis to yield a single target, phosphodiesterase 6-delta (PDE6D). PDE6D is a prenyl-binding protein with additional function outside the PDE6 phototransduction system. Overexpression of PDE6D in mouse eyes caused elevated IOP, and this elevation was reversed by topical ocular application of either AA or AdesA. The identification of PDE6D as the molecular binding partner of AA provides insight into the role of this drug candidate in treating glaucoma.

    A Liver-Selective LXR Inverse Agonist That Suppresses Hepatic Steatosis
    • Kristine Griffett ,
    • Laura A. Solt ,
    • Bahaa El-Dien M. El-Gendy ,
    • Theodore M. Kamenecka , and
    • Thomas P. Burris*

    Fatty liver, which often accompanies obesity and type 2 diabetes, frequently leads to a much more debilitating hepatic disease including non-alcoholic steatohepatitis, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma. Current pharmacological therapies lack conclusive efficacy and thus treatment options are limited. Novel therapeutics that suppress either hepatic lipogenesis and/or hepatic inflammation may be useful. Here, we describe the development of the first selective synthetic LXR inverse agonist (SR9238) and demonstrate that this compound effectively suppresses hepatic lipogenesis, inflammation, and hepatic lipid accumulation in a mouse model of non-alcoholic hepatosteatosis. SR9238 displays high potency for both LXRα and LXRβ (40–200 nM IC50) and was designed to display liver specificity so as to avoid potential side effects due to suppression of LXR in the periphery. Unexpectedly, treatment of diet-induced obese mice with SR9238 suppressed plasma cholesterol levels. These data indicate that liver-selective LXR inverse agonists may hold utility in the treatment of liver disease.

    Mechanistic Basis of the Inhibition of Type II Dehydroquinase by (2س)- and (2ص)-2-Benzyl-3-dehydroquinic Acids
    • Emilio Lence ,
    • Lorena Tizón ,
    • José M. Otero ,
    • Antonio Peón ,
    • Verónica F. V. Prazeres ,
    • Antonio L. Llamas-Saiz ,
    • Gavin C. Fox ,
    • Mark J. van Raaij ,
    • Heather Lamb ,
    • Alastair R. Hawkins , and
    • Concepción González-Bello*

    The structural changes caused by the substitution of the aromatic moiety in (2S)-2-benzyl-3-dehydroquinic acids and its epimers in C2 by electron-withdrawing or electron-donating groups in type II dehydroquinase enzyme from M. tuberculosis and H. pylori has been investigated by structural and computational studies. Both compounds are reversible competitive inhibitors of this enzyme, which is essential in these pathogenic bacteria. The crystal structures of M. tuberculosis and H. pylori in complex with (2S)-2-(4-methoxy)benzyl- and (2S)-2-perfluorobenzyl-3-dehydroquinic acids have been solved at 2.0, 2.3, 2.0, and 1.9 Å, respectively. The crystal structure of M. tuberculosis in complex with (2R)-2-(benzothiophen-5-yl)methyl-3-dehydroquinic acid is also reported at 1.55 Å. These crystal structures reveal key differences in the conformation of the flexible loop of the two enzymes, a difference that depends on the presence of electron-withdrawing or electron-donating groups in the aromatic moiety of the inhibitors. This loop closes over the active site after substrate binding, and its flexibility is essential for the function of the enzyme. These differences have also been investigated by molecular dynamics simulations in an effort to understand the significant inhibition potency differences observed between some of these compounds and also to obtain more information about the possible movements of the loop. These computational studies have also allowed us to identify key structural factors of the H. pylori loop that could explain its reduced flexibility in comparison to the M. tuberculosis loop, specifically by the formation of a key salt bridge between the side chains of residues Asp18 and Arg20.

    Noncompetitive Modulation of the Proteasome by Imidazoline Scaffolds Overcomes Bortezomib Resistance and Delays MM Tumor Growth in Vivo
    • Theresa A. Lansdell ,
    • Michelle A. Hurchla ,
    • Jingyu Xiang ,
    • Stacy Hovde ,
    • Katherine N. Weilbaecher ,
    • R. William Henry , and
    • Jetze J. Tepe*

    Multiple myeloma (MM) is a malignant disorder of differentiated B-cells for which standard care involves the inhibition of the proteasome. All clinically used proteasome inhibitors, including the chemotherapeutic drug bortezomib, target the catalytic active sites of the proteasome and inhibit protein proteolysis by competing with substrate binding. However, nearly all (∼97%) patients become intolerant or resistant to treatments within a few years, after which the average survival time is less than 1 year. We describe herein the inhibition of the human proteasome via a noncompetitive mechanism by the imidazoline scaffold, TCH-13. Consistent with a mechanism distinct from that of competitive inhibitors, TCH-013 acts additively with and overcomes resistance to bortezomib. Importantly, TCH-013 induces apoptosis in a panel of myeloma and leukemia cell lines, but in contrast, normal lymphocytes, primary bone marrow stromal cells (hBMSC), and macrophages are resistant to its cytotoxic effects. TCH-013 was equally effective in blocking MM cell growth in co-cultures of MM cells with hBMSC isolated from CD138 negative bone marrow (BM) samples of MM patients. The cellular activity translated well in vivo where TCH-013 delayed tumor growth in an MM xenograft model to a similar extent as bortezomib.

    SiRNA Screen Identifies the Phosphatase Acting on the G Protein-Coupled Thyrotropin-Releasing Hormone Receptor

    G protein-coupled receptors (GPCRs) are an ubiquitously expressed class of transmembrane proteins involved in the signal transduction of neurotransmitters, hormones and various other ligands. Their signaling output is desensitized by mechanisms involving phosphorylation, internalization, and dissociation from G proteins and resensitized by mechanisms involving dephosphorylation, but details about the phosphatases responsible are generally lacking. We describe here the use of an siRNA-based library to knock down expression of specific phosphatase subunits to identify protein phosphatase 1-α (PP1α) as important for the thyrotropin-releasing hormone (TRH) receptor. Inhibition of PP1α synthesis and overexpression of dominant negative PP1α preserved receptor phosphorylation under conditions favoring dephosphorylation, whereas overexpression of PP1α accelerated dephosphorylation. Knockdown of all three PP1 catalytic subunits inhibited TRH receptor phosphorylation much more powerfully than knockdown of PP1α alone, suggesting that different PP1 isoforms function redundantly. Knockdown of a structural subunit of PP2A, a second potential hit in the library screen, was ineffective. Calyculin A, a potent inhibitor of PP1 family phosphatases, strongly inhibited dephosphorylation of transfected TRH receptors and endogenous receptors in pituitary cells, but fostriecin, which is selective for PP2A family phosphatases, did not. We conclude that the PP1 class of phosphatases is essential for TRH receptor dephosphorylation.

    Affinity Profiling of the Cellular Kinome for the Nucleotide Cofactors ATP, ADP, and GTP
    • Isabelle Becher ,
    • Mikhail M. Savitski ,
    • Maria Fälth Savitski ,
    • Carsten Hopf ,
    • Marcus Bantscheff* ، و
    • Gerard Drewes*

    Most kinase inhibitor drugs target the binding site of the nucleotide cosubstrate ATP. The high intracellular concentration of ATP can strongly affect inhibitor potency and selectivity depending on the affinity of the target kinase for ATP. Here we used a defined chemoproteomics system based on competition-binding assays in cell extracts from Jurkat and SK-MEL-28 cells with immobilized ATP mimetics (kinobeads). This system enabled us to assess the affinities of more than 200 kinases for the cellular nucleotide cofactors ATP, ADP, and GTP and the effects of the divalent metal ions Mg2+ and Mn2+. The affinity values determined in this system were largely consistent across the two cell lines, indicating no major dependence on kinase expression levels. Kinase-ATP affinities range from low micromolar to millimolar, which has profound consequences for the prediction of cellular effects from inhibitor selectivity profiles. Only a small number of kinases including CK2, MEK, and BRAF exhibited affinity for GTP. This extensive and consistent data set of kinase-nucleotide affinities, determined for native enzymes under defined experimental conditions, will represent a useful resource for kinase drug discovery.

    Epitope-Guided Engineering of Monobody Binders for in Vivo Inhibition of Erk-2 Signaling
    • Jasdeep K. Mann ,
    • Jordan F. Wood ,
    • Anne Fleur Stephan ,
    • Emmanuel S. Tzanakakis ,
    • Denise M. Ferkey , and
    • Sheldon Park*

    Although the affinity optimization of protein binders is straightforward, engineering epitope specificity is more challenging. Targeting a specific surface patch is important because the biological relevance of protein binders depends on how they interact with the target. They are particularly useful to test hypotheses motivated by biochemical and structural studies. We used yeast display to engineer monobodies that bind a defined surface patch on the mitogen activated protein kinase (MAPK) Erk-2. The targeted area (“CD” domain) is known to control the specificity and catalytic efficiency of phosphorylation by the kinase by binding a linear peptide (“D” peptide) on substrates and regulators. An inhibitor of the interaction should thus be useful for regulating Erk-2 signaling in vivo. Although the CD domain constitutes only a small percentage of the surface area of the enzyme (∼5%), sorting a yeast displayed monobody library with wild type (wt) Erk-2 and a rationally designed mutant led to isolation of high affinity clones with desired epitope specificity. The engineered binders inhibited the activity of Erk-2 in vitro and in mammalian cells. Furthermore, they specifically inhibited the activity of Erk-2 orthologs in yeast and suppressed a mutant phenotype in round worms caused by overactive MAPK signaling. The study therefore shows that positive and negative screening can be used to bias the evolution of epitope specificity and predictably design inhibitors of biologically relevant protein–protein interaction.

    Calcium-Dependent Ligand Binding and G-protein Signaling of Family B GPCR Parathyroid Hormone 1 Receptor Purified in Nanodiscs
    • Nivedita Mitra ,
    • Yuting Liu ,
    • Jian Liu ,
    • Eugene Serebryany ,
    • Victoria Mooney ,
    • Brian T. DeVree ,
    • Roger K. Sunahara , and
    • Elsa C. Y. Yan*

    GPCRs mediate intracellular signaling upon external stimuli, making them ideal drug targets. However, little is known about their activation mechanisms due to the difficulty in purification. Here, we introduce a method to purify GPCRs in nanodiscs, which incorporates GPCRs into lipid bilayers immediately after membrane solubilization, followed by single-step purification. Using this approach, we purified a family B GPCR, parathyroid hormone 1 receptor (PTH1R), which regulates calcium and phosphate homeostasis and is a drug target for osteoporosis. We demonstrated that the purified PTH1R in nanodiscs can bind to PTH(1-34) and activate G protein. We also observed that Ca2+ is a weak agonist of PTH1R, and Ca2+ in millimolar concentration can switch PTH(1-34) from an inverse agonist to an agonist. Hence, our results show that nanodiscs are a viable vehicle for GPCR purification, enabling studies of GPCRs under precise experimental conditions without interference from other cellular or membrane components.

    Regulating the ARNT/TACC3 Axis: Multiple Approaches to Manipulating Protein/Protein Interactions with Small Molecules
    • Yirui Guo ,
    • Carrie L. Partch ,
    • Jason Key ,
    • Paul B. Card ,
    • Victor Pashkov ,
    • Anjana Patel ,
    • Richard K. Bruick ,
    • Heiko Wurdak , and
    • Kevin H. Gardner*

    For several well-documented reasons, it has been challenging to develop artificial small molecule inhibitors of protein/protein complexes. Such reagents are of particular interest for transcription factor complexes given links between their misregulation and disease. Here we report parallel approaches to identify regulators of a hypoxia signaling transcription factor complex, involving the ARNT subunit of the HIF (Hypoxia Inducible Factor) activator and the TACC3 (Transforming Acidic Coiled Coil Containing Protein 3) coactivator. In one route, we used in vitro NMR and biochemical screening to identify small molecules that selectively bind within the ARNT PAS (Per-ARNT-Sim) domain that recruits TACC3, identifying KG-548 as an ARNT/TACC3 disruptor. A parallel, cell-based screening approach previously implicated the small molecule KHS101 as an inhibitor of TACC3 signaling. Here, we show that KHS101 works indirectly on HIF complex formation by destabilizing both TACC3 and the HIF component HIF-1α. Overall, our data identify small molecule regulators for this important complex and highlight the utility of pursuing parallel strategies to develop protein/protein inhibitors.

    Novel Acid-Activated Fluorophores Reveal a Dynamic Wave of Protons in the Intestine of أنواع معينة انيقة
    • Aaron Bender ,
    • Zachary R. Woydziak ,
    • Liqiang Fu ,
    • Michael Branden ,
    • Zhenguo Zhou ,
    • Brian D. Ackley , and
    • Blake R. Peterson*

    Unlike the digestive systems of vertebrate animals, the lumen of the alimentary canal of Caenorhabditis elegans is unsegmented and weakly acidic (pH ∼4.4), with ultradian fluctuations to pH > 6 every 45–50 s. To probe the dynamics of this acidity, we synthesized novel acid-activated fluorophores termed Kansas Reds. These dicationic derivatives of rhodamine B become concentrated in the lumen of the intestine of living C. elegans and exhibit tunable pKa values (2.3–5.4), controlled by the extent of fluorination of an alkylamine substituent, that allow imaging of a range of acidic fluids in vivo. Fluorescence video microscopy of animals freely feeding on these fluorophores revealed that acidity in the C. elegans intestine is discontinuous the posterior intestine contains a large acidic segment flanked by a smaller region of higher pH at the posterior-most end. Remarkably, during the defecation motor program, this hot spot of acidity rapidly moves from the posterior intestine to the anterior-most intestine where it becomes localized for up to 7 s every 45–50 s. Studies of pH-insensitive and base-activated fluorophores as well as mutant and transgenic animals revealed that this dynamic wave of acidity requires the proton exchanger PBO-4, does not involve substantial movement of fluid, and likely involves the sequential activation of proton transporters on the apical surface of intestinal cells. Lacking a specific organ that sequesters low pH, C. elegans compartmentalizes acidity by producing of a dynamic hot spot of protons that rhythmically migrates from the posterior to anterior intestine.

    Mechanism and في المختبر Pharmacology of TAK1 Inhibition by (5ض)-7-Oxozeaenol
    • Jiaquan Wu* ,
    • Francoise Powell ,
    • Nicholas A. Larsen ,
    • Zhongwu Lai ,
    • Kate F. Byth ,
    • Jon Read ,
    • Rong-Fang Gu ,
    • Mark Roth ,
    • Dorin Toader ,
    • Jamal Carlos Saeh , and
    • Huawei Chen*

    Transforming growth factor-β activated kinase-1 (TAK1) is a member of the mitogen-activated protein kinase kinase kinase (MAP3K) family that regulates several signaling pathways including NF-κB signal transduction and p38 activation. TAK1 deregulation has been implicated in human diseases including cancer and inflammation. Here, we show that, in addition to its kinase activity, TAK1 has intrinsic ATPase activity, that (5Z)-7-Oxozeaenol irreversibly inhibits TAK1, and that sensitivity to (5Z)-7-Oxozeaenol inhibition in hematological cancer cell lines is NRAS mutation status and TAK1 pathway dependent. X-ray crystallographic and mass spectrometric studies showed that (5Z)-7-Oxozeaenol forms a covalent complex with TAK1. Detailed biochemical characterization revealed that (5Z)-7-Oxozeaenol inhibited both the kinase and the ATPase activity of TAK1 following a bi-phase kinetics, consistent with the irreversible inhibition mechanism. In DoHH2 cells, (5Z)-7-Oxozeaenol potently inhibited the p38 phosphorylation driven by TAK1, and the inhibition lasted over 6 h after withdrawal of (5Z)-7-Oxozeaenol. Profiling (5Z)-7-Oxozeaenol in a panel of hematological cancer cells showed that sensitive cell lines tended to carry NRAS mutations and that genes in TAK1 regulated pathways were enriched in sensitive cell lines. Taken together, we have elucidated the molecular mechanism of a TAK1 irreversible inhibitor and laid the foundation for designing next generation TAK1 irreversible inhibitors. The NRAS-TAK1-Wnt signaling network discerned in our study may prove to be useful in patient selection for TAK1 targeted agents in hematological cancers.


    شاهد الفيديو: أساسيات علم الأحياء الدقيقة مدخل إلى الميكروبيولوجي (شهر نوفمبر 2022).