紫杉二烯生物合成模块与不同底盘的适配简

以酿酒酵母BY4742及其单敲菌株作为底盘细胞,优化底盘细胞甲羟戊酸途径,上调并融合表达牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)合成的相关基因,引入人工合成的外源GGPP合成酶基因与紫杉二烯合成酶基因,构建了多载体紫杉二烯生物合成模块;还利用酵母组装技术,通过对紫杉二烯合成路径相关基因进行模块化设计组装,构建了依托单一着丝粒(CEN)质粒的紫杉二烯生物合成模块. 将构建的2个模块与不同底盘细胞进行适配,使紫杉二烯产量获得了数倍提升,最高产量可达74.84 mg/L.     

核-壳结构磁性纳米颗粒负载离子液体的合成方法及应用*

离子液体具有良好的溶解能力、稳定性、结构可调性、无明显的蒸汽压等优点,使其可以作为良好的有机反应介质和催化剂,但由于其价格昂贵且不易从反应体系中分离,应用受到限制。以超顺磁性纳米颗粒作为催化剂载体,利用其所提供的磁学特性,可通过外磁场对催化剂进行简单有效的分离。不过,超顺磁性纳米颗粒具有的高比表面能以及粒子间的偶极距作用,使其容易团聚,不能稳定分散于反应体系。若在磁性纳米颗粒表面包裹一层有机物或无机物形成核-壳结构复合材料,就既可以阻止其团聚又可以对其进行表面功能化。因此,将离子液体固载到核-壳结构磁性纳米颗粒表面,制备可回收并循环使用的多相催化剂的工作受到广泛关注。本文综述了近十年来核-壳结构磁性纳米颗粒负载离子液体催化剂的制备方法及其在有机合成方面的应用,并对其未来的应用前景进行了展望。     

紫杉二烯生物合成模块与不同底盘的适配

以酿酒酵母BY4742及其单敲菌株作为底盘细胞, 优化底盘细胞甲羟戊酸途径, 上调并融合表达牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)合成的相关基因, 引入人工合成的外源GGPP合成酶基因与紫杉二烯合成酶基因, 构建了多载体紫杉二烯生物合成模块; 还利用酵母组装技术, 通过对紫杉二烯合成路径相关基因进行模块化设计组装, 构建了依托单一着丝粒(CEN)质粒的紫杉二烯生物合成模块. 将构建的2个模块与不同底盘细胞进行适配, 使紫杉二烯产量获得了数倍提升, 最高产量可达74.84 mg/L.     

青蒿二烯功能模块与酵母底盘的适配性

设计构建人工酿酒酵母细胞合成青蒿二烯的关键是使外源功能模块与底盘细胞适配,本文通过对外源功能模块中的载体、蛋白表达和启动子进行优化,以提高功能模块与底盘细胞的适配性. 使用着丝粒载体和附加型载体构建了2种青蒿二烯功能模块,在过表达甲羟戊酸（MEV）途径中关键基因（截短的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因tHMGR及法尼基焦磷酸合酶基因ERG20）的2种酵母底盘中进行适配,得到适配性较好的人工合成细胞,其产量为11.2 mg/L;将青蒿二烯合酶基因（ADS）与ERG20进行融合构建融合蛋白功能模块,在选定底盘中适配性进一步提高,青蒿二烯的产量提升至17.5 mg/L;采用不同强度的启动子（TDH3p,TEF1p和PGK1p）对融合蛋白功能模块进行调控,最终得到功能模块与底盘间适配关系更好的人工合成细胞,其产量提升到71.8 mg/L.     

电子诱导金属多肽的超分子组装、化学响应释放及其催化应用

近年来,超分子组装在催化、制药、传感器、提纯、组织工程等领域获得广泛应用.为了实现超分子结构功能化,经常会将金属纳米颗粒或者金属活性位引入或共组装至有机超分子骨架中,由此获得金属化的纳米材料.例如,金属纳米颗粒修饰的多肽纤维、金属聚合物、金属负载的水凝胶和气凝胶.常见的金属化策略包括自组织、金属有机配位络合、聚合和电子诱导组装等.其中,由本课题组发展的电子诱导组装法已经被用于制备高效金属多肽催化剂、能源转化材料和非均相催化剂模板等.室温电子诱导组装利用了辉光等离子体富含的电子,是室温电子还原制备纳米金属颗粒及相关催化剂的进一步发展.该方法操作过程简单,仅需一步即可同时实现金属还原和有机物组装;且绿色环保、不需要添加还原剂、操作条件温和、反应时间短(在室温条件下几分钟内即可反应完全).所获得的二维多肽纳米薄膜含有高度分散的金属纳米颗粒.研究表明,电子诱导组装法是构建超分子催化剂强有力的工具.然而,电子诱导超分子组装的反应机理仍然不清楚.为了进一步开发应用新的超分子材料,开展电子诱导组装机理研究十分必要.本文选择β淀粉肽的五肽片段作为电子诱导组装的单体和贵金属(Pd,Pt和Au)离子通过电子还原得到金属多肽纳米膜.通过调控原料配比和浓度,获得了包覆有超细贵金属纳米颗粒(1–2 nm)的金属多肽纳米薄膜.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射光谱、X射线光电能谱等表征手段,对金属多肽纳米薄膜的结构和成分进行了分析.通过原子力显微镜对金属多肽纳米薄膜的多级结构进行分析发现,电子诱导组装的组装单元为碟状组合体,与常规自组装有显著区别,通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电能谱等表征方法,结合密度泛函(DFT)计算,对组装过程多肽分子的表面性质和变化进行了分析.发现多肽在电子诱导组装过程中会发生部分氧化.DFT研究给出两种可能的羟基自由基活化碳氢键过程,说明形成的羟基提供了额外的氢键相互作用,促进了组装的快速发生.多肽中含有苯环的侧链对多肽组装后二维结构的形成起到重要作用.本文还首次发现金属多肽薄膜能够在化学试剂刺激下响应释放金属纳米颗粒.如在硼氢化钠作用下可以快速释放金属纳米颗粒、在谷胱甘肽作用下可以缓慢释放金属纳米颗粒.硼氢化钠作用下释放后的金属颗粒对4-氨基苯酚还原反应具有良好的催化活性.金属多肽薄膜的快速响应释放可以为稳定纳米金属颗粒提供一个新方法,替代那些以往采用的稳定剂难于脱除的纳米金属稳定方法.而慢速响应释放则有潜力应用于药物缓释、光热治疗生物传感和成像等医学领域.