生物统合加工嵌合纤维小体组装模块反应机制探究

为探究生物统合加工嵌合纤维小体中重组蛋白粘连模块与对接模块的分子相互作用及其对嵌合纤维小体组装效率的影响,采用酿酒酵母细胞分泌表达支架蛋白和酶分子催化模块,在胞外通过非变性蛋白凝胶电泳和等温滴定量热法测定分析二级支架蛋白、纤维素酶分别与一级支架蛋白结合时的相互作用反应。结果显示,分别连接二级支架蛋白和纤维素酶蛋白的对接模块与粘连模块的亲和力常数增大,亲和力减小,组装反应为焓变驱动的放热反应并产生氢键,证明这些蛋白分子间亲和力减小是导致二级支架蛋白与一级支架蛋白组装效率较低的主要影响因素。

表达漆酶的重组酿酒酵母菌株同步糖化发酵产乙醇特性研究

将来源于硬毛拴菌(Trametes trogii CICC 2689)的lcc1基因通过Di-CRISPR技术整合到酿酒酵母Y6中以实现漆酶的稳定表达,考察漆酶在酚类抑制剂及同步糖化发酵中的抗逆作用。结果显示:平板拮抗和液体摇瓶实验中,重组菌株Y6/Lac的生长状况、对数期生长速率及延滞期较对照菌株Y6均表现出相应优势;同时Y6/Lac对碱木质素的降解率提高41%,同步糖化发酵产乙醇效率提高14%。

木质纤维素乙醇发酵研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。本文重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。

一株酵母菌高温驯化与同步糖化发酵研究

对实验室筛选出的一株耐高温酵母菌Y8(Candida maltosa)进行高温驯化,对驯化后菌株的高温产乙醇特性及同步糖化发酵进行研究。结果表明,与原菌株Y8相比,经驯化的菌株Y8-5(Candida maltosa)在高温条件下的生长发酵能力得到进一步提高。在46℃,4%葡萄糖情况下,其发酵性能均能接近正常发酵温度(30℃)下酵母的发酵水平。46℃、以3%(w/v)玉米秸秆、30PFU/g酶,用该菌株进行同步糖化和发酵,得到13.93g/L的乙醇,达到理论产率的88.2%。菌株Y8-5显示了较好的耐高温性能和乙醇发酵特性,为同步糖化发酵技术生产燃料乙醇提供了高温菌种的应用基础。

对提高微生物工程开放实验教学效果的体会

实践教学对于培养学生的创新精神和实践能力具有特殊作用。为了加强本科生的综合素质和能力培养 ,我们对微生物工程实验教学进行了一系列改革 ,初步摸索出了一套开放实验的模式 。

地塞米松对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型TNF-α表达的干预

目的研究地塞米松对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型肿瘤坏死因子(TNF-α)表达的影响。方法大脑中动脉线栓法复制局灶性脑缺血再灌注模型。实验随机分为3组:(1)正常假手术组。(2)生理盐水组。(3)地塞米松组犤0.5mg/(kg·d)犦。生理盐水组与地塞米松组分别于缺血2h后再灌6,12,24,48h。采用HE、免疫组化及酶联免疫吸附实验(ELISA)等方法观察地塞米松对缺血再灌性脑损伤脑组织TNF-α表达的影响。结果脑缺血再灌注性损伤后TNF-α阳性细胞数,生理盐水组和地塞米松组各时间点明显多于假手术组(3.0±7.2)(q=9.38～17.98,P<0.01),再灌注6,12h,地塞米松组(45.1±5.4,81.4±17.4)明显多于生理盐水组(34.2±7.2,60.4±15.4)(q=4.67,P<0.01;q=3.50,P<0.05)。结论脑缺血再灌注后TNF-α表达的增强可能是地塞米松加重缺血再灌注性脑损伤的机制之一。

生物质气化洗焦废水的预处理和微生物降解

为了对生物质气化洗焦废水进行深度处理,达到废水排放标准,采用物理过滤和微生物降解相结合的方法,对洗焦废水的原液进行处理。实验结果表明,用木屑、颗粒活性碳、微生物降解的连续步骤处理生物质气化洗焦废水,可达到理想的生物质气化洗焦废水COD的去除效果。

固定化运动发酵单胞菌乙醇发酵研究

以运动发酵单胞菌(zymomonas mob ilis 10225)为菌种,以葡萄糖为底物进行乙醇发酵。对不同底物浓度[5%,7.5%,10%(W/V)]、不同温度(25℃,30℃,35℃)条件下,游离细胞和固定化细胞乙醇发酵的特性进行研究。实验结果表明,葡萄糖浓度为5%,25℃时可达到最大的乙醇产率0.50g乙醇/g葡萄糖。以海藻酸钙为包埋介质,对Zymomonas mob ilis进行固定化,在10%葡萄糖培养基中多批次半连续发酵,可在8h内使乙醇产率系数达到0.50。短的发酵周期和高的乙醇产率为后续的葡萄糖和木糖两步乙醇发酵提供理想的实验数据。

生物膜反应器降解生物质气化洗焦废水

陶瓷球作为固定介质 ,接种本实验室保藏的Pseudomonassp1和Pseudomonassp2混合菌种 ,应用生物膜反应器处理生物质气化过程中产生的洗焦废水 ,对反应器运转整个过程的进出水COD浓度、进出水苯、萘、菲、吡啶、喹啉、异喹啉的含量、反应器内和反应器出水含菌量进行测定 ,以了解生物膜反应器处理生物质气化洗焦废水的特性 .结果表明 ,反应器经挂膜、增菌后 ,可达到稳定运转状态 ,有效的控制了反应器内微生物细胞的流失 ,使生物质气化洗焦废水中的有机物得到较好去除 .

产甲烷菌固定化新方法及其甲烷化特性

为了克服以PVA为包埋介质对甲烷八叠球菌进行固定化存在的缺点 ,采用吸附和包埋结合法对甲烷八叠球菌进行固定化 ,并用固定化甲烷八叠球菌处理人工废水和豆制品废水 ,对其特性进行研究。用人工废水运行的结果表明 ,最高容积负荷为 14 7kgCOD/m3·d ,最高COD去除率为 94 3 % ,最低水滞留期为 16 4h ,甲烷含量为 65 %～73 %。用豆制品废水运行的结果表明 ,最高COD负荷 17 6kgCOD/m3·d ,平均容积负荷 8 2kgCOD/m3·d,最短水滞留期 13 7h。最高产气率 7L/d·L平均产气率固定化为非固定化的 15 .2倍 ,最高COD去除率达到了 87.0 % ,运行期间固定化介质不上浮、不膨胀 ,具有很好的传质和脱气性能 ,较好的解决了包埋法固定化中存在的问题。

木质纤维素稀酸水解糖液乙醇发酵研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对耐/代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。

嗜鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilus 1622)和重组大肠杆菌(E．coli(pGM-PA))乙醇发酵特性研究

通过对嗜鞣管囊酵母和重组大肠杆菌代谢木糖及混合糖产乙醇研究,阐明两种菌的不同发酵能力。结果表明:重组大肠杆菌在5%木糖培养基中乙醇产率为理论值的100%,在10%木糖的培养基中乙醇产率达到理论值的96%。重组大肠杆菌木糖转化乙醇的能力明显高于嗜鞣管囊酵母,但嗜鞣管囊酵母与重组大肠杆菌相比乙醇耐受度更高(可达8%).且代谢过程中pH降低幅度不大。固定化技术对于提高P.tannophilus 1622乙醇发酵表现作用显著,而对重组大肠杆菌乙醇发酵的产率提高没有明显作用。

固定化甲烷八叠球菌提高甲烷化作用研究

用聚乙烯醇（ Ｐ Ｖ Ａ） 为包埋剂对甲烷八叠球菌（ Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ ） 的富集培养物进行固定化， 并以甲醇为唯一碳源对其产气特性进行了研究．结果表明：以甲醇为唯一碳源时，固定化甲烷八叠球菌与非固定化甲烷八叠球菌的总产气量相似，但两者的产气特性有明显不同．固定化甲烷八叠球菌产气迟于非固定化甲烷八叠球菌，固定化甲烷八叠球菌的产气集中，在产气高峰两天中的产气量占总产气量的６６ ．０ ％ ．非固定化甲烷八叠球菌产气平稳， 平均日产甲烷量为８ ．９１ ｍ Ｌ／ｄ．固定化甲烷八叠球的电子显微镜观察结果表明， 细胞在固定介质中多呈较大包囊存在，包囊直径３０ ～５０ μｍ ．固定化甲烷八叠球处理豆制品废水的结果表明，在低有机物负荷下，固定化甲烷八叠球菌发挥着很大作用，有较低的出水 Ｃ Ｏ Ｄ 和较高的甲烷含量．在较高有机物负荷下，与对照无明显差别．其原因是在高有机物负荷和短水滞留期运转条件下。

两株高效代谢木质纤维素稀酸水解物产乙醇的酵母特性及耐毒研究

对实验室筛选出的两株高效代谢木质纤维素稀酸水解液产乙醇的酵母菌Y1(Candida tropicalis)和Y4(Issatchenkiaorientalis)的乙醇发酵特性及耐毒能力进行了的研究。以未经任何脱毒处理的木质纤维素稀酸水解液为发酵底物进行乙醇发酵(原位脱毒乙醇发酵)。结果表明,Y1和Y4均能在24h内将水解液中所有的葡萄糖消耗完,乙醇产率分别为0.49g/g和0.45g/g,分别达到了理论值的96.1%和86.0%。在含有不同浓度梯度的糠醛及5-羟甲基糠醛的模拟水解液中,Y1和Y4能耐受的最高糠醛浓度均为5.0g/L,最高的5-羟甲基糠醛浓度均大于7.0g/L,当两种抑制剂等量混合时,两株菌能耐受的最高浓度为4.0g/L。两株菌均有较好的乙醇发酵及耐毒能力。该研究结果为木质纤维素水解液的原位脱毒发酵生产然料乙醇奠定了基础。

生物质气化洗焦废水COD和毒性化合物的高效降解

生物质气化发电厂洗焦废水含有高浓度的COD和毒性化合物,以颗粒活性炭为固定介质,接种Pseudo-monas sp1和Pseudomonas sp2混合菌种,采用固定化细胞反应器,研究对生物质气化洗焦废水COD和毒性化合物的去除效果。结果表明,在反应器的高效运转阶段,进水COD 3500-4100mg.L-1,HRT 24h,平均COD去除率达到96.51%,出水中有毒化合物苯、萘、菲、吡啶、喹啉、异喹啉等的浓度不可测出。该两种菌经颗粒活性炭固定,可高效去除生物质气化发电厂洗焦废水中的COD和有毒化合物,达到了较好的去除效果。

通心络对糖尿病大鼠脑缺血后神经生长因子及脑源性神经营养因子表达的影响

目的探讨通心络对改善局灶性脑缺血糖尿病大鼠的神经功能的作用,并探讨其分子机制。方法线栓法复制糖尿病大鼠大脑中动脉栓塞模型,干预组通心络胶囊1.0g/kg.d连续灌胃。进行神经功能缺损评分;采用TUNEL染色计数脑缺血周边区神经细胞凋亡数,免疫组织化学方法检测神经生长因子(NGF)及脑源性神经营养因子(BDNF)的蛋白表达。结果干预组神经功能缺损评分低于对照组(P<0.05);缺血周边区TUNEL阳性细胞数均少于对照组(P<0.05);NGF、BDNF蛋白免疫阳性细胞多于对照组(P<0.05)。结论通心络可增加糖尿病脑缺血后缺血周边区NGF、BDNF蛋白的表达,拮抗神经细胞凋亡,改善神经功能。

急性和慢性期缺血性脑卒中患者抑郁障碍及相关影响因素

目的:分析急性和慢性缺血性脑卒中患者抑郁障碍的发生率及其与发病部位、脑血流量及神经功能缺陷的关系。方法:选择1999-01/2003-12原沈阳铁路局中心医院南院区神经内科及泉州市第一医院神经科内科收治的脑梗死患者为观察对象。急性组为首次发病住院,脑卒中后即日～2个月的缺血性脑卒中患者142例,慢性组为脑卒中后3个月～1年的缺血性脑卒中患者102例。急性组在住院后两三周、慢性组在病情稳定时应用老年抑郁自评量表进行抑郁评估,以加拿大神经功能缺陷量表进行神经功能缺陷评估,采用经颅超声彩色多普勒经颞窗探索大脑中动脉、大脑前动脉和大脑后动脉的脉冲频谱和血流参数。重点观察急性组和慢性组脑卒中后抑郁障碍者与非抑郁障碍者脑底干动脉平均血流速度和阻力指数。同时通过脑CT或MRI确定脑卒中发病部位,分析不同发病部位抑郁障碍的发生情况。抑郁障碍判定标准:符合中国精神疾病分类方案与诊断标准第2版修订本(CCMD-Ⅱ-R)。以老年抑郁自评量表评分作为抑郁障碍严重程度的评定标准,11～20分为轻度抑郁障碍;21～30分为中、重度抑郁障碍。结果:两组患者均完成经颅超声彩色多普勒检测、神经功能缺陷量表以及抑郁量表测评,全部进入结果分析。①急性组有抑郁障碍症状者占36.6%(52/142),男23例,女29例;慢性组有抑郁障碍症状者占45.1%(46/102),男22例,女24例;慢性组高于急性组,女性略高于男性。②慢性组抑郁自评量表评分显著高于急性组,差异有显著性意义[(22.82±2.66),(18.72±1.63),t=1.981,P<0.05]。③不同脑卒中发病部位抑郁障碍的发生情况不同,单一类型中脑卒中发病部位为额叶、颞叶、基底节时抑郁障碍发生率较高。④急性和慢性缺血性脑卒中患者中抑郁障碍患者的大脑中动脉、大脑前动脉平均血流速度低于非抑郁障碍患者,阻力指数高于非抑郁障碍患者。结论:脑卒中后抑郁障碍的发生与发病部位有关,抑郁障碍影响脑血流速度,脑卒中慢性期抑郁障碍更明显。

固定化Zymomonas mobilis 10225乙醇发酵研究

运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis10225)为乙醇发酵菌种.在葡萄糖浓度为10%(w/V)的发酵培养基中,分别进行游离细胞,固定化细胞的乙醇发酵实验.结果表明,游离细胞乙醇发酵的产率系数为0.42,达到了理论值的82.4%,而固定化细胞乙醇发酵产率系数为0.51,达到了理论产率的100%.固定化技术对于提高运动发酵单胞菌酒精发酵表现有显著作用.