体外多酶分子机器的现状和最新进展

体外多酶分子机器遵循所设计的多酶催化路径,将若干种纯化或部分纯化的酶元件进行合理的优化与适配,高效地在体外将特定的底物转化为目标化合物。体外多酶分子机器反应系统呈现元件化和模块化的特点,在设计、组装和调控方面具有较高的自由度。近年来,体外多酶分子机器在实现反应过程的精准调控和提高产品得率方面的优势逐渐体现,展示了其在生物制造领域重要的应用潜力。对体外多酶分子机器的相关研究已成为合成生物学的一个重要分支领域,日益受到广泛的关注。文中系统地综述了基于酶元件/模块的体外多酶分子机器的构建策略,以及改善该分子机器中酶元件/模块之间适配性的研究进展,并分析了该生物制造平台的发展前景与挑战。     

人类组织特异性DNA聚合酶POLλ2基因的克隆、表达纯化和鉴定

发现并克隆了一个肝脏特异的人类DNA聚合酶基因, 是POLλ的一个剪接体, 命名为POLλ2. 该剪接本的cDNA长2206 bp, 包含一个1452 bp的开放阅读框, 编码482个氨基酸, 位于人10号染色体长臂24区, 长约7.9 kb, 包含8个外显子和7个内含子. 生物信息学分析表明, POLλ2蛋白和DNA聚合酶X家族成员高度同源, 并含有这个家族特有结构域POLx, 因此是一个DNA聚合酶X家族的新成员. 该剪接本的核苷酸序列和相应蛋白质氨基酸序列已提交至GenBank, 登录号为AY302442. 亚细胞定位实验证实, POLl2蛋白定位于细胞核; 人16种组织表达谱实验表明, POLl2在肝组织和睾丸组织中特异性高表达, 在卵巢组织中低表达, 而在其他组织中没有检测到表达. 癌和癌旁表达实验表明, 与正常肝组织和癌旁组织相比, 在15个肝癌组织的样本中有80%样本的POLλ上调表达, 导致POLλ2 和POLλ的mRNA分子的比例异常, 可能和肝癌的病理过程有关. 通过筛选菌株, E.coli BL21(DE3)CONDON Plus可以高效地表达可溶性POLλ2蛋白; 通过Ni-NTA resin 和Superdex-75纯化了POLλ2重组蛋白. 经过同位素α-32P-dCTP掺入实验, 证实了POLλ2具有DNA聚合酶活性.     

电-氢-糖循环的新能源体系研究进展

发展绿色低碳的可再生能源体系已经成为重要的国际共识和方向,也是我国践行“双碳”目标、保障能源安全、走社会可持续发展的必要路径。本文聚焦电-氢-糖(electricity-hydrogen-carbohydrate, EHC)循环的新能源理论体系,重点综述了中国科学院天津工业生物技术研究所10余年来在基于体外多酶催化系统(in vitro synthetic enzymatic biosystem, ivSEB)的糖与水反应制氢、糖完全氧化产电,以及氢或电能固定CO₂到糖的生物转化方面所做的工作,阐述体外多酶催化系统的设计原则、分子基础,并从电-氢-糖循环进一步延伸出以糖(淀粉)为核心的体外合成生物制造,结合最新相关研究进展,分析讨论体外多酶催化体系的特色和优缺点,并展望未来发展方向,促进经济和社会的绿色低碳可持续发展。