隐花色素蛋白光依赖磁感应机制研究进展

隐花色素(Cryptochrome,CRY)蛋白是一种对蓝光敏感的蛋白,在植物中主要调节生长及发育,是果蝇等昆虫光信号的接收者,在哺乳动物中扮演调节生物钟的角色。CRY蛋白作为磁光信号感受器受到广泛关注,其结构中的保守的色氨酸三联体与辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)间自由基电子对是CRY蛋白具有光依赖的磁感应功能的关键因素。该文对CRY蛋白的分类及结构特征、光依赖磁感应机制的研究进展进行了综述,并对目前CRY蛋白研究中存在的问题及未来研究方向进行了展望。     

隐花色素——生物磁感应蛋白

地磁场影响着自然界的生命活动,候鸟、果蝇等就利用地磁场进行导航迁徙．研究表明,鸟类的视网膜中存在一种蛋白名为隐花色素,作为最可能的磁感应分子和光受体. 该蛋白能够在光照条件下,产生自由基对,进行光化学转换．人体内也含有隐花色素蛋白,该蛋白也具有磁感应潜能．本文从地磁感应现象入手,结合最新的研究进展,重点介绍了隐花色素的结构、分类、光反应机制,并且根据光依赖的自由基假说就鸟类感应地磁场这一现象进行了简要阐述,同时对隐花色素研究前景进行了探讨．     

生物多样性与稳定性机制研究进展

随着全球生物多样性的迅速丧失,生物多样性与生态系统稳定性的关系已成为人类面临的重要科学问题。许多研究表明生物多样性与稳定性存在正相互关系,但其内在机制尚不能被很好地理解并且存在争议。对生物多样性与稳定性的研究历史做简短的回顾,然后根据时间稳定性的计算方法将时间稳定性分为平均值、方差之和以及协方差之和3个统计组成部分,在此基础上对现在常见的生物多样性-稳定性机制进行分类和详细介绍。并对现在生物多样性和稳定研究的争论进行总结。建议未来生物多样性稳定性关系的研究应该建立更加综合的理论,增加实验时间,应用整合分析(meta-analysis)对已发表实验结果进行综合分析,此外,应多关注非生物量/多度的属性,控制物种属性而不是仅仅控制物种的数量。     

气体生物传感器的识别机制研究进展

气体生物传感器是基于生物识别、生物转化及气体信号输出的传感器。它通过"酶"构建产气体系,利用气体浓度仪、气压仪、pH计检测气体浓度值、气压值、pH,并通过数值或肉眼观察颜色变化后建立分析浓度、气压、pH、颜色与靶物质间的关系,从而实现对靶物质的快速、准确、灵敏地定性定量检测。介绍了气体生物传感器的性质,总结了气体生物传感器的分类,综述了气体生物传感器的信号识别原理和信号输出方式,并对气体生物传感器的传感材料、搭建方式提出了展望。     

生物被膜主动分散机制研究进展

细菌生物被膜(bacterial biofilm, BBF)为微生物栖息提供了所需要的保护屏障和生长微环境。生物被膜对抗菌药物的耐受性使得它在医学治疗等领域产生了严重的危害。因此如何分散被膜显得意义重大。综述了生物被膜主动分散的几种主要机制,包括降解酶的合成、运动力的恢复、表面活性剂的产生和细胞死亡。     

重组抗菌肽生物作用和机制的研究进展

抗菌肽是一类具有生物活性的小分子多肽,具有多种杀菌和抗肿瘤的活性,本文将从抗菌肽的结构、理化性质、生物活性、作用机制等方面简要概述抗菌肽的研究现状,为抗菌肽的后续开发提供一些参考。     

氯代脂肪烃生物与非生物共促降解机制研究进展

氯代脂肪烃(Chlorinated aliphatic hydrocarbons,CAHs)具有高毒性、高富集性、高环境残留的特点和致癌、致畸、致突变效应,对人体健康和生态环境造成了严重危害。CAHs降解是生物和非生物过程共同作用的结果,存在多种交互作用,明晰CAHs的生物与非生物共促降解机制对于强化CAHs污染场地修复具有重要意义。文中首先对CAHs降解方式进行了分类介绍,按照还原脱氯、好氧共代谢和直接氧化三种方式总结了影响CAHs降解的典型生物与非生物降解因子。从共促降解的角度出发,系统分析并提出了诱导降解机制和协同降解机制,并对基于共促机制强化CAHs降解的工程应用与存在的技术局限进行了综述和分析,最后对未来的发展方向进行了展望。     

葡萄球菌生物被膜的基因调控机制研究进展

摘要:细菌的耐药性问题是目前医学临床面临的严峻问题,其中细菌生物被膜的形成是引起细菌持续性感染的主要致病机制之一。细菌生物被膜的形成过程十分复杂,受多种因子和多基因的共同调控,且不同的因子和基因在生物被膜形成的不同阶段所起的作用不同。本文重点对引起院内感染的主要致病菌葡萄球菌的生物被膜形成的基因调控机制,以及药物抑制葡萄球菌生物被膜的研究现状进行综述,旨在为解决医学临床中存在的细菌感染,研制抗生物被膜药物和疫苗等提供参考。     

生物时钟与脂肪组织代谢整合机制研究进展

生物时钟广泛存在于各种生物体中,并调控机体的生理稳态。近年来的研究已部分阐明,中枢和外周时钟内在的反馈机制在能量代谢稳态中起重要作用。随着一天中能量需求的波动,哺乳动物脂肪组织的生理机能也表现出相应的昼夜变化。现对与脂肪组织生物时钟偶联的重要元件及其关联调控机制,尤其是基于小鼠模型得到的启发性研究成果进行综述。这些研究成果不仅阐明了生物时钟和脂肪组织能量代谢之间的内在联系,也从时间生物学的视角为治疗肥胖等代谢性疾病提供了潜在的药物靶点。     

细菌生物被膜对抗生素耐药机制的研究进展

细菌生物被膜引发的感染已成为医院感染的主要原因之一,具有耐药性和难治性的特点,引起了基础和临床研究的极大关注。但是细菌生物被膜对抗生素的耐药机制目前还不十分明确,对近年来生物被膜怎样和为什么会对抗生素如此耐药形成了几种可能机制进行综述。     

生物原料高效转化机制以及调控规律研究进展

非粮原料预处理过程易产生对发酵微生物有毒害作用的副产物,其对微生物生长以及目标产物的生产均产生显著抑制作用。从"生物原料高效转化过程中微生物对抑制物‘应激’机制"、"生物质高效转化过程调控体系构建"以及"多菌群混合培养过程细胞群体协同效应及调控机制"三个方面出发,揭示微生物对生物原料高效转化机制以及调控规律,为理性调控以及构建生物原料高效转化体系提供依据。     

淡水入侵生物沼蛤的污损机制与防污措施研究进展

沼蛤是一种典型的淡水入侵贝类,能够利用其分泌的足丝牢固黏附在多种水下基质表面,引起严重的生物污损问题。沼蛤污损不但影响水生态系统健康,也给水利工程、交通运输、水产养殖等行业带来经济损失,已成为全球水生态系统安全和国民经济重要行业的潜在威胁,相关防污工作亟待开展。欲从根本上解决沼蛤污损问题,一方面需要加强对其基础生物学特性和污损机制的深入解析,另一方面也需要在此基础上研发更加经济、高效、环境友好的防污措施。本文综述了近年来国内外关于沼蛤污损生物学特性、污损机制和防污措施方面的研究进展,尤其是对沼蛤生物污损发生的主要机制如足探测识别、足丝黏附和环境影响等方面进行了总结,也从物理、化学、生物和防污材料等角度阐述了现有的沼蛤污损控制措施并对未来发展方向进行了展望,以期更加深入地理解沼蛤生物污损现象,为揭示其作用机制、制定科学有效的防污措施、维护水生态系统安全提供数据支撑,综述内容对于水下仿生材料研发也具有重要的参考价值。     

趋磁细菌蛋白参与磁铁矿生物矿化机制的研究进展

生物矿化是生命体系中的一种重要而又特殊的生理过程。生命体中存在着各种各样的生物矿化产物,从生物体骨骼与牙齿到纳米级的金属氧化物都是生物矿化的产物。生物矿化与普通矿化的最大不同就是其反应过程中有生物分子、生物代谢、细胞以及有机基质的参与。多种生物因素参与的矿化反应,不仅反应条件温和,而且反应产物具有更好的材料性能和生物兼容性,最为典型的是趋磁细菌可以通过生物矿化过程形成尺寸均一、单磁筹的生物膜包裹着的磁性纳米晶体——磁小体。本文主要介绍了趋磁细菌重要磁小体膜蛋白以及铁载体蛋白(铁蛋白)在磁铁矿生物矿化过程中的作用和功能,综述了该领域的最新研究概况。通过对趋磁细菌发生生物矿化过程的深入探讨可进一步揭示生物大分子调控无机矿物生长的分子机制,为仿生合成新型生物材料提供重要的理论依据。     

生物炭对农田土壤氨挥发的影响机制研究进展

降低土壤氨挥发量是农田生态系统中减少土壤氮素损失、提高氮肥利用率的关键途径之一。生物炭具有独特的理化性质,施入土壤后可改变土壤理化性状,影响土壤氮素循环,并对农田土壤中氨挥发产生重要的影响。本文首先介绍了稻田和旱田两种土地利用方式下农田氨挥发过程及其影响因素(气候条件、土壤环境、施肥管理等);其次,重点综述了生物炭对农田生态系统氨挥发影响的研究进展,并从物理吸附机制、气液平衡机制、生物化学过程调节机制等方面探讨了生物炭介入下农田土壤氨挥发的响应机制,认为土壤氨挥发减排的响应主要是基于生物炭表面含氧官能团对土壤NH₄⁺和NH₃的吸附作用及促进土壤硝化作用;而生物炭增加土壤氨挥发排放主要与生物炭提高土壤pH值和透气性、增强土壤有机氮矿化微生物活性有关。最后,对生物炭减少土壤氨挥发、提高氮肥利用率的研究方向进行了展望。     

细菌生物被膜分散及分子调控机制研究进展

生物被膜分散(Biofilm Dispersal)是生物被膜发展后期细菌响应营养物、低浓度的一氧化氮、D-氨基酸、自诱导肽(Autoinducing Peptide,AIP)、酰基高丝氨酸内酯(Acyl Homoserine Lactones,AHL)、腺苷三磷酸(Adenosine Triphosphate,ATP)等信号变化而做出的一种程序性反应,有利于细菌从恶劣的生物被膜内部环境中脱离出来寻找新的定殖位点。此外,由生物被膜引起的细菌短暂的抗生素耐受性在分散过程中会恢复正常水平,这有助于治疗由致病菌引起的难治愈的生物被膜相关疾病。目前生物被膜分散的相关研究正处于起步阶段,本文希望通过综述生物被膜分散现象、信号分子及调控机制,可以更好地了解细菌生物被膜分散对于防控病原微生物和应用有益微生物的重要意义。     

生物炭的稳定性及其对矿物改性的响应机制研究进展

生物炭具有高度的碳素稳定性,是一种能有效缓解温室效应的固碳材料.研发碳素持留率高和稳定性强的生物炭对固碳减排具有重要意义.矿物改性处理能对生物炭的稳定性起调控作用,但目前相关研究并未得到足够重视,相应调控机理尚不十分清楚.本研究首先对生物炭稳定性的评价指标进行了归纳,主要包括H/C原子比、O/C原子比、稳定性系数R₅₀、挥发性物质含量、碳素热失重率、碳素(化学)氧化损失率、微生物矿化量等.其次,在分析生物炭稳定性影响因素(如原料类型、炭化条件、外界环境等)的基础上,综述了矿物改性对生物炭稳定性影响的研究进展,并探讨了稳定性增强和减弱的响应机制,认为生物炭稳定性的增强响应主要是基于矿物本身的物理阻隔作用,以及矿物与生物炭之间通过交互作用形成的有机矿物复合体对生物炭起到的保护作用,在一定程度上抑制生物炭的降解;而生物炭稳定性的减弱响应则主要与特殊矿物组分有关,例如含铁矿物组分在高温下促进生物炭的降解.最后对未来的研究方向进行了展望,以期进一步推动生物炭固碳减排技术的发展,并为获得稳定性更强的生物炭提供技术支撑和理论依据.     

生物硒的研究进展

自30年代以来,硒的生物特性得到广泛研究。硒的营养性和毒性与其浓度相关。生物硒在机体内的作用已进行的研究有：硒在体内干衡,硒与辅酶Q和维生素E之间的关系,硒酶的结构及其催化功能,硒激活免疫响应和拮抗有毒元素的作用,以及硒对细胞的影响等。本文对此作了综述。并重点综述了硒与癌症、心血管疾病、大骨节病等的研究进展。     

生物柴油的研究进展

摘要：生物柴油重要的新型可再生能源。本文阐述了生物柴油的主要特性及开发意义,对生物柴油的原料利用进行了分析,介绍了国内外生物柴油的研究进展,并展望了生物柴油的发展前景。     

生物脱硫的研究进展

化石燃料是当今世界的主要能源之一 ,随着开采深度的增加 ,含硫量呈增长趋势。如我国某矿区煤层含硫量由 0 3%增至 3 4% [1] ;而目前世界原油平均硫含量已超过 1 0 % ,预计 1 0年后将升至 1 3%以上。如何从高硫燃料生产优质清洁低硫产品是新世纪面临的重要课题。传统的脱硫方法技术复杂 ,成本高 ,副产品难以处理。生物脱硫技术操作温度和压力低 ,投资较少 ,无废料排出 ,具有广阔的前景。1　化石燃料中的硫化石燃料中的硫以有机硫和无机硫两种形式存在。原油中含硫化合物主要是硫醚和噻吩 ,尽管各种原油的总硫含量不大相同 ,但不同原油之…