生物催化与生物转化的研究进展

生物催化与生物转化是生物学、化学、过程工程科学的交叉领域,其核心目标是大规模采用微生物或酶为催化剂生产化学品、医药、能源、材料等。本文指出生物催化与生物转化研究重新崛起,并已成为发达国家的重要科技与产业发展战略,概述了生物催化与生物转化技术的发展现状与趋势,介绍了我国重大基础研究项目生物催化与生物转化的研究动态,该项目的关键问题及主要研究方向是：(1)生物催化多样性理论及其实现方法;(2)催化剂改造的方法学;(3)生物系统催化的理论和方法;(4)生物催化剂适应性原理和方法问题;(5)重要生物催化体系的催化机理。     

醇腈酶催化合成手性氰醇的研究进展

概括了不同来源醇腈酶的结构及其催化合成手性氰醇的立体构型.举例证实醇腈酶能够催化除天然底物外的多种底物的羟氰化反应,有广泛的应用价值,并对醇腈酶在手性药物合成中的应用作了介绍.     

纤维素负载铜催化C-N偶联反应制氮杂环查尔酮衍生物

含氮杂环的查尔酮具有抗痢疾生物活性.采用纤维素负载的铜为催化剂,无需加入配体或者共氧化助剂,通过氮杂环与4-溴苯乙酮的C-N偶联反应合成中间体化合物4-氮杂环基苯乙酮(产率为56.4%～80.4%),然后与数种取代苯甲醛通过Claisen-Schmidt缩合反应得到一系列含氮杂环查尔酮衍生物(产率为49.3%～90.2%).产物通过 1HNMR、13CNMR、IR、MS和元素分析测试.     

Actinobacillus succinogenes NJ113产丁二酸过程中的底物抑制

研究了分批发酵条件下以葡萄糖作为底物对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogene NJ113发酵产丁二酸的影响,针对底物抑制现象,采用变速补料控制发酵罐中葡萄糖浓度的补料分批发酵方式.结果表明,发酵过程中将葡萄糖浓度控制在0～10g/L,以Na2CO3作为pH调节剂,经26h厌氧发酵,消耗60g/L葡萄糖,能积累45.27g/L丁二酸,得率达75.45%,生产强度为1.74g/(L·h),比初始葡萄糖浓度为60g/L的分批发酵周期缩短了18.75%,主产物丁二酸的得率和生产强度分别提高了5.44%和31.82%,副产物甲酸产量有所减少,而乙酸产量有所增加.通过代谢网络中相关酶的酶活分析,解析了补料过程中主副产物的分布.     

Burkholderic cepecia 1003产海因酶固定化条件

海因酶是利用海因酶法制备手性氨基酸的关键酶。采用Eupergit C、Eupergit C250 L及其氨基化后的载体作为固定化介质,对酶液pH值、蛋白浓度、固定化时间以及EDC用量等参数对海因酶固定化过程的影响进行研究,并在实验范围内,得到了上述参数的最优值。研究表明,环氧基载体的最适固定化条件为:酶液pH值为7.0,酶液蛋白质量浓度为0.4 mg/mL,固定化时间为20 h;氨基载体最适固定化条件为:酶液pH值为8.0,酶液蛋白质量浓度为0.4 mg/mL,固定化时间为10 h,EDC用量:Eupergit C(NH2)为70μL,Eupergit C250 L(NH2)为120μL。其中以Eupergit C250 L为固定化载体,海因酶的活性回收率可高达87%,且固定化酶的稳定性也较好,酶活半衰期长达2 500 h左右,具有较好的稳定性。     

聚乙烯醇包埋固定Burkholderia cepecia JS-02细胞的研究

用聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定法对BurkholderiacepeciaJS-02细胞进行了固定化,所得凝胶具有良好的机械性和稳定性。固定化凝胶最佳质量分数为9%,最适湿细胞包埋量为0 28g/mL,固定化JS-02细胞酶活回收率为75%,连续反应6批后,固定化细胞活力为初始活力的86%。固定化细胞的最适pH为9 0,最适温度为50℃,固定化细胞的储存稳定性及操作稳定性高于游离细胞。     

植物甾醇酯制备方法的研究

目的以脂肪酶为催化剂,在有机溶剂中催化月桂酸和植物甾醇合成月桂酸植物甾醇酯。方法筛选出的最佳溶剂为正己烷,最佳的脂肪酶是固定于大孔树脂NKA的假丝酵母脂肪酶(CRL)——固定化酶NKA-CRL。分别以薄层色谱法和气相色谱法为产物定性和定量,以酯化率为考察指标,优选反应温度、酶添加量、底物摩尔比、反应时间等参数。结果在反应温度40℃,酸醇摩尔比2:1,反应时间16 h及酶添加量5%(占底物总质量)的条件下,酯化率达96%,固定化酶NKA-CRL在相同条件下重复催化6次,酯化率仍可维持在80%以上。结论本工艺利用自制的固定化酶,在保证最高转化率的前提下,降低了反应温度,缩短了反应时间,增强了酶的重复利用率。     

多任务并发边缘计算环境中最优联盟结构生成策略

针对求解最优联盟结构时搜索空间大、效用低等问题，提出了一种基于离散最近过去位置更新策略的多进制离散粒子群优化（MDPSO-DRPPUS）算法。首先，使用基于索引的编码方式编码联盟结构。其次，将多目标优化问题转化为联盟结构的特征值函数。最后，使用MDPSO-DRPPUS算法进行最优联盟结构的搜索。实验表明，与多进制离散粒子群优化（MDPSO）算法和遗传算法（GA）相比，所提算法运行时间大幅度降低，联盟结构的效益、均衡性和边缘节点的完成任务效率都有所提高。     

本科生物反应工程课程考试方式的改革与实践

我们从生物反应工程课程特点出发,结合学校的考试改革,采用"整体性全程化"的考试模式,对2009届、2010届生物工程专业累计9个班的生物反应工程课程考试进行改革。结果表明:这种考试方式分散了期末考试的压力,有利于所学知识的巩固,普遍提高了考试成绩。     

生命科学与生物技术概论教学中的与时俱进探索与实践

针对高校限选课程生命科学与生物技术概论修读学生专业背景迥异、学习积极性不高的问题,笔者结合教学实践,针对生命科学与生物技术飞速发展的现状,以及限选课程传播先进科学技术和最新科学成果的课程属性,对课程尝试改革,对教学内容实行了与时俱进的教改探索,取得了良好的教学效果。