黄铁矿对煤生物产气和微生物群落结构的影响

【目的】研究煤中矿物质黄铁矿对生物产气的影响。【方法】本研究以陕西榆林煤作为生物产气底物,以实验室前期驯化的产甲烷微生物作为出发菌群,通过在厌氧体系中添加不同质量的黄铁矿进行煤生物模拟产气试验。利用气相色谱仪、液相色谱仪、酶标仪、傅里叶红外光谱仪和Illumina高通量测序平台研究产气过程中CH₄含量、总挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)浓度、辅酶F₄₂₀含量、产气前后煤中有机官能团和微生物群落结构的变化。【结果】添加适量黄铁矿在产气前期(15–22 d)能促进CH₄生成,而产气后期(29–50 d)会抑制产气,而且添加0.5%黄铁矿的在前中期的产气量比对照组高48.1%,累计产气量达到193.67 μmol/g-coal。生物产气实验组反应液中的VFAs和辅酶F₄₂₀浓度整体均高于对照组,说明添加黄铁矿促进了反应体系中产酸细菌和产甲烷菌的活性。添加黄铁矿后煤中的醇和酚羟基,–NH–和–NH₂更易被微生物利用。黄铁矿添加对细菌和古菌的群落多样性有...     

肠道菌群在肺纤维化疾病中的调节作用

肺纤维化是一种以成纤维细胞增殖及大量细胞外基质及胶原聚集,并伴随炎症损伤为特征的呼吸系统疾病终末期改变。该疾病以肺功能障碍和呼吸衰竭为主要病理基础,发病率逐年上升,目前治疗方法有限。在肠肺之间的功能调控研究中,肠道菌群构成变化引起的机体微生态失调能够通过多种方式影响呼吸系统疾病的进程。本文聚焦于肺纤维化等肺部疾病的肠肺调控研究前沿领域,综述了多种肺纤维化疾病的致病机制、肠道菌群的功能、肠肺双向调节和益生菌群干预治疗等方面的最新进展。此外,本文也提出了该领域目前存在的问题,以期为今后的调控机制探索和治疗药物研发提供有力的理论支持及策略支撑。     

糖苷合成酶——— 一类新型的寡糖高效合成工具

寡糖是哺乳动物细胞表面糖蛋白和糖脂以及微生物来源的生理活性物质的要素之一,其应用于医药的巨大潜能至今还没有得到充分体现,主要原因是合成足够于临床使用的寡糖非常困难.传统的化学法和酶法在大规模合成寡糖方面都有一定局限性.近年来,分子生物学技术大大推动了糖苷酶合成寡糖的研究,将糖苷酶催化中心亲核体氨基酸定点突变为非亲核体氨基酸,导致酶的原有水解活性丧失,只催化糖苷键合成反应,寡糖产量最高可达99%,人工产生了一类新酶——糖苷合成酶(glycosynthases),随后又产生了硫代糖苷酶(thioglycoligases)和硫代糖苷合成酶(thioglycosynthases).糖苷合成酶的高通量筛选可用双质粒系统和酵母三杂交系统进行,其活性的进一步改进可通过亲核体氨基酸位点不同氨基酸取代、其他位点氨基酸突变、反应条件优化等方法进行,其区域选择性的改变或增强可通过改变糖基受体分子达到.糖苷合成酶作为一种新型高效的生物催化剂,对寡糖的工业化合成有着重要意义,它的出现对糖生物学的发展必将起到巨大的推动作用.     

微生物糖苷酶的新型突变酶——硫代糖苷酶的产生及应用

微生物糖苷酶的酸碱功能氨基酸突变酶能催化硫代糖苷的合成,这类酶被称为硫代糖苷酶。目前发展的硫代糖苷酶有β-硫代葡糖苷酶、β-硫代甘露糖苷酶、β-硫代半乳糖苷酶、α-硫代木糖苷酶和α-硫代葡糖苷酶,来源于细菌和古细菌,能合成多种硫代糖苷。最近,硫代糖苷酶被应用于糖蛋白的糖基化修饰,首次人工合成硫代糖蛋白。微生物糖苷酶合成功能的新延伸,对糖生物学、生物技术和制药业的发展将有着重要意义。     

具有转糖基活性的糖苷酶的分子进化

糖苷酶是糖类合成的重要催化剂,但其催化的反应为可逆反应,产物产量不高。近年来,通过糖苷酶催化位点氨基酸突变、其他位点氨基酸突变、随机突变、C端缺失突变和DNA混编（DNA shuffling）等方法对糖苷酶进行分子进化．使得糖苷酶合成糖类的产量大幅度提高,同时也优化了糖苷酶催化糖类合成时的其他性质,如区域选择性和温度耐受性等。     

微生物糖苷酶的新型突变酶——硫代糖苷酶的产生及应用

微生物糖苷酶的酸碱功能氨基酸突变酶能催化硫代糖苷的合成,这类酶被称为硫代糖苷酶。目前发展的硫代糖苷酶有β-硫代葡糖苷酶、β-硫代甘露糖苷酶、β-硫代半乳糖苷酶、α-硫代木糖苷酶和α-硫代葡糖苷酶,来源于细菌和古细菌,能合成多种硫代糖苷。最近,硫代糖苷酶被应用于糖蛋白的糖基化修饰,首次人工合成硫代糖蛋白。微生物糖苷酶合成功能的新延伸,对糖生物学、生物技术和制药业的发展将有着重要意义。     

短双歧杆菌α-D-半乳糖苷酶基因aga1在大肠杆菌中的高效表达

短双歧杆菌（Bifidobacterium breve 203）α_D_半乳糖苷酶基因(aga1)被克隆到大肠杆菌温度诱导表达质粒pBV220中,构建重组质粒pBVaga1,转入大肠杆菌进行温度诱导表达,得到的重组酶Aga1在大肠杆菌DH5α、DH10B和BL21中的比活分别为28.08、19.44和13.85U/mg, 均高于短双歧杆菌α_D_半乳糖苷酶的比活1.76U/mg。重组质粒pBVaga1在E. coli BL21中稳定性较好。重组酶Aga1蛋白亚基分子量约67kD,最适反应温度为45℃,酶在40℃以下稳定,60℃仅剩余约5%的酶活性,70℃时酶全部失活;最适反应pH为4.0～4.4,酶在pH 3.6～6.0范围内稳定;酶对p_硝基苯酚_α_半乳糖苷的Km＝1.43mmol/L,Vmax＝35.71μmol/(L·min),对蜜二糖的Km＝261mmol/L,Vmax＝63.69μmol/(L·min);酶在蜜二糖、棉子糖水解体系中不显示转糖基活性。结果说明Aga1与已经报道的一种短双歧杆菌的α_D_半乳糖苷酶不同,是新发现的一种短双歧杆菌的α_D_半乳糖苷酶。     

运动对时距知觉的影响及其神经机制

在运动过程中,时距知觉的能力非常重要,能帮助个体对时长进行判断及对事件的发生做出预测和准备.近年来,越来越多的研究发现运动本身会直接影响个体的时距知觉.本文分别从运动参数、运动阶段、视觉运动刺激和运动有关的个体因素四个方面梳理了运动对时距知觉产生影响的行为学证据.目前已经有大量研究从不同角度证明,大脑运动系统组成了支持主观时间知觉的神经网络,并且编码和参与了人类的时距知觉.运动作用于时距知觉的理论机制可以基于内部时钟模型的理论框架并进而从感觉运动信息的交互、运动对唤醒状态的改变及具身认知理论三个角度予以解释.未来研究需要关注运动对不同单位级别时距知觉的影响,测评运动状态下时距知觉的研究范式及技术手段等多个方面进行思考和推进,从而更好地揭示运动如何调节时距知觉过程及其作用机制.还应该结合竞技运动项目特点,为减少运动中时距知觉误差和提高运动员时距知觉能力提供帮助与指导.     

药物分子伴侣: 蛋白质折叠运输缺陷的新疗法

大量遗传性疾病的发生是由于基因突变引起蛋白质错误折叠而不能运输到作用位点，从而导致功能缺陷．近年来兴起的药物分子伴侣是恢复蛋白质折叠运输缺陷的新疗法，这类化合物一般为目的蛋白的底物类似物、受体配基或酶抑制剂等化学小分子，具细胞通透性，能在内质网中特异性识别并结合突变蛋白，校正并稳定其正确构象，协助其运输到正确位点，直接恢复突变蛋白功能，可治疗各种南蛋白质折叠运输缺陷导致的内分泌及代谢疾病．目前已报道的由药物分子伴侣恢复功能的突变蛋白主要为质膜蛋白及细胞器蛋白，如ATP结合盒转运蛋白、G-蛋白耦联受体及溶酶体酶等．大量的细胞及动物实验结果显示了药物分子伴侣的临床应用前景广阔，目前已有一例临床实验获得了成功．