矿物电子能量协同微生物胞外电子传递与生长代谢

矿物是无机自然界吸收与转化能量的重要载体,其与微生物的胞外电子传递过程体现出矿物电子能量对微生物生长代谢与能量获取方式的影响。根据电子来源与产生途径,以往研究表明矿物中变价元素原子最外层或次外层价电子与半导体矿物导带上的光电子是微生物可以利用的两种不同胞外电子能量形式,其产生及传递方式与微生物胞外电子传递的电子载体密切相关。在协同微生物胞外电子传递过程中,矿物不同电子能量形式之间既有相似性亦存在着差异。反过来,微生物胞内-胞外电子传递途径也影响对矿物电子能量的吸收与获取,进而对微生物生长代谢等生命活动产生影响。本文在阐述矿物不同电子能量形式产生机制及其参与生物化学反应的共性和差异性特征基础上,综述了微生物获取矿物电子能量所需的不同电子载体类型与传递途径,探讨了矿物不同电子能量形式对微生物生长代谢等生命活动的影响,展望了自然条件下微生物利用矿物电子能量调节其生命活动、调控元素与能量循环的新方式。     

光电子响应微生物的筛选鉴定及生长代谢特征研究

筛选可良好响应半导体光电子的微生物菌株,在矿物与微生物交互作用研究中应用前景广阔。从某铀尾矿土壤中,利用含有半导体材料Ti N营养成分1/2、1/4、1/8、1/10、1/50、1/100和1/1 000的培养基在光照条件下筛选出光电子响应的菌株;通过形态特征、生理生化和分子系统学对菌株进行鉴定,并用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱测试分析该菌株在光电子作用下生长情况以及蛋白质、腐殖酸等代谢产物的变化。结果显示,从土壤中筛选出一株对光电子具有较强响应效果的菌株Y-5,经鉴定为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)。该菌株在1/10底物浓度中由于营养丰富光电子作用并不明显,在1/50,1/100较低底物浓度中营养贫乏,光电子作用加速了该菌生长速率,代谢产物蛋白质、腐殖酸也相应增加。从土壤筛选得到的光电子响应微生物菌株粪产碱杆菌,光电子能促进其生长代谢。该方法在定向筛选光电子响应的菌株方面具有一定的可行性。     

化能自养微生物与化能合成作用

根据微生物所需要的能源和碳素营养物质的不同,人们将微生物分成化能自养型(又称化能无机营养型)、化能异养型(又称化能有机营养型)、光能自养型(又称光能无机营养型)和光能异养型(又称光能有机营养型)四个类型。凡是能够利用某些无机物质氧化时所产生的化学能作为能源、利用无机的碳化合物作为碳素营养来合成其自身有机物质的微生物,统称为化能自养微生物。这类微生物种类比较少,只限于一些细菌,而且都是需氧菌。由于它们可以     

聚球藻7942混养培养中碳代谢与能量利用

为了考察聚球藻7942在混养条件下的能量利用效率,分别以葡萄糖和乙酸为碳源开展了聚球藻7942的混养培养研究,并在此基础上利用代谢通量分析方法对聚球藻7942混养条件下的碳代谢和能量利用进行了探讨。结果表明:葡萄糖和乙酸均能促进藻细胞生长,且乙酸促进藻细胞生长的作用更为明显;葡萄糖利用可明显增加藻细胞糖酵解途径中碳代谢流量,而乙酸利用则导致糖酵解途径中碳代谢流量减小,两种有机碳源均增加了柠檬酸循环中碳代谢流量;有机碳源导致藻细胞光化学效率下降,而葡萄糖较之乙酸降低藻细胞光化学效率更为明显。虽然混养条件下光能的贡献率要小于光自养,但基于能量的细胞得率和能量转换率均高于光自养,光自养和以葡萄糖、乙酸为碳源的混养中基于ATP生成的能量转换效率分别为6.81%、7.43%和8.77%。     

微生物固碳的电子供给策略研究进展北大核心CSCD

随着生物化工技术的不断发展成熟,通过改造微生物已可以实现二氧化碳、甲烷等温室气体的固定、转化和利用,而电子传递及能量供给对微生物固碳效率起着决定性的作用。本文首先分析了好氧性嗜甲烷菌、化能自养微生物等天然微生物细胞内外的直接、间接电子传递系统。在此基础上,围绕微生物固碳细胞工厂的构建,进一步介绍了基于光能、电能的人工电子供给策略及其对固碳过程中代谢通量、合成路径和供能效率的影响。最后针对微生物固碳的关键共性技术难点,简要展望了可行性的解决方案及相关应用前景。     

盐度对滨海修复种海马齿生长及荧光参数的影响

为探究海马齿(Sesuviumportulacastrum)生长的适宜盐度和适宜区域,利用恒温培养箱,模拟人工生态浮床进行水培,对其在不同盐度培养液中的生长情况和荧光参数进行测定。结果表明,海马齿在0～15‰盐度下生长状况良好,且10‰盐度的海水对其生长具有促进作用,相对生长率和荧光参数在盐度5‰和20‰以上均会受到抑制;盐胁迫会导致海马齿的光能利用率下降,调节性能量耗散上升,电子传递效率下降,从而影响植物光合作用;当盐度达到30‰造成植物死亡。在温度适宜条件下,海马齿具有良好的生态修复潜力和海水蔬菜开发前景,0～15‰盐度水域可以成为其修复工程的应用区域,10‰盐度能够促进海马齿生长,有利于海水蔬菜的培育。     

不同营养方式对小球藻FACHB 484生长的影响及其非自养生长机理研究

系统研究了小球藻FACHB 484在含有葡萄糖的不同营养方式下的生长情况,并通过抑制试验探讨葡萄糖在小球藻FACHB 484光异养和兼养生长条件下所起的作用以及小球藻FACHB 484是否存在氧化呼吸系统的关键酶类。结果表明:小球藻FACHB 484可利用葡萄糖进行化能异养、光激活异养、光异养及兼养生长,其生长速率大小为:兼养光异养光激活异养化能异养光合自养。兼养培养的最大生物量和比生长速率分别是自养培养的8.6和3.4倍,其比生长速率接近于光合自养和光异养培养下的比生长速率之和。葡萄糖主要作为小球藻FACHB 484兼养和光异养培养的碳源,而能量主要源自光。小球藻FACHB 484存在氧化呼吸链代谢途径,其细胞中有琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶。       

微生物利用CO2的研究进展

微生物利用CO₂,这不仅提高了自然界碳的利用率,而且能将CO₂转化为高附加值产品,可以实现资源的再利用。利用现代生物技术改造微生物以提高CO₂的利用效率对生物制造和实现碳中和有一定的促进作用。本文首先总结了微生物利用CO₂的6个主要天然途径,并分析这些途径的优缺点,这是对相关途径进行改造的基础;其次提供克服天然途径中碳原子利用率低、能耗高、产品得率低等问题的方法;再次阐述了面向CO₂高效利用的合成生物技术研究方向以及途径改造的主要策略和效果;最后展望了微生物利用CO₂的机遇及挑战,以期为改造微生物提高CO₂利用效率和高附加值产品的生产奠定基础。     

强脉冲光治疗鲜红斑痣的血管能量分布模拟

根据鲜红斑痣的病理特点,建立分层模型中包含分立血管的皮肤模型,以血管为主要研究对象,用蒙特卡罗的模拟方法模拟在强脉冲光系统治疗鲜红斑痣中,血管中光能量密度的分布规律.结果显示与单波长激光相比,强脉冲光照射下血管中光能量的分布更加均匀,在光束传输方向上能量梯度更平坦;且血管中能量极大值更小.     

飞机草和兰花菊三七光合作用对生长光强的适应

测定了干季不同光强下生长的飞机草和兰花菊三七叶片最大净光合速率(Pmax)、荧光动力学参数、叶绿素含量和比叶重(LMA),研究了两种植物适应光环境的策略,探讨了其与入侵性的关系.100%光强下,两种植物主要通过降低捕光色素复合体Ⅱ的含量减少光能吸收,提高Pmax增加光能利用维持叶片能量平衡,而它们的热耗散能力并不强,均显著低于其它光强下的值.100%光强下,提高类胡萝卜素含量是飞机草耗散过剩能量的有效策略,而兰花菊三七可能有其它耗散途径.4.5%光强下仅飞机草能够存活,它通过降低LMA、维持很低的日间热耗散和较高的光合系统Ⅱ非环式电子传递效率适应了弱光环境.推测对强光环境较强的适应能力是入侵植物的共性之一,但这种能力强不一定入侵性大.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细