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摘要:果胶甲酯酶 (PME) 是一种重要的果胶酶，其水解果胶中的甲酯基从而释放甲醇并降低果胶的甲酯化程度。目前在食品加工、茶饮料、造纸等生产工艺中有着广泛的应用前景。随着对PME的深入研究，已报道了几种不同来源的酶晶体结构，对这些已获得的晶体结构进行分析发现，PME属于右手平行β-螺旋结构，其催化残基为2个保守的天冬氨酸和1个谷氨酰胺残基，并且在催化过程中分别起到了一般酸碱、亲核试剂以及稳定中间体的作用。同时对其底物特异性进行分析，初步了解其底物与活性位点的识别机制。文中针对这几个相关方面进行了系统的综述。

摘要:利用微生物细胞工厂实现高效的原料利用和目标物质合成是合成生物学的重要研究方向之一。传统工业微生物主要以糖基类原料作为发酵底物，而发掘更为廉价的碳资源并实现其高效利用，值得探究。甲酸是重要的有机一碳资源，亦是基本有机化工原料之一，广泛应用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。近年来受产业需求波动的影响，甲酸生产面临产能过剩的困境，亟待发展新的转化路径来拓展和延伸相关产业链，而生物路线是重要方向之一。然而，天然的甲酸利用微生物普遍存在生长缓慢、甲酸代谢效率低以及分子工具匮乏造成遗传改造困难等问题，亟待改造和优化；而人工构建甲酸利用微生物的研究尚处于起始阶段，存在极大的发展空间，值得关注。文中对近年来甲酸生物利用的研究进展进行了梳理和总结，并对今后的研究重点和方向提出建议。

摘要:近年来生物药市场需求量激增，高产量、高质量、低成本的哺乳动物细胞灌流培养工艺顺势成为工业界和学术界普遍关注的热点。文中围绕灌流培养工艺特有的操作环节及工艺优化应着重关注的细节展开论述，综述了近年来在灌流培养工艺开发和优化上取得的进步和提出的策略，以期为哺乳动物细胞灌流培养技术的开发提供参考。

摘要:神经递质是神经系统中至关重要的组成部分，神经递质释放的时间和空间变化是神经网络中信息处理的核心，可视化监测神经递质的生物传感器是探究各类生理和病理活动的重要工具。文中综述了近年来具有较高时间和空间分辨率的监测神经递质时空分布变化技术的研究进展，介绍了对谷氨酸、多巴胺、γ-氨基丁酸和乙酰胆碱这4类重要的神经递质的检测方法，并归纳总结了各类检测方法的基本原理和优缺点，为设计具有高时空分辨率的神经递质传感器提供一个较为系统的参考。

摘要:荧光蛋白 (Fluorescent protein，FPs) 可作为探针用以探究细胞内分子间相互作用，追踪特定代谢物的代谢途径，对活细胞内的各种代谢过程和细胞通路进行详细、准确的描述。目前已有的FPs几乎已经覆盖了从紫外光到远红外光的所有光谱波段，这些FPs借助高分辨率显微技术应用于生命科学的诸多领域，为生物学的发展作出巨大贡献。橙色FPs通常指光谱区间在540–570 nm的FPs，近几年来关于橙色FPs的研究进展较快，并且其作为标记蛋白以及荧光共振能量转移技术 (Fluorescence resonance energy transfer，FRET) 中的荧光受体在生物学及医学领域得到较多的应用。文中综述了近15年橙色FPs领域的相关研究，重点聚焦橙色FPs的发展和应用，为今后橙色FPs的研究提供依据。

摘要:单克隆抗体是重要的生物大分子，在免疫检测、体外诊断以及药物开发等领域获得广泛的应用。但是单克隆抗体的分子量大、结构复杂等固有属性正日益成为制约其进一步发展的关键因素。因此，当前迫切需要开发单克隆抗体的替代品。鲨源单域抗体即鲨源新抗原受体可变区 (Variable domain of immunoglobulin new antigen receptor，VNAR)，是基于鲨总目鱼类天然存在的新抗原受体 (Immunoglobulin new antigen receptor，IgNAR) 并通过基因工程技术获得的抗原结合域，其分子量仅为12 kDa，是目前已知脊椎动物中尺寸最小的抗原结合域。鲨源单域抗体具有分子量小、亲和力高、稳定性强、溶解度好、组织穿透性强以及可识别隐藏抗原表位等优点，在免疫试剂以及药物开发等领域受到广泛的关注。文中综述了鲨源单域抗体的结构及功能特性、制备及人源化改造技术、亲和力成熟策略以及应用领域，并系统性分析了鲨源单域抗体的优缺点，最后对其发展前景进行了展望。

摘要:氯代烃 (Chlorinated hydrocarbons，CAHs) 污染遍布全球，其三致效应和遗传毒性对人类健康和生态环境构成重大威胁。CAHs异养同化具有降解彻底、无二次污染和降解效率高的特点，全面认识CAHs异养同化过程，对于强化和应用异养同化降解，扩大CAHs的修复途径具有重要的推动作用。文中首先分析了微生物细胞异养同化降解CAHs主要方式，阐述了异养同化的两大优势；针对CAHs异养同化的研究现状进行了系统性的总结，明确了可发生异养同化作用的CAHs种类及特征；基于氯代烷烃、氯代烯烃和氯代芳烃分类，概述了异养同化微生物的主要菌属及代谢特征；针对典型氯代烃，系统分析了参与代谢过程关键酶及特征基因，归纳了异养同化代谢途径；最后，根据当前研究现状对异养同化研究存在的问题进行了综述并对未来的发展方向进行了展望。

摘要:3-羟基丙酸 (3-HP) 作为一种重要的平台化合物，以此为底物能够合成多种具有商业潜质的生物制品。野生菌合成3-HP产量较低，严重限制3-HP的大规模应用与生产，通过改造合成代谢通路的相关基因，构建以廉价底物为碳源的工程菌株，实现降低生产成本提高产量的目的。文中将对近年来国内外通过代谢工程合成3-羟基丙酸的研究进展进行概述，并对甘油途径、丙二酸单酰辅酶A途径、β-丙氨酸等途径合成3-HP的优缺点进行总结分析，对3-HP未来发展前景进行展望。

摘要:ORF3蛋白是猪流行性腹泻病毒 (Porcine epidemic diarrhea virus，PEDV) 基因组编码的唯一的辅助蛋白，与病毒毒力相关。为确定PEDV ORF3细胞质定位信号，文中构建了系列PEDV DR13wt ORF3蛋白全长或截短肽重组表达载体，转染Vero细胞并利用激光共聚焦显微镜分析与EGFP融合表达的全长ORF3蛋白和其系列截短肽在细胞内的分布。结果表明，全长ORF3蛋白或所有包含2个跨膜域的40–91 aa基序的ORF3截短肽均只定位于细胞质中，而不包含40–91aa基序的ORF3截短肽分布于整个细胞中 (细胞质和细胞核均有分布)。这表明40–91 aa是猪流行性腹泻病毒ORF3蛋白细胞质定位的关键结构域。PEDV ORF3蛋白细胞质定位结构域的明确为进一步研究其细胞内转运和生物学功能提供了参考。

摘要:杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性环肽类抗生素，目前广泛应用于兽药领域。能量代谢在微生物高效合成目的代谢产物中具有重要作用。文中以杆菌肽工业生产菌株地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株，首先构建了呼吸链分支途径细胞色素bd泛醇氧化酶基因cydB缺失菌株，发现cydB缺失后杆菌肽效价和胞内ATP浓度相比于对照菌株分别提高了10.97%和22.96%。接着，证实了强化表达另外一条呼吸链分支途径——细胞色素aa3氧化酶基因qoxA能够提高杆菌肽合成水平，其杆菌肽效价和胞内ATP浓度相比于对照菌株分别提高了18.27%和34.00%。强化ADP合成供给也是促进胞内ATP积累的有效策略，结果表明强化表达腺苷激酶DcK和腺苷酸激酶AdK均可以提高杆菌肽效价和胞内ATP浓度，其中强化表达DcK效果较好，其杆菌肽效价相比对照提高16.78%。最后，通过组合代谢工程育种，在基因cydB缺失菌DW2ΔcydB基础上整合表达了qoxA和dck，得到工程菌株DW2-CQD (DW2ΔcydB::qoxA::dck)，发酵结果表明，DW2-CQD杆菌肽效价达到954.25 U/mL，相比于对照菌株提高了21.66%，单位菌体杆菌肽效价为2.11 U/CFU，相比对照提高了11.05%。此外，DW2-CQD胞内ATP浓度为39.54 nmol/L，相比于对照提高了49.32%。结果证实能量代谢工程是提高杆菌肽发酵水平的有效策略，提供了一株具有工业化应用前景的杆菌肽生产菌株。

摘要:吡咯喹啉醌 (Pyrroloquinoline quinone，PQQ) 是一种重要的氧化还原酶辅基，具有多种生理生化功能，在食品、医药卫生及农业等领域具有广泛的应用。文中采用重组氧化葡萄糖酸杆菌生物合成吡咯喹啉醌。首先构建丙酮酸脱羧酶基因GOX1081敲除的重组菌G. oxydans T1，减少副产物乙酸的形成。然后利用筛选的内源性组成型启动子P0169融合表达pqqABCDE基因簇及tldD基因，构建重组菌G. oxydans T2。最后对发酵培养基添加物和发酵条件进行优化。结果显示重组菌G. oxydans T1、G. oxydans T2生物量较野生菌分别提高43.02%和38.76%，而PQQ的产量分别是野生菌的4.82倍和20.5倍。进一步优化G. oxydans T2碳源及培养条件，最终PQQ产量达(51.324 1±0.899 7) mg/L，是野生菌的345.62倍。通过基因工程手段，可以有效提高氧化葡萄糖酸杆菌的生物量和合成PQQ的产量，为改善PQQ生物合成效率奠定基础。

摘要:本研究旨在建立利用微藻去除高浓度废水中硝酸根并转化为藻蛋白的创新技术。先在摇瓶中研究了培养模式和光照模式对于混养蛋白核小球藻的生物量产量、硝酸根同化速率和藻蛋白产量的影响，随后在5 L光发酵罐中成功进行了放大验证。结果表明，在摇瓶培养中，不回流培养基的补料分批培养是最佳培养模式，可获得最高生物量产量为35.95 g/L，硝酸根平均同化速率为2.06 g/(L·d)，藻蛋白含量可高达42.44%干重；采用阶梯式增加光强的光照模式，能显著提高细胞比生长速率，最高达到0.65 d–1。在5 L光发酵罐中连续培养128 h，最高生物量产量和硝酸根平均同化速率分别达到66.22 g/L和4.38 g/(L·d)，最高藻蛋白含量可达干重的47.13%。本研究能为高效处理工业废硝酸或高浓度硝酸盐废水提供微藻光发酵技术，基于微藻的生物转化过程可联产高蛋白微藻生物质，有利于实现这类废水资源化利用、变废为宝。

摘要:近年来，纳米硒凭借其良好的导电、光热以及抗癌等特性，在纳米技术、生物医学以及环境修复等诸多领域得到广泛应用。实验选择前期筛选得到的贪铜杆菌Cupriavidus sp. SHE，文中探究了该菌株的细胞上清液、全细胞以及胞内提取物合成纳米硒的能力，并对细胞上清液合成的纳米硒进行形貌表征与官能团分析，最后选取革兰氏阳性菌假单胞菌Pseudomonas sp. PI1和革兰氏阴性菌大肠杆菌Escherichia coli BL21进行抗菌实验。结果表明，菌株Cupriavidus sp. SHE的细胞上清液、全细胞以及胞内提取物均具有合成纳米硒的能力。对于菌株Cupriavidus sp. SHE细胞上清液而言，在该实验中，研究范围内其合成纳米硒的最佳条件是SeO2浓度为5 mmol/L，pH为7。透射电子显微镜结果表明合成的纳米硒颗粒主要为球形，平均直径为196 nm。X射线衍射结果表明合成的纳米硒晶体类型为六方形结构。傅立叶转换红外光谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明纳米硒表面有小分子蛋白结合，可能参与了纳米硒的合成和稳定过程。此外，抗菌实验表明菌株Cupriavidus sp. SHE细胞上清液合成的纳米硒颗粒对菌株E.coli BL21和Pseudomonas sp. PI1均无明显的抗菌活性。综上，该研究表明菌株Cupriavidus sp. SHE在细胞上清液中产生的蛋白类物质在其合成纳米硒的过程中发挥了重要作用，合成的生物纳米硒颗粒无毒且生物相容性良好，未来在生物医学等领域具有较好的应用潜力。

摘要:芥菜HDA9是去乙酰化酶家族成员，能通过开花信号整合子 (SOC1、AGL24) 调控开花时间，但其深入的分子调控机制仍不清楚。利用重叠延伸PCR将芥菜HDA9的3个关键活性位点 (Asp172、His174和Asp261) 分别突变为Ala，构建氨基酸位点突变体HDA9D172A、HDA9H174A和HDA9D261A。进一步将突变体融合到pGADT7载体，酵母单杂交表明，HDA9突变后仍能与开花整合子SOC1、AGL24的启动子结合。双荧光素酶系统深入检测发现，尽管HDA9D172A、HDA9H174A和HDA9D261A与SOC1、AGL24启动子的结合仍存在，但作用强度均显著减弱。由此暗示，芥菜HDA9的第172、174和261这3个关键活性位点可在一定程度上调节它与开花整合子的相互作用。这为HDA9开花分子调控及功能解析等深入研究奠定了基础。

摘要:木霉是一类具有重要生防价值的丝状真菌。文中首先对分离自浙江省绍兴市和广东省佛山市共12株棘孢木霉Trichoderma asperellum进行平板拮抗评价，然后采用顶空固相微萃取气质联用法 (HS-SPME-GC-MS) 检测拮抗性较好的两株菌的挥发性次级代谢产物。结果表明，棘孢木霉ZJSX5003和GDFS1009菌丝生长迅速，对尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum抑制率分别达73%和74%。挥发性次级代谢产物主要是醇类和酮类，其中包含异丁醇、异戊醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇和6-正戊基-2H-吡喃-2-酮 (6-PAP)。进一步通过体外抑菌试验，证实6-PAP具有较好的抑制尖孢镰孢菌的效果，为开发以木霉菌代谢产物如6-PAP为主要成分的生防制剂提供指导。

摘要:梭菌对泸型酒风味品质的发酵形成具有重要作用，但目前对酒醅和窖泥中梭菌群落的物种组成、发酵演替规律以及代谢功能的差异尚缺少深入认识。采用分子微生态学技术，在种水平上对比了同一窖池的酒醅和窖泥中梭菌纲细菌群落的结构差异和演替规律，并通过纯培养方法分离和评价了梭菌菌株的主要挥发性脂肪酸组成差异。结果表明，窖泥发酵过程中梭菌纲细菌和总细菌的基因拷贝数比值相对稳定 (71.5%–91.2%)，而酒醅中梭菌的变化则较大 (0.9%–36.5%)。酒醅中优势梭菌纲细菌主要是梭菌属 (Clostridium，19.9%)、沉积物菌属 (Sedimentibacter，8.8%)和氢孢菌属 (Hydrogenispora，7.2%)，而窖泥中主要为氢孢菌属 (57.2%)、沉积物菌属 (5.4%) 和产己酸菌属 (Caproiciproducens，4.9%)。窖泥及酒醅发酵过程中梭菌群落结构差异显著 (P=0.001)。分离获得的20株梭菌菌株具有不同的产挥发性脂肪酸能力。结果表明，窖池中梭菌纲细菌群落存在时空异质性，其结构和功能差异对泸型酒风味形成具有影响。

摘要:探究果蝇FADD (Fas-associated death domain-containing protein) 淀粉样蛋白纤维的形成及对IMD (Immune deficiency) 信号通路中信号传递的影响，有助于更清楚地了解昆虫先天免疫信号通路中的调节机制，为其他物种的免疫调控提供参考。通过原核表达纯化dFADD蛋白、硫黄素T结合和透射电子显微镜观察等鉴定dFADD在体外纤维的形成；通过构建dFADD真核表达载体，SDD-AGE检测、共聚焦显微镜观察等探究dFADD在果蝇S2细胞内纤维聚合物的形成；构建dFADD结构域突变体，检测纤维形成的关键结构域及对IMD信号传递的影响。结果表明，dFADD在体外和细胞水平上都能聚合形成淀粉样蛋白纤维聚合物；纤维的形成是由dFADD的DED (Death-effector domain) 结构域决定的，当DED结构域缺失时，dFADD以单体形式存在；双荧光素酶报告系统的检测结果显示，dFADD只有形成纤维时，才能诱导下游抗菌肽的表达，表明纤维形成是IMD信号传递的关键。本研究揭示了dFADD通过形成淀粉样蛋白纤维参与IMD信号通路中介导IMD与Dredd级联传导的作用，进一步加深了对淀粉样蛋白纤维不仅在哺乳动物，也在昆虫的免疫信号通路中传递信号这一保守功能的认识。

摘要:生物反应器已成为哺乳动物细胞生产治疗性抗体药物和疫苗的核心。文中采用CFD数值模拟方法对目前常用的机械搅拌式生物反应器在不同的搅拌形式下的流场进行了分析，获得了5种搅拌桨型组合条件下的速率矢量、持气率、含气率和剪切力分布的特征。通过构建的重组CHO细胞在不同搅拌形式条件下的流加分批培养发现，细胞密度和抗体表达水平与反应器内的最大剪切率直接相关，在FBMI3搅拌形式下细胞密度和抗体表达水平均最高。结果表明该CHO细胞在悬浮培养时对剪切环境比较敏感，且最大剪切力是工业规模放大的关键因素。

摘要:采用基于免疫层析技术与荧光微球标记技术相结合的方式，建立一种快速、简单的定量检测肝癌肿瘤标记物的方法。依据双抗体夹心原理，将细胞骨架蛋白4 (CKAP4) 配对抗体分别作为标记与包被抗体，羊抗兔多抗作为质控线包被抗体，制备CKAP4荧光免疫层析试纸条，并对试纸条的线性、精密性、稳定性等各项性能指标进行评价。结果表明，采用时间分辨荧光微球所制备的CKAP4免疫层析试纸条灵敏度高，特异性好，精密性在15%以内，回收率在85%–115%之间，线性范围为25–1 000 pg/mL，可在37℃稳定保存20 d，与商业化的ELISA试剂盒的相关性良好。结论：初步建立了CKAP4荧光免疫层析方法，能够定量检测血清中CKAP4的含量，且具有快速、灵敏、简便、经济、可单人份操作等优点，有望成为肝癌辅助诊疗的新方法。

摘要:为了实现在体外制备巨细胞病毒-免疫球蛋白M (CMV-IgM) 和探讨不同信号肽对CMV-IgM表达的影响，通过RLM-RACE技术钓取杂交瘤细胞基因序列，构建人鼠嵌合CMV-IgM表达载体，并通过PCR方法将5种不同的分泌型信号肽 (SigA–SigE) 代替CMV-IgM自身信号肽 (SigF)，利用中国仓鼠卵巢细胞 (CHO) 作为宿主细胞进行体外表达。对纯化后的CMV-IgM进行SDS-PAGE、SEC-HPLC和酶联免疫吸附试验 (ELISA) 确定其蛋白表达水平与免疫反应性，最终成功制备出910 kDa的重组蛋白，且研究表明，5种信号肽 (SigA–SigE) 的人鼠嵌合CMV-IgM表达量较CMV 6#细胞株自身信号肽SigF相比，分别提高了6.72、5.19、1.44、1.85、1.98倍。这将对人鼠嵌合CMV-IgM的开发提供理论基础，且为提高CMV-IgM表达量的研究工作提供了新思路。

摘要:重叠延伸PCR是基因定点突变的主要方法，但是以该方法制作长基因定点突变时，往往遇到难以获得第二轮PCR产物或容易引入新的非预期突变等问题。此时，可先以重叠延伸PCR扩增含突变位点的部分基因片段，再将其连入适当载体获得重组质粒。若该扩增片段两侧的酶切位点在质粒载体上不单一，则可采用双片段连接法构建完整质粒。以制作视网膜母细胞瘤基因S780E定点突变为例，直接以重叠延伸PCR扩增全长基因时未能得到理想的目标产物。故先扩增含点突变的F3片段，再将其与源自原始质粒的F2片段一起连入含F1片段的质粒载体而构建完整质粒。两个筛选出的重组质粒经序列检测完全符合目标突变序列特征，验证了该方案的可行性。该方法作为重叠延伸PCR的补充，可为许多长基因定点突变提供解决方案。

摘要:随着高校生命科学大型设备开放和共享程度不断扩大，如何利用大型设备培养学生的实践与创新能力、如何挖掘设备潜能、提高科研支撑水平和加快科研产出等问题亟待解决。经过探索，建立了一套包含15个专题、涵盖技术广泛的大型设备培训和实践教学体系。实践中，不断地在课程个性化方面进行创新，根据学生专业和科研需求差异细化教学内容、分小班个性化教学、学生菜单式选择，同时充分发挥线上教学优势，形成了云端教学与线下课堂教学相辅相成的教学模式，产生了一定的教学效果。

摘要:微生物遗传学与育种是“生物工程专业卓越人才实验班”和“生物工程国际留学生班”的必修课程。然而，传统授课模式在内容选择、教学方法及手段和考核形式等方面均存在诸多不足。为了提高教学质量和效果，促进天津科技大学微生物学教学领域的进步和发展，更加高效地培养国家需要、满足国际需求的创新领军人才，文中对微生物遗传学与育种的教学内容、教学方法及手段、课程考核方式进行了改革与探索。借助最新科研进展、课前预习体系、视频展示、考核方式多样化等形式对授课模式进行创新性改革。不仅使学生掌握了微生物遗传学与育种的相关专业知识，更加锻炼了学生的主观能动性、团队合作意识和专业外语表达水平，培养了学生对微生物遗传学相关科学知识的兴趣。