单细胞激光拉曼光谱检测重组大肠杆菌细胞表达甲酸脱氢酶

甲酸脱氢酶(FDH,EC1.2.1.2)在工业生产中有重要的应用价值,工业上应用的FDH可以通过构建高水平表达重组FDH蛋白的基因工程菌生产,用分子生物学的方法检测重组蛋白的高效表达和积累操作繁杂,耗时耗力且需要破碎细胞。为了寻找一种简单快速,不需破碎细胞,且能实时检测FDH重组蛋白在基因工程菌中表达情况的方法,本研究应用单细胞激光拉曼光谱分析技术(LTRS),研究IPTG诱导不同时间后甲酸脱氢酶重组蛋白(FDH)在大肠杆菌细胞中的表达水平。结果表明,FDH的特征峰1004,1355,1455和1667cm-1随着IPTG诱导时间的延长而增强,说明在诱导培养过程中FDH重组蛋白在重组大肠杆菌细胞中表达并积累,这4个峰强的增加值所反映的FDH表达量与SDS-PAGE电泳分析结果一致。实验结果证明,LTRS是快速有效检测单个大肠杆菌活细胞体内重组FDH实时表达的一种非入侵方法。     

乙醇胁迫酵母凋亡过程的单细胞喇曼光谱

在群体细胞水平和单个酵母细胞水平上,应用光镊喇曼光谱技术对高浓度乙醇胁迫过程中细胞内生物大分子物质的动态变化进行实时监测.基于两种水平上的研究结果显示:在高浓度乙醇胁迫下,归属于核酸的喇曼峰(721,1 083,1 301cm-1)、归属于蛋白质的喇曼峰(721,858,1 001,1 301,1 445,1 608,1 657cm-1)和归属于脂类(1 083,1 301,1 445cm-1)喇曼峰的峰强度都随处理时间的延长而显著降低,说明了高浓度乙醇诱导酵母凋亡过程中核酸、蛋白质、脂类等物质的含量是逐渐降低的.结合单因素分析法与重复测量分析法发现,群体细胞与单个细胞光谱的变化有明显差异性,反映基于群体细胞的研究,个体细胞的信息被平均光谱信息所掩盖,无法体现个体间所存在的差异.应用激光镊子喇曼光谱技术基于单个细胞水平上的研究能更直接、真实地反映高浓度乙醇胁迫下细胞内生物大分子变化的动态信息.     

乙酸胁迫酵母细胞凋亡过程中单个线粒体损伤的拉曼光谱分析

应用激光光镊拉曼光谱技术(LTRS)作为一种非入侵分析线粒体的工具,结合氧电极法、紫外分光光度计法,研究乙酸胁迫酵母细胞后提取的线粒体,以及直接胁迫正常酵母细胞的离体线粒体的拉曼光谱.结果显示,乙酸胁迫酵母细胞后提取的线粒体的拉曼光谱,归属于核酸的谱峰(1081和1301 cm-1)、蛋白质的谱峰(872,1445,1604和1657 cm-1)、脂类的谱峰(1125,1301,1445和1657 cm-1)、Cyt c的特征峰(750和1125 cm-1)、线粒体呼吸特征峰(1604 cm-1),都随着诱导程度的加深而降低,与常规法测定的指标呼吸率,磷氧比,细胞色素C含量的降低,MDA含量的升高的变化趋势相似;乙酸直接胁迫线粒体的拉曼光谱,归属于核酸的谱峰(1081和1301 cm-1),蛋白质的谱峰(872,1445,1604和1657 cm-1),脂类的谱峰(1125,1301,1445和1657 cm-1),Cyt c的特征峰(750和1125 cm-1),线粒体呼吸特征峰(1604 cm-1),都随着诱导程度的加深而降低,与常规法测定的指标呼吸率、磷氧比、细胞色素C含量的降低,MDA含量的升高的变化趋势相似.结果表明,乙酸胁迫细胞过程中,乙酸进到细胞内可能直接作用于线粒体,引起线粒体内物质的释放,导致依赖于线粒体途径的细胞凋亡.