强化厌氧表达dld基因以提高大肠杆菌工程菌发酵产L-乳酸的光学纯度

为去除廉价发酵原料中的D-乳酸从而提高发酵最终产物L-乳酸的光学纯度,该研究通过构建带有不同厌氧诱导启动子(pflBp6、pnirB、pflBp6-pnirB)的D-乳酸脱氢酶基因(dld)的表达质粒,并将其分别转入大肠杆菌(Escherichia coli)HBUT-L,加强其在发酵产L-乳酸的同时消除外源D-乳酸的能力。通过装液量与转速的单因素试验筛选最优的质粒表达条件及菌株,并在无机盐培养基与玉米浆培养基中进行发酵验证。结果表明,在装液量为200 mL/250 mL、转速为150 r/min的条件下,含有启动子pflBp6-pnirB的表达质粒的工程菌株HBUT-L4发酵18 h时D-乳酸脱氢酶活力最高,为81.1 U/g。在此条件下进行无机盐培养基和玉米浆培养基发酵时,工程菌株HBUT-L4相对于出发菌株HBUT-L,D-乳酸消耗速率分别提高250%、217%,L-乳酸的光学纯度分别从96.32%、98.48%提升至99.95%、99.98%。在大肠杆菌工程菌发酵L-乳酸的过程中,带有厌氧诱导启动子pflBp6-pnirB的表达质粒可提高D-乳酸脱氢酶活力,强化菌株消除外源D-乳酸,进而提高L-乳酸的光学纯度的能力,具有重要的工业化应用价值。

基于氢氧化钙为中和剂的大肠杆菌丁二酸发酵

氢氧化钙因其价格相对低廉且与其配套的有机酸分离纯化工艺成熟,常作为中和剂应用于有机酸发酵中。但在丁二酸发酵中,因其不能提供丁二酸合成所必需的二氧化碳,存在发酵产量低的问题。文章建立并优化了以氢氧化钙为中和剂结合二氧化碳脉冲补料发酵生产丁二酸的方法。发酵初期不添加中和剂,pH值自然下降至5.7时,立即流加23%氢氧化钙溶液使pH值升至7.5,然后停止添加中和剂,通入0.2 m^(3)/(m^(3)·min)二氧化碳气体至pH值降至6.5时停止通气使发酵液自然发酵,当pH值下降至5.7时,再循环上述操作。使用该方法时,发酵产量为88.47 g/L,糖酸转化率为96.03%,平均生产强度为2.21 g/(L·h),相较于以氢氧化钙为中和剂不补入或者连续通入二氧化碳的方式,糖酸转化率分别提高了298%和95%。该方法为解决使用氢氧化钙作中和剂发酵丁二酸产量低的问题提供了新思路,也为利用现有有机酸分离设备大规模生产丁二酸打下了良好基础。

复合诱变选育虾青素高产菌株及发酵条件优化

以红发夫酵母(Phaffia rhodozyma)PR2为出发菌株,采用紫外(UV)与硫酸二乙酯(DES)进行复合诱变,通过二苯胺平板初筛、摇瓶复筛、遗传稳定性试验,筛选高产虾青素突变菌株,并通过单因素试验对其发酵产虾青素条件进行优化。结果表明,在紫外照射100 s,DES含量1%的最适诱变条件下筛选得到一株高产虾青素突变菌株PUD11,其虾青素产量达到22.16 mg/L,且该突变菌株传代8次仍具有良好的遗传稳定性,其产虾青素的最佳发酵条件为发酵温度22℃、初始pH值5.0、接种量10%、摇瓶转速220 r/min、装液量75 mL/300 mL、发酵时间120 h。在此优化条件下,虾青素产量为31.39 mg/L,较出发菌株提高了106.24%。

GLP-1受体激动剂对心血管作用的研究进展

胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)由肠道内分泌细胞产生。GLP-1受体激动剂(GLP-1 receptor agonists,GLP-1RAs)促进葡萄糖相关的胰岛素分泌和抑制胰高血糖素分泌。GLP-1RAs还能抑制胃排空、食物摄入和限制体质量增加。在过去的十年中,GLP-1RAs对心血管系统影响的研究已经取得重大进展。口服小分子GLP-1RAs具有潜在优势,可以提高该类药物的应用。该文综述了GLP-1RAs在心血管疾病治疗中的多种作用,为GLP-1RAs的心血管获益提供新见解。

酱油酿造中糖类的研究进展

传统酿造酱油是亚洲菜系中用来提高鲜味的调味品。以大豆、麸皮等含淀粉的原料经微生物发酵制得的酱油中含有氨基酸、糖类、有机酸等多种成分,其中以葡萄糖为主的许多单糖、寡糖、多糖等对酿造酱油的风味和品质起到重要作用。文章从酱油酿造中糖类的种类与含量、形成机制、影响因素、功能作用等方面进行了综述。

锌转运蛋白家族在胰腺癌中的作用

Zn^(2+)作为生物体内必须的微量元素,参与蛋白质结构形成,作为辅酶因子影响细胞稳态,Zn^(2+)稳态失衡与胰腺癌的发生转移密切相关。细胞Zn^(2+)稳态由ZIP、ZnT两个锌转运蛋白质家族调控,介导细胞增殖、分化和死亡的过程。ZIP蛋白质家族主要通过RAS/RREB1、cAMP/JAK/STAT信号通路等参与DNA损伤修复、细胞免疫、外泌体分泌和上皮细胞-间充质转化(EMT)过程,从而影响胰腺癌。而ZnT蛋白质家族主要通过ERK、p38MAPK、NF-κB、mTOR通路等促进胰腺癌的发生发展。为胰腺癌的预防、诊断、治疗、预后提供一定的理论依据。

基于浓香型白酒无窖泥酿造的复合己酸菌固定化工艺优化

为代替窖泥生产浓香型白酒,选用天然载体材料将窖泥中的复合己酸菌进行吸附固定。该文通过对比稻壳、玉米芯、丝瓜络固定复合己酸菌的固载量,确定丝瓜络为固定化载体。通过单因素试验、Box‐Behnken试验和神经网络分析结合遗传算法考察转速、载体装载量、固定化时间和固定化温度对丝瓜络固定复合己酸菌的影响。结果表明,固定化复合己酸菌的最佳工艺条件为转速160 r/min、载体装载量1.5 g/100 mL、固定化时间53 h、固定化温度35℃,此条件下丝瓜络固载量可达2.63×10^(9)个/g。将固定化的丝瓜络用于浓香型白酒无窖泥发酵,产生的浓香型白酒中己酸乙酯含量达到47.65 mg/100 mL,远高于未添加丝瓜络的空白组(0.20 mg/100 mL)。

消毒剂聚维酮碘对养殖水体沉积物中氮循环微生物的影响

水产养殖中使用消毒剂杀死致病微生物的同时,也可能会对氮循环功能微生物产生毒害作用,进而影响水产养殖生态系统的氮循环。本文测定沉积物中氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)以及反硝化细菌的丰度,结合水体氮素指标并利用16S rRNA基因高通量测序技术,研究聚维酮碘对养殖水体沉积物中氮循环微生物的影响。结果表明,聚维酮碘的添加影响了氮循环中NH4+向其他形式氮的转化,功能基因丰度层面聚维酮碘的使用抑制了AOA amoA、AOB amoA的增长;微生物群落结构层面聚维酮碘的添加使氨氧化菌属中Ellin6067属的基因丰度由增加73.40%变成了减少24.47%,说明聚维酮碘对Ellin6067属的基因丰度增长有较强的抑制作用。

天然食用色素在食品中应用及稳定性研究

天然食用色素除了能够补充食物在加工过程中损失的色泽,还兼具安全性、抗氧化能力等生物活性优势。本文分析了目前市面上不同来源的天然食用色素的分离和纯化方式以及不同来源的天然色素在食品应用中的特点,探讨了各种天然食用色素在食品加工领域的应用现状,针对天然色素的不稳定性,归纳总结了增强其稳定性的方法,为天然色素在食品加工领域的应用和发展提供了一定的参考和借鉴价值。

大肠杆菌L-乳酸工程菌消除外源D-乳酸以提高光学纯度的研究

L-乳酸的同分异构体D-乳酸会引起代谢性酸中毒、肠道屏障受损或其他未知的危害,因此需要减少用作食品酸味剂的L-乳酸中的D-乳酸含量。该研究通过加入硝酸钠以加强大肠杆菌L-乳酸工程菌在厌氧条件下对外源D-乳酸的消除;同时敲除L-乳酸脱氢酶基因(lldD基因、ykgEFG基因)以降低其对L-乳酸的消耗。摇瓶发酵实验证明,敲除L-乳酸脱氢酶基因的工程菌HBUT-LB,在添加20 mmol/L硝酸钠后,可有效清除1 g/L的外源性D-乳酸。在7 L发酵罐中利用含有D-乳酸的廉价原料进行发酵,添加20 mmol/L硝酸钠相对于未添加硝酸钠,工程菌HBUT-LB的D-乳酸消耗速率提高460%,L-乳酸的光学纯度从99.32%提升到99.99%。同时,最终发酵液中无硝酸钠与亚硝酸钠残留。结果表明,大肠杆菌工程菌HBUT-LB在发酵过程中,通过添加硝酸钠,可有效消除外源D-乳酸,提高L-乳酸的光学纯度,具有精制超高光学纯度L-乳酸的工业应用价值。

酱油中美拉德反应产物的研究进展

酱油是一种深受大众喜爱的传统调味品,色美味鲜的酱油是消费者的首要选择。在酱油酿造中美拉德反应是改善酱油品质的重要反应,其能赋予酱油良好的色泽和风味,还能为酱油的营养作出贡献,但其中的伴生危害物却是对人体健康不利的。文章通过综述美拉德反应产物对酿造酱油色泽和风味的影响,揭示了美拉德反应对感官和风味的影响机制及美拉德反应伴生危害物对酱油产生的危害,以期为酿造酱油的工艺改善提供参考。

靶向短肽药物在胰腺癌治疗中的应用及其作用机制

胰腺癌是一种致命的恶性肿瘤,其发病率和死亡率在不断上升,导致这种结果的原因主要是诊断晚、转移快、易耐药、缺乏有效的治疗方法。目前的治疗方法主要是手术切除、联合用药和化疗,但效果较差。因此,开发新的治癌药物迫在眉睫,精准治疗和靶向药物或将成为改善胰腺癌患者生存的新方向。靶向肽缓解了这些问题,显著提高了治疗效率和递送靶向性,作为新兴的靶向药物,其对胰腺癌具有较好的抑制效果,凭借自身的分子质量小、选择性高等特点受到了研究人员的广泛关注。短肽通过蛋白质间相互作用或直接穿膜到达目标靶点等多种机制诱导癌细胞死亡。临床上直接用药或联合化疗药物用于肿瘤治疗。本文针对靶向胰腺癌的短肽药物展开综述,总结了短肽在NF-κB、Wnt、自噬等信号通路中的作用机制——通过竞争性结合、抑制关键因子表达或改变通路活性达到抑癌效果,为胰腺癌治疗提供新的思路。

多囊蛋白2离子通道功能及在常染色体显性多囊肾发病中的作用机制

多囊蛋白2 (polycystin-2,PC2,或称TRPP2,PKD2)是一种瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel,TRP),在维持细胞正常的Ca~(2+)信号传导中起着关键作用,也是最常见的单基因常染色体显性遗传多囊肾病(transient receptor potential channel,ADPKD)的潜在病因之一。PC2可自身组装为同源四聚体离子通道或与其他蛋白质形成异源受体-离子通道复合物,参与调节机械感觉、细胞极性、细胞增殖和凋亡等多种生理功能,导致囊性细胞从正常的吸收、静止状态转变为病理性分泌、增殖状态。本文阐述了PC2蛋白相关结构域以及通道特性在维持细胞内Ca~(2+)信号传导中的关键作用,并总结了PC2在细胞膜、纤毛、内质网以及线粒体等特定亚细胞定位形成多囊蛋白复合物,参与多种细胞分化、增殖、存活和凋亡相关信号通路,为确定特异性的有效的ADPKD干预治疗途径和靶点药物提供新的思考方向。

还原型谷胱甘肽诱导溶菌酶界面组装成膜机制及膜性能分析

采用光谱学方法等验证了还原型谷胱甘肽诱导溶菌酶界面组装成膜机制,并进一步采用椭偏仪等对膜性能进行分析。N-(1-芘)马来酰亚胺染色实验证明还原性谷胱甘肽打断了溶菌酶的二硫键后释放出了游离巯基。色氨酸荧光光谱和溶菌酶活性检测实验共同验证了溶菌酶的二硫键Cys6-Cys127发生了断裂。另外,通过溶菌酶活性检测发现解折叠的溶菌酶依然具有抗菌活性。该溶菌酶膜无色透明,原子力显微镜和透射电镜的结果显示其由溶菌酶聚集体组成,表面均匀且光滑致密。X射线光电子能谱和激光共聚焦拉曼光谱的结果均表明该溶菌酶纳米膜可能具有界面黏附性。椭偏仪测试结果显示该膜的最大厚度在900 nm左右,且不随孵育时间的延长或反应物质量浓度的增加而无限制增加;其刚度为29.32~34.21μN/nm,弹性模量为24.00~27.93 GPa,硬度为0.44~0.49 GPa,符合蛋白膜的强度范围;膜的接触角在70°左右,较为亲水;其热稳定性较高,200℃条件下不发生降解。该溶菌酶纳米膜的制备为构筑新型可食性涂层提供了新的思路与借鉴。

基于多胺代谢的药物联合疗法在癌症治疗中的应用

多胺是一类普遍存在于生物体中的聚阳离子,对生命活动发挥至关重要的作用。在肿瘤中,多胺稳态通常失调。肿瘤的发生和发展过程都需要高水平的多胺,因此,多胺代谢是癌症治疗的合理靶点。经过几十年的发展,研究人员已经发现多胺代谢途径中各个关键酶的靶向调控分子,由于代偿机制、生物利用度低、快速代谢和高毒性,单独靶向多胺代谢途径中某个节点的方法存在局限性。由于协同作用的存在,药物组合使用可以在更低剂量、更低毒性的条件下实现更佳的治疗效果,与单药作用相比更具有优势。本文综述了近年来这种药物联合疗法在癌症治疗中的研究进展。

工业用寡聚酶的改造与设计研究进展

在自然界中,绝大多数酶具有寡聚特性。寡聚酶在工业上具有重要的价值,它能够提高反应速度和效率,降低生产成本,减少废物产生,扩大反应底物范围,提高产品质量。这些优势使得寡聚酶成为工业生产中不可或缺的催化剂。但是,寡聚酶在催化过程中,亚基解离可能导致酶活性减弱,这是其工业化应用的主要限制因素之一。因此,提升工业用寡聚酶的催化稳定性是当前生物催化与转化研究领域的重要课题。近年来,研究人员致力于通过优化手段提高寡聚酶的稳定性和催化活性以满足工业应用的需求。综述工业用寡聚酶的普遍性、寡聚化调节过程、功能影响以及分子改造情况,同时对未来工业化利用寡聚酶的发展前景进行展望,以期实现对寡聚酶催化和反应性能的精确调控,为高效工业用酶战略的发展提供理论指导。

球孢白僵菌催化苯甲酸合成对羟基苯甲酸的培养条件优化研究

为了提高球孢白僵菌固态发酵产对羟基苯甲酸的能力,本研究确定了最适的苯甲酸添加量、球孢白僵菌接种量和发酵基质的种类,随后对培养基含水量、发酵pH和发酵温度进行单因素分析,在此基础上采用响应面法对上述发酵条件进行分析优化并验证。结果显示:苯甲酸初始添加量为10.11 g/kg、球孢白僵菌接种量为10%、培养基基质为麸皮30 g/kg、基质含水量为60%、发酵pH为7.75以及发酵温度为27℃时,对羟基苯甲酸产量可达(9.12±0.29) g/kg,较优化前产量5.16 g/kg提升76.74%,产率可达90.21%,较优化前51.04%提升39.17%。本研究为微生物合成对羟基苯甲酸,提供了技术参考。

一种GLP-1受体激动剂高通量筛选细胞模型

目的构建GLP-1受体激动剂高通量筛选细胞模型。方法构建pEGFP-GLP-1R-3C重组质粒,转染HEK293T细胞,用G418和流式细胞仪进行筛选。所构建的细胞系命名为HEK293T-GLP-1R-3C-eGFP细胞系。Western blot和激光共聚焦检测GLP-1R-3C-eGFP蛋白的表达。将环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)响应元件报告基因转染HEK293T-GLP-1R-3C-eGFP细胞,不同浓度的GLP-1刺激后,用一步法荧光素酶报告基因检测试剂盒检测发光值反映细胞cAMP水平,采用cAMP试剂盒(ELISA)进行验证。结果成功构建HEK293T-GLP-1R-3C-eGFP细胞系。不同浓度GLP-1刺激后,发光值变化趋势与细胞cAMP水平变化趋势相似。本实验中Z′因子的值为0.52。结论本研究建立了基于重组HEK293T细胞株,其可用于GLP-1受体激动剂高通量筛选。

菊花精油的提取及其抑菌性能的研究

菊花精油具有良好的抑菌性,其应用价值不仅局限于芳香疗法,还是一种潜在的天然食品添加剂,对精油高质量、高效率的提取是其应用的前提。文章总结了菊花精油的提取方式,进一步梳理了各种提取方式的优缺点,阐述了菊花精油的生物活性,总结了菊花精油的抑菌机制,归纳了菊花精油作为食品添加剂的优点以及目前菊花精油用于食品保鲜的研究现状,为菊花精油作为食品添加剂增加食品保鲜提供了参考依据,同时为天然绿色的食品添加剂提供了理论支持。

可持续释放NO的SNAP导尿管抗菌性能研究

参照文献方法合成了S-亚硝基-N-乙酰青霉胺(SNAP),将硅胶导管浸入SNAP溶液中,制备了SNAP导尿管,并测定了NO释放量;考察了SNAP导尿管对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌的体外抑菌性能;采用绵羊为动物模型进行体内留置导尿管实验,考察SNAP导尿管的体内抗菌性能。结果显示:SNAP导管在第一天的NO释放量可达1.8×10^(-10)mol/(min·cm^(2)),此后NO释放量逐渐下降并可持续释放20天;SNAP导尿管对金黄色葡萄球菌具有较为明显的抑菌作用,垂直插入法和平行放置法测得的抑菌圈直径分别为2.59 mm和2.75mm,但SNAP导尿管对其他细菌没有抑菌作用;在体内抗菌活性测定实验中,在监测17天后,在SNAP导尿管组的绵羊尿液中未检测到细菌,而在纳米银导尿管组和硅胶导尿管组的绵羊尿液中均检测出含菌量≥10^(5)cfu/mL,表明SNAP导尿管具有较好的体内抗菌性能。