合成生物学技术在环境保护中的应用

合成生物学是一个基于生物学和工程学原理的科学领域,其目的是重新设计和重组微生物,以优化或创建具有增强功能的新生物系统。该领域利用分子工具、系统生物学和遗传框架的重编程,从而构建合成途径以获得具有替代功能的微生物。传统上,合成生物学方法通常旨在开发具有成本效益的微生物细胞工厂进而从可再生资源中生产化学物质。然而,近年来合成生物学技术开始在环境保护中发挥着更直接的作用。本综述介绍了基因工程中的合成生物学工具,讨论了基于基因工程的微生物修复策略,强调了合成生物学技术可以通过响应特定污染物进行生物修复来保护环境。其中,规律间隔成簇短回文重复序列(Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats,CRISPR)技术在基因工程细菌和古细菌的生物修复中得到了广泛应用,生物修复领域也出现了很多新的先进技术,包括生物膜工程、人工微生物群落的构建、基因驱动、酶和蛋白质工程等。有了这些新的技术和工具,生物修复将成为当今最好和最有效的污染物去除方式之一。

一株解淀粉芽孢杆菌胞外多糖的分离纯化及其抗氧化性研究

从豆瓣酱中分离筛选得到一株高产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)的菌株,通过16S rDNA,gyrA和tuf基因序列分析,鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌,命名为Bacillus amyloliquefaciens SQ-2。通过单因素优化,确定最优产糖发酵培养基为蛋白胨10 g/L,酵母粉5 g/L,氯化钠10 g/L,蔗糖20 g/L,最佳工艺条件为pH 8.5,培养时间为42 h,接种量为4%。所产胞外多糖经三氯乙酸除蛋白、离心、乙醇沉淀、透析及冷冻干燥后得到多糖粗品,经二乙氨基乙基(diethylaminoethyl,DEAE)-纤维素离子交换层析柱和Sephadex G100凝胶过滤层析柱纯化后得到多糖纯品。体外抗氧化性试验结果显示:所产EPS具有较好的抗氧化性,当胞外多糖质量浓度为10 mg/mL时,其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率达到81%,对羟基自由基(·OH)清除率达到31%,对H_(2)O_(2)清除率达到72%,说明该EPS可作为一种较好的天然抗氧化剂。

红球菌HX-2所产胞外多糖的特性和对Cu^2+的吸附

【背景】目前,微生物所产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)的理化性质及其在重金属吸附中的应用受到了广泛关注。【目的】研究红球菌HX-2所产胞外多糖的理化性质,并探究其对重金属的吸附情况。【方法】使用离子交换和凝胶色谱分离法对胞外多糖粗品进行纯化;利用苯酚硫酸法测胞外多糖中糖含量;用Bradford试剂盒检测胞外多糖中蛋白含量;使用甲醇萃取法检测胞外多糖中脂质含量;用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法分析胞外多糖中单糖组成;用扫描电镜(scanningelectronmicroscopy,SEM)法观察多糖表面形态;通过等温吸附模型和动力学模型探究胞外多糖对重金属的吸附效果。【结果】测得胞外多糖主要成分EPS-G-1中总糖含量为78.43%,蛋白含量为8.31%,脂质含量为8.22%;纯化后胞外多糖中单糖组成为葡萄糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和岩藻糖,质量比为27.31:26.67:24.83:15.85:4.80;通过等温吸附模型拟合得到HX-2所产胞外多糖对Cu^2+的最大吸附量为144.93 mg/g。【结论】红球菌HX-2所产胞外多糖对水体中Cu^2+具有良好的吸附作用,可用于工业废水中重金属离子的处理。