产菊酯降解酶重组菌的高密度发酵工艺优化

为提高菊酯降解酶的产量,利用单因素和正交实验法对重组菌Escherichia coli BL21(DE3)/p ET-28a(+)-sys410的发酵培养基组成和发酵条件进行优化。结果显示最优培养基含有20.0 g·L-1甘油、20.0 g·L-1酵母粉、8.0 g·L-1硫酸铵、100.0 mmol·L-1磷酸盐、5.0 mmol·L-1硫酸镁,以及1.5 m L·L-1的微量元素;发酵条件为装液量50 m L/250 m L、初始培养基pH 7.0、接种量2%,接种培养8 h后乳糖诱导6 h。在7.5 L发酵罐上,使用低浓度碳氮源进行培养,前期恒速补料,对数中后期进行乳糖诱导,后期恒溶氧补料,最终菌体密度和酶活力分别为142.6和3 105.1 U·m L-1,较摇瓶发酵分别提高13.7倍和31.9倍。发酵液经破碎和冷冻干燥后酶活力达到119 426.9 U·g-1,且该酶对菊酯的降解率高于95%。

《酶工程》“酶的提取与分离纯化”章节课堂教学改革初探

酶的提取与分离纯化章节是《酶工程》课程的重点部分,涉及60多种技术和方法。学生在初学时易出现理解困难和记忆混乱的情况。笔者经过几年的酶工程教学科研探索与实践,以A级和B级生物专业学生为研究对象,以传统方法教学为对照,采用"微课程"、"翻转课堂"与"模块化教学"相结合的方法对酶的提取与分离纯化章节课堂教学进行改革,并开设酶分离纯化实验进行实践,结果显示实验组学生具有更好的纯化方案的设计思路、实验课效果更佳。

基础医学概论整合课程中生物化学部分的教学探索与实践

基础医学概论整合课程通常为学生来源理科背景薄弱的非临床医学相关专业设置。由于学生生物和化学知识欠缺,生物化学教和学都面临难题。该研究以2022级健康服务与管理专业4个班级为对象,以开课前学生专业背景调查问卷结果为依据,设置难度适宜、接受度适中又满足学生专业需求的教学内容,通过随堂趣味考核结果反馈优化备课。最后根据期末成绩分析和学生反馈进行总结,为探索更优的教学方法、构建适合非医学专业基础医学概论整合教学模式奠定基础。

基于实践能力培养的《酶工程》综合实验课程整合的探讨与实践

新冠疫情暴发以来,分子检测原料酶的市场需求呈现快速攀升趋势。作为医学院校生物技术专业的学生,学习和掌握酶学的知识和技能是时代赋予的基本要求。鉴于本校《酶工程》传统理论和实验教学存在的不足,本课题组开展了包括教学内容、教学形式、生产实践、评价方式等方面的改革,建立了以《酶工程》为主线,整合《基因工程》和《发酵工程》内容的综合实验课程。教学过程中,将学生自主设计实验、线上线下混合式教学、生产实践以及多方位考核等策略贯穿其中。实践结果表明,该课程设计有利于学生构建完整的专业知识体系,增强学生的科研兴趣,提升了学生专业服务社会能力,为日后的科研和就业提供了必要准备,可为相关课程践行实践教学改革提供参考借鉴。

几株教学用放线菌的分离和鉴定

为得到教学上使用的螺旋型孢子丝的放线菌,采集土样,从中筛选出几株放线菌,在高氏Ⅰ号培养基上多次划线得到纯培养。按照阎逊初主编的《放线菌的分类和鉴定》手册对两株产螺旋型孢子丝的放线菌进行了传统分类。经过形态观察和生理生化试验初步鉴定两株菌分别为淡紫色灰链霉菌8006和绿产色链霉菌783。本研究得到的两株菌具有放线菌的典型特征,有明显的气生菌丝和孢子丝,而且孢子丝弯曲程度大,适合教学用。

新型拟除虫菊酯降解酶的分子改造及降解特性

为了获得稳定性和酶活性提高的拟除虫菊酯类降解酶,利用易错PCR技术对来源于海底泥宏基因组文库的新型酯酶基因(est825)进行体外定向进化,获得了一个酶活性和热稳定性均提高的突变酶(Est M46)。与野生型相比其酶活力提高1.5倍;最适反应温度提高了5℃,同时热稳定性明显增强。此外,Est M46对氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的降解率分别提升至92.21%、99.75%、93.21%和89.48%。这对降低酶的生产成本、促进工业化发展和环境保护有重要意义。

医学院校酶工程教学改革与实践初探

酶工程是一门研究生物催化、生物转化过程中共性科学问题及工程技术问题的专业核心课程。随着生物技术的迅速发展,酶工程理论知识和实验技术不断更新。文章针对医学院校酶工程课程教学过程中存在的问题,尝试合理选用教材,及时更新教学内容,穿插新进展,采用混合式教学模式,加强实验课教学,建立多元化考核评价方式等改革。通过理论实践相结合的方式激发了学生对课程的主动性,提高了学生的专业技能,为相关教学工作的开展提供一定的参考。

宏基因组来源的酯酶酶学性质及对邻苯二甲酸酯的降解

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类全球性的重要环境污染物。找到广谱高效降解PAEs且具有良好环境适应性的降解酶尤为重要。利用宏基因组学技术,从土壤中克隆出一种新型酯酶基因est924,与已报道的来源于Synechococcus sp.CC9311的alpha/beta-水解酶同源性最高,为62.42%。特异性扩增酯酶基因est924,与质粒载体pET-41a(+)连接,然后将重组质粒转化入大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达,获得重组酯酶Est924,并研究其酶学性质和对PAEs的降解作用。研究表明该酶是一个具有良好稳定性和环境适应性的耐碱酯酶,并对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丙酯(DPrP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二戊酯(DPP)以及邻苯二甲酸二己酯(DnHP)等多种PAEs均具有较好的降解活性。因此,酯酶Est924对PAEs污染环境具有巨大的修复潜能。

生长抑素受体2的小鼠时空组织表达谱

生长抑素(somatostatin, SST)作为一种抑制性多肽激素,在多种生物过程中发挥重要的功能。生长抑素受体2 (somatostatin receptor 2, SSTR2)作为生长抑素表达最广泛的受体在多种组织中表达,但其表达的具体细胞类型尚不清楚。本研究在小鼠不同发育阶段的多种组织中鉴定了SSTR2蛋白表达的细胞类型。通过多色免疫荧光在小鼠胚胎期15.5 d、出生后1 d、7 d、15 d、3个月和6个月的脑、骨、肺、肠道、皮肤、胃、脾和肾等组织中检测了Sstr2基因的表达。结果发现Sstr2在不同发育阶段的多种组织的特定细胞类型中表达,包括脑神经元和星形胶质细胞,骨的间充质基质细胞、造血细胞和B细胞,肺的巨噬细胞、Ⅱ型肺泡上皮细胞和气道纤毛细胞,肠道的上皮细胞和神经元,皮肤的毛囊细胞,胃体的上皮细胞,脾的造血干细胞、造血祖细胞和神经纤维,肾的肾小管上皮细胞等。本研究确定了小鼠多组织不同发育阶段Sstr2表达的细胞类型,为生长抑素与生长抑素受体2的生理功能研究提供了新的线索。

β-葡萄糖苷酶Bgl2238生物信息学分析

利用生物信息学方法对β-葡萄糖苷酶Bgl2238的氨基酸序列进行分析。采用Prot Param、DNAMAN、Multicoil、SOPMA、PROSAN等软件对其理化性质、亲/疏水性、不稳定指数、PEST序列、蛋白质二级结构及蛋白质修饰位点等重要参数进行预测,并对其三级结构进行同源建模及模建结果质量的评估。结果发现：Bgl2238由745个氨基酸组成,蛋白质序列中α-螺旋占36.64%,β-延伸链占19.06%,β-转角占9.40%,无规则卷曲占34.90%,存在14段非PEST序列,具有41个不同蛋白质修饰位点。采用在线网站SWISS-MODEL建模得到了Bgl2238的三级结构,分析蛋白质可及性并分析得到Ramachandran图,检测结果说明三维结构是合理的。本研究结果为β-葡萄糖苷酶Bgl2238进一步研究水解功能及提高其酶活性奠定了理论基础。

重组大肠杆菌Bgl2238的发酵优化

本研究对前期实验室从黑龙江玉米土壤中筛选并构建的β-葡萄糖苷酶Bgl2238的重组大肠杆菌（E.coliBL21（DE3）-pET32a-bgl2238）采用响应面（Box-Behnken）优化的方法进行摇瓶发酵,优化培养基组分,而培养条件即温度、pH值、接种量及装液量则采用单因素法优化。结果显示最佳培养基配比为：甘油9.32g/L、酵母提取粉12g/L、胰蛋白胨19.13g/L、NaCl8g/L、K_2HPO_4·3H_2O 19.13g/L、KH_2PO_42g/L、柠檬酸高铁胺0.2g/L和微量元素母液6mL/L。重组大肠杆菌Bgl2238最佳的发酵条件为：发酵温度37℃、起始pH8.0、3%接种量、25mL装液量、IPTG终浓度为0.25mmol/L。在250mL锥形瓶对重组子Bgl2238进行发酵,在最优化的发酵培养基成分和培养条件下,Bgl2238的酶活力可以达到2910U/L,比起始培养基中的酶活提高了61.77%。