• 2020年第36卷第9期文章目次
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    • >综述
    • Toll样受体通路调节Tregs功能的研究进展

      2020, 36(9):1701-1712. DOI: 10.13345/j.cjb.200034

      摘要 (688) HTML (3190) PDF 1.24 M (965) 评论 (0) 收藏

      摘要:模式识别受体Toll样受体 (Toll like receptors,TLRs) 是固有免疫中免疫受体的代表,进化上十分保守,对生物体的生存极为重要。TLRs通过内源或外源的配体启动信号转导,激活下游一系列重要的基因表达与活化。研究表明调节性T细胞 (Regulatory T cell,Treg) 在维持机体外周免疫耐受和阻止移植排斥反应等方面发挥核心作用。Treg细胞表达某些TLRs,包括TLR2、TLR4、TLR5、TLR7、TLR8、TLR9等。TLRs的活化可能直接或间接地影响 (主要是活化) Treg的增殖和免疫抑制功能,这种调节与感染、自身免疫病和癌症的发生密切相关。其中热休克蛋白作为TLRs配体分子对于Treg的调节发挥了重要的作用。因此,了解TLRs通路对研究Treg免疫调控机制、新药物研发和靶向治疗有重大意义。文中简要介绍了TLRs通路调节Treg免疫功能的相关研究进展。

    • 血清sST2在心力衰竭诊断、预后中的应用价值

      2020, 36(9):1713-1722. DOI: 10.13345/j.cjb.190587

      摘要 (530) HTML (1482) PDF 420.39 K (700) 评论 (0) 收藏

      摘要:心力衰竭 (心衰) 的发病率正随着人口老龄化的加速而显著上升,目前仍然是一个重大的公共健康问题。尽管近年来在心衰治疗方面取得了显著成效,但患者的生存率依旧很低,预后差,确诊心衰后5年内死亡率高达50%。如果能够对心衰进行快速有效的诊断并按危险程度进行合理分层,将为临床医生制定治疗方案提供重要的参考依据。生物标志物在心衰的诊断、疗效评估及预后判断方面都具有重要的意义。心力衰竭是一种复杂的疾病,涉及多种生理病理过程。心力衰竭时,神经内分泌系统被激活,同时伴随着血容量和心室壁压力增加,心室肌细胞分泌NT-proBNP/BNP,因此,其可作为心衰诊断和预后生物标志物。然而血浆中NT-proBNP/BNP易受到年龄、性别、体型、左室肥大、心动过速、右心室过载、低氧血症、肾脏功能等诸多因素影响。sST2作为一种新型心力衰竭标志物,近年来备受关注,它不仅能够反映心肌纤维化程度并预测是否发生心室重构,且不受年龄、性别、肾功能等因素的影响,同时具有更低的参考变化值和个体指数,更适合用于连续监测和指导治疗,是评价心力衰竭的理想指标之一。文中对近年来sST2在心衰诊断和预后方面的研究进展进行总结归纳,并对其发展趋势进行展望。

    • 基于酸敏感的双响应抗癌药物载体的研究进展

      2020, 36(9):1723-1731. DOI: 10.13345/j.cjb.190586

      摘要 (297) HTML (1303) PDF 443.09 K (720) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了达到更好的肿瘤治疗效果,研究者们针对肿瘤微环境设计出了双重和多重响应性智能纳米药物载体。其中基于酸敏感的双重响应性智能纳米药物载体的研究是最广泛、最常见的一种。在当前的研究中,该智能纳米药物载体已经初步实现了体内长循环、有效地抵达肿瘤细胞、在特定肿瘤微环境下控制药物释放等功效,增加了药物抗肿瘤疗效,有效地减少了药物对机体中正常组织的伤害。但是这类研究仍存在许多问题需要解决,如价格昂贵、载体结构复杂、体内药物传递机理不明确等,使其很难用于临床治疗。这里主要从酸-温度、酸-磁、酸-氧化还原、酸-酶、酸-光和酸-超声几个方面简单介绍了近几年的纳米载体研究进展,为进一步实现纳米药物临床应用奠定基础。

    • 外泌体:病毒与宿主博弈的另一“角斗场”

      2020, 36(9):1732-1740. DOI: 10.13345/j.cjb.200039

      摘要 (391) HTML (2213) PDF 1.10 M (831) 评论 (0) 收藏

      摘要:外泌体是一类小型的细胞外囊泡,可以包裹蛋白质、核酸等生物活性分子随体液循环到达机体各处,具有广泛的信息传递作用。研究发现,外泌体在病毒感染宿主的过程中也扮演着重要的角色。病毒需要在宿主细胞内完成复制周期并释放子代病毒,而这一过程与外泌体的产生及分泌途径有共通的部分。一方面,病毒可以“挟持”外泌体并将自身成分装入其中,逃避宿主的免疫应答,促进其在细胞间的传播。另一方面,宿主细胞也可利用外泌体传递抗病毒因子以抑制病毒感染。文中旨在从病毒与宿主两方面阐述外泌体在病毒感染宿主过程中的作用,以期为该领域的研究提供新的思路。

    • 猪肺炎支原体与宿主相互作用研究进展

      2020, 36(9):1741-1753. DOI: 10.13345/j.cjb.200050

      摘要 (590) HTML (846) PDF 751.28 K (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:猪肺炎支原体 (Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp) 是猪支原体肺炎 (Porcine enzootic pneumonia,PEP)的病原体。由于难以建立基因操作平台,也没有成熟的动物模型,这为Mhp致病机制研究增加了极大的困难。但支原体学家仍然在Mhp与宿主互作方面取得了一定进展。文中从Mhp对宿主细胞的黏附、损伤、刺激宿主产生的炎症反应和免疫反应4个方面进行了综述,并对今后Mhp致病机理研究方向进行了展望,以期为后续的Mhp与宿主互作研究提供借鉴,为有效疫苗和药物开发提供理论依据。

    • ABC转运蛋白及其在合成生物学中的应用

      2020, 36(9):1754-1766. DOI: 10.13345/j.cjb.200005

      摘要 (1223) HTML (10596) PDF 1.72 M (1286) 评论 (0) 收藏

      摘要:ABC转运蛋白 (ATP-binding cassette transporter,ABC transporter) 作为一种超大膜转运蛋白家族,在大多数生物体中发挥着重要作用。文中从结构特征、转运机制以及生理功能等方面论述了ABC转运蛋白的研究进展,进而着重综述了近些年来ABC转运蛋白在合成生物学领域中的应用,并为今后进一步的研究提出了展望,希望为扩展其应用提供指导。

    • 天然丝的形成及人工纺丝的研究进展

      2020, 36(9):1767-1778. DOI: 10.13345/j.cjb.200029

      摘要 (366) HTML (1190) PDF 702.59 K (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:蜘蛛丝和蚕丝是性能优异的天然丝类材料,具有极高的力学性能、良好的生物相容性和生物可降解性,可广泛应用于纺织、光学、电子、生物医学和环境工程等领域。迄今为止,已经有湿法纺丝、干法纺丝和静电纺丝等多种在实验室规模下进行人工纺丝的方法。然而,现阶段大部分的人工丝纤维性能仍比不上天然丝纤维。处理好人工丝纤维层级结构和力学性能之间的关系,是人工纺丝领域亟待解决的问题。文中围绕天然丝纤维的形成、丝纤维力学性能与层级结构的关系、人工纺丝领域的研究进展和丝纤维的应用等方面进行了介绍。

    • 真核生物mRNA上的修饰核苷及在发育调控中的作用

      2020, 36(9):1779-1793. DOI: 10.13345/j.cjb.190583

      摘要 (450) HTML (1999) PDF 733.81 K (1107) 评论 (0) 收藏

      摘要:信使RNA (Messenger RNA,mRNA) 上的表观修饰对于转录本的稳定性和翻译活性有重要影响。在不同生物体的不同发育时期和不同组织器官中,特异转录本不同位点存在的核苷修饰影响mRNA的前体剪切、成熟mRNA的稳定性以及其翻译为蛋白质的效率。目前已知的170多种修饰核苷中在mRNA上发现的只占极少数,由于mRNA的丰度低、组织和发育特异性强等特点,研究mRNA特异位点的核苷修饰有很大的技术难度。近些年随着meRIP等技术的进步,mRNA核苷修饰功能的研究得到了长足的发展,特别是针对m6A、m5C等甲基化修饰的研究已经相当深入。文中简要回顾近年来mRNA核苷修饰领域的研究进展,对不同位点和不同类型的修饰核苷在不同物种生长发育中的调控作一总结,并对未来的研究热点和技术瓶颈展开讨论。

    • NAD(P)H依赖型氧化还原酶不对称还原胺化制备手性胺的研究进展

      2020, 36(9):1794-1816. DOI: 10.13345/j.cjb.190582

      摘要 (591) HTML (1654) PDF 4.45 M (2667) 评论 (0) 收藏

      摘要:不对称还原胺化反应是制备医药中间体手性胺结构单元的重要反应。目前已有许多不同种类的酶被应用于合成手性胺,其中NAD(P)H依赖型氧化还原酶催化的还原胺化反应最为引人注目,因为其能够一步将潜手性酮化合物完全转化为光学纯的手性胺化合物。文中以亚胺还原酶、氨基酸脱氢酶、冠瘿碱脱氢酶和还原性酮胺化酶为例,从NAD(P)H依赖型氧化还原酶的结构特征、作用机理、分子改造及催化应用等方面,综述了其在不对称还原胺化合成手性胺领域的研究进展。

    • >动物及兽医生物技术
    • 绵羊粒细胞集落刺激因子原核表达与提纯及用于颗粒细胞培养的效果

      2020, 36(9):1817-1827. DOI: 10.13345/j.cjb.190584

      摘要 (239) HTML (798) PDF 2.86 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中旨在研究粒细胞集落刺激因子 (Granule cell stimulating factor,GCSF) 对绵羊颗粒细胞体外培养过程中细胞增殖和凋亡的影响,明确GCSF对绵羊颗粒细胞生存的调节作用,为今后该蛋白用于羊繁育方面的研究奠定基础。原核克隆表达纯化羊GCSF蛋白,纯化的蛋白用M-NSF60细胞检测生物学活性,将纯化的GCSF添加到颗粒细胞培养基中作为试验组,以培养基中未添加GCSF的细胞为对照,利用Alarmarblue检测细胞增殖情况,流式细胞仪检测细胞周期和凋亡的变化。结果表明,羊GCSF可以原核表达并纯化,并且具有生物学活性。在24 h和48 h时,在0.06–600 ng/mL的范围内随着加入GCSF的终浓度增加,细胞活力升高。试验组颗粒细胞体外培养24 h后,与阴性对照相比,细胞周期的分布显著改变,S期细胞比例显著减少 (P<0.05),G2/M期细胞比例显著增多 (P<0.05)。试验组凋亡率和对照组相比,48 h检测时凋亡率显著降低 (P<0.05)。综上表明,GCSF在体外培养的绵羊颗粒细胞中,可调控绵羊颗粒细胞周期,促进细胞增殖,抑制细胞凋亡。

    • >工业生物技术
    • 随机-半理性组合突变改造ω-转氨酶催化合成(R)-1-(1-萘基)乙胺

      2020, 36(9):1828-1837. DOI: 10.13345/j.cjb.200032

      摘要 (452) HTML (1545) PDF 1.43 M (936) 评论 (0) 收藏

      摘要:(R)-1-(1-萘基)乙胺是合成拟钙剂药物盐酸西那卡塞的关键手性中间体,利用ω-转氨酶不对称还原1-萘乙酮合成(R)-1-(1-萘基)乙胺具有较好的应用前景。文中针对节杆菌属Arthrobacter sp.来源的ω-转氨酶,采用随机突变和半理性设计相结合的策略,获得了催化效率和热稳定性提高的突变酶F225M、C281I和F225M/C281I。与WT相比,双突变体F225M/C281I的kcat提高85%,Km下降56%,催化效率kcat/Km提高3.42倍。此外,F225M/C281I催化10 mmol/L 1-萘乙酮反应24 h的转化率提高了22%。分子对接和分子动力学模拟结果表明,F225M/C281I相比于WT增加了与底物1-萘乙酮之间的Pi-Pi相互作用力,导致其催化效率的提高;而且突变酶F225M/C281I的134–139位点残基的均方根波动 (RMSF) 相比WT明显降低,与半衰期的略微提高相关。

    • >合成生物技术
    • 产对香豆酸酿酒酵母工程菌株的构建与优化

      2020, 36(9):1838-1848. DOI: 10.13345/j.cjb.200003

      摘要 (694) HTML (1465) PDF 1.44 M (996) 评论 (0) 收藏

      摘要:对香豆酸是黄酮类、芪类等天然活性化合物的重要前体,在生物医药、食品等行业应用广泛。与传统植物提取和化学合成相比,微生物合成对香豆酸因其具有生产周期短、转化效率高等优势而得到广泛关注。为构建高产对香豆酸酵母工程菌株,以酿酒酵母为出发菌,通过敲除酪氨酸合成竞争路径基因ARO10和PDC5,突变芳香族氨基酸合成调控基因ARO4K229L与ARO7G141S、解除酪氨酸负反馈抑制、并整合酪氨酸解氨酶FjTAL,获得的工程菌C001对香豆酸产量为296.73 mg/L。为进一步提高对香豆酸合成前体积累,分别敲除8个与氨基酸、糖类等转运相关基因并强化糖异生途径,分析其对对香豆酸积累的影响。结果表明,敲除GAL2及过表达EcppsA,对香豆酸产量提高至475.11 mg/L。最后,分析了FjTAL蛋白锚定至酵母液泡对产物积累的影响,结果表明其定位液泡后对香豆酸产量明显提升,达到593.04 mg/L。通过强化前体物供应,阻断竞争旁路途径,利用亚细胞定位等策略有效提高对香豆酸产量,为后续黄酮类及芪类化合物的合成提供高效平台菌株,具有重要的应用前景。

    • >农业生物技术
    • β-甘露聚糖酶Man5A和木聚糖酶Tlxyn11B的融合表达

      2020, 36(9):1849-1858. DOI: 10.13345/j.cjb.200051

      摘要 (329) HTML (787) PDF 608.40 K (712) 评论 (0) 收藏

      摘要:甘露聚糖酶和木聚糖酶是主要的半纤维素降解酶,在食品、饲料、纺织、造纸等工业应用广泛且通常搭配使用。文中将蓝状菌Talaromyces leycettanus JCM12802来源的性质优良的甘露聚糖酶编码基因man5A的CBM (Carbohydrate-binding module) 编码区去除,留下连接区和催化区,并将木聚糖酶基因Tlxyn11B成熟区编码序列与man5A的连接区进行融合,形成Tlxyn11B-linker-man5A融合基因,并在毕赤酵母中成功表达,获得了融合蛋白Tlxyn11B-Man5A。Tlxyn11B、不含CBM区的Man5A和Tlxyn11B-Man5A的理论分子量分别为21.6 kDa、41.0 kDa、62.6 kDa。对纯化后的融合蛋白进行了性质分析,融合蛋白同时具有高的木聚糖酶和甘露聚糖酶活性。融合后的木聚糖酶的最适温度为70 ℃,较单独表达时提高了5 ℃。甘露聚糖酶的最适温度为90 ℃,与融合前一致。融合后的木聚糖酶热稳定性明显提高,60 ℃处理1 h剩余48%的酶活力,单独表达的木聚糖酶60 ℃处理20 min仅剩余20%的酶活力。融合后的木聚糖酶和甘露聚糖酶的最适pH分别为4.0和5.0,较单独表达时分别提高了0.5和1.0个单位,融合后酶的作用pH范围有所拓宽。融合前后的蛋白均具有较好的pH稳定性。融合后木聚糖酶和甘露聚糖酶的比活分别为1 784.3 U/mg和1 639.6 U/mg,较单独表达时比活 (8 300 U/mg和1 979 U/mg) 降低,与融合酶分子量增大相关。融合后的木聚糖酶和甘露聚糖酶的Km值分别为1.2 mg/mL和1.7 mg/mL, Vmax分别为2 000.0 μmol/(min·mg)和2 831.6 μmol/(min·mg)。综合其性质特点,融合木聚糖酶和甘露聚糖酶在饲料、食品等工业生产中有较大应用潜力,并为酶的性能改良提供了新的思路。

    • 木霉菌合成银纳米粒子条件的优化及其对甜瓜尖孢镰刀菌抑制作用

      2020, 36(9):1859-1868. DOI: 10.13345/j.cjb.200027

      摘要 (216) HTML (614) PDF 2.27 M (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着绿色环保观念的普及,生物合成金属纳米粒子的方法备受青睐。纳米银 (Silver nanoparticles,AgNPs)由于其抗菌活性强且不易产生抗药性等特点在农业病害防治中越来越受到关注。文中利用橘绿木霉 Trichoderma citrinoviride和毛簇木霉Trichoderma velutinous研究了AgNPs的最适合成条件和AgNPs对尖孢镰刀菌抑菌活性。结果表明,所有合成的AgNPs均在400–500 nm处有吸收峰,两种木霉生物合成AgNPs的最适合成条件为CL法 (菌丝滤液) 静置光照培养,底物AgNO3浓度为2.0 mmol/L,pH值为7,反应温度为45 ℃。橘绿木霉和毛簇木霉合成的AgNPs均对尖孢镰刀菌有抑制作用,抑菌效果随浓度的增加而增大,AgNPs在浓度为200 mg/L时,抑菌率分别达到33.745%和36.083%。

    • 红蓝光调控茉莉开花的转录组分析

      2020, 36(9):1869-1886. DOI: 10.13345/j.cjb.190579

      摘要 (402) HTML (3465) PDF 2.91 M (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:茉莉花是多年生常绿灌木植物,因其香气芬芳怡人,常被作为天然香料的原材料。本研究通过红光和蓝光分别处理茉莉植株,以白光模拟日光作为对照,观察茉莉植株开花早晚情况,结果表明,红光处理可促使茉莉花提前开花且增加花蕾数量,而蓝光延迟茉莉开花但花蕾数量减少,且各组之间花蕾数量差异显著。采用Illumina Hiseq/Miseq 2000高通量测序技术对红光组、蓝光组及白光组的顶芽部分进行转录组测序,共得到2 452 457条单基因簇 (Unigene),其中1 760 723个Unigenes注释到GO、COG、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot、NOG 数据库。差异表达基因分析显示,对照组vs红光组共获得894个DEGs,对照组vs蓝光组共获得2 690个DEGs,红光组vs蓝光组共获得3 828个DEGs,共有的DEGs有72个。KEGG富集分析显示对照组vs红光组与对照组vs蓝光组共有的显著富集通路包括次生代谢物生物合成、苯丙素生物合成、吲哚生物碱生物合成、光合作用、植物激素信号传导和植物-病原体相互作用等,并从中筛选出24条差异表达基因,采用荧光定量PCR技术检测其表达水平,进行相关性分析,结果表明与转录组数据显著相关。通过对转录组数据进一步分析,发掘出大量调控开花相关的激素 (IAA、ETH、GA、CTK、ABA、SA、JA) 信号转导基因、开花途径相关调控基因 (PHY、CRY1、FPA、AGL和SOC1) 以及转录因子 (bHLH、MYB、WKRY) 家族基因,有助于阐明不同光质调控茉莉开花的差异表达机理。

    • >食品生物技术
    • 罗伊氏乳酸杆菌SL001对AD模型小鼠和C57BL/6小鼠肠道微生物的影响

      2020, 36(9):1887-1898. DOI: 10.13345/j.cjb.200024

      摘要 (537) HTML (1556) PDF 2.00 M (715) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在调查阿尔茨海默症模型小鼠 (APP/PS1双转基因小鼠,AD小鼠) 与野生型小鼠 (C57BL/6小鼠) 肠道菌群的多样性差异,以及添食罗伊氏乳酸杆菌SL001 (Lactobacillus reuteri SL001) 对两种小鼠肠道微生物菌群结构组成的影响,探讨其是否可对AD小鼠起到积极的改善作用。首先将雄性AD模型和野生型小鼠分别分成添食组和未添食组 (每组5只),添食组小鼠每天用0.2 mL浓度为5×1011 CFU/mL的L. reuteri SL001菌悬液灌胃,未添食组则每天接受等量的无菌PBS,通过口服管饲法进行给物,周期为45 d。实验结束后,采集小鼠的粪便样本,通过高通量测序技术测定了16S rRNA V3–V4区序列,并对群落结构和多样性进行比较分析。结果显示4个处理组小鼠的肠道微生物OTUs总共包括19个门、40个纲、64个目、104个科和175个属。AD模型小鼠的α多样性大于野生型小鼠,但是两者之间的差异不显著。添食L. reuteri SL001后,两种小鼠的α多样性均增加,AD模型小鼠的增幅较小。在门水平上,4组小鼠的优势菌门均为拟杆菌门 (Bacteroidetes)、厚壁菌门 (Firmicutes) 和变形菌门 (Proteobacteria),AD模型小鼠中的拟杆菌门丰度低于野生型,厚壁菌门的丰度高于野生型,添食L. reuteri SL001会降低小鼠的厚壁菌门/拟杆菌门的比例 (F/B)。在目水平上,AD模型小鼠中的拟杆菌目 (Bacteroidales)、乳酸杆菌目 (Lactobacillales)、芽胞杆菌目 (Bacillales) 和双歧杆菌目 (Bifidobacteriales) 的相对丰度低于野生型小鼠。在属水平上,丰度较高的属有Allobaculum、毛螺旋菌属 (Lachnospiraceae_NK4A136_group)、拟杆菌属 (Bacteroides)、乳酸菌属 (Lactobacillus)。AD模型小鼠的拟杆菌属、乳酸菌属、双歧杆菌属 (Bifidobacterium)、和拟普雷沃菌属 (Alloprevotella) 的相对丰度低于野生型小鼠,添食L. reuteri SL001会增加这些属以及拟杆菌目、乳酸杆菌目、芽胞杆菌目和双歧杆菌目在AD模型小鼠中的丰度。AD模型小鼠的丁酸弧菌属 (Butyrivibrio) 相对丰度也低于野生型,添食L. reuteri SL001后,其相对丰度在两种小鼠中均出现降低。野生型小鼠的优势菌种为杆菌纲 (Bacilli) 中的乳酸杆菌科 (Lactobacillaceae),AD模型小鼠中未发现优势菌群,这一结果与不同比例物种分类树结果相符。文中结果揭示了AD模型小鼠与野生型小鼠肠道微生物多样性差异,也表明添食L. reuteri SL001可以改善小鼠肠道细菌群落结构组成,对AD模型小鼠能够起到一定程度的积极调整作用。

    • >医药生物技术
    • O2血清型肺炎克雷伯氏菌多糖结合疫苗的生物合成

      2020, 36(9):1899-1907. DOI: 10.13345/j.cjb.200014

      摘要 (389) HTML (838) PDF 1.71 M (626) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在利用微生物体内合成肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae,Kp) 多糖结合疫苗并研究其保护效果。通过敲除Kp O抗原连接酶基因waaL阻断其LPS合成,再向缺失株中导入糖基工程载体,使细菌能够在体内合成糖蛋白,并将该糖蛋白免疫小鼠后评价其保护效果。结果表明,在构建的 Kp waaL缺失株中导入糖基工程载体后,底物蛋白重组霍乱毒素B亚单位rCTB (Recombinant cholera toxin B subunit) 能够被O糖化,从而得到糖蛋白;动物实验结果显示该疫苗能刺激小鼠产生较高的抗体效价,试验组小鼠攻毒后一周存活率可达75%。这种生物合成方法制备的多糖结合疫苗有望成为针对肺炎克雷伯氏菌的新型候选疫苗。

    • >生物技术与方法
    • 葡萄糖氧化酶在枯草芽孢杆菌芽孢表面的展示及其酶电极制备

      2020, 36(9):1908-1917. DOI: 10.13345/j.cjb.200042

      摘要 (376) HTML (877) PDF 1.69 M (661) 评论 (0) 收藏

      摘要:葡萄糖生物传感器是目前最为常见的电化学生物传感器,绝大多数葡萄糖生物传感器采用在电极表面修饰葡萄糖氧化酶的方法来制备,但是,在电极的固定化过程中需要酶的纯化,使得成本增加,已成为固定化酶电极开发领域的瓶颈。文中主要以芽孢衣壳蛋白CotX为锚定蛋白将葡萄糖氧化酶 (Glucose oxidase,GOD) 展示到枯草芽孢杆菌芽孢表面,通过Western blotting分析、免疫荧光分析以及酶活检测均证明GOD在芽孢表面有效表达,发酵获得重组芽孢 (Spore-GOD)。再采用滴涂法和电沉积法制备了氧化石墨烯/普鲁士蓝沉积膜修饰玻碳电极,将Spore-GOD固定在修饰电极表面,最后滴加一层Nafion溶液,制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定。葡萄糖在该酶电极传感器上的循环伏安图表明,该反应在0.42 V处出现明显的氧化峰,并且氧化还原峰电流与葡萄糖浓度在0.1–7.0 mmol/L之间具有良好的线性关系,校正曲线方程为:I=1.304 7Cglucose+3.639 (R2=0.992 9),其检测限为7.5 μmol/L (S/N=3)。此修饰电极具有良好的导电性能、稳定性和重现性,可用于葡萄糖的分析测定。

    • >生物育种与工艺优化
    • 重组枯草芽孢杆菌全细胞催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷

      2020, 36(9):1918-1928. DOI: 10.13345/j.cjb.190588

      摘要 (388) HTML (1442) PDF 1.38 M (698) 评论 (0) 收藏

      摘要:2-O-α-D-甘油葡糖苷是一种在食品、化妆品、保健品及医药领域有着重大应用前景的高附加值产品,但国内仍未实现2-O-α-D-甘油葡糖苷的工业化生产,且鲜有关于2-O-α-D-甘油葡糖苷合成的相关报道。文中旨在开发一种利用食品安全级重组枯草芽孢杆菌全细胞催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的方法,通过构建一株异源表达肠膜明串珠菌蔗糖磷酸化酶 (Sucrose phosphorylase,SPase) 的重组枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-gtfA,并将其用作全细胞催化剂合成2-O-α-D-甘油葡糖苷,通过优化培养温度、时间及全细胞转化条件,提高其转化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的产量。结果表明,重组枯草芽孢杆菌B. subtilis 168/pMA5-gtfA在30 ℃下培养20 h,菌体裂解物酶活力最大达1.43 U/mL,并且在1 mol/L蔗糖、2.5 mol/L甘油、pH 7.0、菌体OD600为40、30 ℃下全细胞转化反应48 h,共生成2-O-α-D-甘油葡糖苷189.3 g/L,平均转化速率为15.6 mmol/(L·h),蔗糖转化率约为75.1%,是目前报道的利用重组枯草芽孢杆菌催化合成2-O-α-D-甘油葡糖苷的最高产量,这为2-O-α-D-甘油葡糖苷的工业化生产及应用奠定了理论和实验基础。

    • 一种新型ω-转氨酶的工业适应性选择

      2020, 36(9):1929-1938. DOI: 10.13345/j.cjb.200033

      摘要 (483) HTML (1460) PDF 1.28 M (722) 评论 (0) 收藏

      摘要:尽管ω-转氨酶被认为是手性胺合成中极具工业潜力的生物催化剂,但是由于受限于酶的热不稳定及不利的反应平衡,能直接适用于工业的野生酶极少。为了发现工业适应潜力的新型ω-转氨酶,文中设计了包括底物、序列、克隆、酶活、转化率及酶学的工业适应性选择流程,并对各筛选步骤中存在的问题进行了研究,进而从土壤宏基因组中筛选出了一种来源于柄杆菌属的新型ω-转氨酶ATA-W12,以异丙胺为供体在1 mL反应体系中转化了85.84% 1-Boc-3-吡咯烷酮 (20 mmol/L) 和67.42% 1-Boc-3-哌啶酮 (20 mmol/L)。酶学筛选发现,ATA-W12在40 ℃孵育168 h活力维持不变;优选反应条件为pH 8.5、40 ℃;这些特征利于工业用理想氨基供体异丙胺的使用。笔者已采用ATA-W12实现了100 g/L光学纯(S)-(+)-1-Boc-3-氨基哌啶的50 mL实验室规模制备,为进一步工业化生产打下基础。

    • >高校生物学教学
    • 问题导向/翻转课堂教学在生物工程专业“化工原理”课程中的应用探索

      2020, 36(9):1939-1946. DOI: 10.13345/j.cjb.190594

      摘要 (317) HTML (888) PDF 559.40 K (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:新工科建设要求探索符合时代特征和工程教育规律的培养模式。针对“化工原理”课程特点和传统教学方法的局限性,将问题导向教学法与翻转课堂教学模式融合,用于生物工程等专业该课程的教学改革与实践。通过对课前知识学习、课中知识内化、课后巩固拓展3个阶段的系统教学设计,有效激发学生的学习兴趣和积极性,培养学生的自主学习能力和工程思维,取得了较好的教学效果,可为农业院校化工原理及食品工程原理课程建设和工程人才培养提供参考和借鉴。

    • 基于STEAM理念酿酒工程专业英语教学改革与实践

      2020, 36(9):1947-1954. DOI: 10.13345/j.cjb.200282

      摘要 (291) HTML (871) PDF 629.24 K (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:酿酒工程专业英语是酿酒工程专业的必修课程。为了提高酿酒工程专业英语教学质量与效果,结合培养高素质应用型人才培养方案,在教学中引入科学、技术、工程、艺术和数学多学科融合的超学科教育理念 (称STEAM教育),挑选、设计、整合和优化教学内容。借助雨课堂、学堂在线、Open Language、Wine Folly、葡萄酒及烈酒教育基金会培训课程等平台资源,对教学方法和手段、考核方式、教学效果评价体系进行了创新性改革与实践。通过思维导图绘制、微视频制作、主题演讲、情景对话、程序创意设计、酒标及酒瓶包装设计大赛等教学方式的应用,切实有效地提高了学生学习的兴趣与投入,增强了学生对专业英语知识的掌握和综合应用能力。

    • >其他
    • 36(9) 封面

      2020, 36(9).

      摘要 (143) HTML (0) PDF 1.19 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 36(9) 目录

      2020, 36(9).

      摘要 (122) HTML (0) PDF 1.31 M (362) 评论 (0) 收藏

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