酶法生产L-高苯丙氨酸的研究进展

L-高苯丙氨酸(L-homophenylalanine,L-HPA)作为一种重要的非天然氨基酸,是合成治疗高血压的普利类药物等的关键中间体,具有广阔的市场前景。目前L-高苯丙氨酸的合成主要依赖于化学法,但化学合成L-高苯丙氨酸具有原料昂贵、步骤繁琐和污染严重等缺点,限制了广泛应用。因此,国内外研究者对L-高苯丙氨酸的酶法生产进行了深入的研究。本文就目前酶法合成L-高苯丙氨酸的工艺,包括脱氢酶法、转氨酶法、海因酶法和脱羧酶法的研究进展进行了综述,为酶法合成L-高苯丙氨酸提供一定的借鉴,为最终实现L-高苯丙氨酸的酶法工业化生产奠定基础。     

谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸北大核心CSCD

L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。     

光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

美洲黑石斑迟缓爱德华氏菌分离、鉴定及致病性研究

养殖美洲黑石斑(Centropristis striata)发生以“内脏白点”为主要临床症状的暴发性死亡, 为明确美洲黑石斑患病原因, 对患病鱼进行了病原分离、鉴定及致病性研究, 以期为防治美洲黑石斑迟缓爱德华氏菌病提供参考依据。患病的美洲黑石斑的症状主要表现为鳃和内脏组织如脾脏及肾脏上布满白点。从患病鱼的病灶处分离纯化到一株优势致病菌株(ZS201807), 通过对该菌株形态特征、生理生化特性和16S rDNA基因测序等综合分析, 鉴定该菌为迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)。人工感染实验证实此菌株可引起健康美洲黑石斑发病并表现出与自然发病相似的症状。利用组织切片和电镜超薄切片技术对患病美洲黑石斑鱼的肝脏、脾脏、鳃丝等6种组织进行组织病理学分析。组织病理结果显示, 脾和肾是感染较严重的主要靶器官, 脾脏组织内大量红细胞浸润, 出现严重瘀血; 鳃丝毛细血管扩张; 肾小管管腔狭窄, 肾小球肿大, 上皮细胞肿胀, 细胞空泡化。超微病理显示, 病鱼脾脏和头肾组织有大量杆状细菌积聚。药敏试验发现该菌对环丙沙星(5 μg/片)、四环素(30 μg/片)、恩诺沙星(5 μg/片)等14种药物敏感; 对青霉素(10 U/片)、阿奇霉素(15 μg/片)、丁胺卡那(30 μg/片)等13种药物耐受。证实此次养殖美洲黑石斑发病死亡的病原菌为迟缓爱德华氏菌。     

宁德水产养殖区水质状况及驱动力分析

水产养殖对海岸带生态系统的水环境有显著影响,研究水产养殖地区的水质动态及其驱动力对海洋牧场建设和海岸带生态系统管理有着重要意义。以宁德为研究区域,基于2017年夏季和冬季水质监测和遥感影像等数据,通过地理信息系统技术和统计分析软件,分析了水产养殖区域的水质现状、水质变化和驱动力。结果表明,该海域水质处于重污染状态,富营养化水平较高。除了悬浮物和总磷之外,其他水质指标都呈现出显著的季节性差异,不同季节影响水质的因素也不相同。水质的季节性变化是初始水质状况、养殖活动和自然因素共同作用的结果。基于研究结果,笔者建议结合高分遥感技术对养殖区水面覆盖和利用进行监测,对养殖类型和行为(如饵料类型和投放方式)进行调控,开展水质长期监测和风险应急管理,保障海洋牧场社会经济效益的同时降低生态环境影响、防控生态和人体健康风险。     

卫星土壤水分产品在青藏高原地区的适用性评价

为了分析土壤水分产品在青藏高原地区的可靠性和适用性,利用青藏高原地区地下5 cm深度的地面实测土壤水分数据,结合多种评价指标（相关系数R、均方根误差RMSE、偏差Bias和无偏均方根误差ubRMSE）对土壤水分主动-被动探测卫星（SMAP）、高级微波扫描辐射计2（AMSR2）、风云三号（FY-3B）土壤水分产品,从时间和空间两个方面进行了适用性研究。结果表明：（1）土壤水分产品均能反映青藏高原的土壤水分变化,在降水较多的季节,三种产品精度均有不同程度的下降。（2）土壤水分产品在夏季和秋季反演效果好于冬季和春季,并且在秋季与实测值更接近。其中,SMAP产品在各个区域都能反映土壤水分的季节变化趋势,并普遍在夏季高估、冬季低估;AMSR2产品在夏季低估,冬季明显高估;FY-3B产品在夏季普遍低估。（3）土壤水分产品在那曲和狮泉河地区反演结果较好,在那曲地区与实测值相关性最高;在玛曲地区表现出较大的不确定性,虽然相关系数较高,但RMSE和Bias同样较高,整体精度较差;SMAP产品在阿里地区满足目标精度。综合来看,SMAP产品在青藏高原地区反演结果较为稳定,受气候和环境的影响较小,具有相对较大的R和较小的RMSE和Bias。     

db/db小鼠的实验室应用

db/db小鼠为广泛应用的2型糖尿病动物模型,由瘦素受体(leptin receptor,Lepr)的自发性突变引起极度肥胖、多食、消渴、多尿。其表型的严重程度受基因背景的影响,在C57BLKS/J背景下更严重。Lepr还在其它多个位点发生自发性突变,产生一系列肥胖动物,包括db3J/db3J小鼠、db5J/db5J小鼠、dbpas/dbpas小鼠、Zucker fa/fa大鼠和Koletsky fak/fak大鼠等。这些啮齿动物在食欲旺盛和严重肥胖方面表型相似,但在血糖、肾脏损伤及生殖能力等方面的表型不尽相同,为探讨Lepr的复杂功能提供了丰富的素材。本文将就瘦素信号通路的发现史,db/db小鼠在代谢、生殖、免疫等方面的异常表型,其实验室应用、繁殖与鉴定策略,其它自发性突变动物的表型差异及对应的Lepr突变模式等进行较全面的综述。     

木聚糖酶EvXyn11TS耐热性与其N端二硫键的相关性分析

[目的]以糖苷水解酶11家族耐热木聚糖酶EvXyn11TS为研究对象,定点突变其编码基因Syxyn11,揭示EvXyn11TS耐热性与其N端二硫键的相关性.[方法]对不同来源的、与EvXyn11TS一级结构相似度较高的若干11家族木聚糖酶进行多序列同源比对,发现只有耐热的EvXyn11TS在其N端存在一个二硫键(Cys5-Cys32);运用分子动力学模拟预测该N端二硫键存在与否对木聚糖酶热稳定性的影响.以人工合成的Syxyn11为母本,采用PCR技术将其编码Cys5的密码子TGT突变为编码Thr5的ACT,构建去除了N端二硫键的突变酶(EvXyn11M)的编码基因Syxyn11M;分别将Syxyn11和Syxyn11M在毕赤酵母GS115中进行表达,并分析表达产物EvXyn 11 TS和EvXyn11M的温度和pH特性.[结果]酶学性质研究结果表明:EvXyn11M的最适温度Topt由突变前的85℃降至70℃;EvXyn11TS在90℃的半衰期t1/290为32 min,而EvXyn11M在70℃的半衰期t1/270仅为8.0 min.[结论]运用分子动力学模拟预测了N端二硫键对EvXyn11TS耐热性的重要作用,并通过定点突变验证之,为其它与耐热EvXyn11TS一级结构相似的、11家族常温高比活性木聚糖酶的耐热性改造提供了新的技术策略.     

硝苯地平联合硫酸镁对高龄孕妇妊娠高血压的临床疗效及机制研究

目的:探讨硝苯地平联合硫酸镁对高龄孕妇妊娠高血压的临床疗效及可能机制。方法:收集我院高龄孕妇妊娠高血压患者54例,随机分为A组和B组,各27例。A组给予100 m L 5%葡萄糖注射液加入20 m L 25%的硫酸镁注射液静脉滴注,30 min内滴完;再给予500 m L 5%葡萄糖注射液加入40 m L 25%硫酸镁注射液1~2 g/h,静脉滴注;B组在A组用药的基础上给予给予硝苯地平控释片30 mg/次口服,1次/日,2组患者均治疗7 d。治疗结束后,比较两组患者血压、C反应蛋白(CRP)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及蛋白尿水平。结果:与治疗前相比,两组患者治疗后收缩压、舒张压、CRP、IL-6、TNF-α及蛋白尿水平均显著降低(P0.05);与A组比较,B组患者收缩压、舒张压、CRP、IL-6、TNF-α及蛋白尿水平较低(P0.05)。结论:硝苯地平联合硫酸镁对高龄孕妇妊娠高血压有较好的临床疗效,推测其机制与降低CRP、IL-6及TNF-α水平有关。     

肝细胞生长因子(HGF)增强头颈肿瘤侵袭转移能力

头颈肿瘤是严重威胁人类健康的疾病之一,其中90%都是头颈鳞癌。头颈鳞癌的发生率和致死率都位于前列,复发和转移是导致低存活率的主要原因。研究表明肝细胞生长因子(HGF)及其受体C-Met对肿瘤细胞的形态发生、生长和运动有密切关系。本研究探讨了对头颈鳞癌侵袭转移的影响,通过体外培养头颈鳞癌细胞,采用MTS法检测了外源HGF对肿瘤细胞增殖能力的影响,细胞划痕实验和Transwell小室实验测试了外源HGF对肿瘤细胞侵袭转移能力的影响,免疫沉淀法(Western blotting)检测了在不同浓度HGF诱导下,肿瘤细胞体内C-Met表达量的变化。结果表明外源HGF对头颈鳞癌细胞的侵袭转移能力有显著的增强作用,C-Met的表达量在HGF的诱导下也有明显提升,这些结果为探究HGF/C-Met系统对头颈鳞癌的侵袭转移作用及机制提供了理论依据。