普鲁兰多糖的吸湿、保湿性及其黏度稳定性

通过将普鲁兰多糖与透明质酸以及甘油进行对比,对普鲁兰多糖的吸湿和保湿性能进行了研究,并对其吸湿过程作了初步的动力学分析.同时研究不同黏度普鲁兰多糖的保湿性以及温度、p H和Na+浓度对普鲁兰多糖黏度稳定性的影响.结果表明:普鲁兰多糖在相对湿度81%,时其吸湿、保湿效果与透明质酸不相上下,其吸湿过程符合二级吸附动力学模型,相关系数达到0.99以上;质量浓度为1,mg/m L的普鲁兰多糖(黏度为42.7,m Pa·s)保湿性能最佳.普鲁兰多糖黏度受温度、p H以及离子浓度的影响较小,表明其具有较好的黏度稳定性.因此,这为普鲁兰多糖在食品中作为持水剂、增稠剂和稳定剂以及在化妆品中作为保湿因子提供了一定的理论依据.     

产普鲁兰降解酶菌株的分离筛选及酶学特性的研究

普鲁兰降解酶(pullulan degrading enzymes)能够专一水解普鲁兰多糖α-1,6-糖苷键以及特定位置的α-1,4-糖苷键,在工业、食品业、医疗保健等行业中具有重要的应用意义.本研究采用唯一碳源法从稻田土样中培养筛选到21株产普鲁兰降解酶的菌株.对菌株A1的鉴定及其产生的普鲁兰降解酶的分析表明,该菌株为气单胞菌属,其产生的酶属于Ⅰ型普鲁兰酶(Type I pullulanase,EC 3.2.1.41),专一水解普鲁兰多糖α-1,6-糖苷键.该酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为6.0,具有良好的温度稳定性和适应性;同时在pH为4.0时仍然保留50%的酶活.进一步对A1菌株产酶的发酵条件(pH、温度、时间)进行了优化,摇瓶中A1分泌表达Ⅰ型普鲁兰酶的水平达到21.2 U/mL.根据已报道的气单胞菌属普鲁兰酶基因的保守序列设计引物,克隆获得了4 053 bp的A1普鲁兰酶基因pluA1全长序列,编码1351个氨基酸.本研究结果为该酶的开发应用奠定了基础.     

普鲁兰酶N端结构域CBM68对酶学性质的影响

碳水化合物结合模块(Carbohydrate Binding Modules,CBMs)在普鲁兰酶结构中普遍存在,对酶的催化性质起重要作用.本文将酸性普鲁兰酶Pul B的N端结构域CBM41-X45替换成耐热普鲁兰酶Pul A的N端结构域CBM68,得到重组酶Pul-11,同时将Pul-11的催化结构域替换成Pul A的催化结构域,得到重组酶Pul-12.结果显示,重组酶Pul-11和Pul-12的最适温度均较Pul B提高了10℃,最适pH分别提高了0.5和1;60℃下热稳定性分别提高了41.4%和44.0%;同时,重组酶Pul-11和Pul-12的底物亲和力和催化效率较Pul B也均有一定程度提高.可见,来源于耐热普鲁兰酶的新型底物结构域CBM68对普鲁兰酶的最适作用温度、最适作用pH及催化效率具有重要影响.     

一株碱性普鲁兰酶菌株的筛选、鉴定及酶学性质研究

以普鲁兰糖为唯一碳源,利用平板涂布法从海泥中分离到一株产碱性普鲁兰酶的细菌M25,结合菌株形态特征观察和16S rDNA基因序列分析,确定该菌株为假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.).该菌在30℃、200 r/min条件下培养18 h达到产酶最高峰,其合成普鲁兰酶的模式属于同步合成型.酶学性质研究表明:该普鲁兰酶的最适作用温度是50℃,在70℃下保温2 h活力残留50%以上;最适作用pH值为8.0,在pH值6.0~9.0较稳定.实验结果显示该菌所产普鲁兰酶具有较好的温度稳定性和pH稳定性.     

普鲁兰酶处理麦芽对啤酒中风味物质的影响

通过改变麦芽糖化过程中的普鲁兰酶添加量,研究其对麦芽啤酒风味物质产量的影响。经固相微萃取气相色谱(SPME-GC)检测分析,结果表明,添加普鲁兰酶能够降低啤酒中的醇酯比,当添加量为120 U·kg~(-1)时,麦芽啤酒风味物质产量最高;且该方法的精确度较高。该结果不仅具有重要的理论意义,还能够控制醇酯比,提高啤酒饮后感,为麦芽厂和啤酒厂提供理论依据和技术支持。     

天麻和苦荞复配液对灰树花胞外多糖合成的影响及其发酵动力学研究

通过向灰树花发酵体系中单一添加天麻醇提物、苦荞醇提物及两种提取物的复配液,研究其对灰树花菌体生长和胞外多糖合成的影响,同时对添加复配液后发酵体系中的残糖(还原糖)含量、pH值的动态变化进行研究。结果表明:当复配液中天麻醇提物添加量为7g/L、苦荞醇提物添加量为5g/L时效果较佳,相比空白组(未添加提取物)和单一添加组(天麻、苦荞),胞外多糖产量分别增加了49.08%、13.76%、33.88%,菌丝体生物量分别增加了51.10%、11.35%、26.69%,均显著地高于空白组(P＜0.01)和单一添加组(P＜0.05)。发酵动力学研究表明,灰树花菌体生长和胞外多糖产量在第7天达到峰值,复配组相对于空白组能消耗更多的碳源物质促进胞外多糖的合成。因此,天麻和苦荞中的有效成分能够显著促进灰树花菌体生长与胞外多糖的合成。     

基于生物细胞调控合成无机纳米材料的研究进展

细胞作为生物体结构和功能的基本单位,其内部可进行成千上万的生化反应.利用生物体细胞来调控合成纳米材料是一种新型的绿色合成方法,有着传统方法不可比拟的优点:如原料来源广、低毒、低能耗、反应温和可控、效率高,环境友好等.利用细胞调控合成得到的无机纳米材料富含蛋白质、脂类、多糖等生物物质,不仅可以避免颗粒间的团聚,而且具有独特的生物相容性.本文综述了生物细胞内外无机纳米材料的可控合成研究进展,并展望了基于细胞合成无机纳米材料的发展前景.     

微生物多糖的生物合成及代谢工程研究进展

综述了微生物多糖的生物合成途径、基因簇结构与功能和代谢工程的研究进展。真菌多糖的合成途径主要包括:前体核苷酸糖(单糖的活化形式)的合成、合成的起始反应、重复单元的延伸、翻转和聚合、多糖的输出。多糖合成过程中涉及大量的基因,大多数基因存在多糖合成基因簇中,随着基因测序技术的发展,大量的多糖合成基因簇被发现和研究。研究表明:通过调控涉及糖核苷酸合成途径的酶水平可提高胞外多糖的产量,而增加多糖合成基因簇基因在微生物中的表达,可产生更高的多糖合成代谢流。     

Klebsiella sp.LDX1-1多糖的发酵影响因素和絮凝特征

Klebsiella sp.LDX1-1多糖产生的最佳碳源为麦芽糖与低聚异麦芽糖的混合糖,其中低聚异麦芽糖质量分数为8%;最佳氮源为2 g/L的NH_4NO_3。2 g/L的雪松松针提取物、 0.4%的曲拉通X-100显著促进多糖合成,产量分别提高12.46%和14.38%。用综合试验因素进行发酵,得到的最适发酵周期为24 h,粗多糖产量达到23.46 g/L,比发酵基础培养基条件下提高43.14%。由发酵液制取的初步纯化多糖具有高效絮凝活性,对高岭土悬液和黄河水的絮凝率分别是98.43%和96.31%。纯化样品的红外光谱定性分析表明:发酵产生的黏性物质成分为典型的生物多糖。     

Alcaligenes sp.CGMCC2428产威兰胶的分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究Alcaligenes sp. CGMCC2428产微生物多糖威兰胶的合成特性,结果表明威兰胶的合成和菌体生长模型为部分偶联型. 菌体和威兰胶质量浓度分别达到3.30和26.50g/L, 威兰胶对细胞干质量得率系数(YP/X)为8.20. 根据分批发酵实验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和Luedeking-Piret相似方程,得到了描述Alcaligenes sp. CGMCC2428生长、威兰胶以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型.同时改变初始葡萄糖质量浓度,实验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于10%,表现出很好的适用性.     

褐铁矿强化污泥厌氧发酵及经济分析

污泥厌氧发酵具有污染小,并且能获得能源物质的优势。然而污泥厌氧发酵效率低。探究了褐铁矿强化污泥厌氧发酵产甲烷的影响。结果表明褐铁矿存在能够提高污泥厌氧发酵产甲烷率;当褐铁矿含量由0增加至4%时,甲烷产量由101. 8 m L/g增加至128. 9 m L/g。褐铁矿能够促进污泥厌氧发酵水解过程;并且褐铁矿含量越高,溶解性COD的最大值越高。此外,褐铁矿促进污泥厌氧发酵过程短链脂肪酸(SCFA)的积累;当褐铁矿的含量为3%时,SCFA的最大积累量为4 025 mg/L,显著高于空白对照组。褐铁矿存在促进乙酸的积累;当褐铁矿含量由1%增加至4%时,乙酸含量由35%增加至42%。p H为7有利于褐铁矿强化污泥厌氧发酵;而碱性环境抑制甲烷产生。经济分析表明褐铁矿的最佳剂量为3%,总节约费用为329. 2元/t。     

窄叶鲜卑花提取物的抗氧化活性研究

目的:以绿茶为对照,研究了窄叶鲜卑花果穗和叶粗提取物的抗氧化活性及还原能力。方法:采用DPPH、ABTS自由基清除活性和Fe3+还原法对其抗氧化活性进行研究。结果:窄叶鲜卑花果穗中多糖、多酚、黄酮的提取率分别是40.3%、45.2%和21.7%,叶中提取率分别是52.3%、64.7%和29.8%,且叶提取物的多糖、多酚、黄酮含量均高于果穗。绿茶提取物中黄酮和多酚对清除DPPH、ABTS自由基起主要作用,而黄酮、多糖在果穗提取物清除DPPH自由基和叶提取物清除ABTS自由基时起主要作用;窄叶鲜卑花中脂类物质质量浓度小于0.4 mg/m L时,对DPPH、ABTS自由基清除效果较好。果穗和叶提取物的还原能力差异较小,且两者中多酚的还原能力随浓度呈较好的量效关系,而多糖和黄酮的还原能力随浓度增加其增幅不大,说明果穗和叶中具有还原能力的物质主要是多酚。结论:窄叶鲜卑花果穗和叶具有一定的抗氧化能力,且叶优于果穗。     

环境因子对铜绿微囊藻7820胞外多糖的影响

研究了多种环境因子对铜绿微囊藻7820可溶性胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)合成的影响.在18 d内,较高浓度的NO3-,较高的pH和光强,均显著提高了EPS的合成,其中,NO3-对EPS的合成影响最大,其最大产率为5.255μg.L-1.d-1.而KH2PO4,CaCl2,MgSO4等大量元素、以及微量元素FeCl3和EDTA对EPS的合成无明显影响;除在实验后期20℃时EPS有较大增加外,温度对其无明显影响.在各种环境因子影响下,EPS产量均随时间延长而增加.此外,NO3-,pH和光强对铜绿微囊藻7820的生长速率和总糖的产生也有影响,在较低的NO3-浓度、适中的pH和光强下,生长速率较高;而较高的NO3-浓度、较低的pH和光强,其生长速率明显较低;略低的NO3-浓度和光强可明显提高其总糖产量,而较高的NO3-浓度和弱的光强则明显降低其总糖产量;pH对总糖的产量影响不大.微囊藻有较高的多糖积累,其EPS和总糖的合成有不同的机制.     

转录调控因子BglR对东方肉座菌纤维素酶表达的影响

东方肉座菌(Trichoderma orientalis)EU7-22菌株是一株高效分泌纤维素酶的丝状真菌,对生物质转化具有重要价值.采用交错式热不对称PCR(TAIL-PCR)方法克隆得到纤维素酶转录调控因子bglr基因及其上下游序列,并经同源交换获得bglr基因敲除的菌株EU7-22Δbglr.其生产的滤纸酶、外切葡聚糖酶、木聚糖酶活力和分泌蛋白最高值较对照菌株分别增加了39%,22%,16%和20%,而β-葡萄糖苷酶活力下降47%,β-葡萄糖苷酶基因bgl1的表达量显著降低.进一步分析发现BglR的缺失抑制了菌株EU7-22在以特定多糖/寡糖为碳源的培养基上的生长,且引起发酵液pH值的改变.上述结果证明BglR对β-葡萄糖苷酶起正调控作用,可为构建高效降解纤维素的工程菌株提供参考.     

细胞周期调控与肿瘤发生和治疗的关系研究

在细胞周期运转过程中,有多种蛋白、复合物和细胞周期检测点等复杂物质的参与,这些物质共同调节并控制着细胞周期的运转过程.这些物质中的一种或几种产生变化,都会导致细胞周期无法向下正常转换,扰乱并使细胞周期失常,引起细胞不受控地增殖.而对参与细胞周期运转的相关蛋白进行调控,能够使肿瘤细胞的活性得到抑制,并进一步阻滞了肿瘤细胞的无限增殖,达到治疗肿瘤的目的.     

柠檬酸钠对L-谷氨酸发酵代谢流迁移的影响

为更全面深入地理解细胞内谷氨酸代谢的调控机制,以黄色短杆菌GDK-9为供试菌株,应用MATLAB软件和代谢流分析方法,定量研究了添加柠檬酸钠后L-谷氨酸发酵中后期胞内的代谢流迁移.在L-谷氨酸发酵中后期添加3.0 g/L柠檬酸钠后.合成副产物L-丙氨酸和乳酸的代谢流量明显减少,分别降低了18.7%和27.4%,EMP途径和乙醛酸循环的代谢流分别减少了0.88和2.12,HMP途径的代谢流增加了0.88,而L-谷氨酸生物合成的代谢流从73.59增长至76.47,较未添加前提高了3.9%.添加柠檬酸钠能使关键节点发生代谢流迁移,提高L-谷氨酸合成中心代谢途径的代谢流量.     

调控细胞形态相关基因表达提高P.putida KT2440突变株KTU-U13 生产PHA的能力#br#

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是多种细菌都能合成的一类多元聚酯,它具有类似于合成塑料的物化特性,同时又具备了合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、气体相隔性等诸多特性,被认为是最有前途的生物塑料之一.P.putida KT2440 突变株KTU-U13 是本实验室之前构建的生理性能好、PHA 产量高的优良底盘细胞,而据文献报道,细胞体积越大越有利于积累更多的包涵体,通过扩展细胞大小,包括长度和宽度,减少PHA 颗粒的空间障碍,增加每个细胞的PHA 积累,可以提高产量. 本实验希望通过调控细胞形态相关基因mreB、ftsZ 及sulA 的表达进一步提高突变株KTU-U13 的PHA 产量,结果显示无论对mreB 和ftsZ 基因进行质粒过表达还是sRNA 抑制都没能提高PHA 产量,而质粒过表达sulA 基因使PHA 产率提高了10.21%. 该结果为在突变株KTU-U13的基础上进一步构建PHA 高产菌株提供了可参考的策略.     

豆科绿肥间作对小青菜品质和土壤酶活性的影响

通过对小青菜单作、小青菜紫云英间作、小青菜箭舌豌豆间作进行田间试验,研究豆科绿肥间作对小青菜生长的影响情况.结果表明:小青菜与两种豆科绿肥间作,均显著增加小青菜菜苔产量,其中紫云英间作使小青菜菜苔增产28.4%;豆科绿肥间作能够改善菜苔品质,其中紫云英间作使菜苔可溶性蛋白质和可溶性总糖含量分别增加33.6%和73.6%;豆科绿肥间作显著提高土壤酶活性,其中紫云英间作使土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性分别提高23.8%, 22.2%和23.9%,增肥效果显著,是可以优先考虑的栽培模式.     

MarR家族蛋白Orf17在自溶链霉菌格尔德霉素生物合成中的调控作用

格尔德霉素是自溶链霉菌产生的具有极强抗肿瘤活性的活性物质,但格尔德霉素生物合成的具体调控机制还不清楚.为了深入解析自溶链霉菌中格尔德霉素生物合成的调控机制,对其合成途径中一个MarR家族调控蛋白Orf17的功能及其调控作用进行了研究. HPLC分析显示,敲除了orf17基因的突变株中格尔德霉素的产量相比野生型降低,表明Orf17对格尔德霉素的生物合成起到了正调控作用;RT-PCR检测表明,在orf17突变株中与格尔德霉素合成相关的基因almAI、almF、almM、almH、almRⅠ、almRⅡ和almRⅢ的表达下降,表明这些基因的表达直接或间接地受到了Orf17的调控.进一步从orf17突变株中分离纯化出3个相比野生型产量升高的化合物,经鉴定为洋橄榄叶素及其衍生物.综上所述,Orf17在格尔德霉素生物合成中起到正调控作用,而对洋橄榄叶素的生物合成可能起到负调控作用.     

干旱条件下微肥对羊草生长的影响

针对西北干旱区优质饲草料不足、水资源缺乏等问题,以中科1号羊草人工草地为研究对象,在干旱区自然降雨条件下探讨不同微肥对羊草生长发育的影响.结果表明:拔节期配施微肥可增加羊草干草产量,增产效果为硼(B)铁(Fe)锰(Mn)钼(Mo)锌(Zn),其中施用B和Fe肥分别较单施氮磷肥(CK)增产11.8%和11.2%;施用Fe和Mn肥使羊草叶片长度分别增加4.9%、13.5%.施用B肥后穗数增加8.5%,穗长增加28.6%,种子产量均增加17.5%,施用微肥亦可增加羊草粗蛋白含量,其中Fe、Mo肥增加幅度最大,较CK分别增加4.52%和3.14%.拔节期增施B肥可显著提高羊草干草产量和种子产量,建议干旱区推广应用.