生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯生产研究进展初探

本文简要介绍了国内外通过微生物和植物方法来生产生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯的一些研究进展。     

聚羟基脂肪酸酯在组织工程中的应用

聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate, PHA）是一系列由微生物合成的天然高分子材料,目前已发现有超过150种组成单体不相同的PHA聚合物。由于最常见也是研究最广泛的PHA——聚3-羟基丁酸（PHB）具有优良的生物相容性和生物可降解性,且其降解产物3-羟基丁酸（3HB）对多种疾病具有潜在的治疗功能,PHA相关材料在组织修复与再生领域得到广泛的关注。介绍了不同单体组成的PHA在修复骨缺损、愈合皮肤伤口、重建神经和递送药物等不同组织工程领域的应用,总结了对应的材料制备方法及组织修复机制,为后续PHA的生物医疗应用提供新的思路。     

以乙酸钠、丙酸钠为碳源的活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯的结构分析

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHAs)是临时储藏于活性污泥的微生物体内的能量和碳源聚合物，是完全可生物降解的热塑性塑料。为了研究碳源对PHAs结构的影响，本采用乙酸钠、丙酸钠为碳源在厌氧条件下培养活性污泥得到2种不同的PHAs样品，通过^1HNMR、^13C NMR和GC-MS谱图确定其组成和比例：以乙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成以3—羟基丁酸酯(3-hvdroxybutyrale，3HB)为主，x(3HB)／x(3HV)(3-hydroxyvalerate，3-羟基戊酸酯)为93．9l：6．09；以丙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成主要以3HV为主，除3HB、3HV外，另外还有2—甲基—3—羟基丁酸酯(2—methyl-3-hydroxybutyrate，2M3HB)和2—甲基—3—羟基戊酸酯(2-methyl—3-hydroxyvalerate，2M3HV)，3HB／3HV／2M3HB／2M3HV的摩尔比为28．66：63．13：2．55：5．66。由此可见采用不同碳源培养活性污泥所得到的PHAs的单体组成是不同的。     

以乙酸钠、丙酸钠为碳源的活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯的结构分析

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates, PHAs)是临时储藏于活性污泥的微生物体内的能量和碳源聚合物,是完全可生物降解的热塑性塑料.为了研究碳源对PHAs结构的影响,本文采用乙酸钠、丙酸钠为碳源在厌氧条件下培养活性污泥得到2种不同的PHAs样品,通过1H NMR、13C NMR和GC-MS谱图确定其组成和比例以乙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成以3-羟基丁酸酯(3-hydroxybutyrate,3HB)为主,x(3HB)/x(3HV)(3-hydroxyvalerate,3-羟基戊酸酯)为93.91∶6.09;以丙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成主要以3HV为主,除3HB、3HV外,另外还有2-甲基-3-羟基丁酸酯(2-methyl-3-hydroxybutyrate,2M3HB)和2-甲基-3-羟基戊酸酯(2-methyl-3-hydroxyvalerate,2M3HV), 3HB/3HV/2M3HB/2M3HV的摩尔比为28.66∶63.13∶2.55∶5.66.由此可见采用不同碳源培养活性污泥所得到的PHAs的单体组成是不同的.     

厌氧反应时间对反硝化聚磷功效及微生物种群的影响

采用厌氧/缺氧/好氧序批式反应器(An/A/O-SBR),考察了不同厌氧反应时间(分别为90,120和150min)长期运行条件下的反硝化除磷效果,并利用荧光原位杂交(FISH)技术分析了系统内微生物种群的结构变化.结果发现,厌氧反应时间为90 min系统合成的聚羟基烷酸酯(PHA)量最高,脱氮和除磷平均去除率分别达到92％和93％,聚磷菌占总菌的(58±2.3)％;厌氧反应时间为120 min的系统脱氮和除磷平均去除率分别达到97％和73％,聚磷菌占总菌的(50±2.2)％.而厌氧反应时间为150min的系统合成PHA最低,平均脱氮率仅为79％,聚磷菌数量也减少至(45±2.7)％.厌氧反应时间过长致使PHA含量水平下降,继而发生游离亚硝酸(FNA)的积累,这是导致系统脱氮除磷效率降低的主要原因.     

外源基因在大肠杆菌中表达的优化

大肠杆菌已经被广泛地应用于表达各种外源基因,但基因的表达受多种因素的影响,现就各种影响因素综述了外源基因表达的优化策略,这将有助于采取有效方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率.     

大肠杆菌SD序列与基因表达水平的关系

依据基因表达水平的理论预测方法从１３７３个大肠杆菌基因中选出了７３个甚高表达基因和１００个甚低表达基因,研究了这两类基因编码区起始密码子ＡＴＧ前－１到－２１位点（包含ＳＤ序列）的碱基构成与基因表达水平的关系。结果表明,ＳＤ序列中的富嘌呤区（约在－７到－１２位点）Ｇ和Ｔ的概率分布曲线中心到ＡＴＧ的距离（记为ＬＨ）与基因表达水平有明显的关系。甚高表达基因ＬＨ约为１０,甚低表达基因的ＬＨ约为８,另外在－     

突变人GM-CSF基因在大肠杆菌中的表达及纯化

目的构建重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(rhGM-CSF)的高效表达质粒,将其表达产物用于分离纯化的研究。方法用人外周血单核细胞获得总RNA作为模板和修饰的5′端密码子的引物经RT-PCR反应扩增到人GM-CSF基因,插入温控表达载体pDH构建了突变的hGM-CSF表达质粒,并将在E.coli中获得表达的突变rhGM-CSF包含体8 mol/L脲提取液进一步用离子交换色谱柱分离纯化。结果rhGM-CSF在大肠杆菌表达占菌体总蛋白量的22%,用弱阴离子交换色谱对rhGM-CSF的工程菌表达产物8 mol/L脲提取液直接经35 m in分离纯化,所得产物纯度可达95%,质量回收率可达到60%。结论这表明用离子交换色谱可进行rhGM-CSF的复性与同时纯化。     

在耐药性研究中的大肠杆菌

随着抗生素应用于临床和生产,许多疾病得到了较好的控制,同时也出现了细菌的耐药问题.大肠杆菌能够通过畜禽产品的加工及储藏等传播给人类,许多耐药菌株引起的疾病治疗非常困难.本文就大肠杆菌耐药性的研究现状、耐药原因、耐药机制、以及耐药性的消除做一扼要概述.     

纳豆激酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

纳豆激酶是一种良好的天然蛋白酶类溶栓物质。国内外许多学者对该酶进行了基因工程研究,但在克隆表达过程中出现了许多长短不同的基因片段。本研究通过原产日本的优质纳豆中分离鉴定出高产纳豆杆菌N07并提取该菌株的全基因组;通过PCR手段扩增出能编码纳豆激酶信号肽,前导肽和成熟肽的前纳豆激酶酶原基因NK1,以及能编码纳豆激酶成熟肽的纳豆激酶基因NK2,构建了纳豆激酶基因的表达载体pET30a-NK1和pET30a-NK2,转化E.coli BL21后在大肠杆菌中表达,并进行了活性分析。结果发现,纳豆激酶酶原基因片段NK1能成功表达出有活性的分泌型纳豆激酶;而纳豆激酶基因片段NK2的表达产物为无活性的包涵体。在对NK1和NK2的比较研究后可知,纳豆激酶酶原基因片段NK1能在大肠杆菌中很好的分泌表达,这将为纳豆激酶基因工程的深入研究奠定基础。     

麻疯树逆境蛋白(curcin 2)基因的原核表达

将编码麻疯树逆境蛋白curcin 2成熟蛋白的M片段和编码前体蛋白的P片段分别定向克隆到质粒载体pQE-30、pQE-31后,获得重组质粒pQE-30-M、pQE-31-P.该重组质粒转化大肠杆菌M15菌株,经IPTG诱导后M片段表达的蛋白质主要以包涵体形式存在,蛋白质的表达量与IPTG浓度及诱导时间有关.重组蛋白可与RGS-His抗体及curcin抗体分别发生专一性抗原抗体反应并被His TrapTMHP柱亲和纯化.体外抗真菌活性实验表明,复性处理后的curcin 2融合蛋白使玉米弯胞杆菌[Curvul     

重金属对大肠杆菌的毒性研究

本文用琼脂扩散法研究了重金属对Ｅ．ｃｏｌｉ的毒性影响,并将重金属浓度与抑菌圈直径进行相关回归分析,结果表明,重金属对Ｅ．ｃｏｌｉ的毒性顺序为Ｈｇ~(２＋)＞Ｃｄ~(２＋)＞ｐｂ~(２＋)＞Ｃｕ~(２＋＞＞Ｚｎ~(２＋),重金属浓度与抑菌圈的直径呈显著的正相关,各种金属受试物都有剂量－反应关系．     

猪源产ESBLs大肠杆菌三种耐药基因检测及分析

了解福建省闽西地区猪源产ESBLs大肠杆菌耐药现状。从龙岩市10个规模猪场分离的大肠杆菌中,按CLSI推荐的纸片扩散法筛选产ESBLs菌,对其分别用CTX-M、TEM和SHV等3种引物进行PCR扩增及测序分析。结果表明,105株大肠杆菌的产ESBLs检出率为28.6%(30/105);其ESBLs基因亚型以CTX-M型和TEM型为主,检出率分别为56.7%(17/30)和36.7%(11/30),SHV型检出率13.3%(4/30)较低;5株菌同时携带CTX-M和TEM基因,2株菌同时携带CTX-M和SHV基因;测序结果表明,共检测出3种基因型:CTX-M-15、TEM-2和SHV-12。     

大肠埃希菌ESBLs检测及其耐药性分析

目的探讨本地区大肠埃希菌分离株中超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）的阳性率及产酶株对β-内酰胺类抗生素的耐药性。方法采用双纸片协同法检测菌株的ESBLs,并用Kirby-Bauer法检测了415株产ESBLs的大肠埃希菌对16种β-内酰胺类抗生素的耐药性,并对其标本来源和病区分布进行了分析。结果ESBLs总检出率为50．8％,其中ESBLs检出率较高的科室为普外科、脑外科、肾内科、骨科、呼吸内科。所有大肠埃希菌分离株均对Imipenem和Meropenem敏感。产ESBLs株对其他14种β-内酰胺类抗生素的耐药性均高于非产酶株。结论本地区ESBLs检出率较高,分布科室有特殊性,产ESBLs株对抗生素的耐药性高于非产酶株。     

基因工程菌发酵生产l-苯丙氨酸工艺优化

对重组l－苯丙氨酸工程菌E.coli HB101.Ⅰ发酵过程中的营养物质消耗及产物l－苯丙氨酸的积累进行实验分析。得出：l－苯丙氨酸在培养温度为38.5℃，pH为7.0－7.5，溶氧控制在20％，含糖量控制在1.5%，酪氨酸添加量为1.0-1.2g/L时，产酸量最大，为工艺优化控制提供了有用的基础数据。