蓝藻氢代谢相关酶的研究进展

化石能源的不可再生性以及其对环境的影响,使得探索新能源代替传统能源尤为重要.氢气具高效、环保、可再生的特性,是一种理想的能源.相比许多其它氢气制备方法,生物产氢不仅可以大规模、低成本,而且可减少环境污染,节约不可再生资源,因而越来越受到瞩目.蓝藻是一类良好的生物制氢材料,其氢代谢由固氮酶和氢化酶共同完成.固氮酶复合体由固氮还原酶和固氮酶组成,氢气是固氮过程中的副产物,可以被吸收氢化酶氧化.双向氢化酶既可以吸收氢也可以释放氢气.研究这两类酶的分子生物学特性,对生物产氢的发展有重大意义.     

窄叶蓝盆花花序化学成分及其抗氧化和抑制α-葡萄糖苷酶活性的研究

研究蓝盆花Scabiosa comosa Fisch花序的化学成分,及其抗氧化活性和抑制α-葡萄糖苷酶活性.反复采用硅胶柱色谱,RP-C18柱色谱,Sephadex LH-20,MCI,制备型高效液相色谱等方法分离纯化窄叶蓝盆花花序的化学成分,利用多种波谱技术(UV,NMR,LC-MS)鉴定化合物结构.进一步对这些化合物的DPPH游离基清除率和α-葡萄糖苷酶活性抑制率进行了测定.本实验从蓝盆花花序中分离鉴定出10个化合物,7个酚类化合物,2个萜类化合物和1个甾醇化合物.其中芹菜素-4′-O-β-葡萄糖苷(2),芹菜素-7-O-α-阿拉伯糖(1-6)-β-葡萄糖苷(6)和3β,23-二羟基乌索-12-烯-28-酸(9)为首次从本属植物中分离得到.体外活性实验结果显示,木犀草素(3),木犀草素-7-O-β-葡萄糖苷(4)和绿原酸(7)具有显著的清除DPPH游离基活性,EC50值分别为19、43和26μg·mL-1;另外,黄酮苷元芹菜素(1)和萜类化合物熊果酸(8)及3β,23-二羟基乌索-12-烯-28-酸(9)具有抑制α-葡萄糖苷酶的活性.     

不同组蛋白修饰以及修饰与修饰酶之间的关系

核小体是染色质的基本结构单位,核小体组蛋白尾部可以发生甲基化、乙酰化等多种共价修饰.以含有组蛋白修饰酶的修饰数据库为基础,借助网络研究了一些修饰之间以及与修饰酶之间的关联关系,同时从相关修饰酶及其复合物的角度分析了这些关联.结果显示部分修饰之间或与相关修饰酶之间存在直接的关联关系.包含修饰酶的酶复合物可以通过自身的蛋白结构域与甲基化或者乙酰化修饰结合,进一步利用自身的修饰酶亚基催化其它组蛋白修饰,从而使得两种组蛋白修饰之间建立关联.     

蔗渣乙醇预处理及其对酶解的影响

采用自催化乙醇法对蔗渣原料进行预处理,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射仪对预处理样品进行分析,然后进行酶解.结果表明:蔗渣原料经乙醇预处理后,有大量木质素溶出和半纤维素水解;预处理样品的相对结晶度提高了32.97%;蔗渣纤维表面碎化,细小纤维暴露出来,极大地提高了酶解效率;当温度为195℃、乙醇体积分数为40%、保温时间为30min时,蔗渣原料木素去除率为57.97%,此时100g蔗渣原料经此预处理所得预处理液中的木糖量为8.59g,占原料中总木糖的35.16%,预处理样经酶解,所得酶解液中葡萄糖含量为40.29g,占原料中总葡萄糖的92.15%;初步实现了蔗渣原料中半纤维素和纤维素的逐步分离,同时得到大量乙醇木素;最优酶用量为10FPU/g(以每克固体浆料计),固液比为1∶40(g/mL).     

大薸对不同质量浓度畜禽废水的净化作用及生物学效应

实验以自然湿地中采集的大薸为研究对象,在室内模拟条件下首次研究了大薸在低质量浓度至高质量浓度畜禽废水条件下的净化作用及植物生理变化。并探讨了湿地植物大薸对废水的净化作用与生物学效应之间的相关性。研究结果表明：大薸对畜禽废水的CODcr、氨氮、总磷最高去除率分别达到82.33%、69.21% 和45.88%。大薸在不同质量浓度畜禽废水胁迫8 d后,大薸抗氧化系统酶活性总体呈下降趋势,畜禽废水质量浓度越高,植物损伤情况越明显。大薸叶片中起主要保护作用的酶是POD,变化幅度最明显,对畜禽废水胁迫的敏感性、应激性最强。大薸对畜禽废水的净化作用与大薸的生物学效应相关性较强。     

白腐菌产漆酶的发酵条件研究

漆酶(E.C.1.10.3.2)是一类含铜的氧化还原酶,其可以催化对苯二酚(也叫氢醌)氧化生成对苯醌,也常被称为对苯二酚氧化酶。漆酶一般存在于真菌和植物中,由于具有较高的稳定性和较好的底物专一性,在印染和环境有机毒性化合物的降解、专用生物传感器的构建、以及造纸领域有机废弃物的生物加工利用等方面具有实际工业应用。考察了白腐菌的培养和产漆酶条件,对白腐菌产漆酶的培养条件和培养基进行了优选。结果显示,以小麦皮为碳源,硫酸铵和尿素为氮源,白腐菌生长产酶的适宜培养温度为28℃,pH值为3.5~6.0,培养基的C/N比以20合适。当培养基中添加一定的木质素沉淀物和葡萄糖时对白腐菌液体发酵产漆酶具有明显的促进作用,菌体发酵液中加入10 g/L的葡萄糖、6 g/L木质素时发酵产漆酶的活力达到最大值。     

产纤维素酶新菌株的筛选及其产酶特性研究

【目的】筛选分离新的纤维素酶产酶菌株,并对其生长特性和产酶特性进行研究。【方法】从堆肥样品中分离得到一株产纤维素酶菌株,定名为CP1,利用16SrRNA序列对比和Biolog微生物鉴定系统进行鉴定。通过测定菌株生长速率确定其最适生长条件。采用CMC发酵培养基进行纤维素酶的研究,确定其产酶曲线。测定粗酶液最适作用温度和pH值,热稳定性和金属离子对其影响。【结果】经鉴定该菌株为梭形芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis),其最适生长温度为30℃,最适生长pH值为6。在含CMC-Na的培养基培养,该菌株的生长与产酶同步进行,培养48h菌株生长量达到最大,培养液的CMC酶活力同时达到最大值,为0.46U/mL。该菌株所产的纤维素酶既有酸性CMC酶活力,又有碱性CMC酶活力,并以碱性CMC酶为主,酸性CMC酶的活力只有碱性CMC酶的71.4%。其酸性CMC酶的最适作用pH值为6.0,碱性CMC酶的最适作用pH值为8.0。另外,该菌株所产碱性CMC酶活的最适作用温度为40~50℃,而且0.5%的Cu2+使其酶活降低45%。【结论】菌株CP1为首次报道的梭形芽孢杆菌产纤维素酶新菌株,具有独特的酸碱性环境下的纤维素酶活力。     

朱黄青霉α-葡聚糖酶在毕赤酵母中的高效表达

【目的】提高朱黄青霉（Penicillium minioluteum ）α-葡聚糖酶（Dextranase）基因在毕赤酵母（Pichia pastoris）中的表达水平。【方法】根据毕赤酵母的密码子偏爱对酶基因进行优化与合成。优化后的基因片段与载体 pGAPZαA 连接,转化毕赤酵母 KM71 H。【结果】获得组成型分泌表达α-葡聚糖酶的工程菌 KM71 H／pGAPZαA-dex。发酵工艺试验中,摇瓶培养144 h,酶活为153 U／mL。6．8 L发酵罐补料分批培养92 h,酶活达到1218 U／mL。【结论】该工程菌以甘油作为碳源,发酵调控简单,产酶水平较高,具有适用于大规模生产的潜力。     

发酵耦合酶解高效制备右旋糖酐工艺研究

【目的】改进肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteriodes 31208）发酵蔗糖制备右旋糖酐的工艺,实现灵活控制分子量及高效制备右旋糖酐的目标。【方法】采用单因素实验法研究蔗糖浓度对蔗糖转化的影响,确定蔗糖流加工艺的各个参数,以及右旋糖酐酶添加耦合蔗糖流加的工艺条件。【结果】通过调控右旋糖酐酶添加工艺,可灵活控制右旋糖酐的分子量,无需再经酸水解及乙醇分级沉淀就可以得到不同分子量的右旋糖酐,节省无水乙醇的用量;且确定的最佳蔗糖流加工艺参数：初始蔗糖浓度为130 g／L,流加速度为12 g·L－1·h－1,起始流加时间为16 h。与蔗糖单批发酵结果相比,该工艺可使蔗糖转化效率提高约75％,特定分子量（5000～7500 Da）右旋糖酐浓度可达108 g／L,相应提高2．3倍,收率稳定在32％左右。【结论】该方法具有发酵易调控、高效和成本低的优点,对大规模生产右旋糖酐具有重要的参考价值和应用价值。     

粗糙脉孢菌中几丁质合酶1缺失突变体的构建及表型分析

在丝状真菌中,几丁质是真菌细胞壁的主要成分之一,对维持细胞形态和结构起到了重要的作用.几丁质是由几丁质合酶(chitin synthase,CHS)催化合成的,几丁质合酶参与生物钟调节的生理活动.本文以丝状真菌粗糙脉孢菌几丁质合酶1(CHS-1)为研究对象,通过同源重组基因敲除技术、电转化、分生孢子过膜以及PCR鉴定的方法,获得了chs-1缺失突变菌株CHS-1KO.通过竞争性生长管(racetube)培养分析发现:对照Ku70RIP和突变菌株CHS-1KO(Ku70RIP背景)均具有明显的分生孢子带,但分生孢子带昼夜节律周期缩短,直线生长速率显著减慢,ku70RIP菌丝生长长度是3.4±0.31 cm/24 h,而突变菌株CHS-1KO(Ku70RIP背景)菌丝生长长度是2.07±0.19 cm/24 h.并进一步结合细胞壁染色对细胞形态分析发现:变菌株CHS-1KO菌丝沿生长方向膨胀、分支变短.这些结果表明:几丁质合酶1在粗糙脉孢菌分生孢子带昼夜节律形成和菌丝生长中发挥重要的作用.