芽胞杆菌漆酶的研究进展

芽胞杆菌漆酶具有耐高温、适宜碱性条件的特性,是细菌漆酶的典型代表,其潜在工业化应用价值极高。枯草芽胞杆菌的芽胞外衣蛋白CotA是目前研究得最深入的细菌漆酶,其三维结构及催化机理与其他漆酶类似,但其催化部位的结构与其他漆酶差异较大。同时,近年来科研工作者们还发现了很多其他类型的芽胞杆菌漆酶。本文从结构特征、催化特性、酶学性质和应用四个方面阐述芽胞杆菌漆酶的特点及近年来的最新研究进展,并对其前景进行展望。     

α-O-4型木质素二聚体模型物热解解聚机理

为了解木质素α-O-4连接部分的热解机理,以4-(3-羟基-1-苯氧基丙基)-苯酚为α-O-4型木质素二聚体模型化合物,采用密度泛函理论M06-2X/6-31+G(d,p)方法,对该二聚体热解过程中的反应物、中间产物、过渡态、产物进行几何结构的完全优化,通过计算各可能路径的反应能垒,确定了该模型化合物主要通过Cα-O键的均裂和协同断裂的方式发生裂解反应,主要生成苯酚、4-甲基苯酚、4-乙烯基苯酚和香豆醇等酚类产物以及乙醇、甲醇、甲醛等小分子物质,由此首次从理论上揭示了该模型化合物的详细热解解聚过程。     

华南象草Pp4CL基因的克隆及其转基因烟草木质素含量分析

为探究华南象草(Pennisetum purpureumcv.Huanan)木质素合成关键酶基因的调控机制,通过同源克隆得到华南象草4-香豆酸:CoA连接酶基因(Pp4CL)的cDNA序列,长度为1 943bp,其中编码区序列1 662bp。Pp4CL蛋白由553个氨基酸组成,分子量为59.57kD,等电点为5.2,属于疏水性蛋白。该蛋白含有AMP结合结构域,属于AFD ClassⅠ超家族。在系统进化分析中,Pp4CL与At4CL1、Os4CL1遗传距离最近,聚为一支。Pp4CL氨基酸序列具有SSGTGLPKGV和GEICIRG等2个保守基序,是典型的植物4CL。构建原核表达载体pGEX-4CL,得到约88kD的Pp4CL-GST融合蛋白,为Pp4CL酶活性测定及Western免疫印迹分析奠定了基础。同时构建植物表达载体pBA-4CL,并通过叶盘法对烟草进行了遗传转化,得到3个转基因阳性株系(OX-9、OX-7、OX-4),它们中叶柄木质素总含量分别比非转基因植株(对照)提高了10.0%、16.2%和94.6%,茎秆基部节木质素总含量分别比对照提高了0.9%、4.0%和13.5%。研究结果表明,Pp4CL蛋白与木质素合成有关,过表达Pp4CL基因能够显著提高植株木质素含量。该研究结果为华南象草木质素改良工作打下了基础,同时也为深入开展牧草分子育种提供了依据。     

石榴种皮木质素合成相关转录因子基因PgMYB的克隆与表达

为初步探讨石榴(Punica granatum L.)籽粒硬度产生机理及转录因子基因PgMYB在石榴种皮木质素生物合成途径中的作用,测定了不同石榴品种籽粒硬度及种皮总木质素含量并分析两者关系,利用RT-PCR结合RACE技术,克隆了‘红玉石籽’石榴的1个MYB转录因子基因(PgMYB),通过实时荧光定量PCR技术分析了PgMYB的相对表达量。结果表明:(1)石榴籽粒硬度与种皮总木质素含量呈显著正相关关系,相关系数为0.906。(2)PgMYB基因cDNA全长1 088bp,开放阅读框921bp,编码蛋白由306个氨基酸组成,N端具有2个MYB DNA结合结构域,是植物中一个典型的R2R3-MYB转录因子;同源分析显示,该基因编码的氨基酸序列与银合欢的MYB1和拟南芥的MYB4一致性分别高达89%和84%。(3)在不同籽粒硬度石榴品种中PgMYB的表达与籽粒硬度和种皮总木质素含量呈负相关关系。(4)在石榴各个发育时期中,PgMYB表达与种皮总木质素含量同样呈负相关关系。推测该基因可能抑制石榴种皮总木质素的生物合成。     

内生真菌短密木霉对茶树修剪叶降解及土壤真菌的影响

通过向盆栽土壤中分别添加茶树修剪叶和无菌水(CK),茶树修剪叶和灭菌短密木霉菌发酵液(BY),茶树修剪叶、短密木霉菌和无菌水(FG),茶树修剪叶、短密木霉菌和灭菌发酵液(BF),研究茶树内生真菌短密木霉菌(Trichoderma brevicompactum)对茶树修剪叶的降解作用,同时利用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)检测土壤真菌的变化。结果表明:添加短密木霉菌后能加速茶树修剪叶软化,提高褐化程度;处理60 d后,与CK组相比,FG处理组中茶树修剪叶纤维素降解率增加了18.16%;而BF处理组相对于BY增加了19.02%。FG和BF处理组中促进木质素降解效应较为明显,30~45 d木质素的降解速率加快;与CK和BY相比,在处理60 d后木质素降解率分别增加了12.49%和9.61%。处理前期,FG和BF组的土壤纤维素酶活性和木质素酶活性要远高于CK和BY;处理后期则稍低于对照组,但差异不明显。处理60 d后各处理组之间土壤真菌群落数量存在一定差异,但群落结构较相似。可见,短密木霉菌能促进茶树修剪叶的降解,对土壤真菌群落影响较小。     

溶液中木质素和葡萄糖的超滤分离

以木质素和葡萄糖的混合溶液为木质纤维素水解液模型,采用截留相对分子质量为5 000的卷式聚醚砜膜对葡萄糖和木质素进行全回流模式的分离,探讨了木质素和葡萄糖浓度、操作压力、错流速率对通量、木质素和葡萄糖截留率的影响。结果表明:在实验条件范围内,通量随葡萄糖浓度和木质素浓度的增加而降低,并随操作压力、错流速率的增加而增加。木质素截留率不受任何条件的影响,基本稳定在97%。葡萄糖截留率随木质素浓度的增加而增加,并随错流速率的增加而减小。在0.8 g/L的木质素质量浓度条件下,当错流速率从0.12 m/s增加到0.17 m/s时,葡萄糖截留率从14%减小到7.3%。由此可见,在混合溶液的超滤过程中,通过合理选择错流速率,能够改善木质素和葡萄糖的分离。     

比利时VIB研究所发现木质素生物合成途径的关键酶

2013年8月15日,比利时VIB研究所宣布,在植物细胞壁主要成分之一的木质素生物合成途径中,发现了编码caffeoyl shikimate esterase（CSE）酶的新基因。木质素是在用植物类生物质生产生物燃料过程中提取纤维素糖时的障碍,由于发现了新基因,以更高效率生产生物燃料出现了可能性。     

生物质的重要组分——木质素的开发与应用

生物质能是十分重要的可再生能源,木质素作为生物质的重要组成部分。一直备受关注。本文重点介绍了高沸醇木质素、酶解木质素的制备方法和结构特点,强调了木质素在酚醛树脂、聚氨酯、环氧树脂、橡胶改性助剂、沥青改性添加剂以及吸附材料方面的应用,并对木质素开发应用中存在的问题进行了分析和展望。     

砀山酥梨石细胞发育过程中PPO酶学特性及其cDNA片段克隆

以砀山酥梨果实为材料,研究了影响石细胞形成的木质素合成酶-多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的酶学特性,并对PPO基因进行了克隆.结果表明,在砀山酥梨果实发育的过程中,PPO活性在花后27 d和47 d出现高峰,早于木质素含量高峰(花后47 d、61 d)和石细胞团含量高峰(花后51 d),且P...