L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)是谷氨酸脱氨基的酮酸产物,作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量,首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件,包括发酵过程中的温度、诱导剂浓度、诱导剂添加时刻、诱导时间等;全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200g/L谷氨酸钠为底物时,产量最终提高了54. 9%,摩尔转化率为39. 6%。其次,通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选,最优突变体E. coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200g/L谷氨酸钠生成α-KG最高产量为100. 9g/L,摩尔转化率为64. 7%,较最初对照菌株提高了66. 3%。结果表明,条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。     

基于非结构蛋白1(NS1)的黄病毒感染诊断研究进展

蚊虫传播的黄病毒造成的传染病是人类健康的重要威胁,有效的早期精确诊断对预防与控制黄病毒感染并及时有效开展病患救治至关重要。然而由于黄病毒在血液中核酸可检测窗口短,核酸检测手段难以发挥优势,必须要通过血清学的诊断与病毒分离予以佐证,而血清学检测也要面对黄病毒之间存在的交叉反应问题。本文介绍了基于黄病毒非结构蛋白1(NS1)建立的检测手段。NS1蛋白在病人血清中含量很高是良好早期诊断靶标,基于NS1蛋白的黄病毒血清学诊断的检测窗口较长、灵敏度高、特异性强,具有独特的优势。尤其是2016年寨卡病毒暴发以来基于NS1的检测技术在灵敏度与特异性上得到快速与多元的发展,为黄病毒的精确检测带开启了新的局面。     

MOFs固定5-羟甲基糠醛氧化酶及其催化活性的研究

固定化酶作为一种绿色高效的生物催化剂,其性能远超游离酶。目前酶的固定化技术适用范围仍然较小,酶的研究范围多停留在模型酶阶段,扩大固定化酶的研究范围具有十分重要的意义。金属有机骨架材料(MOFs)作为酶固定化的载体在近些年得到了广泛的探索,但是具有生物功能的酶-MOFs复合材料的许多特性仍有待挖掘。采用仿生矿化的合成方法将5-羟甲基糠醛氧化酶(HMFO)固定到以沸石咪唑酯(ZIF-8)为代表的MOFs材料中,制备得到一种新的生物催化剂HMFO@ZIF-8,扫描电子显微镜表征其形态区别于经典的菱形十二面体。采用考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度,计算得到酶的固定化效率达到89. 0%。HMFO@ZIF-8催化5-羟甲基糠醛的转化率达到84. 3%,收率和选择性均高于游离酶。拓展了MOFs固定化酶的研究范围,为研究其他生物大分子复合材料的生物催化剂提供一定的借鉴意义。     

建立多重液相基因芯片方法快速检测狐狸、水貂成分

基于xMAP液相芯片新型生物技术平台,分别以狐狸线粒体DNA D-loop区序列、水貂线粒体DNA细胞色素b基因序列为模板设计特异扩增引物和探针,并对探针进行锁核酸修饰,建立了二重xMAP液相基因芯片方法,用于快速检测狐狸和水貂源性成分。该法能准确鉴定鉴别狐狸和水貂DNA,对其他18种动物物种DNA均呈检测阴性,对狐狸、水貂DNA的检测低限分别为2. 8pg/μl、0. 9pg/μl,对肉类混样检出限为0. 05%(m/m)。对目标源性DNA含量为1%(V/V)的32份饲料与食品核酸添加样本均呈对应目标检测阳性。结果表明,该方法特异性强、灵敏度高,适用于食品与饲料领域相关原料和产品的质量与安全检验。     

利用短短芽孢杆菌进行酮还原酶CgKR2的高效表达与纯化

酮还原酶CgKR2能够一步还原前手性羰基化合物生成高附加值的手性醇,有望解决手性醇传统制备方法的步骤烦琐和高成本问题,具有很高的经济效益。研究表明,CgKR2催化底物2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)生成普利类降压药的重要中间体(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]具有良好效果。但CgKR2的生产成本高昂、过程烦琐。利用短短芽孢杆菌胞外分泌表达酮还原酶CgKR2,获得该酶的高效表达,并经简便的一步镍亲和层析纯化,即获得高纯度酮还原酶CgKR2,产率高达每升发酵7. 8mg纯酶。以酶标板法测定其比活力、温度稳定性以及动力学参数等基本酶学性质,结果显示,CgKR2的比活力为(78. 32±7. 62) U/mg、Km为(0. 2±0. 02) mmol/L、Vmax为(117. 64±3. 6)μmol/(min·mg)、Kcat为73s-1,与以往报道的数据一致,并且获得的CgKR2纯酶在30℃下孵育72h依然保持80%的活性,酶活的稳定性远好于以往的制备方法。开发出的一套简便高效的酮还原酶CgKR2表达纯化工艺,降低了生产成本、简化了生产工艺,可推进手性醇生物催化制备的普及,对其他生物催化工程酶的制备方法研究也有借鉴作用。     

一种新型亮氨酸5-羟化酶NmLEH的异源表达、纯化及酶学性质分析 *

羟基化氨基酸是一种新型氨基酸衍生物,可广泛用作化工材料的前体物及医药合成的中间体。将来源于Nostoc minutum的新型L-亮氨酸5-羟化酶 (NmLEH) 通过重组质粒在大肠杆菌中异源表达。结果表明,在BL21(DE3) 宿主细胞中,诱导温度为25℃,IPTG诱导浓度为0.5mmol/L,诱导10h时,蛋白质表达量最高 (0.45mg/ml);通过Ni-亲和层析和凝胶过滤层析两步分离纯化获得了高度纯化的重组NmLEH蛋白;对NmLEH的酶学性质进行了表征,该酶的最适反应温度为25℃,最适pH 为7.5,在pH 7.0~9.0较为稳定,最适底物为亮氨酸和甲硫氨酸;同源序列分析表明NmLEH属于亚铁和α-酮戊二酸依赖性双加氧酶家族[Fe(II)/αKG-Dos],并预测了该酶的保守催化活性位点(H150、D152、H236);通过同源建模得到了该蛋白质的模拟结构,分析了该蛋白质催化活性中心的形成机制。     

PD-L1基因敲除小鼠构建及初步表型验证

目的 程序性死亡配体-1(PD-L1)是免疫调节途径的重要因子,是抗肿瘤免疫疗法中重要的靶标之一。利用CRISPR/Cas9技术成功构建PD-L1基因敲除小鼠模型,并初步分析其表型。方法 构建Cas9和sgRNA载体,并转录获得RNA,通过显微注射方式将RNA注射到C57BL/6小鼠受精卵中,经过鉴定获得F₀代阳性小鼠。F₀代小鼠与野生型C57BL/6小鼠交配获得F₁代杂合子小鼠,再通过F₁代小鼠自交获得F₂代纯合子小鼠品系。随后通过Real-Time PCR和流式实验分别检测PD-L1基因在mRNA和蛋白质水平上的表达情况。结果 Real-Time PCR和流式实验检测结果显示与野生型C57小鼠相比,PD-L1纯合子小鼠的PD-L1 mRNA相对表达水平和细胞上的蛋白质表达均有显著性下降,仅测定到本底的信号,证实已成功构建PD-L1基因敲除小鼠品系,为PD-L1体内基因功能研究提供了新的小鼠模型。     

燕山山脉一种香料型乳菇的香味成分分析

利用固相微萃取技术（SPME）偶联气相色谱-质谱（GC-MS）分析燕山山脉一种香料型乳菇——香亚环乳菇Lactarius subzonarius的挥发性成分。共检出25种挥发性成分,其中氧杂环化合物3种、醛类1种、酯类13种、烯烃类3种、芳香族化合物2种和烷烃类3种。具有葫芦巴感官气味的挥发性组分3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮的相对含量35.76%,该成分是其近缘种Lactarius helvus的主要香味化合物,故推测3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮是其关键香味成分。     

蝉棒束孢菌子实体对大鼠肾小管上皮细胞的影响

对蝉棒束孢菌子实体（0.75g/kg）重复灌胃SD雄性大鼠90d及恢复28d的早期肾损伤生物标记物肾损伤分子-1（KIM-1）和中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（NGAL）进行测定,评估蝉棒束孢菌子实体对肾小管上皮细胞的影响;研究不同剂量蝉棒束孢菌子实体（0.25g/kg、0.5g/kg、1.0g/kg）对肾小管上皮细胞增殖和增生能力的影响。给药30、60、90d及恢复28d时,SD大鼠血清中KIM-1浓度与对照组相比均无显著差异（P>0.05）,给药30d、60d时,SD大鼠血清中NGAL浓度与对照组相比均无显著差异（P>0.05）,给药90d及恢复28d时,SD大鼠血清中NGAL浓度低于对照组（P<0.05）,且给药90d组与对照组相比有显著性差异（P<0.01）;免疫组化检测增殖细胞核抗原法（PCNA）及四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法（MTT）表明：与对照组相比,蝉棒束孢菌子实体能使肾小管上皮细胞增生能力增强,未导致肾小管上皮细胞凋亡。     

孢子丝菌复合体分子分型研究进展

孢子丝菌复合体属于双相真菌,全球分布,可引起人类及动物的慢性深部感染。不同地域的菌株在致病力、传播途径及药物敏感性等方面均存在差异。孢子丝菌病作为一种人兽共患病,其发病率逐年上升,出现多次暴发流行。分子分型不仅是明确感染源和传播途径、预防和控制疾病流行的有力手段,同时有助于了解孢子丝菌基因型与表型的相关性,在研究其致病机制以及临床诊治过程中都具有十分重要的意义。本文对孢子丝菌的分子分型方法的研究进行综述。