无载体固定化细胞的研究进展

以无载体因三化酵母细胞酒精连续发酵的成功工业化应用为实例,并与通常的载休固定化细胞技术比较,无载体固定化细胞技术的优缺点,系统提出了无载体固定化细胞技术的概念,进而对载体固定化细胞技术在其它微生物发酵和动植物细胞培养过程的应用前景进行了展望。     

自组装无载体纳米药物的研究进展

近年来，自组装无载体纳米药物由于具有高载药量、低毒副作用、合成方法简便等特点，在生物医药领域受到广泛关注，尤其在抗肿瘤和抗菌等方面具有广阔的应用前景和发展潜力。本文简述了无载体纳米药物自组装作用力，详细综述了目前自组装无载体纳米药物的制备方法，着重阐述了其在抗肿瘤、抗菌、抗炎和抗氧化等生物医学领域的应用及研究进展，最后讨论了无载体纳米药物面临的挑战和未来的发展方向，以期为合理设计更有效的自组装无载体纳米药物及其在临床应用提供理论依据。     

无载体固定化黄花蒿细胞生产青蒿素

疟疾是一种严重危害人类健康的流行病,主要由疟原虫经蚊虫叮咬引起。目前,在临床上疟原虫对治疗疟疾的药物(如氯奎等)有较强的耐药性,并表现出明显的交叉耐药性。来自黄花蒿的青蒿素具有极其明显的抗疟活性,成为临床首选的药物,因此青蒿素的获取成为关键。本研究采用无载体固定化法培养黄花蒿生产青蒿素,初步研究了无载体固定化细胞的生长特性。检测发现,利用该方法生产的青蒿素是常规细胞培养法的9倍,因此该方法有望成为青蒿素生产的首选方法。     

无载体固定化培养模式下HEK293细胞的生长和代谢特征

利用HEK293细胞在悬浮培养体系中下具有聚集成团的体外培养特性,在250ml的spinner flask搅拌式细胞培养瓶中以悬浮细胞团的形式实施HEK293细胞的无载体固定化培养,以细胞密度、细胞活力、细胞团粒径分布和葡萄糖比消耗率 (qglc)、乳酸比产率 (qlac)、乳酸转化率 (Ylac/glc)、氨基酸消耗为观察指标,同时设置静止培养体系作为参照,考察无载体固定化培养模式下的HEK293细胞生长和代谢特征。观察结果表明,HEK293细胞在搅拌式细胞培养瓶中无载体固定化培养和在组织培养瓶中静止贴壁培养表现为基本相同的细胞生长和代谢特征,平均粒径小于300μm的细胞团中的物质传递能够满足HEK293细胞维持正常生长和代谢的基本需要。HEK293细胞的无载体固定化培养便于实施灌注操作、提高生物反应器单位体积的生产效率。     

细胞固定化技术及其进展

应用固定化细胞作为生物催化剂,代表了现代微生物技术中一种新的、迅速发展的趋势。本文就细胞固定化常用的载体、制备方法、影响因素以及细胞固定化技术的新进展,作一概要介绍。     

酒精酵母固定化后强化技术的研究

固定化酵母生产酒精是近年来迅速发展起来的一项新技术,与传统的游离酵母生产酒精的技术相比,具有很多优点。然而,目前固定化酵母在酒精生产中的应用仍处于实验室阶段,其主要原因是固定微生物细胞的载体机械强度不够;另一原因是载体价格昴贵,不适合大规模工业化生产。包埋法是固定化细胞应用最广泛的一种方法,常用的载体有琼脂、海藻酸盐、K-角叉菜等。琼脂凝胶的优点是生活细胞在凝胶基质中生长得快,但在葡萄糖的酒精发酵期     

固定化细胞技术及其应用研究进展

细胞固定技术是将具有特定生理功能的生物细胞用一定的方法进行固定,并以其作为生物催化剂加以利用的一门技术。相对于游离的单细胞,固定化细胞可简化生产工艺,降低生产成本。本文回顾了细胞固定技术在制备方法和载体材料等方面的研究进展,并总结了近几年来固定化细胞技术在新能源开发、食品加工及环境污染物处理中的应用,对其发展前景进行展望。     

固定化米根霉生产L－乳酸的研究

开发了利用聚氨酯泡沫为载体固定化米根霉生产Ｌ－乳酸的新工艺。确定了固定化细胞发酵条件：葡萄糖浓度为５０ｇ／ｌ,载体立方体边长为４～８ｍｍ,载体量为２０ｃｍ３／７０ｍｌ培养基,固定化细胞制备培养时间为２４ｈ．利用固定化细胞发酵产酸速率是游离菌的３倍以上,对糖转化率达７７．７０％,与理论转化率相近。该固定化细胞应用在反复间歇发酵中可稳定１０批次以上。     

包埋法固定微生物细胞技术的新进展

自六十年代固定化酶技术问世以来,固定化细胞技术随之迅速发展。到了七十年代,作为酶源的微生物菌体本身的固定化又引起人们极大兴趣,其研究和应用已涉及食品、化工、医药、环境保护等领域。目前,工业化生产上采用的固定化方法主要有两大类:吸附法和包埋法。微生物菌体的固定化一般采用包埋法。其优点是:(1)微生物菌体包埋在聚合物中不易漏出;(2)操作条件温和、对外界环境的缓冲作用大;(3)可防止微生物菌体的机械损伤,易于再生,产物分离提取容易。 载体的性能影响固定化细胞的机械强度、细胞活性、工作稳定性,因此,载体的选择及其制备方法一直     

酵母细胞固定化实验拓展

就人教版高中生物学新课程标准选修——“酵母细胞的固定化”实验．从选择合适的包埋载体、凝胶形状,以及检测包埋效果如传质性能、蔗糖酶活性、连续发酵能力等方面进行拓展,为更好地理解细胞固定化技术在实际生产中的应用提供借鉴。     

人工神经网络在米曲霉菌体固定化研究中的应用

在液体培养基中,将米曲霉3042菌体培养成直径为1～2mm、菌壁上含较高氨基酰化酶浓度的菌丝球,以甲醛为交联剂,明胶为酶活性保护剂对米曲霉菌丝球进行固定化研究。在正交实验L₁₆(4⁵)的基础上,选用结构为410-15-1的BP(Back propagation)人工神经网络,对固定化工艺条件进行优化和预测,得到了优化的固定化条件。实验测定在此条件下制备的固定化米曲霉菌体比酶活为1500u,比酶活保留率达到83%,说明人工神经网络可以用于米曲霉菌体固定化工艺条件的优化。     

Peptide immobilized on gold particles enhances cell growth

A multivalent ligand of thrombopoietin (TPO) was prepared by immobilization of mimetic peptides on gold particles. An effective peptide ligand containing cysteine was designed to enhance the growth of TPO-sensitive cells. The peptide was then immobilized on gold particles by self assembly. The multivalent ligand enhanced the growth of TPO-dependent cells and its activity was more than that of the monovalent ligand.     

河道生态系统特征及其自净化能力研究现状与发展

河道生态系统包括河道水体和河岸带两大部分,具有净化水体、降低污染物浓度的功能.研究河道生态系统的自净化能力对河道生态系统的健康评价及水环境管理具有重要的意义.目前该领域的研究主要侧重于两个方面:一方面是运用水质模型的方法模拟评价河道水体的自净化能力,另一方面则是研究河岸植被缓冲带对净化水体的作用.系统总结了目前研究的特点与不足,指出了今后应该重视的研究领域,主要包括:(1)应加强研究陆地生态系统空间异质性对河道自净化能力的影响研究;(2)需要系统解剖河道剖面形态结构与空间布局对河道水质自净化能力的影响;(3)重视面向外部复杂环境的参数获取方法的研究;(4)综合河岸生态系统与河道水体生态系统,系统研究非点源污染在陆-水迁移和水体运移中河道生态系统自净化能力的时空变化特征,从而为开展河道生态系统健康评价,河道生态系统管理提供科学的依据.     

Directed self‐immobilization of alkaline phosphatase on micro‐patterned substrates via genetically fused metal‐binding peptide

Current biotechnological applications such as biosensors, protein arrays, and microchips require oriented immobilization of enzymes. The characteristics of recognition, self‐assembly and ease of genetic manipulation make inorganic binding peptides an ideal molecular tool for site‐specific enzyme immobilization. Herein, we demonstrate the utilization of gold binding peptide (GBP1) as a molecular linker genetically fused to alkaline phosphatase (AP) and immobilized on gold substrate. Multiple tandem repeats (n = 5, 6, 7, 9) of gold binding peptide were fused to N‐terminus of AP (nGBP1‐AP) and the enzymes were expressed in E. coli cells. The binding and enzymatic activities of the bi‐functional fusion constructs were analyzed using quartz crystal microbalance spectroscopy and biochemical assays. Among the multiple‐repeat constructs, 5GBP1‐AP displayed the best bi‐functional activity and, therefore, was chosen for self‐immobilization studies. Adsorption and assembly properties of the fusion enzyme, 5GBP1‐AP, were studied via surface plasmon resonance spectroscopy and atomic force microscopy. We demonstrated self‐immobilization of the bi‐functional enzyme on micro‐patterned substrates where genetically linked 5GBP1‐AP displayed higher enzymatic activity per area compared to that of AP. Our results demonstrate the promising use of inorganic binding peptides as site‐specific molecular linkers for oriented enzyme immobilization with retained activity. Directed assembly of proteins on solids using genetically fused specific inorganic‐binding peptides has a potential utility in a wide range of biosensing and bioconversion processes. Biotechnol. Bioeng. 2009;103: 696–705. © 2009 Wiley Periodicals, Inc.     

含环碳酸酯基固定化酶载体的合成及其性能研究

 环碳酸酯基具有于温和条件下与氨基反应形成羟基与氨基甲酸酯的特征 .通过反相悬浮聚合 ,以乙烯撑碳酸酯为反应性单体 ,亲水性N ,N′ 亚甲基双丙烯酰胺为交联剂 ,分别选用N 乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸 β 羟乙酯两种亲水性共单体为合成酶载体的成分 ,首次以二甲基甲酰胺和线型高分子聚乙二醇 40 0为复合致孔剂合成了两种性能优越的 ,可快速且可保持酶活力的固载胰蛋白酶的大孔型交联高分子酶载体 .其以σ共价键形成的固定化酶和以纯物理吸附形式吸附的酶同时存在于树脂骨架之中 ,根据相似相容原理 ,固载于载体上的酶分子容易吸附溶液中酶分子使其以物理吸附的形式存在 ,后者在经过 6次使用后近乎定量脱落 ,最终保持 85%活力不变者当为σ共价键结合酶 .纯σ共价键结合于高分子骨架的酶不易脱落 ,利用这一特性可使固定化酶的催化过程简化 ,可避免繁杂而冗长的分离脱落酶的过程 .可望将这种高分子酶载体用于临床医学中属于多肽类的分子量为 2 0 0 0左右的中级分子量毒素的无泄露排除 .     

RARβ在胃癌细胞生长调节中的作用

为探讨 RARβ受体介导全反式视黄酸 ( ATRA)抑制胃癌细胞生长的作用机理 ,用 Northern印迹测定 RARβ m RNA表达水平 ,脂质体介导的转染方法将含有 RARβ基因的表达载体转染MKN- 45细胞并稳定表达 ,MTT和软琼脂集落形成等实验测定细胞生长速率和生长状态 ,氯霉素乙酰转移酶活性 ( CAT)测定视黄酸应答元件βRARE的转录活性以及 AP- 1 ( activator protein- 1 )活性 .RARβ在 ATRA敏感细胞株 MGC80 - 3、BGC- 82 3和 SGC- 790 1中表达 ,而在 ATRA抗性细胞株 MKN- 45中不表达 .当 RARβ基因转染 MKN- 45细胞时 ,细胞变为 ATRA敏感 ,由此导致ATRA抑制 MKN- 45细胞生长和软琼脂集落形成 .ATRA可以加强诱导 MGC80 - 3、BGC- 82 3和SGC- 790 1细胞βRARE的转录活性 ,但对 MKN- 45细胞影响不大 ,不能抑制细胞 AP- 1活性 .当RARβ基因转染 MKN- 45细胞后 ,ATRA则能够诱导细胞 βRARE的转录活性 ,并抑制细胞的 AP-1活性 .RARβ表达与 ATRA抑制胃癌细胞生长密切相关 .ATRA诱导 βRARE转录活性和抑制AP- 1活性可能是其调控胃癌细胞生长的机制之一 .     

枯草杆菌TrpRS的固定化及亲和RNA筛选

为研究 t RNATrp与色氨酰 - t RNA合成酶 ( Trp RS)的相互识别及其结构与功能的关系 ,纯化了枯草杆菌 Trp RS,并用溴化氰活化的 Sepharose4B将 Trp RS固定化 ,固定化 Trp RS的蛋白回收率为 95.5% ,活力回收率为 31 .3% .研究了固定化 Trp RS的酶学性质 ,其热稳定性和贮存稳定性方面均比液相 Trp RS有了较大的提高 ,最适温度、最适 p H均有一定程度的增大 ,工作稳定性良好 .以固定化 Trp RS为亲和层析介质 ,对含有 2 0个核苷酸随机序列 ,长度为 56个核苷酸的单链RNA随机库进行了三轮筛选 .实验结果表明 ,固定化 Trp RS可以作为 SELEX亲和层析介质 ,进行模拟 t RNATrp分子的 RNA随机库的 SELEX筛选 .     

PD098059对IL-6诱导的M1细胞生长停止与终末分化的影响

 为探讨 IL- 6在 M1细胞中激活 Ras/MAPK通路的意义 ,以 MEK激酶的特异性抑制剂PD0 980 59阻断 Ras/MAPK通路的组成型激活及诱导激活 ,观测 PD0 980 59对 IL - 6诱导的 M1细胞生长停止及终末分化的影响 .发现 PD0 980 59可抑制 M1细胞的生长 ,并加强 IL- 6对 M1细胞的生长抑制效应 .PD0 980 59不影响 IL - 6诱导的 M1细胞形态改变及 CD1 1 b表达 ,但可显著降低 IL-6诱导的 M1细胞获得吞噬功能 .说明 Ras/MAPK途径的组成型激活及诱导激活是有重要意义的 ,它与 JAK- STATs途径既相互拮抗又相互协同 ,共同组成了 IL- 6对急性髓系白血病细胞生物学效应的精密调控作用 .     

生物多样性的自组织、起源和演化

生命系统是典型的自组织系统,系统中的多样性和复杂性存在着涨落,巨涨落在生物多样性上表现为生物的大规模爆发和灭绝,微涨落则为常规发生和背景灭绝,不断增加多样性是生命系统的内在属性,而实际多样性由自然选择决定,低选择压有利于生物多样性的产生,系统中过于优势的单一成分抑制多样性,系统的复杂性相变存在临界点,临界点定,低选择压有利于生物多样性的产生,系统中过于优势的单一成分抑制多样性,系统的复杂性相变存在临界点,临界点之上可自发产生正反馈的繁荣,临界点之下会发生趋于简单性的相变。上述原理可应用在生物多样性研究和保护中,例如研究特定系统的相变临界点,以便在配置系统组分时使复杂性超过其相变临界点,促使多样性的维持和增长由“被组织”进入“自组织”的可持续发展。     

HCVNS3基因片段酵母展示文库的构建和鉴定

 HCV NS3特异的 CD4+T细胞反应与 HCV感染的良性转归相关 .为了筛选其 CD4+T细胞表位 ,构建了 HCV NS3基因片段酵母展示文库 .首先 DNase 不完全酶切 HCV NS3基因产生长度为 1 0 0～ 30 0 bp的随机片段 ,然后在它们两端加上含限制性内切酶 Bam H 作用位点的接头 ,再以接头序列作引物进行 PCR扩增 .最后扩增产物用 Bam H 酶切后与 Bam H 线性化的穿梭载体 p YD1连接 ,转化大肠杆菌 (E.coli) DH5α,共得到 2× 1 0 6个转化子 .转化菌落的 PCR扩增结果表明 ,约 50 %转化子含插入片段 .随机选择 5个插入片段测序 ,然后与 DNA序列数据库中的序列比较 .结果显示它们分别与 HCV NS3序列有 96%～ 99%的同源性 .用从转化菌落中提取的质粒转化酵母 (S.cerevisiae)菌株 EBY1 0 0 ,得到含 2× 1 0 5个插入片段的 HCV NS3基因片段酵母展示文库 .半乳糖诱导的酵母细胞通过和 FITC标记的抗体结合 ,用 FACS可以在 2 0 %的细胞表面检测到融合蛋白的表达 .