黄粉虫抗冻蛋白基因TmAFP84的克隆和序列分析

对黄粉虫抗冻蛋白(AFPs)基因进行RT-PCR扩增后,构建克隆重组质粒pUCm-T-TmAFP84,经双酶切、PCR和测序鉴定,克隆出了与GenBank中公布的编码84个氨基酸基因(注册号AF159114)基本相一致的抗冻蛋白基因TmAFP84,其同源性高达98.81%.与其他编码84个氨基酸的抗冻蛋白基因的同源性为95.92%.进而构建了表达重组质粒pMAL-p2X-TmAFP84.     

沙冬青热稳定抗冻蛋白的分离纯化及其部分性质研究

加热处理后的沙冬青提取液依次经过DEAE-cellulose A52层析,Sephacryl S300层析,高效液相Poros20HP2层析和高效液相Source 15Q层析,分离纯化到抗冻蛋白amAFP28. amAFP28能修饰冰晶形态.在SDS-PAGE和IEF中,纯化的amAFP28显示单一蛋白染色带,其分子量约为28 kDa, 等电点是6.68.经Schiff试剂检验,amAFP28不含碳水化合物.氨基酸组成分析表明,amAFP28富含亲水性氨基酸.圆二色谱（CD）显示amAFP28的二级结构组     

抗冻蛋白基因定向突变及其抗冻关系的研究

为探讨抗冻蛋白的抗冻机制,根据抗冻活力较高的肝型抗冻蛋白的氨基酸组成,改造皮肤型抗冻蛋白基因,使皮肤型抗冻蛋白基因的10位氨基酸－丙氨酸（A）改造成天冬氨酸（D）,方法：合成一段含有突变位点的DNA片段,用其取代野生型DNA上相对应的片段,DNA测序法筛选阳性克隆并表达该蛋白,Western-blot法、氨基酸组成分析法、及质谱法鉴定表达蛋白,测定突变后抗冻蛋白的的活力并与野生型比较,以期揭示抗冻蛋白的抗冻机制。     

第一类鱼抗冻蛋白与天然气水合物吸附结合过程中局部结构变化研究

采用分子动力学模拟方法,计算分析第一类鱼抗冻蛋白(AFP-Ⅰ)在与天然气水合物吸附结合过程中局部结构的变化,并通过AFP-Ⅰ氨基酸突变体模拟结果来进一步说明AFP-Ⅰ抑制水合物生长的作用机理。结果表明,在AFP-Ⅰ与水合物结合过程中分子局部结构发生改变,水合物结合位点(Hydrate-binding site, HBS)处部分氨基酸残基的甲基发生迁移以适应水合物的笼状结构并取代甲烷分子与水合物表面结合。此外,氨基酸突变体模拟表明AFP-Ⅰ侧链上的甲基的缺失会减弱抗冻蛋白与水合物的结合能力。研究结果对研发可降解的天然产物类水合物抑制剂具有参考意义。     

抗冻蛋白的作用机制及基因工程研究进展抗冻蛋白的作用机制及基因工程研究进展汪少芸

分析了抗冻蛋白的作用机制及基因工程的研究进展.抗冻蛋白是一类具有热滞效应、冰晶形态效应和重结晶抑制效应的蛋白质.近些年的工作主要集中在该类蛋白质抗冻机制及基因工程的研究上.抗冻蛋白具有广泛的应用前景,它不但可以应用于食物的冷鲜贮存及移植器官的低温保存,还可通过转基因提高经济作物的抗冻能力.     

抗冻蛋白及其对冰晶生长的影响

抗冻蛋白具有特殊的热迟滞性质，即其冰点低于熔点，且能抑制冰晶的生长．本文综述了在耐寒鱼、昆虫体内以及最近二三年在植物、真菌、细菌等生物中发现的抗冻蛋白，分析其结构及其对冰晶生长的影响，并寻求抗冻蛋白在细胞、生物组织的低温保存中可能的应用途径．     

植物抗冻蛋白的生物化学研究进展

抗冻蛋白是一种能抑制冰晶生长的蛋白质或糖蛋白质．自二十世纪60年代发现以来，研究对象先后从极区鱼类、昆虫转移到植物材料上．抗冻蛋白包括抗冻糖蛋白、抗冻蛋白Ⅰ、抗冻蛋白Ⅱ、抗冻蛋白Ⅲ、抗冻蛋白Ⅳ．简要介绍了植物抗冻蛋白的生化特征、抗冻机制及其应用研究，并对抗冻蛋白的基因工程作了系统综述．     

冬鲽鱼抗冻蛋白基因的人工合成

合成适合在棉花中表达的冬鲽鱼抗冻蛋白（Winter flounder antifreeze protein,Wf-AFP）基因.参照冬鲽鱼抗冻蛋白的氨基酸序列及棉花偏爱的密码子,重新设计适合在棉花中表达的Wf-AFP基因序列;根据此序列设计6条寡核苷酸引物,通过PCR方法将其拼接成完整的基因;克隆到pUCm-T载体上,转化大肠杆菌DH5α,抽提重组子进行酶切鉴定及序列分析.结果表明合成的Wf-AFP基因序列与设计方案完全相符,通过PCR介导的基因合成方法成功获得了适合在棉花中表达的冬鲽鱼抗冻蛋白基因.     

抗冻蛋白活性的吸附动力学模型

根据抗冻蛋白溶液中抗冻蛋白分子与冰晶表面相耳作用特点,提出抗冻蛋白与冰晶表面相互作用模型。进而,利用饱和分数与抗冻活性之间的关系,给出抗冻活性与抗冻蛋白浓度的理论关系。根据此关系做出了与实验数据符合较好的抗冻活性与抗冻蛋白浓度关系的理论曲线。另外,对抗冻蛋白分子与冰晶表面相互作用的特点作了进一步的讨论．     

第一类抗冻蛋白与冰晶相互作用能的简单计算

第一类抗冻蛋白分子上的苏氨酸或缬氨酸对其在冰晶表面的吸附起主要作用,在此观点的基础上,认为抗冻蛋白分子在冰晶表面的吸附依赖于这些氨基酸上的甲基与冰晶的van der Waals相互作用,从理论上计算了第一类抗冻蛋白分子与冰晶的相互作用能,给出了几种第一类抗冻蛋白分子与冰晶的相互作用能.计算结果与实验结果符合较好.     

Inhibition of bacterial ice nucleators by fish antifreeze glycoproteins

Certain bacteria promote the formation of ice in super-cooled water by means of ice nucleators which contain a unique protein associated with the cell membrane. Ice nucleators in general are believed to act by mimicking the structure of an ice crystal surface, thus imposing an ice-like arrangement on the water molecules in contact with the nucleating surface and lowering the energy necessary for the initiation of ice formation. Quantitative investigation of the bacterial ice-nucleating process has recently been made possible by the discovery of certain bacteria that shed stable membrane vesicles with ice nucleating activity. The opposite effect, inhibition of ice formation, has been described for a group of glycoproteins found in different fish and insect species. This group of substances, termed antifreeze glycoproteins (AFGPs), promotes the supercooling of water with no appreciable effect on the equilibrium freezing point or melting temperature. Substantial evidence now indicates that AFGPs act by binding to a growing ice crystal and slowing crystal growth. As the ice-nucleating protein surface is believed to have a structure similar to an embryonic ice crystal, AFGPs might be predicted to interact directly with a bacterial ice-nucleating site. We report here that AFGPs from the antarctic fish Dissostichus mawsoni inhibit the ice-nucleating activity of membrane vesicles from the bacterium Erwinia herbicola. The inhibition effect shows saturation at high concentration of AFGP and conforms to a simple binding reaction between the AFGP and the nucleation centre.     

钝顶螺旋藻中蛋白质结合硒的研究

目的：研究富硒培养的印顶螺旋藻干藻（含硒：462.6μg.g^-1）中蛋白质含硒量及差异。方法：采用硫酸铵分经,DEAE-52纤维素及SephadexG-100柱层分离纯化蛋白质,经紫外吸收光谱和SDS梯度凝胶电泳检测白质纯度及基组成,以2,3－二氨基萘（DAN）荧光分光光度法测定含硒量。结果：蛋白质结合的硒占藻体总硒的58．7％,不同饱和度（25％,50％,100％）硫酸铵分级沉淀蛋白质中的硒占总硒情况分别为4．6％,18．7％,6．5％,DEAE－52柱层析蛋白洗脱峰蛋白含硒量依次为258,431,204,484μg.g^-1,分离纯化的含硒藻蓝蛋白有较高的含硒量（267μg.g^-1）,两个亚基相对分子质量为α＝19500,β＝21500,两亚基含硒量相对之比为1．65。结论：藻体蛋白及藻蓝蛋中结合硒并有明显差异。     

作用于正倒锥结构上冰力物理模拟试验研究

利用新型非冻结可碎合成模型冰材料,进行了冰排对正倒锥体结构物作用的物理模型试验研究;试验中测量了作用于锥体结构物上的冰力,并观察记录了冰排作用于结构物的破坏过程。综合分析试验结果,发现冰速的变化对冰力没影响。而随锥角、水线直径的增加以及冰排弯曲断裂模式由下弯变为上弯,作用于锥体结构物的冰力显著增加。试验得到的总冰力结果与Croasdale和Ralston的理论预测结果符合较好。     

冷冻浓缩水处理工艺中冰晶纯度影响因素分析

冷冻浓缩水处理工艺的核心是制备颗粒大、纯度高的冰晶.以尿液为试验水样,通过试验研究,分析了冷冻温度、冰晶形态、溶液初温、溶液浓度、种冰、再结晶过程和结晶时间对冰晶纯度的影响,并在此基础上提出了制备高纯度冰晶的途径.     

Mimicry of ice structure by surface hydroxyls and water of a beta-helix antifreeze protein

Insect antifreeze proteins (AFP) are much more effective than fish AFPs at depressing solution freezing points by ice-growth inhibition. AFP from the beetle Tenebrio molitor is a small protein (8.4 kDa) composed of tandem 12-residue repeats (TCTxSxxCxxAx). Here we report its 1.4-A resolution crystal structure, showing that this repetitive sequence translates into an exceptionally regular beta-helix. Not only are the 12-amino-acid loops almost identical in the backbone, but also the conserved side chains are positioned in essentially identical orientations, making this AFP perhaps the most regular protein structure yet observed. The protein has almost no hydrophobic core but is stabilized by numerous disulphide and hydrogen bonds. On the conserved side of the protein, threonine-cysteine-threonine motifs are arrayed to form a flat beta-sheet, the putative ice-binding surface. The threonine side chains have exactly the same rotameric conformation and the spacing between OH groups is a near-perfect match to the ice lattice. Together with tightly bound co-planar external water, three ranks of oxygen atoms form a two-dimensional array, mimicking an ice section.     

整体无阀机构太阳能冰箱的应用研究

在太阳能固体吸附循环制冷的基础上，采用无阀机构连接优化设计后的吸附床、冷凝器、蒸发器，构建成新型无阀机构的太阳能冰箱．将该太阳能冰箱分别在实验室内及实验室外进行静态实验及动态实验，得出了系统在一定辐射能量后的对外性能特性．所开展的研究工作为实用化的太阳能冰箱奠定了基础．     

多用户分集与接收天线选择联合系统的容量界分析

研究了MUD-RAS系统（the system combined multi-user diversity with receive antennaselection）的容量.首先推导了MUD-RAS系统的等效单用户容量界,并分析了等效单用户系统分析法的局限性,即当用户数较大时,等效单用户容量界和实际容量存在较大的偏差;然后推导了MUD-RAS的另一个容量上界——多用户最大天线矩容量界的表达式.仿真结果表明,当用户数较大时,所给出的多用户最大天线矩容量界比等效单用户容量界更接近系统的实际容量.     

输电线路脱冰跳跃幅值影响因素分析

导线覆冰脱落会引起导线剧烈跳跃摆动,导致输电线路产生严重的机械、电气事故．为明确输电线路脱冰跳跃幅值特性,揭示各项参数及其交互作用对冰跳幅值的影响规律,采用数值模拟方法,建立导线一绝缘子串耦合模型,对冰跳幅值在不同影响因子作用下的变化特性进行研究．结果表明,导线跳跃幅值随着覆冰厚度、脱冰量、导线刚度的增加而增加,其增大的幅度不断上升;冰跳幅值随着连续档数的增加而趋于稳定;悬挂点高差、绝缘子串长度等因素对跳跃幅值影响较小;不同脱冰方式导线跳跃幅值相差较大;风荷载对导线横向摆动影响较大,对竖向跳跃影响较小;交互作用分析过程中,脱冰量对冰跳幅值影响最大,脱冰方式与脱冰量之间的交互作用对幅值影响最小．相关成果为覆冰线路设计及后续覆冰脱落分析研究提供参考借鉴．     

覆冰导线融冰计算模型

以覆冰导线为研究对象,根据热平衡方程,建立焦耳热融冰的数学模型。介绍导线覆冰的基本理论,以冰筒直径、冰平均密度以及冰表面平均温度作为融冰模型的输入,提出融冰临界电流这一决定融冰能否进行的指标。用Visual Basic和Visual Fortran混合编程编写计算融冰时间的可视化程序,输入相关气象参数、结冰时间、电阻以及电流即可计算融冰时间。把程序计算结果与加拿大魁北克大学冰风洞中实验结果进行对比,结果表明:计算值与实验值的最大相对误差不超过10%,验证了模型的正确性;该模型可用于导线融冰装置融冰时间和电流的计算。