《蛋白质组学》课程教学实践与探讨

《蛋白质组学》作为一门新兴课程,以细胞内的所有蛋白质作为研究对象,系统地揭示生命的过程,为疾病的发病机制、药物的靶向机制等研究提供了新的思路。《蛋白质组学》已经在医学、药理学及微生物学等诸多领域得到了广泛的应用。在该课程教学过程中,作者尝试采用多元化的教学方法,既介绍最新的领域研究进展和新技术,又注重以承担的科研课题为例,让学生参与到具体的实验过程中来,实现理论与实践的有机结合。文中探讨了《蛋白质组学》教学思路和方法,旨在提高蛋白质组学课程的教学质量,激发学生的学习兴趣,并提高学生的创新思维能力。     

沼液和香蕉秆压榨汁生产单细胞蛋白菌株的筛选

由于全球蛋白质缺乏,单细胞蛋白(Single cell protein,SCP)作为一种安全的食品添加剂和饲料,越来越受到人们的重视。尽管SCP大规模生产历史已有近百年,但是对各种优良生产菌株、潜在底物以及最优发酵条件的研究仍然是世界各国研究的热点。基于此,本研究以沼液和香蕉秆压榨汁为研究对象,对能利用其生长的菌株进行筛选,为进一步的单细胞蛋白生产提供参考。实验结果表明:酵母菌、芽孢杆菌都能利用沼液和香蕉秆压榨汁生长,但香蕉秆压榨汁不易保存,因此不宜作为发酵底物;热带假丝酵母Candida tropicalis在沼液中的生长能力强于酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae Y49和毕赤酵母Pichia pastoris GS115;芽孢杆菌在沼液中的生长无规律,且易染杂菌,不适合实际生产应用。因此,沼液作为热带假丝酵母单细胞蛋白生产的培养基,不仅能为单细胞蛋白的生产提供原料,也有利于沼液的妥善处理,实现经济效益和环境效益的双赢。     

禽畜粪便资源化利用技术的研究进展

随着禽畜养殖集约化、规模化程度的不断提高,禽畜粪便带来的环境污染问题日益严重。禽畜粪便富含有机营养物和氮、磷、钾等无机元素,具有巨大的资源回收潜力。但禽畜粪便也含有大量的有机污染物、重金属和抗生素,若管理不善将会对自然生态和人类健康造成严重危害。本文主要针对禽畜粪便污染现状及主要处理手段(包括焚烧产热、气化技术、水热液化、水热炭化、厌氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥)进行系统剖析,充分讨论禽畜粪便肥料化、能源化和养分回收的技术瓶颈及发展前景,并简要讨论禽畜粪便处理技术在经济和环境层面的可持续性,拟为我国禽畜粪便的资源化利用及其研究方向提供参考。     

绿色糖单孢菌麦芽糖α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效分泌表达

【目的】构建高产麦芽糖α-淀粉酶的工程菌株并实现高效分泌表达。【方法】PCR扩增麦芽糖α-淀粉酶基因sva,再与大肠杆菌-枯草芽孢杆菌麦芽糖诱导型穿梭载体pHCMCO4-Pglv连接,构建重组质粒pHCMCO4-Pglv-sva并转入枯草芽孢杆菌进行表达,对重组酶进行SDS-PAGE分析,然后对重组菌株的生长及发酵条件进行优化。【结果】成功构建重组质粒pHCMCO4-Pglv-sva并在枯草芽孢杆菌中实现分泌表达,SDS-PAGE分析发现,在55kDa处得到特异性蛋白条带。单因素试验结果显示,重组菌的最适诱导温度为35℃,最适接种量为4%(V/V),最适装液量为30mL。正交实验结果显示,重组菌的最佳发酵条件组合是诱导温度37℃、接种量5%(V/V)、装液量25mL,在此条件下发酵液粗酶活力达到257.3698U/mL。装液量对重组菌的产酶量影响显著。【结论】成功构建能高效分泌表达麦芽糖α-淀粉酶的枯草芽孢杆菌工程菌株,经发酵条件优化后,重组酶产量显著提高10倍左右。     

β葡聚糖酶杂合基因bglHAM的克隆及在P.pastoris中的表达

采用PCR的方法,以Bacillus macerans总DNA为模板,构建出β-1,3-1,4葡聚糖酶杂合基因bglHAM,与巴斯德毕赤酵母表达载体pPIC9K重组,得到重组质粒pPIC9K-HAM,电脉冲转化法转化酵母菌GS115,KM71,在MM,MD平板上筛选表型,YPD-G418平板上筛选多拷贝重组子,重组菌株经甲醇诱导后,刚果红平板染色法检测到β-葡聚糖酶活性,SDS-PAGE证明表达产物的分子量约为24kD,摇瓶诱导培养筛选到的重组菌株,胞外每mL发酵液最高酶活达240U。     

纤维微菌XM-8木聚糖酶基因克隆及酶学性质

【目的】为获得可应用于木聚糖水解的酶资源,希望通过筛选分离得到能够水解木聚糖的木聚糖酶产生菌,克隆表达木聚糖酶基因并研究其酶学性质。【方法】从环境中筛选分离出可水解木聚糖的菌株,利用16SrDNA对其进行分子鉴定。扩增其木聚糖酶基因,以pET22b(+)为表达载体,构建共表达重组质粒,转化Escherichia coli BL21(DE3)进行异源表达,并对重组酶进行酶学性质研究。【结果】经16SrDNA鉴定该菌株为纤维微菌。通过PCR成功克隆到该菌的木聚糖酶基因(xyn-8a),并构建共表达质粒pET22b-xyn-8a,实现木聚糖酶Xyn-8a的活性表达。酶学性质研究表明Xyn-8a最适反应温度为60℃,最适反应pH值为6.0,只对木聚糖底物有活性;HPLC分析其水解产物以木二糖为主,还有少量的木糖和木三糖。【结论】XYN-8A在pH值为6的条件下具有较高活力,且可以催化水解反应,在生产低聚木糖方面具有一定的应用价值。     

地衣芽胞杆菌麦芽糖α-淀粉酶产麦芽糖特性研究

为了开发新的生产麦芽糖浆的淀粉酶,在大肠杆菌中表达了一个地衣芽胞杆菌(Bacillus lichen form is)麦芽糖α-淀粉酶,并对该酶产麦芽糖的特性进行研究.结果显示,重组酶分子大小为65 kDa,以淀粉为底物的最适温度为45℃,最适pH值为6.5.以浓度为20％的可溶性淀粉为底物,加入106U/g淀粉的地衣芽胞杆菌麦芽糖α-淀粉酶,反应48h,采用HPLC检测产物,产物中只有葡萄糖和麦芽糖,其中麦芽糖含量为52.21％,还原糖得率为72.1％;当加入1U/g淀粉的普鲁兰酶协同作用进行反应时,产物中麦芽糖的含量增加到57.16％,还原糖得率增加到92.5％.该酶在麦芽糖浆的工业生产上有较大的潜在应用价值.     

枯草芽孢杆菌麦芽糖诱导型启动子Pglv-M1的改造

通过定点突变对麦芽糖诱导型启动子Pglv-M1进行改造,提高启动子启动能力。分析Pglv-M1的Sextama-35区与Pri-bmow-10区,通过对这些区域模拟随机突变,软件打分后获得最高分的新片段。将新启动子与载体p HCMC04-sva连接,并在枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 1A857中诱导表达,每12 h取粗酶液进行酶活测定。研究结果表明:除突变启动子Pglv-35以外,其余突变体启动效果均有所下降,有突变体构成的表达载体Pglv-35-pHCMC04-sva诱导表达后,得到的单位粗酶活力最高点出现在36 h处,较突变前提高1.31倍。PglvM1作为诱导型启动子Pglv的改造产物,其各个区域的相互影响较为紧密。通过对启动子关键区域单独或同时突变,仅获得一组启动能力有所提高的启动子Pglv-35,这为今后针对启动子的思考、研究方向提供参考。     

实施创新教育的新思考

创新和创新教育已经提了很多年了,并日益深入人心,然而我们也要清醒地认识到创新教育的实施仍然浮于表面,形式多于实在,肤浅掩盖了深层,虽然雷声很大但雨点很小。面对实施创新教育我们还要进行思考,创新内涵是什么？创新教育的核心是什么？     

一种基因工程菌代谢丙酮酸能力的检测方法

建立一种快捷的检测基因工程菌代谢丙酮酸能力的方法,对于开展与丙酮酸相关的代谢流研究至关重要.本研究基于丙酮酸与2,4-二硝基苯肼发生羰基化反应的原理,建立了优化的丙酮酸检测体系;研究了葡萄糖等18种代谢相关物质对所建检测体系的影响;成功地将之推广到对发酵产物体系的检测中;利用含有丙酮酸甲酸裂解酶基因的大肠杆菌BL21工程菌发酵以丙酮酸为唯一碳源的培养基,结果进一步验证了该检测方法切实可行.