用线性梯度平板准确测定药物敏感性和分离抗药性菌株

菌群在药物的最低抑菌浓度附近的动力学过程是抗生素药理学研究的核心问题.建立一种能确定精确的MIC且又能准确分离抗药性菌株的方法,是目前临床对药敏实验新的要求.根据Fick扩散定律制备了线性梯度平板：将15mL含适当浓度恩诺沙星的琼脂培养基在9cm培养皿中倾斜凝固,刚好覆盖整个平板底面,然后水平放置,再在其上层加入同样体积的无药琼脂培养基,凝固12h后,药物浓度达到扩散平衡而呈均匀连续线性梯度.通过实测验证药物浓度在平板表面呈线性梯度分布.将待检E.coli菌群均匀涂布在梯度平板上,培养12h后,随恩诺沙星浓度提高依次形成连续密集小菌落区和离散大菌落区,根据两区域的分界线可以确定菌群自然形成的真实的MIC,与常规药敏实验方法测定结果一致.大菌落重新涂布高梯度平板,分界线显著上升,并检测出抗药性基因突变,表明该方法很容易筛选出菌群中的抗药性菌株.梯度平板可以方便地呈现整个菌群在MIC附近的动力学过程和遗传生理变化,并预警该抗生素使用后可能出现的抗药性,从而指导临床抗菌药物的选择和使用.     

检测大肠杆菌群体生长动力学过程4种方法的比较

用浊度测定、菌落形成数计数（CFU）、流式细胞计数（FCT）,以及MTT还原测脱氢酶活力4种检测方法,测定了E．coliCVCC249群体的生长量,并通过Logistic模型、Sigmoid模型,以及正态分布方程拟合由上述生物量所表征的群体生长动力学过程曲线．结果表明,对浊度和流式检测数据,Logistic和Sigmoid方程可给出较好的拟合度,而对CFU法和脱氢酶活力检测法,仅有正态分布方程能呈现更好的拟合．通过应用有限时域向前差分的方法,消除不能增殖的休止细胞对浊度生长过程曲线的影响,以模拟菌群增殖的过程曲线．在此基础上,求得菌群生长的即时速度（advancingvelocity,Vad。）和即时速度的瞬变率,以此为据将E．coliCVCC249生长过程划分为线性增长期、指数增长期、指数减速期、线性减速期,以及衰亡期5个阶段．此外,对新的划分生长阶段的方法与经典方法的不同,以及R。（拟合决定系数）能否作为确定模型是否拟合的唯一判据,进行了讨论．     

大肠杆菌群体的生理异质性对药敏实验的影响

E. coli CVCC249分批培养的过程根据菌群瞬时生长速率的变化分为加速生长期、恒速生长期、减速生长期和衰亡期4个阶段. 各阶段分别取样, 测定抗生素浓度-杀菌曲线(concentration- killing curve, CKC), 结果表明菌群的生理异质性导致菌群个体间的药物敏感性不同, 总体呈现正态分布. 检测表明各阶段中菌群的核酸、蛋白质含量和脱氢酶活力都有明显差别, 这种生理异质性导致各阶段菌群对药物敏感性的差异. 以加速生长期菌群的CKC曲线为参照, 对于庆大霉 素, 恒速生长期和衰亡期菌群敏感性增强; 对于恩诺沙星恒速生长期反而减弱, 其他阶段差别不大. 这是常规药敏实验方法难以显示的, 表明对不同生理状态菌群的药敏实验测定结果可深入反映出药物的杀菌机理. 这有助于常规药敏实验方法的改进, 并可为抗菌药物的合理使用提供理论支持.     

分批培养条件下细菌群体生长阶段的区分及生长参数的确定

用样条插值法光滑实测数据后, 再用数值微分法对分批培养条件下细菌群体生长过程进行分析, 由此提出了区分群体生长阶段的新方法: 依据瞬时生长速度和瞬时生长加速度规律性的变化, 把细菌群体生长过程区分为加速生长期、恒速生长期、减速生长期和衰亡期四个阶段. 进一步应用Gaussian函数方程进行拟合, 得到新的生长参数. 测定了群体生长过程中DNA含量, 对其倍性变化的特点进行了讨论. 将新的表征群体生长的建模方法(Spline-Numerical-Gaussian, SNG)与依据Logistic方程划分生长阶段的传统方法作了比较, 并对SNG方法的生物学内涵作了进一步讨论.     

密粘褶菌胞外低分子量多肽在纤维素降解中作用的研究

从褐腐真菌中能强烈降解纤维素的代表菌株密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)的胞外酶液中首次分离纯化得到一低分子量的活性多肽组分(称作Gt因子),此组分能在有O.2和Fe³⁺存在时产生羟基自由基HO·;对纤维素降解的研究表明,Gt因子不同于纤维素酶对纤维素的β1.4糖苷键的水解作用,而以HO·氧化的途径作用于纤维素,导致纤维素中氢键的断裂,降低纤维素的结晶度,使其暴露出更多的末端,从而有利于纤维素的进一步降解。     

层孔菌产漆酶的摇瓶最适培养条件研究

筛选到一株高产漆酶的层孔菌W－1,对其兴体产漆酶的培养条件进行了优化,确定了最适的碳源、氮源,并用正交试验确定了培养基中碳源和氮源的浓度。在最优化的培养条件下,培养7d后,W－1产生的漆酶活力可以达到7．1U／mL。采用补料的方法,可以得到大量的漆酶粗酶液。     

褐腐真菌产生的羟基自由基HO˙对纤维素作用的研究

由褐腐真菌的典型菌株——密粘褶菌Gloeophyllum trabeum的胞外培养液中分离纯化得到一能还原Fe3 ,产生羟基自由基HO˙的多肽组分(称作Gt因子)。 采用HO˙特异性的抑制剂硫脲,对Gt因子产生的HO˙在纤维素降解中的作用进行了对照研究,结果表明Gt因子及其产生的HO˙在纤维素降解中起着重要的作用,为褐腐菌HO˙氧化降解纤维素机制假说的确立提供了一些依据。     

棘孢曲霉SM-L22 β-葡萄糖苷酶的纯化与性质*

通过分子筛层析和离子交换层析等手段,分离纯化了棘孢曲霉SM-L22纤维素酶系中的β-葡萄糖苷酶组分。通过SDS-PAGE和IEF电泳测得其分子量为57.9 kDa,等电点为pH 4.5。该酶组分的最适温度60℃,最适pH 5.5,在40℃以下以及pH 3.0~10.0范围内稳定。Fe2+和Mn2+ 对酶有激活作用,而 EDTA对酶有较明显的抑制作用。底物专一性实验表明,该酶可作用于纤维二糖、水杨素和乳糖。作用于纤维二糖和水杨素的Km值分别为17.13 10-3 mol/L 和11.93 10-3 mol/L,Vmax分别为3.456 10-4 mol/L/min和7.139 10-4 mol/L/min,Kcat分别为3.75 S-1和7.73 S-1。     

筛选在非生长条件下突变体酶的新方法

利用双层平板筛选由定向进化方法产生的瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅲ（EGⅢ）突变体库,根据水解圈在平权上形成的速度判断酶活高低。采用这种方法在不同的筛选条件下分别筛选得到了几株在低温或碱性条件下高活性的EGⅢ突变体。比色法测定的酶活性与平板筛选结果一致。该方法的建议将使通过定向进货方法改造现有蛋白质,获得具有新的优良性状的工业用酶的途径得到更加广泛的应用。     

细菌群体异质性对生长动态过程的影响及其表征

在经典的表征群体生长的Logistic方程中, 假定群体中每个个体都是同质的. 解方程时的初值仅限定为N(t₀) = N₀, 因此, 对N₀相同而生理状态不同的接种物的生长动态不能区分. 事实上, 在菌群生长的任一时刻, 只有一定比例的细胞在进行分裂(设为θ), 这样, 不仅由N, 而且实际上由N和θ 共同决定. 因此, 解方程的初值条件还应加入θ (t₀) = θ₀, 而这又被在构建生长方程时所忽略, 但这一附加条件使Logistic方程的求解甚为复杂. 基于细菌生长过程的瞬时生长速率V_inst的时间过程曲线都呈Gauss分布形状这一特点, 在用瞬时生长速率成功地表征限制性条件下区分群体生长阶段的基础上, 进一步用Gauss分布近似函数表达式以求得异质性群体的生长参数, 这些参数可真实地表征不同生理状态细菌群体的生长动态, 为微生物学基础研究和在生物工程等方面的应用提供了一个新方法. 在此基础上提出了一个估算细菌群体生长延迟期和群体倍增时间的新方法.