大肠杆菌在葡萄糖和甘油碳源培养条件下的基因表达谱分析

【目的】探讨葡萄糖和甘油碳源对大肠杆菌(Escherichia coli)基因表达谱的影响。【方法】通过基因表达数据库GEO下载基因芯片数据集GSE2037和高通量测序数据集GSE156143,分别对两个数据集中的葡萄糖和甘油碳源样本进行差异表达基因筛选,对筛选到的差异表达基因进行并集后,进行GO功能富集分析、KEGG通路富集分析以及蛋白质相互作用网络构建。【结果】筛选出701个差异表达基因,差异表达基因主要富集于小分子分解代谢过程、碳水化合物运输、趋化性等生物学过程,细胞器、细菌型鞭毛、甲基接受趋化蛋白复合物等细胞组分,离子跨膜转运蛋白活性、碳水化合物结合、肌动活动等分子功能以及不同环境中的微生物代谢和ABC转运体相关通路。此外,筛选出的14个核心基因在鞭毛合成和趋化中发挥作用。【结论】大肠杆菌在葡萄糖和甘油碳源培养条件下具有不同的基因表达模式,所确定的14种与趋化和鞭毛合成有关的基因有助于进一步揭示大肠杆菌在应对不同营养环境变化时采取的分子调控机制。     

甘油-水混合溶剂中盐酸热力学性质

在恒定溶液总离子强度I＝1.000mol.kg^-1，改变甘油在混合溶剂中的质量分数x=5、15和20的条件下，应用经典的电动势方法测定无液体接界电池的电动势：Pt,H2(101,325kPa)|HCl(m),C3H8O3(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag (A)根据测得电池（A）的电动势，确定混合溶剂中AgCl-Ag是极的标准 电极电势，计算了HCl在甘油－水混合溶剂中的活度系数，进一步讨论了HCl的迁移自由能，迁移熵和迁移焓。     

卡门柏青霉-PG3脂肪酶基因的克隆、表达及活性分析

以卡门柏青霉-PG3为出发菌株,提取其总RNA,应用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出860bp左右的片段,核苷酸序列分析表明其与甘油单-双酰酯脂肪酶(MDGL)基因（mdlA）一致。将此基因克隆到原核表达载体pET-28a中,转化大肠杆菌BL21(DE3),经诱导后,重组的脂肪酶（rMDGL）在宿主菌中得到表达,表达量可达菌体总蛋白量的45.2%。重组蛋白包涵体溶解、复性后用Ni²⁺组氨酸结合树脂螯合层析柱纯化,聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示为单一区带,其相对分子质量为41 000。以橄榄油为底物时没有检测到酶活性,以单硬脂酸甘油脂为底物时酶活性达到225nmol/s。该基因在原核系统中表达仍具有酶活性,说明MDGL的糖基化对其生物学活性并不是必不可少的。     

盐生杜氏藻的完整叶绿体分离

盐生杜氏藻(Dunaliella salina)是世界上最耐盐的一种单细胞真核绿藻,可在含0．1～5．0mol／L NaCl的培养液中正常生长．盐生杜氏藻细胞内的主要调渗物质是甘油,在甘油代谢途径中,3-磷酸甘油脱氢酶是一个关键酶．近年来的研究表明杜氏藻(Dunaliella tertiolecta)细胞质和叶绿体中都存在3-磷酸甘油脱氢酶的同工酶,且叶绿体上的同工酶与渗透调节作用直接相关,为了解D．satina中3-磷酸甘油脱氢酶同工酶的细胞定位和分布,我们通过冰浴超声波破碎和蔗糖密度梯度离心,获得盐生杜氏藻的完整叶绿体,用相差显微镜镜检、酶的活性分析等方法对其完整性作了初步分析。     

克雷伯氏菌产物耐受突变株的发酵工艺

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)是1,3-丙二醇(1,3-PD)生产菌。研究了经60Co诱变获得的一株产物耐受突变株KpA6010进行了发酵初期供氧时间、供氧与否和发酵过程中后期维持甘油浓度对1,3-PD生产及副产物形成影响。结果显示,采取全厌氧发酵和中后期维持甘油质量浓度20 g/L的工艺对1,3-PD生产有利。5 L罐全程厌氧补料分批培养结果表明,1,3-PD的产量、摩尔得率和生产强度分别达到70.81 g/L、0.649和2.083 g/(L.h),较出发菌分别提高了54.3%、52.0%和50.7%。     

NADH扰动对酿酒酵母葡萄糖效应的影响

利用不同拷贝数的载体在酿酒酵母中表达还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）氧化酶（NOX）和可替代氧化酶（AOX1），并通过线粒体定位信号减少AOX1对胞质NADH的影响，从而考察NOX和AOX1在分批发酵中对酿酒酵母葡萄糖效应的作用及其对葡萄糖生产衣康酸的影响。结果表明，高拷贝载体表达nox、aox1基因的菌株均有明显的代谢变化，高拷贝表达nox菌株能够氧化胞质NADH，培养基中甘油分泌减少43.94%，衣康酸生产不受影响。而高拷贝表达aox1的菌株存在胞质残留AOX1，会氧化胞质NADH而减少甘油积累。利用线粒体定位信号AAC2和BCS1p将AOX1进一步定位至酿酒酵母线粒体，120 h时衣康酸产量增加至116.98 mg/L。但是AOX1、AAC2-AOX1和BCS1p-AOX1表达菌株都没有明显减少分批发酵中乙醇的积累。在高糖培养基中进行分批发酵，NOX能够减少葡萄糖效应甘油的积累，而AOX1、AAC2-AOX1和BCS1p-AOX1不能减少葡萄糖效应副产物乙醇的积累。     

基于分子对接研究小分子对冰核蛋白的微观抑制机理

使用分子模拟软件AutoDock研究了甘油和三聚甘油分子与北方假单胞菌的冰核蛋白(PbINP)模型之间的相互作用,以期阐释聚甘油对冰核细菌丁香假单胞菌冰核蛋白(INP)冰成核抑制行为的分子机理,以及该机理是否在INP类结构中具有普适性.模拟结果显示了配体分子与TXT(T表示苏氨酸,X表示其他残基)结冰模板和酪氨酸(TYR)阶梯结构之间的不同结合能力,并且在配体与TXT结冰模板的结合中发现有INP的其他残基参与结合.表明配体分子与INP的特异性结合可能适用于其他具有类似结构的INP.该结果为聚甘油作为冷冻保护材料的开发和进一步理解INP的结冰机理提供了有用的理论信息.     

肿瘤细胞ECA109对甲醇等4种有机溶剂耐受剂量分析

目的通过分析一定浓度下甲醇、乙醇、丙酮和甘油作用后肿瘤细胞ECA109细胞株形态和生长状态的变化,确定上述溶剂对该细胞株的相对安全剂量。方法按照10个浓度梯度（V/V）将甲醇等4种有机溶剂加入细胞培养基,作用后的12、24、36、48 h进行细胞形态观察和生存率检测。结果 4种有机溶剂作用于ECA109细胞后都表现出不同程度的细胞毒性作用,其中,乙醇的作用最为明显,20 mL/L作用12 h就出现明显的细胞毒性,细胞形态变化明显,生存率下降显著,10 mL/L时对细胞生长基本没有影响;甲醇和丙酮也有明显作用,30 mL/L以内甲醇的作用相对缓和,而20 mL/L以后丙酮的作用则增加明显,生存率下降的同时细胞形态也出现明显改变;甘油的作用最为缓和,并且仅抑制细胞生长而对细胞形态基本没有影响。结论 ECA109细胞对4种有机溶剂的耐受性有所不同,对乙醇的耐受剂量最低,其次为丙酮和甲醇,3种溶剂不仅抑制细胞的生长,还对细胞形态产生明显影响;甘油作用较为缓和,且仅对细胞株的生长产生抑制,并不导致细胞形态改变。     

介孔CoFe/CeO2催化剂CO2与甘油干重整制合成气的实验研究

利用生物柴油副产物甘油和CO₂干重整制取高附加值合成气，关键是高性能催化剂的选择和研究。通过胶体溶液燃烧法制备了CoFe/CeO₂催化剂，在固定床反应器中，温度范围650～800 ℃条件下，研究了CO₂与甘油干重整过程中的催化活性和稳定性。结果表明，胶体溶液燃烧法制备的CoFe/CeO₂催化剂具有典型的介孔结构，比表面积为33.4～40.8 m²/g，表现出了活性组分Co-Fe与载体CeO₂较强的相互作用。 7CoFeCe显示出了较好的干重整催化性能，750 ℃下甘油转化率达84.8%，CO₂转化率达19.9%。随着温度的升高，CO₂转化率提高，在800 ℃下，CO₂转化率达到了30.3%，表明高温有利于逆水汽变换反应。稳定性实验表明，介孔CoFe/CeO₂催化剂具有较好的干重整稳定性。