检索结果-内蒙古大学图书馆

生物技术通报 2023年第9期39卷 281-290页

作者：刘浩马世杰周哲敏崔文璟江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

β-丙氨酸是多个药物合成的重要砌块,可以通过天冬氨酸α脱羧酶(Pan D)催化L-天冬氨酸脱羧来合成,但普遍在用的Pan D酶活性不高是制约全细胞催化合成β-丙氨酸的瓶颈。因此,本研究通过酶的挖掘,选择将杰氏棒杆菌来源(Corynebacterium je... 详细信息

β-丙氨酸是多个药物合成的重要砌块,可以通过天冬氨酸α脱羧酶(Pan D)催化L-天冬氨酸脱羧来合成,但普遍在用的Pan D酶活性不高是制约全细胞催化合成β-丙氨酸的瓶颈。因此,本研究通过酶的挖掘,选择将杰氏棒杆菌来源(Corynebacterium jeikeium)Pan D在Escherichia coli中异源表达。对杰氏棒杆菌来源Pan D进行Alaph Fold2建模和分子对接,采用Rosetta虚拟突变确定突变热点,结合薄层层析初筛和纯化后复筛,最终筛选到突变体L39A,其比酶活为13.45 U/mg,相比野生型酶的比酶活(9.6 U/mg)提升了1.4倍。酶学性质表征数据表明,野生型酶和L39A突变体最适p H均为6.5,且在p H 6.0-7.0之间酶活性稳定;两者最适温度为55℃,但L39A热稳定性较野生型提高;突变体酶的催化效率比野生型提升了1.4倍。对突变体进行结构解析发现,39位取代为侧链基团更小的丙氨酸,亲水性增强,增加了关键催化氨基酸58位酪氨酸与其他氨基酸的相互作用,使活性中心周围的区域稳定性提高,从而提高了催化活性。全细胞催化数据表明,在OD_(600)=40的菌体浓度下,L39A在4 h能够转化70%的L-天冬氨酸,而野生型4 h仅能转化约50%,L39A在10 h能够转化90%L-天冬氨酸,在12 h能够完全转化1 mol/L的L-天冬氨酸,这种全细胞转化效率的提升在1.5 mol/L的底物条件下更加明显。本研究筛选到的突变体具有工业化应用潜力,建立了绿色、高效的β-丙氨酸生物合成法,为生物法大规模合成β-丙氨酸提供了重要的技术基础。

关键词： β-丙氨酸虚拟突变全细胞催化

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新型一氧化氮比率型纳米探针的构建及性能研究

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分析测试学报 2024年第2期43卷 247-253页

作者：王晓丽刘浩杜龙啸吴可馨张雨婷周楠迪江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

该文首先通过两步化学反应合成NO识别分子3,4-二氨基苯硫醇(DABT),然后制备具有强表面拉曼增强散射(SERS)效应的银包金纳米星(AuNSs@Ag)材料,并通过Ag—S键对其进行DABT修饰,制备了比率型SERS纳米探针AuNSs@Ag-DABT。利用透射电子显微... 详细信息

该文首先通过两步化学反应合成NO识别分子3,4-二氨基苯硫醇(DABT),然后制备具有强表面拉曼增强散射(SERS)效应的银包金纳米星(AuNSs@Ag)材料,并通过Ag—S键对其进行DABT修饰,制备了比率型SERS纳米探针AuNSs@Ag-DABT。利用透射电子显微镜、水合粒径、Zeta电位以及紫外吸收光谱对纳米探针进行表征,并开展了NO的定量检测。结果表明:构建的AuNSs@Ag-DABT纳米探针表面有尖锐突出的星状结构,尺寸约为80 nm。NO存在时,DABT与NO发生反应并在541 cm^(-1)附近出现一个新的拉曼峰(三唑环),而在1078 cm^(-1)处的拉曼峰(C—S离面弯曲峰)强度保持不变,因此可以根据I_(541)/I_(1078)的比值定量检测NO。在最优条件下,I541/I1078的比值与NO浓度在10~60 nmol/L范围内表现出良好的线性响应,检出限为3.89 nmol/L。选择性实验表明该比率型SERS纳米探针对NO响应具有良好的专一性和抗干扰性。

关键词：一氧化氮表面拉曼增强散射纳米探针定量检测

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厌氧减量废弃毕赤酵母耦联丁酸和丁醇高效生产

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应用与环境生物学报 2023年第2期29卷 259-270页

作者：陈雪寒程文君宫立鹏卫津宇丁健史仲平江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

丁酸和丁醇是重要的平台化合物、生物燃料,传统发酵法生产丁酸和丁醇存在原料价格高、前处理操作复杂等问题;丁酸和丁醇发酵均需要充足的氨基酸和碳水化合物作为氮碳源,而重组毕赤酵母废弃物含有丰富的蛋白和多糖,可以满足上述需求.利用... 详细信息

丁酸和丁醇是重要的平台化合物、生物燃料,传统发酵法生产丁酸和丁醇存在原料价格高、前处理操作复杂等问题;丁酸和丁醇发酵均需要充足的氨基酸和碳水化合物作为氮碳源,而重组毕赤酵母废弃物含有丰富的蛋白和多糖,可以满足上述需求.利用Na OH处理废弃酵母,形成废弃酵母悬浊液,使用该悬浊液与葡萄糖直接复配形成废弃酵母含量(细胞干重,DCW)5.6 g/L的初始发酵培养基,可直接启动丁酸发酵.当发酵进行到24 h,酪丁酸梭菌足以耐受高SO_(4)^(2-)环境时,一次性或分批添加上述悬浊液,使废弃酵母总投料量达到26.3 g/L.当葡萄糖浓度降低到10 g/L以下,连续流加浓缩葡萄糖溶液,最终丁酸浓度可达51-54 g/L的高水平,比对照(80 g/L玉米粉培养基)提高~160%.其中,废弃酵母表观减量率~49%,丁酸占总酸比例达到98%;蛋白降解所得氨基酸的利用率为70%;多糖降解为寡糖,有效利用率~66%.使用相同操作工艺进行丁醇发酵,最终丁醇浓度可达11.5 g/L,废弃酵母表观减量率高达71%.利用上述厌氧减量法处理废弃酵母,充分利用了悬浊液中的氨基酸、寡糖、SO_(4)^(2-),提高了产物浓度,省去了昂贵的有机氮源和生物酶的使用,简化了复杂的前处理过程,从而实现了废弃酵母的减量化资源化和发酵产品丁酸和丁醇的高效清洁生产.

关键词：氨基酸丁醇发酵丁酸发酵废弃毕赤酵母废弃生物质减量化资源化清洁生产

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代谢工程改造大肠杆菌高效合成l-缬氨酸

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生物工程学报 2025年

作者：李国民闫思翰尤甲甲饶志明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室宜兴食品与生物技术研究院

l-缬氨酸(l-valine)是一种重要的支链氨基酸，广泛应用于食品、医药和饲料行业，微生物发酵法已成为其主要的生产方式。然而，当前工业化生产中，l-缬氨酸工程菌株仍存在碳代谢流利用不足、辅因子供需失衡及发酵工艺优化不足等问题，限... 详细信息

l-缬氨酸(l-valine)是一种重要的支链氨基酸，广泛应用于食品、医药和饲料行业，微生物发酵法已成为其主要的生产方式。然而，当前工业化生产中，l-缬氨酸工程菌株仍存在碳代谢流利用不足、辅因子供需失衡及发酵工艺优化不足等问题，限制了l-缬氨酸的高效合成。为进一步提升l-缬氨酸的生产性能，本研究基于实验室前期构建的一株高产l-缬氨酸大肠杆菌菌株，采用代谢工程策略优化碳流分配、平衡辅因子消耗，并结合双阶段溶氧控制发酵工艺，进一步提升了l-缬氨酸的生产性能。首先，针对丙酮酸流失问题，敲除了ldhA、poxB、pflB、frdA和pta等多个竞争途径基因，所获得的菌株VL-04在摇瓶水平产量较起始菌株提升了48%；接着进一步优化辅因子供需平衡，将ilvE基因替换为来源于枯草芽胞杆菌、具有NADH偏好的bcd基因，所得菌株VL-06摇瓶产量提高了27.8%，达到22.8 g/L；5 L生物反应器中，对VL-06菌株实施双阶段溶氧控制发酵优化，优化后在26 h内l-缬氨酸产量达到86.44 g/L，糖酸转化率为44.08%，生产强度达到3.32 g/(h·L)。不仅有效缩短了l-缬氨酸发酵生产周期，降低了生产成本，也为类似采用双阶段溶氧控制的发酵生产提供了参考。

关键词：大肠杆菌 l-缬氨酸代谢工程双阶段发酵优化

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纤维素纳米晶结构色辐射制冷复合薄膜的制备及性能

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复合材料学报 2025年第4期42卷 2174-2184页

作者：孙碧遥安邦孙文野马春慧徐明聪刘守新李伟东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

辐射制冷通过向外太空发射热量来降低自身温度,是一种绿色、低碳和可持续的降温策略。大多数辐射制冷材料外观颜色单调,多为白色或透明状,而传统着色剂的加入会使材料吸收热量,降低辐射制冷性能。通过自组装法制备具有可调结构色的纤维... 详细信息

辐射制冷通过向外太空发射热量来降低自身温度,是一种绿色、低碳和可持续的降温策略。大多数辐射制冷材料外观颜色单调,多为白色或透明状,而传统着色剂的加入会使材料吸收热量,降低辐射制冷性能。通过自组装法制备具有可调结构色的纤维素纳米晶体/聚乙二醇(CNC/PEG)复合辐射制冷薄膜。并将复合薄膜与多孔结构的醋酸纤维素(CA)膜结合,得到结构色辐射制冷双层复合膜。结果表明:CNC/PEG复合薄膜具有鲜艳的结构色,具有明显的双折射现象。随着PEG含量的增加,复合薄膜结构的螺距增大,颜色由蓝绿色转变为红色。CNC/PEG结构色复合薄膜在可见光波段最高反射率可达68.5%,在大气窗口波段的发射率高达93%,具有3.4℃左右的环境降温效果。CNC/PEG-CA双层复合膜在可见光波段最高反射率高达91.8%,在大气窗口波段的发射率可达32.2%。与复合薄膜相比,双层复合膜的降温性能更好,与环境温度相比,具有14.3℃左右温差。在户外测试中,与环境温度相比,复合薄膜可达到2℃左右的降温效果,双层复合膜可达到6℃左右的降温效果。

关键词：辐射制冷结构色纤维素纳米晶体手性向列结构双层复合膜

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基于蛋白表面电荷工程分子改造枯草芽孢杆菌谷氨酸脱氢酶最适催化pH

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应用与环境生物学报 2023年第1期29卷 7-14页

作者：武文慧刘菲王雅玲杨套伟饶志明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)催化L-谷氨酸可逆氧化脱氨生成α-酮戊二酸,为研究其催化特性,在大肠杆菌中克隆表达了枯草芽孢杆菌来源的谷氨酸脱氢酶(BsGDH).酶学特征表明,BsGDH具有氧化和还原双向酶活性且最适催化温度分... 详细信息

谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)催化L-谷氨酸可逆氧化脱氨生成α-酮戊二酸,为研究其催化特性,在大肠杆菌中克隆表达了枯草芽孢杆菌来源的谷氨酸脱氢酶(BsGDH).酶学特征表明,BsGDH具有氧化和还原双向酶活性且最适催化温度分别为60℃和65℃,最适催化pH均为弱碱性(分别为pH 8.0和pH 7.5),但在弱碱环境下(pH 7.0-8.0)该酶稳定性较差.为提高BsGDH在催化合成α-酮戊二酸应用中的经济性,基于蛋白表面电荷工程,对该酶进行分子改造,以期将其催化最适pH调至其稳定性较高的中性环境.首先利用ROSETTA软件选择7个突变候选位点,结果发现突变体N16D和K218D催化谷氨酸合成α-酮戊二酸的最适pH由8.0下调至7.0,同时在pH 7.0条件下酶活较野生型分别提高2.9倍和5.4倍,且逆反应还原方向酶活降低.另外,突变体N16D和K218D热稳定性都得到显著改善,50℃下放置3 h后,突变体N16D可以保持54%左右的酶活,K218D保持40%左右的酶活,而野生型酶活此时完全丧失.本研究成功将BsGDH最适催化pH范围下调至其稳定性良好的pH范围.(图10表3参23)

关键词：谷氨酸脱氢酶酶学性质最适pH 表面电荷工程定点突变

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中高温大曲发酵过程中芽孢杆菌生物膜对保水性的调控机制研究

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食品与发酵工业 2025年

作者：纪圩廖辉吴梦尧夏小乐江南大学生物工程学院江南大学工业生物技术教育部重点实验室

在中高温大曲发酵过程中，曲胚多孔介质的水分传递有利于微生物的适应性增强，其中产膜微生物具有原料分解、促进代谢协同、调控发酵环境的功能，而芽孢杆菌作为一种典型的产膜微生物，其对于大曲发酵的调控机制还有待研究。该研究首先... 详细信息

在中高温大曲发酵过程中，曲胚多孔介质的水分传递有利于微生物的适应性增强，其中产膜微生物具有原料分解、促进代谢协同、调控发酵环境的功能，而芽孢杆菌作为一种典型的产膜微生物，其对于大曲发酵的调控机制还有待研究。该研究首先通过扩增子测序研究了大曲发酵过程中的微生物结构，发现高温发酵阶段芽孢杆菌占据优势地位，相对丰度对比大曲发酵早期增加了10倍；基于高温条件从大曲中筛选出了3株芽孢杆菌，通过QPCR方法监测它们的生物量变化，并结合结晶紫检测法分析其生物膜形成能力，发现解淀粉芽孢杆菌GKT04菌株在高温和共培养条件下生物量稳定且相对更高，并且生物膜形成能力高于其他两菌株一倍以上；进一步对其胞外多糖构成进行离子色谱检测发现，解淀粉芽孢杆菌GKT04在发酵过程中可产生甘露糖（98.5 mg/L）和鼠李糖（76.4 mg/L），增强了生物膜的黏度、稳定性和保水能力；在模拟大曲发酵实验中，解淀粉芽孢杆菌GKT04使发酵结束时的含水量相对提高了20%，借助扫描电子显微镜观察发现，解淀粉芽孢杆菌GKT04可以使大曲基质表面覆盖更丰富的生物膜，从而增强大曲的保水性。该研究对芽孢杆菌调控大曲发酵的生理机制有了新的认识，为大曲的强化发酵以改善发酵品质提供了新的视角。

关键词：中高温大曲芽孢杆菌生物膜保水性

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葡萄酒和啤酒中硫化氢的快速灵敏检测

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食品与发酵工业 2025年

作者：张佳乐陈晓雅王赟张雨婷王晓丽周楠迪江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室

硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，酒类中过量的H2S不仅会影响其饮用风味，而且对人体造成危害，因此对于酒类中H2S含量的检测是非常必要的。该文构建了一种基于H2S引起的特殊还原反应的表面增强拉曼散射（surface-enhanced ... 详细信息

硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，酒类中过量的H2S不仅会影响其饮用风味，而且对人体造成危害，因此对于酒类中H2S含量的检测是非常必要的。该文构建了一种基于H2S引起的特殊还原反应的表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering，SERS）纳米探针，用于葡萄酒和啤酒中H2S的快速灵敏检测。首先制备了金纳米星（gold nanostars，AuNSs）、金纳米立方体（gold nanocubes，AuNCs）和金纳米球（gold nanospheres，AuNPs），然后通过Au-S键分别共价连接上H2S的供体4-硝基苯硫酚（4-nitrophenylthiophenol，4-NTP），获得3种探针AuNPs@4-NTP、AuNCs@4-NTP和AuNSs@4-NTP。通过比较三者的拉曼图谱，筛选出拉曼增强效果最好的AuNSs@4-NTP作为SERS纳米探针开展H2S的检测。当H2S存在时，SERS纳米探针中的4-NTP的硝基被H2S还原成氨基，使得硝基峰的拉曼信号强度明显降低，从而实现对H2S的灵敏检测。实验结果表明，SERS纳米探针的拉曼信号在范围为10～200 nmol/L的浓度对H2S表现出良好的线性响应，检测限为3.24 nmol/L。该SERS纳米探针具有良好的H2S检测特异性，对其他干扰物质的响应能力较弱。重要的是，该SERS纳米探针可应用于检测市售葡萄酒和啤酒样品中的H2S，回收率在97.54%～101.78%，具有良好的实际应用潜能。

关键词：葡萄酒啤酒硫化氢纳米探针定量检测

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基于消息传递的机载雷达组网航迹融合

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控制理论与应用 2024年第7期41卷 1235-1245页

作者：白向龙潘泉马恩淳郝宇航云涛西北工业大学自动化学院信息融合技术教育部重点实验室陕西西安710129

机载雷达组网航迹融合需要解决目标跟踪、数据关联与航迹管理3个子问题,然而这3个子问题相互耦合,采用开环序贯估计算法会导致性能下降.本文提出了一种基于消息传递的机载雷达组网航迹融合方法,该方法在联合优化框架下解决目标跟踪、数... 详细信息

机载雷达组网航迹融合需要解决目标跟踪、数据关联与航迹管理3个子问题,然而这3个子问题相互耦合,采用开环序贯估计算法会导致性能下降.本文提出了一种基于消息传递的机载雷达组网航迹融合方法,该方法在联合优化框架下解决目标跟踪、数据关联与航迹管理3个子问题.首先,建立机载雷达组网航迹融合的联合概率密度函数,并将其转换为因子图.其次,将因子图分解为置信传播区域与平均场近似区域.目标运动状态的统计模型服从共轭指数模型,因此采用平均场近似以获得简单的消息传递更新公式.数据关联包含一对一约束,因此采用置信传播.目标存在状态同样采用置信传播,以获得更好的近似结果.最后,可以通过闭环迭代框架近似估计后验分布,从而有效处理目标跟踪、数据关联与航迹管理之间的耦合问题.仿真结果表明,所提算法的性能优于多假设跟踪算法和联合概率密度关联算法.

关键词：航迹融合消息传递概率图模型平均场近似置信传播

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PdbSPL28基因过量表达提高山新杨对叶斑病的抗性

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林业科学 2024年第10期60卷 56-66页

作者：韩峭子陈文文陈赢男尹佟明林木遗传育种国家重点实验室现代南方林业协同创新中心林木遗传与生物技术教育部重点实验室江苏省林木遗传和高效培育重点实验室南京林业大学南京210037

【目的】SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的一类转录因子,对植物生长发育以及天然免疫反应至关重要。本研究通过在山新杨中过表达PdbSPL28基因,分析比较野生型和转基因山新杨在抗病方面的表型差异,探究PdbSPL28... 详细信息

【目的】SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的一类转录因子,对植物生长发育以及天然免疫反应至关重要。本研究通过在山新杨中过表达PdbSPL28基因,分析比较野生型和转基因山新杨在抗病方面的表型差异,探究PdbSPL28基因的生物学功能及其对杨树抗病性的影响,为深入解析该基因调控杨树抗病性的分子机制提供基础。【方法】利用同源克隆获得山新杨PdbSPL28基因完整ORF序列,并利用DNA人工合成技术对该基因ORF中的miR156作用位点进行序列改造,采用酶切、连接反应分别将改造前和改造后的PdbSPL28基因序列构建过表达载体;采用Gateway技术构建亚细胞定位载体,利用烟草叶片瞬时转化系统分析PdbSPL28蛋白亚细胞定位;利用农杆菌介导的叶盘转化法获得PdbSPL28基因过量表达的转基因山新杨,基于刺伤接种法和石蜡切片技术,观察野生型和转基因山新杨对2种间座壳属病原菌(Diaporthe nobilis和***)的抗性差异及叶片解剖结构变化并测定病情指数;制备病原菌***孢子悬浮液,接种野生型和2个过表达株系的离体叶片,在接种后不同时间点采集样品,通过液质联用方法检测茉莉酸含量变化。【结果】山新杨PdbSPL28基因ORF全长1341 bp,序列中含有1个miR156作用位点;PdbSPL28蛋白含有保守的SBP结构域,定位于细胞核。对PdbSPL28基因ORF中miR156作用位点改造后,成功获得6个该基因过量表达的转基因株系。与野生型相比,PdbSPL28过表达山新杨对2种间座壳属病原菌的抗性明显增强。茉莉酸测定结果显示:在接种前,PdbSPL28过表达株系叶片中茉莉酸含量高于WT;但在接种96 h时,过表达株系茉莉酸含量极显著低于WT。【结论】对miR156作用位点进行序列改造,可以提高获得PdbSPL28基因过量表达转基因山新杨的概率;PdbSPL28基因过表达可以提高山新杨对间座壳属真菌引起的叶斑病抗性,茉莉酸信号途径可能在过表达株系响应***侵染过程中发挥重要作用。

关键词：山新杨 SPL28基因过量表达叶斑病间座壳属

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