全面供光策略调控废水培养光合细菌产单细胞蛋白

为拓展蛋白质来源,缓解中国饲料蛋白资源短缺现状,该研究通过供光策略调控强化了沼泽红假单胞菌(R.palustris)从废水中回收菌体资源及单细胞蛋白(single cell protein, SCP)的效果,并解析了不同供光策略下物质合成与污染物降解之间的相关性。结果表明:在白炽灯、120μmol/(m^(2)·s)的光强及18 h光/6 h暗(L/D)的光周期条件下菌体的生物量及日产量可达(1 140.56±19.72) mg/L及(0.32±0.02) g/(L·d),相较于24 L/0 D、 3 L/21 D及9 L/15 D组分别提高了17.06%~93.21%、54.43%~299.93%(P<0.05);在白炽灯、120 μmol/(m^(2)·s)的光强及3 h光/21 h暗的光周期条件下,菌体的蛋白质质量分数最高,为67.47%,相较于其他所有试验组提高了21.96%~44.54%(P<0.05)。化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和氨氮(ammonia nitrogen, NH_(4)^(+)-N)去除率在白炽灯、120 μmol/(m^(2)·s)的光强及18 h光/6 h暗的光周期条件下可达72.03%~78.40%。相关性分析表明,光强、光质分别与蛋白质含量及浓度呈显著负相关;而光周期与蛋白质浓度呈显著正相关,因此,光周期是R. palustris从废水体系中提升SCP产量的有效调控方法。该研究为提高废水体系中光合细菌合成SCP提供了新的方法与思路。

利用一碳资源生产单细胞蛋白在饲料中的应用研究进展

随着全球温室气体排放量的持续增加以及出现饲料资源短缺的新趋势,某些微生物利用甲烷(CH_(4))、二氧化碳(CO_(2))、一氧化碳(CO)和甲醇(CH_(3)OH)等一碳资源为底物发酵生产单细胞蛋白(Single cell protein,SCP),这种营养丰富,可持续生产的新型高质量蛋白是未来饲料蛋白替代的新趋势。此外,单细胞蛋白具有生产周期短、生产效率高、原料资源丰富且容易获得、营养价值高等优点,可大规模工业化生产,在减缓温室效应中发挥重要作用。根据其氨基酸组成,可以作为动物蛋白饲料的替代来源。文章主要介绍了一碳资源经微生物转化为单细胞蛋白及其在饲料应用中的研究进展,分析单细胞蛋白商业化生产面临的挑战及未来解决措施,最后展望了单细胞蛋白在粮食安全和碳减排的双重需求下潜在应用价值。

新型单细胞蛋白饲料资源开发利用进展

蛋白质作为生命活动最重要的物质基础之一,在畜禽营养中扮演着不可替代的角色。目前我国蛋白饲料短缺的现状严重制约了畜牧业的发展,利用甲烷、一氧化碳、甲醇、秸秆等发酵生产新型单细胞蛋白,形成低成本、非传统动植物资源生产蛋白的新方式,为新型蛋白源开发开辟了广阔前景,是解决我国蛋白资源短缺和实现节能减排的有效途径。文章综述了蛋白饲料资源现状、新型单细胞蛋白饲料资源开发技术以及在动物生产中的应用,以期为缓解我国蛋白饲料资源短缺和促进畜牧业健康可持续发展提供新思路。

生物质谱在生物制品宿主细胞蛋白残留分析中的应用

宿主细胞蛋白(host cell proteins,HCPs)残留影响生物制品的质量和安全,是生物制品生产的关键质控要素。目前,HCPs残留的主要质控方法是酶联免疫吸附试验(ELISA),但该方法的准确性高度依赖于抗体的特异性,且无法获得HCPs的种类及其含量分布信息,需要使用正交方法全面监测。而生物质谱技术无需依赖抗体即可实现HCPs的定性和定量分析,已逐渐成为除ELISA法外的主要分析表征方法,但质谱技术存在缺乏统一的操作流程和验证标准、高丰度药物信号抑制以及高昂的仪器成本等问题。本文总结了质谱法在生物制品HCPs分析中的工作流程及其应用进展,详细阐述了流程中涉及的样品准备、液相色谱分离、质谱数据采集、质谱数据分析和报告的开发原则和关键方法参数,并对未来的研究方向及挑战进行展望。

利用无标记单细胞蛋白质组学方法构建小鼠外周血单个核细胞的细胞图谱

采用抗体荧光标记法分离出T细胞、 B细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞.使用CellenONE单细胞分选系统分选出相应的单细胞,在分选过程中应用了质谱兼容的肽段包被单细胞蛋白质组学(Mad-CASP)技术.将高疏水性肽段预先加入至分选的孔板中,从而减少了蛋白在孔板和色谱柱上的吸附.提取出单细胞蛋白并进行酶解,采用液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)技术对获得的肽段进行数据采集,并利用Maxquant软件中的谱图库及“运行中匹配”功能进行了蛋白质的搜库鉴定.采用维恩图和统一流形近似与投影(UMAP)技术分析了4种细胞的蛋白表达差异,对细胞的特异性蛋白进行了分子特征数据库小鼠免疫通路富集,并对计数排序前2名的通路进行了分析,同时利用模糊C均值聚类方法和京都大学基因与基因组数据库(KEGG)通路富集分析了免疫细胞共享蛋白定量值的变化,绘制了专属于小鼠外周血单个核细胞的单细胞蛋白质组学图谱.研究结果对深入理解免疫细胞的功能特征和发现疾病相关的关键蛋白标记物具有重要价值.

单细胞蛋白质成像方法进展

单细胞蛋白质的差异化表达及其亚细胞定位同机体的生理状态和病理机制密切相关。单细胞蛋白质原位成像方法的发展为空间单细胞蛋白质组学研究以及单细胞蛋白图谱绘制提供了强有力的工具。本文对近几年开发的基于抗体有序多轮孵育的循环免疫荧光成像、基于金属元素标签抗体的质谱成像、基于抗体DNA条形码的荧光成像、基于基因编码的荧光蛋白成像、基于拉曼光谱或X射线的光谱成像等单细胞蛋白质成像方法进行了总结,并对它们的成像原理作简要说明。文章重点关注了这些方法的多重性能、成像分辨率以及信号放大性能,并分析了它们在实际科研和临床工作中的应用特点,希望为新的单细胞蛋白质成像方法的开发提供参考,并为生物医学和精准医学的发展提供助力。

猪源分泌性白细胞蛋白酶抑制因子的原核表达及单克隆抗体制备

【目的】制备猪源分泌性白细胞蛋白酶抑制因子(SLPI)及其单克隆抗体,为建立猪源SLPI检测方法及其功能研究提供试验材料。【方法】将经串联的猪源SLPI基因克隆至pET-28a(+)、pGEX-6P-1载体构建重组表达载体;利用大肠杆菌表达系统表达重组蛋白,采用SDS-PAGE分析重组蛋白的诱导表达情况;重组菌经超声破碎以镍柱对重组蛋白进行纯化,并进行SDS-PAGE和Western blotting鉴定。用纯化后的重组蛋白免疫BALB/c小鼠,经细胞融合制备杂交瘤细胞,采用间接ELISA筛选和鉴定所制备单克隆抗体和亚类,利用Western blotting及间接免疫荧光(IFA)方法鉴定单克隆抗体的特异性。【结果】试验成功构建了pGEX-6P-1-SLPI、pET-28a-SLPI重组质粒,获得纯度较高的His-SLPI、GST-SLPI重组蛋白,分子质量分别为27和50 ku,前者为包涵体表达,后者为可溶性表达;获得3株可稳定分泌抗猪SLPI单克隆抗体的杂交瘤细胞株,其中,9D10为IgG3亚类,9G11、10E2为IgG2b亚类;3株单克隆抗体均可与猪肠上皮细胞内的SLPI结合,9D10在细胞核中显示较强的荧光信号,而9G11、10E2在细胞浆和细胞核中均有荧光信号。【结论】本研究成功制备了重组His-SLPI和GST-SLPI蛋白,获得3株稳定分泌抗猪源SLPI单克隆抗体,特异性良好,为进一步研究猪源SLPI特性及其在黏膜免疫中的作用搭建技术平台。

发酵生产饲用单细胞蛋白的研究进展

生物发酵技术可以利用工农业生产副产品或废弃物生产单细胞蛋白(SCP),且发酵工艺具有微生物菌体增殖速度快、占地少、不受气候影响及无污染等特点。SCP可以替代传统的动植物蛋白质饲料原料,对缓解当前粮食安全和保障畜牧业可持续发展具有重要意义。本文综述了生产SCP的微生物种类、发酵工艺和影响因素,以及其在动物饲粮中的安全性和应用效果,旨在为进一步推动饲用SCP的高效生产和科学应用提供参考。

子痫前期患者血浆可溶性内皮细胞蛋白C受体、外周血总循环微粒、凝溶胶蛋白水平及其临床意义

目的 探讨子痫前期患者血浆可溶性内皮细胞蛋白C受体(s EPCR)、外周血总循环微粒(MPs)、凝溶胶蛋白(GSN)水平及其临床意义。方法 选取江苏省太仓市中医医院2021年3月至2023年3月建立产前登记并确诊的子痫前期孕妇103例作为病例组,同期建立产前登记且健康的孕妇200名作为对照组。根据病例组患者疾病严重程度将其分为轻度子痫前期组(71例)、重度子痫前期组(32例)。比较各组收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、s EPCR、活化部分凝血酶时间(APTT)、凝血酶时间(TT)、凝血酶原时间(PT)、血小板计数(PLT)、外周血总循环MPs及GSN;sEPCR、外周血总循环MPs、GSN与患者血压水平的相关性采用Pearson相关分析。结果 病例组SBP、DBP高于对照组,PLT、TT、APTT低于对照组(P<0.05)。病例组的s EPCR、外周血总循环MPs高于对照组,GSN低于对照组(P<0.05)。重度子痫前期组SBP、DBP高于轻度子痫前期组,PLT低于轻度子痫前期组(P<0.05);两组TT、APTT比较,差异无统计学意义(P>0.05)。重度子痫前期组s EPCR、外周血总循环MPs高于轻度子痫前期组,GSN低于轻度子痫前期组(P<0.05)。子痫前期患者s EPCR、外周血总循环MPs与SBP、DBP呈正相关(r>0,P<0.05),GSN与SBP、DBP呈负相关(r<0,P<0.05)。结论 子痫前期患者s EPCR、外周血总循环MPs升高,GSN降低,并且与病情严重程度有关,可能与子痫前期患者呈高凝状态有一定的关系。

基于质谱的单细胞蛋白质组学技术的发展及应用

单细胞多组学技术为生命科学和医学注入新的活力,能够从更微观的细胞尺度、更高维的时空角度、更交叉的组学视野来探索生命的未知、拓展医学的边界。单细胞蛋白质组学是从时间和空间上研究单个或单一类型细胞的蛋白质表达异质性。尽管存在通量、灵敏度、分辨率等技术难点,基于质谱的细胞尺度的时空蛋白质组学技术凭借无偏检测、鉴定种类多、定量准确等特点而备受关注。本文综述了近年来单细胞蛋白质组学的发展,从单细胞分选、样品前处理、质谱检测和数据分析四个方面介绍相关技术进展,并探讨了其在生命科学与医学等研究中的应用,展望了未来面临的挑战和发展前景。在单细胞水平上进行时空蛋白质组学研究的挑战与机遇并存,而新兴的单细胞蛋白质组学技术无疑将为相关研究领域提供新的思路方法、认知线索和多模态数据等宝贵资源。

Vero细胞疫苗生产过程中宿主细胞蛋白含量分析

目的了解Vero细胞疫苗中间产品中宿主细胞蛋白(Host cell protein,HCP)的含量变化。方法模拟Vero细胞疫苗生产工艺流程,制备Vero细胞HCP,免疫家兔制备Vero细胞HCP免疫血清,经Protein ASepharose CL-4B亲和层析,制备纯化的抗Vero细胞HCPIgG,通过SDS-PAGE和Western blot分析Vero细胞乙型脑炎疫苗及Vero细胞SARS疫苗各中间产品的蛋白、HCP及病毒抗原成分的含量变化。结果Vero细胞乙型脑炎疫苗和Vero细胞SARS疫苗中间产品中均存在一定量HCP,不同的纯化工艺均可以去除大部分HCP,随着生产工艺的进行,疫苗中间产品中HCP的含量逐渐降低,病毒成分的纯度逐渐增高,但纯化后产品中仍存在少量HCP。结论Vero细胞乙型脑炎疫苗和Vero细胞SARS疫苗均存在一定量HCP。

失血性休克大鼠内皮细胞蛋白C受体表达的研究

30只健康SD大鼠随机分为正常对照组、假休克组、失血性休克组,采用ELISA、RT-PCR、Western blot技术分别对3组血浆中可溶性内皮细胞蛋白C受体(sEPCR)水平和小肠组织EPCR mRNA及蛋白的表达进行检测。发现失血性休克组sEPCR平均水平较正常对照组、假休克组增高;失血性休克组EPCR mRNA平均水平较正常对照组、假休克组明显增高,失血性休克组EPCR蛋白水平较正常对照组、假休克组明显下降。认为失血性休克大鼠外周血循环系统sEPCR升高可能是早期诊断该病的一个可靠指标,其水平高低可能反映疾病的预后。

酒糟单细胞蛋白饲料生产技术研究

为了充分利用酒糟资源 ,减轻酒糟对环境的污染 ,以优良菌种 117号产朊假丝酵母、136号热带假丝酵母、白地霉和扣囊拟内孢霉混合发酵酒糟 ,生产酒糟单细胞蛋白饲料 .结果表明 :发酵最适起始 p H为 5 .0左右 ;适宜的发酵培养基配方为 80 %酒糟 ,15 %麦麸 ,3%玉米粉 ,1%豆饼 ,1%尿素 ,0 .0 5 %磷酸二氢钾 ,发酵前用适量糖化酶预处理酒糟能明显提高酒糟蛋白质含量 ,通过扩大发酵试验 ,10 0 g酒糟中粗蛋白含量由 18.1g增加到 2 8.6 g,人和成年哺乳动物必需氨基酸及钙、磷含量显著增加 ,粗纤维和单宁含量明显减少 ,酒糟单细胞蛋白饲料可作为配合饲料的新型优质蛋白源 ;采用分割留种培养能生产高质量、低成本的酒糟单细胞蛋白饲料 .

去除单细胞蛋白中核酸方法的研究

酵母单细胞蛋白和甲烷单细胞蛋白在饲料中应用广泛,解决了我国饲料应用不足的问题。单细胞蛋白中含有丰富的营养物质,但其中核酸含量过高,影响动物的健康,需要将其去除。去除单细胞蛋白有多种方法,文章介绍和归纳目前文献报道中从单细胞蛋白中除去和提取核酸的方法,包括超声波破碎法、菌体自溶法、浓盐法、浓盐与超声波破碎结合法、高压脉冲电场破壁法。前人使用方法的核酸提取量分别为46.47%、50.20%、78.90%、45.19%、25.40%。对这些方法进行总结与评估,希望对去除单细胞蛋白中核酸的研究有所帮助,为单细胞蛋白在我国饲料行业更好的发展提供参考。

单细胞蛋白生产最佳接种混合比的研究

以苹果渣混合菌发酵生产单细胞蛋白为例 ,利用 3个和 4个菌种分别探讨了多菌种发酵最佳接种混合比的选取问题 ,获得一种求取最佳接种混合比的有效方法 ,完善了发酵生产单细胞蛋白这类问题的研究。

中草药药渣固态发酵制备单细胞蛋白

目的:合理利用废弃中草药药渣资源,减少其对环境的污染。方法:本研究首先筛选出产单细胞蛋白(Single Cell Protein,SCP)含量高的药渣和菌种,然后采用单因素分析和正交试验设计,研究药渣投放量、水分添加量、尿素添加量对发酵药渣培养基蛋白质含量的影响,探讨药渣经微生物发酵制备单细胞蛋白的优化工艺条件。结果:黑曲霉Asperyillus nigar van(3.4309)发酵耳聋左慈丸药渣的蛋白质含量最高,为20.98%;黑曲霉发酵耳聋左慈丸药渣的总结工艺优化条件为:药渣投放量20 g,尿素添加量为药渣的0.35%,水分添加量为药渣的200%,在此条件下发酵产物中蛋白质含量从9.79%上升到21.35%,提高率达118.1%;各因素对发酵过程中蛋白质生成量的影响大小依次为:尿素添加量>水分添加量>药渣投放量。结论:利用微生物发酵可以较好地提高药渣中单细胞蛋白含量,为中草药下游产品的开发和应用提供科学依据。

利用稻谷壳水解液在气升式生物反应器中发酵生产单细胞蛋白

以稻谷壳水解液为原料 ,采用树状假丝酵母 AS1 .2 57( Candida arborea AS1 .2 57) ,在罐体高径比为 2 .9和上升管与下降管的直径之比为 6.6的外循环气升式生物反应器中发酵生产单细胞蛋白 .研究了通风量、装料量、空气喷嘴直径等工艺和结构参数对发酵的影响 ,得到了较佳的发酵操作参数 .在发酵前 2 4 h的通风量为 1 .1 m3/( m3· min) ,后 2 4 h的通风量为 1 .4m3/( m3· min)～ 1 .5m3/( m3· min) ,起始装料量为 8.5L～ 9.0 L,起始 p H为 4.5～ 5.0 ,发酵温度为 2 9± 1℃的操作条件下 ,经 48h的发酵 ,可得到较佳的结果 .在无筛板 ,带一块筛板和带二块筛板的外循环气升式生物反应器中 ,发酵 48h后的干基粗蛋白含量分别为 61 .3%、62 .9%、64.5% ,发酵液中干物质重分别为 2 0 .8mg/ml、2 1 .2 mg/ml、2 1 .3mg/ml,总糖利用率分别为 78.2 %、83.9%、81 .4% ,均高于机械搅拌生物反应器 ,气升式生物反应器内加装筛板可提高发酵得率 .

BiPAP呼吸机联合坎地沙坦酯对肺心病急性期合并呼吸衰竭老年患者心肺功能及血清内皮素-1、Clara细胞蛋白和Copeptin水平的影响

目的分析BiPAP呼吸机联合坎地沙坦酯对肺心病急性期合并呼吸衰竭老年患者心肺功能及血清内皮素(ET)-1、Clara细胞蛋白(CC)16、和肽素(Copeptin)水平的影响。方法96例肺心病急性期合并呼吸衰竭老年患者随机分为两组各48例,对照组接受BiPAP无创呼吸机治疗,观察组接受BiPAP无创呼吸机联合坎地沙坦酯治疗。比较两组治疗2 w后的疗效、心肺功能指标及血清ET-1、CC16和Copeptin水平,并统计不良反应发生情况。结果观察组总有效率较对照组显著高(P<0.05)。治疗2个疗程后观察组肺动脉压(PASP)显著低于对照组,而每搏输出量(SV)、射血分数(EF)、舒张早期峰值速度与舒张晚期峰值速度比值(E/A)、1 s用力呼气容积(FEV1)/用力肺活量(FVC)、FEV1%、呼吸流量峰值(PEF)指标水平显著高于对照组(P<0.05)。两组治疗后血清ET-1、CC16和Copeptin水平均显著下降,且观察组降低较多(P<0.05)。主要不良反应为低血压、头痛、恶心、发热等,两组发生率无统计学差异(P=0.726)。结论BiPAP呼吸机联合坎地沙坦酯对老年患者肺心病急性期合并呼吸衰竭疗效显著。

酵母双杂交技术筛选Hcbp6结合的肝细胞蛋白编码基因

目的:Hcbp6是与核心蛋白相结合的未知功能蛋白基因,为了初步提示他的生物学功能和在细胞中的存在形式,采用酵母双杂交体系寻找与他相互作用的肝细胞蛋白,探讨Hcbp6的生物功能。方法:应用酵母双杂交系统3,构建Hcbp6诱饵质粒并转化酵母AH109,与含人肝细胞cDNA文库质粒的酵母Y187进行配合,在涂有x-α-gal营养缺陷型培养基(SD/Trp-Leu-His-Ade)上筛选生长。挑选蓝色克隆,提取此酵母克隆的质粒,转化大肠杆菌提取质粒DNA后进行测序,然后进行生物信息学分析。结果:筛选出4种与Hcbp6特异性相互作用的蛋白,包括Paralemmin(PALM)、Ran结合蛋白2(Ranbp2)、跨膜运输蛋白21(Tmp21)和血清白蛋白。结论:推测该蛋白可能为一分泌性蛋白,或与分泌蛋白的形成有关,进一步的生物学功能的研究需要更多的实验加以探讨。

开发单细胞蛋白资源是解决我省蛋白质饲料的重要途径

单细胞生物产生的细胞蛋白质称为单细胞蛋白(Single Cell Protein,缩写为SCP)由单细胞生物个体组成,蛋白质含量较高的饲料,称为单细胞蛋白饲料。单细胞蛋白饲料是由微生物生长繁殖获得的,包括酵母菌、细菌、真菌、微型藻类以及某些原生动物,目前被开发的主要有三类,即饲料酵母、石油蛋白和藻类饲料。一、单细胞蛋白是重要的蛋白质饲料来源单细胞蛋白饲料之所以被世界各国重视,是由于微生物本身的一些经济生物学特性所决定的。