新型熊果酸喹啉衍生物的合成及抗肿瘤活性

以自然界中广泛存在的五环三萜类天然产物熊果酸为原料合成了一系列新型的熊果酸喹啉酰肼衍生物3a^3f和1,3,4-噁二唑衍生物4a^4f。采用1H NMR、13C NMR、IR、ESI-MS、元素分析等方法对化合物3a^3f和4a^4f进行结构表征和分析。通过MTT法测试了化合物3a^3f和4a^4f对MDA-MB-231、He La和SMMC-77213种肿瘤细胞株的增殖抑制活性。结果表明:化合物3a^3c对所测试3种细胞株均表现出显著的抑制活性。其中,化合物3a^3c对MDA-MB-231细胞的IC50值为1.16~1.84μM,对He La的IC50值为0.83~1.18μM,对SMMC-7721的IC50值为17.48~19.41μM,强于阳性对照依托泊苷。根据抗肿瘤活性结果,初步分析化合物的抗肿瘤构效关系,发现在熊果酸分子中引入喹啉基并将羧基修饰为酰肼基和1,3,4-噁二唑基能够显著增强其抗肿瘤活性,且侧链为酰肼的衍生物活性优于噁二唑的衍生物。这一结果可为今后熊果酸的进一步结构优化,寻找具有更强抗肿瘤活性的衍生物提供依据。

Aspergillus niger NL-1来源的木聚糖酶的耐热性能改造及其在水解木聚糖中的应用

为提高来源于Aspergillus niger NL-1的木聚糖酶MxynB的热稳定性,通过定点突变技术在木聚糖酶MxynB的相应位置引入二硫键(Cys116-Cys135),获得突变酶MynxB-116-135;通过基因融合技术在木聚糖酶MxynB的N端融合了具有较高热稳定性的来源于嗜热菌Thermotoga thermarum DSM5069的纤维素结合结构域(CBD),获得突变酶CBD-MxynB和CBD-MxynB-116-135。分别将原酶及突变酶在E.coli BL21 (DE3)中表达,经纯化后对比其酶学性质。结果显示,突变酶MxynB-116-135的最适温度为50℃,较原酶MxynB提高了5℃;突变酶CBDMxynB和CBD-MxynB-116-135的温度稳定性明显提高,其中CBD-MxynB-116-135尤为突出,在70℃下保温2h仍能保持50%以上的酶活力,而原酶基本失活。研究表明,二硫键的引入和CBD的融合对提高MxynB的热稳定性具有重要的作用。此外,研究了突变酶CBD-MxynB-116-135水解玉米芯木聚糖的产物,结果显示玉米芯木聚糖质量浓度为2.5mg/mL,酶用量为40U/g,在50℃、pH 5.0条件下水解10h后,水解得率为39.6%,水解产物XOS2-3含量占87.9%。结果表明,利用该突变木聚糖酶酶解碱提玉米芯木聚糖可产生以木二糖及木三糖为主要成分的低聚木糖。

阳离子树脂催化罗汉柏木烯异构化的研究

以阳离子交换树脂催化异构罗汉柏木烯,制备以Olefin B为主的异构化产物。对阳离子交换树脂进行筛选,确定大孔强酸性阳离子交换树脂HND-8对罗汉柏木烯的异构化有较好的催化活性与选择性;并对HND-8树脂催化下罗汉柏木烯的异构化工艺进行研究,得到最佳的工艺条件为:HND-8用量为罗汉柏木烯质量的5%,冰醋酸与罗汉柏木烯的质量比1∶2,反应温度80℃,反应时间6 h。在此条件下,Olefin B的含量为45.5%,产率为65.0%;催化剂重复使用性能良好,使用6次产物中Olefin B的得率未有明显下降。采用FTIR对催化剂进行表征。

Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485来源的GH11家族木聚糖酶的克隆表达及其应用

对Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485来源的GH11家族木聚糖酶基因xyn11进行了克隆表达研究。xyn11基因全长636bp,编码211氨基酸。通过构建重组质粒,使其在大肠杆菌中实现了活性表达,酶活达到13.8U/mL。重组酶通过热处理和Ni亲和层析达到电泳纯,SDS-PAGE显示其分子量为20000,与理论分子量吻合。重组酶的最适反应温度为65℃,最适反应pH为4.5,在pH 3.5~6.0范围内保持较高的稳定性,60℃保温1h,酶活还残存60%,Cu^(2+)对该酶有激活作用。重组酶底物特异性强,且不能降解木二糖和木三糖。重组酶以榉木木聚糖为底物,其V_(max)和K_m分别为9809U/mg和5.9mg/mL。榉木木聚糖质量浓度为25g/L,重组木聚糖酶用量为20U/g,在50℃、pH 4.5条件下水解12h低聚木糖的得率为27.8%,水解产物主要由木二糖和木三糖组成,且不产生任何木糖。结果表明,该木聚糖酶催化特性优异,可用于低聚木糖的制备。

不同含水量活性炭的丙酮动态吸附性能研究

为深入研究活性炭的含水量对其吸附丙酮/空气混合气(VLA)中丙酮气体的影响,通过制备不同含水量的活性炭,分析含水量对活性炭丙酮吸附性能的影响。结果显示,丙酮在活性炭上的吸附穿透时间和吸附饱和时间随其含水量的增加而缩短,床层利用率下降。通过Thomas模型拟合结果发现,水分低于20%时,吸附曲线与模型吻合程度较高,平衡吸附量(q_(0-T))随着活性炭含水量的增加而下降;丙酮吸附速率则随着含水量的增加先增加后下降,当含水量达到20%后,活性炭的丙酮吸附速率达到最大值0.698 L/(min·mmol),表明活性炭含有一定水量有助于提升其丙酮回收效率。通过分析活性炭含水量和孔容的关系,发现丙酮主要以简单的形式吸附,即与单分子层吸附机理类似。当湿炭含水量较高时,丙酮除了单分子层吸附,还伴有溶解于水中的现象。

Fe_3O_4@SiO_2@PAA多层核-壳结构复合微球的制备及吸附染料研究

以溶剂热法合成Fe_3O_4磁性微球,并以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,通过溶胶-凝胶法在Fe_3O_4磁性微球表面包裹SiO_2壳层,利用3-(异丁烯酰氧)三甲氧基硅烷(APTES)对SiO_2壳层进行修饰后,通过交联沉淀聚合法在SiO_2壳层外部合成聚丙烯酸(PAA)层,形成Fe_3O_4@SiO_2@PAA多层核-壳结构复合微球。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)和热重分析仪(TGA)对合成材料的形貌和结构进行表征,并就多层结构复合微球对染料的吸附性能进行研究。结果显示:制备的Fe_3O_4磁性微球具有良好的水分散性,其表面可分步包裹SiO_2和PAA壳层,形成Fe_3O_4@SiO_2@PAA多层核-壳结构复合微球,该复合微球对罗丹明6G和亚甲基蓝的吸附量分别达到1.04和1.14 mg/g(吸附质量浓度为2.4 mg/L,吸附时间为10 min),表现出良好的染料吸附性能。

罗汉柏木烯合成甲基柏木酮的研究

以罗汉柏木烯为原料,Lewis酸Et2O·BF3为催化剂,制备甲基柏木酮。通过单因素、正交实验优化Et2O·BF3催化罗汉柏木烯的乙酰化反应工艺。结果表明,最佳工艺条件:原料比m(乙酸酐)∶m(罗汉柏木烯)=1. 5∶1,Et2O·BF3用量20%,反应温度50℃,反应时间6 h,此时Isomer G的得率及含量分别为52. 3%,24. 9%。

过氧磷钨酸季铵盐催化合成环氧柏木烷

以钨酸钠、磷酸、过氧化氢(H_2O_2)和十六烷基三甲基氯化铵为原料制备了过氧磷钨酸季铵盐催化剂。通过FT-IR、TG对催化剂进行了结构和热稳定性的表征。在H_2O_2为氧化剂,无溶剂条件下,采用过氧磷钨酸季铵盐催化α-柏木烯环氧化合成环氧柏木烷。考察了各反应条件对环氧化反应的影响。结果表明,在反应温度60 ℃,反应时间3.5 h,H_2O_2与α-柏木烯摩尔比为1∶2,催化剂过氧磷钨酸季铵盐用量3.0% (以H_2O_2质量计,下同),助剂Na_2HPO_4用量1.6%条件下,环氧柏木烷的收率为65.7%,α-柏木烯的转化率为90.1%,环氧产物选择性可达72.9%。

热解糖梭菌β-木糖苷酶的克隆表达及其水解木二糖的应用

对来源于Thermoanacrobacterium thermosaccharolyticum的糖苷水解酶39家族的β-木糖苷酶基因Tt-xyl39进行了重组表达和酶学性质的研究,为新型β-木糖苷酶的研发及应用奠定基础。通过比对T.thermosaccharolyticum 571的全基因组序列,从中克隆出一个新型β-木糖苷酶基因Tt-xyl39,并实现了在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中的成功表达。通过Ni-NTA亲和柱层析纯化,得到纯化后的β-木糖苷酶TtGH39。该酶最适温度为50℃,最适pH为5.5,在50和60℃下的半衰期(T_(50))分别为30和6 h,显示出极好的热稳定性;1500 mmol/L的葡萄糖浓度和1000 mmol/L木糖浓度可将酶活力分别提升2.41倍和1.47倍。这不仅表明葡萄糖和木糖对TtGH39具有显著的激活作用,还表明该酶在实际应用中具有很强的耐糖及抗水解产物的反馈抑制能力。TtGH39能有效水解木二糖生成木糖,在50℃、pH 5.5、酶量0.5 U/mg条件下水解0.2和4.0 mg/mL木二糖,3 h后木糖得率分别为99.1%和61.6%。因此,克隆表达的TtGH39是一种热稳定性较高、耐糖性能极强的β-木糖苷酶,有望能为木聚糖降解及其木糖衍生产品的开发利用提供一种新型生物催化剂。