类弹性蛋白作为功能纳米材料在生物工程领域研究及应用进展

类弹性蛋白(Elastin-like polypeptide,ELP)是一种具有弹性功能且对温度敏感的人造蛋白质聚合物,主要由五肽重复序列单元Val-Pro-Gly-Xaa-Gly(VPGXG)n构成。ELP对温度敏感的可逆相变特征体现在低于相变温度(Transition temperature,Tt)时呈可溶状态,在高于相变温度的溶液中呈凝聚状态,此过程可逆。基于ELP标签的可逆相变循环(Inverse transition cycle,ITC)是一种新型的分离纯化重组蛋白质的非色谱技术。利用ELP融合蛋白的可逆相变特性,经过多次ITC循环从可溶的蛋白上清溶液中特异性分离出含有ELP标签的融合蛋白。该技术仅需常规的离心机就能得到与色谱法的亲和层析纯度相当的目的蛋白,成本低、操作简便,适合大规模生产的需要。ELP和ELP衍生分子具有良好的弹性、自组装性、长期稳定性和生物活性等特性,精确控制ELP的设计有利于操纵它们对外界环境的刺激反应和其他物理功能特征,ELP可调的理化性质和良好生物相容性使ELP在生物学上也具有广泛的应用。重点阐述了ELP相变特性及机理,ELP融合蛋白的设计,ELP标签对融合蛋白的影响,ELP标签在蛋白质纯化、生物医药、生物工程、水凝胶及新兴领域方面的应用,ELP发展方向及亟待解决的关键问题和技术。

中国造纸行业COD减排技术的预测

为预测工业技术结构及化学需氧量(COD)排放趋势,建立了一种"工业技术选择(ITC)"模型。该模型在产品、工艺、技术匹配的基础上,采用自底向上建模方法和线性规划算法,以总成本最小化为优化目标,以产品需求、技术普及、COD产生-排放平衡等为约束条件。使用该模型,对中国造纸行业不同情景进行预测。结果显示:市场情景下,以2005年为基准年,2010年削减COD 1.8%、2020年削减5.1%、2030年削减8.2%;为实现控制情景下的削减目标,在远期将推广无元素氯漂白等多种清洁技术。

圆二色和等温滴定微量热技术研究盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱与人血清白蛋白的作用机制

在模拟储存温度(25℃)和生理温度(37℃)条件下,利用圆二色和等温滴定微量热技术获得了人血清白蛋白与盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱相互作用的热力学参数,探索了蛋白质二级结构的变化及其作用机制。圆二色光谱实验检测到人血清白蛋白与盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱相互作用后的二级结构发生变化,这种构象变化在25℃~37℃区间内的温度依赖性不明显。ITC检测获得一系列有关分子相互作用的热力学信息,包括结合常数(Kb)、反应的化学计量数(N)、熵(ΔS)和焓(ΔH)。发现人血清白蛋白在与盐酸伪麻黄碱结合时,表现出比盐酸麻黄碱更好的活跃度。圆二色和等温滴定微量热技术的联用为建立一套快速药物分析方法提供了可行性基础。

圆二色与等温滴定微量热技术检测3种微量元素与人血清白蛋白的结合

在体外,利用圆二色和等温滴定微量热技术获得人血清白蛋白与钙、镁、锌三种人体微量元素相互作用的二级结构信息与热力学参数。圆二色检测到不同浓度Ca2+、Mg2+、Zn2+与HSA相互作用后二级结构存在差异,Ca2+、Mg2+的浓度比例变化对HSA二级结构变化作用不大,但受到Zn2+离子浓度变化的影响;进而所进行的ITC实验获得了结合常数(Kb)、反应的化学计量数(N)、熵(ΔS)和焓(ΔH)等一系列分子相互作用的热力学信息,发现Zn2+-HSA表现出了更好的亲和力和结合稳定性。因此,对于重度或急症缺锌患者血液注射将比口服治疗获得更迅速疗效。验证了HSA是人体内是重要的Zn2+转运载体,而Ca2+、Mg2+在体内的转运并不以HSA为主,Ca2+、Mg2+与蛋白的结合方式相似。两种技术的联用为探索一套快速、高效的人体微量元素血液研究的系统方法提供理论基础。