UPLC-QQQ-MS/MS法用于粉防己根双苄基异喹啉生物碱合成途径中12种化合物的定量检测

超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-QQQ-MS/MS)法用于粉防己(Stephania tetrandra S.Moore)中的有机酸和生物碱类化合物的同时定性、定量检测具有重要的研究意义,可为汉防己甲素等双苄基异喹啉类生物碱的代谢合成机理解析提供数据参考。本研究采用Poroshell 120 CS-C18色谱柱进行分离,以含0.1%甲酸的10 mmol/L甲酸铵水溶液(A)-乙腈(B)为流动相进行梯度洗脱,在喷射流技术离子源(AJS-ESI),正、负离子多反应监测(MRM)模式下进行检测,通过一级和二级质谱数据对不同采集批次的粉防己根部代谢物进行定性和定量分析。结果显示:12种被测化合物在线性范围内都呈现出良好的线性关系,相关系数均大于0.99;粉防己根部中12种被测化合物的含量存在显著差异,同一化合物的含量在不同的采集月份也有着明显的差异;L-酪氨酸、汉防己甲素和汉防己乙素在粉防己根部的含量相对较高。本研究实现了粉防己根部中12种被测化合物的同时定性和精确定量分析。

产普鲁兰酶克雷伯氏菌的分离鉴定及酶学性质研究

利用曲里苯蓝法从淀粉加工厂废水氧化池酸性污泥样品中筛选普鲁兰酶产生菌,对筛选到的GXAS-38菌株进行形态观察、生理生化特征分析、16SrDNA序列系统发育分析和普鲁兰酶酶学性质研究,并用PCR方法克隆GXAS-38菌株的普鲁兰酶基因。结果表明,GXAS-38菌株属于肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae),其产普鲁兰酶的最适反应温度为60℃,在温度35～50℃时酶活较稳定;最适反应pH值5.5,在pH值5.0～7.5时酶活较稳定。Ca2+、Na+和Li+对GXAS-38菌株的普鲁兰酶活性有激活作用;Cu2+、Zn2+、Co2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+和Ba2+对GXAS-38菌株的普鲁兰酶活性有抑制作用;螯合剂EDTA能够强烈地抑制GXAS-38菌株的普鲁兰酶活性,GXAS-38菌株的普鲁兰酶反应需要金属离子参与。GXAS-38菌株完整的普鲁兰酶编码基因全长3291bp,编码1096个氨基酸。

生物法合成乙偶姻手性异构体的研究进展

乙偶姻是一种重要的四碳平台化合物,在食品、医药、烟草、化妆品、化工等行业具有广泛的用途,其手性异构体(R)?乙偶姻和(S)-乙偶姻由于具有独特的立体结构,还可用于合成高附加值手性药物、化学中间体、液晶材料。本文综述了近年来利用酶法、全细胞催化法和基因工程菌发酵法制备手性乙偶姻的研究成果,介绍了利用代谢工程、合成生物学等技术在构建基因工程菌株,以及在提高乙偶姻产量、转化率和光学纯度方面所取得的研究进展。最后讨论了目前所存在的问题和难点,以及今后应该重点关注的研究方向。

苯甲酸降解途径及转化生产粘康酸的研究进展

苯甲酸是多种芳香化合物生物代谢的重要中间物,对微生物降解苯甲酸的生物化学和遗传学研究,有利于阐明芳香化合物的生物降解机制,分离和培育出降解谱广和降解性能高的菌株应用于废水处理、环境修复和生物转化。苯甲酸的儿茶酚邻位裂解(ortho-cleavage)途径会产生粘康酸,后者是一种潜在的平台化合物,用于生产新型功能树脂、生物塑料、食品添加剂等产品。本文综述了微生物降解苯甲酸和转化生产粘康酸的研究和进展,并提出该领域研究今后的发展方向,为后续研究提供有价值的参考。

微生物催化合成丙烯酸的研究进展

丙烯酸是一种重要的平台化合物,从它出发可以合成一系列市场广阔、附加值高的产品。传统的丙烯酸化学合成法以不可再生的化石资源为原料,并对环境造成严重污染。本文从可持续发展及环境保护的角度出发,综述丙烯酸的微生物合成途径以及合成关键酶等方面的研究进展,分析探讨不同生物合成途径的优劣之处,并展望利用微生物高产丙烯酸存在的瓶颈以及有潜力的发展方向。

多粘类芽孢杆菌同步糖化发酵玉米粉生产(R，R)-2，3-丁二醇

【目的】对多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa的玉米粉同步糖化发酵工艺进行优化,以获得低成本、高效的(R,R)-2,3-丁二醇生产技术。【方法】研究玉米粉浓度、氮源种类和氮源浓度对菌体生长、耗糖能力以及(R,R)-2,3-丁二醇产量、产率、得率和转化率的影响,并在此基础上进一步考察培养基中其它成分对(R,R)-2,3-丁二醇发酵的影响。【结果】优化后的培养基组分为玉米干粉140g/L,酵母粉30g/L,Na_2HPO_4 3g/L,KH_2PO_43g/L,(NH_4)2SO_42g/L,MgSO_40.8g/L,微量元素溶液2mL/L。使用优化后的培养基进行同步糖化发酵,发酵50h后(R,R)-2,3-丁二醇产量达到56.28g/L(光学纯度为98.3%),对葡萄糖的得率为0.44g/g,产率为1.13g/(L·h)。【结论】(R,R)-2,3-丁二醇生产技术低价高效,可为其工业化生产提供参考。

胡杨愈伤组织质膜的两相分离法及其H^+-ATPase的特性

以胡杨愈伤组织为材料,用PEG3350/DextranT500构成的两相系统提取质膜微囊,研究质膜H+-AT-Pase的特性。结果显示:由6.3%PEG3350、6.3%DextranT500、KCl、磷酸缓冲液(pH7.8)和蔗糖构成的两相系统提取膜微囊的H+-ATPase活性分别被Na3VO4、KNO3、NaN3抑制了约75%、2.6%和1.3%。方向性检测显示原位膜微囊占提取质膜微囊的90%,翻转膜微囊仅占10%。去垢剂对质膜H+-ATPase活性的影响说明0.015%的TritonX-100和0.01%～0.1%的Brij58适用于测定质膜H+-ATPase活性。Lineweaver-Burk动力学分析该酶的Km值为0.65mmol·L-1,Vmax为37.59μmolPi·mg-1protein·h-1。研究结果表明:两相法提取的质膜微囊主要是正向密闭的膜微囊;胡杨愈伤组织质膜H+-ATPase的最适pH为6.5,最适温度为37℃左右。

枯草芽孢杆菌高效转化及其转化子验证方法

用构建好的重组质粒转化枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)WB600感受态细胞,进行不同时间预培养后,涂布于抗生素平板培养,研究一种更高效的转化方法。用载体与外源片段的连接产物转化WB600感受态细胞,进行最佳预培养时间培养后,涂布于抗生素平板培养,培养得到的转化子用PCR快速验证和双酶切鉴定,研究一种转化子的快速验证方法。

乙醇耐受性提高的酿酒酵母基因工程菌株的构建

将酿酒酵母转录激活因子Msn4基因置于组成型强启动子PGK下,构建重组整合表达质粒YPKRMsn4,r DNA介导整合到受体菌酵母工业菌株Y49的染色体中,筛选得到酿酒酵母菌YM-27。该菌过量表达酿酒酵母转录激活因子Msn4基因,乙醇耐受性有较大提高。构建的酿酒酵母工程菌运用在木薯乙醇工业生产中,可克服浓醪发酵中后期酵母菌受高浓度乙醇抑制而发酵活力不足的问题,可应用于乙醇浓醪发酵,为进一步构建具有高潜能的优良菌株奠定基础。

药物分子设计中定量结构-活性关系计算方法的研究

【目的】发展一种新的定量结构-活性关系(简称"构效关系"QSAR)计算方法。【方法】双层QSAR预测模型的第1层是分子的理化性质参数,第2层是分子片段结构参数。两组权重系数{ak}和{bl}分别指派给理化参数和片段参数。在双层QSAR预测模型中引入迭代的双最小二乘(IDLS)计算方法,把单层次的构效关系发展成二层次、双方向的预测网络;在训练集中两组系数用最小二乘法(或偏最小二乘法、主成分分析等)交替求解,直至收敛。【结论】二层次、双方向的QSAR预测模型不仅能够提高预测能力,具有一定的信息反馈和学习功能,而且赋予QSAR更多的信息分析能力。

α-淀粉酶Amy7C及其突变体最适pH值的定量预测

【目的】pH值是影响酶催化效率的关键参数,通常需要通过实验方式才能确定生物酶的最适pH值,而该方式要消耗较多的人力、物力和时间。因此,有必要发展一种利用酶的简单结构信息即可预测其最适pH值的方法。【方法】以20-1前馈反向传播的神经网络为模型,完成535种氨基酸属性对α-淀粉酶pH值的拟合。同时,将α-淀粉酶Amy7C及其54个突变体的数据分为2组,用35个酶作为训练组进行拟合,20个酶作为验证组进行检验,并对不同层次及神经元个数的模型进行比较。【结果】109个氨基酸属性可实现20-1神经网络模型收敛,表明这些氨基酸属性可用于预测α-淀粉酶的最适pH值,但是不同氨基酸属性预测pH值的效果差别较大,只有部分指标预测pH值的效果较好。多模型的分析结果显示,不同模型对训练组R值的结果具有显著性差异,而对训练组P值、验证组R值和验证组P值结果无显著性差异。【结论】氨基酸分布概率等属性可用于预测α-淀粉酶的最适pH值。20-1神经网络模型是预测α-淀粉酶最适pH值相对理想的模型。

新型Ⅰ型普鲁兰酶基因的克隆表达及酶学性质

【目的】筛选并克隆表达高酶活且具有-定热稳定性的新型普鲁兰酶.【方法】克隆 Turne bacillus/ Zaelu GST4 的普鲁兰酶基因构建重组质粒后转化宿主菌大肠杆菌进行诱导表达,再运用亲和层析进行纯化并分析其酶学性质和结构.【结果】在大肠杆菌中实现可溶性表达,发酵液上清酶活力达到78 U / m L,粗酶液经纯化后比活力为258 U /mg.重组酶P u l B 最适反应温度和p H 值分别为55曟和5 . 0 ,在较窄的酸性范围内（ 日值4 . 5 -5 . 5 ） 酶活力比较稳定;对普鲁兰糖的Km= （ 1 6 . 2 8 ± 0 . 0 3 ） mg/mL , Vmax =（22. 0 5 ± 0 . 0 2 ） μmol . m i n^-1 . mg^-1.P u l B 的D N A 序列与GenBank数据库里的任何序列都没有同源性,在蛋白质序列上,由基因pulB 编码的氨基酸序列与T.aegyptius的环麦芽糖糊精酶相似性最高,B l a s t X 比对的Identities为54 % Positives 为69 % ,SMART 结构预测分析发现,pulB 具有淀粉酶的结构域.底物特异性分析表明,它可水解普鲁兰糖和支链淀粉生成线性的低聚糖或麦芽三糖.【结论】重组酶pilB是尚未报道的新型普鲁兰酶,它可水解普鲁兰糖和支链淀粉,属栺型普鲁兰酶.

城市雾霾污染综合治理主线的探讨

一、前言 近年来我国中东部地区发生的大范围、长时间的雾霾污染直接危害中国最发达地区数亿人口的健康。虽然国家提出了雾霾污染治理目标，但缺少一条明晰的综合治理主线，基本上处于头痛治头、脚疼治脚和各地区人自为战的状态。

定量预测α-淀粉酶及其突变体的酶反应米氏常数(英文)

【目的】α-淀粉酶是一种重要淀粉水解酶,而Km值是酶反应中重要的参数,尝试建立一种利用α-淀粉酶初级结构定量预测米氏常数Km值的有效模型。【方法】通过神经网络模型,利用535种氨基酸属性定量预测α-淀粉酶Amy7C及其52个突变体反应的Km值,其中33个酶用于模型训练,其余的用于模型验证。首先用双层的20-1前馈反向传播的神经网络进行预测,然后对多层神经网络模型进行筛选。【结果】535种氨基酸属性中有109种属性可以用模型预测,其中动态属性拟合结果较好,4个动态氨基酸属性中有3个属性可以用于模型预测,但拟合结果最好的氨基酸属性分别来自氨基酸理化性质和二级结构。对9种拟合和验证结果最好的氨基酸属性进行7种多层神经网络模型拟合,结果显示增加模型的复杂度并不能提高预测结果的精准度,表明较为简单的模型,如20-1或20-5-1是定量预测建模的首选。【结论】α-淀粉酶酶解反应的米氏常数Km,可以利用某些氨基酸属性通过神经网络模型进行定量预测。为今后利用酶的初级结构定量预测酶反应中各参数最适条件提供思路。

流感病毒M2质子通道抑制机理的计算化学模拟和理论分析

【背景】A型流感病毒的M2质子通道蛋白的X-ray和NMR结构已于2008年测定,并成为发展抗流感的重要药物靶标,但学术界对于抑制剂的作用机理尚有争论。【方法】用SYBYL软件作M2通道蛋白与金刚烷胺抑制剂的对接计算,在可能的对接位点(Asp-44,Trp-41,His-37)上用精确的量子化学方法计算对接能,并根据结构化学和物理化学的原理分析抑制剂的作用机理。【结果】计算了金刚烷胺与M2质子通道的多个可能的结合位点的结合能,包括His-37,Trp-41和Asp-44。【结论】金刚烷胺对M2的抑制是一个动态过程,可能有多个位点结合。金刚烷胺穿透细胞膜后在通道出口与Asp-44形成盐桥,质子流使盐桥解离,金刚烷胺再进入通道与芳香氨基酸Trp-41(或His-37)形成阳离子-键。

a-淀粉酶Amy7C及其突变体催化常数的定量预测

【目的】利用α-淀粉酶Amy7c及其突变体的氨基酸信息,预测该酶的催化常数(Kcat),并筛选出能预测α-淀粉酶Kcat最具效果的氨基酸属性。【方法】先以20-1前馈反向传播的神经网络为模型,完成535种氨基酸属性对α-淀粉酶Amy7C及其突变体催化常数的拟合。再将α-淀粉酶Amy7C及其54个突变体的数据分为2组,用35个酶作为训练组进行拟合,20个酶作为验证组进行检验。最后,对8种不同层次及神经元个数的模型进行比较。【结果】110个氨基酸属性可实现20-1神经网络模型收敛,表明这些氨基酸属性可用于预测α-淀粉酶的催化常数,不同指标的预测效果不同。多模型的分析结果显示,不同模型对训练组R值的结果具有显著性差异,而对训练组P值、验证组R值和验证组P值结果无显著性差异。【结论】氨基酸分布概率等属性可以用于预测α-淀粉酶催化常数。四层神经网络模型是预测α-淀粉酶催化常数的相对理想的模型。

中温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效表达及其发酵条件优化

以枯草芽孢杆菌为表达系统,以中温α-淀粉酶为目标蛋白,研究了启动子和信号肽对外源蛋白表达分泌的影响。分别选取了4种启动子以及8种信号肽来进行筛选,结果表明,启动子PApr E的强度最高,信号肽SPnpr E的分泌效率最好。针对重组菌株1A751Q31进行系统的发酵优化,在72 h发酵液中α-淀粉酶酶活达到380U/m L。在7.5 L发酵罐中进行放大实验,发酵液中α-淀粉酶酶活最高达到853 U/m L。以上研究表明,α-淀粉酶适合在枯草芽孢杆菌中进行表达,同时表明枯草芽孢杆菌是良好的异源蛋白表达系统。

面包酵母还原丁二酮合成(S)-乙偶姻的研究

以丁二酮(Diacetyl)为底物,以面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)休止细胞为还原剂,选择性合成(S)-乙偶姻。分别考察了不同菌株、辅助底物、辅助底物浓度、缓冲液体系pH值和酶抑制剂等因素对丁二酮转化率和(S)-乙偶姻ee值的影响。结果表明:丁二酮的转化(S)-乙偶姻的适宜条件为:面包酵母XG-4-2,辅助底物为30.0 g/L乙醇,0.05 mol/L pH 5.0的Na2HPO4-KH2PO4缓冲体系,酶抑制剂异丁醇加量为2.0 g/L。丁二酮转化率可达82%,(S)-乙偶姻纯度可达到91.2%,(S)-乙偶姻对映体过量值(ee值)达82.4%。

用水合物储存氧气的计算化学模拟研究

【目的】用水合物在常温常压下能够储存氧气，在清洁能源、军事、航天、环境和生态保护等方面都有重大潜在应用，本文主要探讨水合物储氧的最佳比例和稳定性。【方法】在由20个水分子组成的正十二面体水合物512结构单元中分别放置1～3个氧分子，用量子化学方法优化氧分子簇（O2，2O2，3O2）与水合物512结构单元的作用结构，并计算水合物稳定能。【结果】在边长为2．82的水合物512结构单元中放置1个和2个氧分子时得到吸引的稳定能；当储存3个氧分子时水合物单元与氧分子簇间的稳定能转为排斥。【结论】当边长为2．82时，在水合物512结构单元中最多可以存储2个氧分子。氧分子从水合物512结构单元中逃逸的势垒高达~200 kJ／mol，远高于氢分子的逃逸势垒~80 kJ／mol。

产类胡萝卜素菌株的筛选鉴定及功能基因分析

湖南酃酒是一类传统地方工艺酿造的米酒,酿造过程中独特的微生物类群对酃酒的风味及功能物质含量具有重要影响,对其中的微生物进行鉴定、分离,并筛选具有特定功能的菌株,有助于研究酃酒的酿造工艺、口味及功能,并获得有潜在应用价值的微生物。研究从湖南地方酃酒酒糟中分离一株产色素的微生物,对菌株进行常规形态和生化特征分析;利用16SrDNA序列分析对该菌株进行序列对比鉴定,将其鉴定为泛菌属Pantoea sp,命名为FL03。确认该菌能够产多种类胡萝卜素物质,其中包含有虾青素合成基因crtZ及crtW。将FL03的虾青素合成基因crtZ及crtW克隆到重组载体上,通过在已经含有虾青素前体基因簇的底盘大肠杆菌中进行表达,成功异源合成虾青素产物,产量可达3.72mg/g(DCW)。这一工作为研究酃酒的发酵工艺、分析相关微生物类群的功能及应用价值打下基础。