电活性微生物胞外聚合物的特征与应用

电活性微生物是一类能够通过直接接触、导电菌毛或氧化还原介质与电极或者其他细胞进行胞外电子传递的微生物。而在这个过程中,胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)扮演着重要的角色。EPS是微生物生长过程中通过细胞裂解、水解分泌的高分子聚合物的混合物,主要由蛋白质、多糖和腐殖质等物质组成。来自电活性微生物的EPS的不同组成成分和特性会对EPS的电活性以及电活性微生物胞外电子传递产生一定的影响,同时在环境应用方面发挥重要作用。因此,为了更全面了解电活性微生物EPS的电活性及其对电活性微生物胞外电子传递的作用,本文总体介绍了电活性微生物EPS的电活性的直接表征方法,再从组成成分、化学性质、物理性质和空间分布4个方面综述了其对EPS电活性的影响及其在电子传递中的作用,介绍了当前电活性微生物EPS在染料废水脱色、重金属吸附、有机污染物的生物转化和渗滤液管理等方面的环境应用,并从表征方法、试验规模和互作机理研究等角度展望了未来的研究方向。     

细胞色素c在氨基酸及二肽修饰金电极上的电化学反应

系统地研究了细胞色素ｃ在多种氨基酸和多肽修饰电极上的电化学反应,并对影响加速细胞色素ｃ电化学反应的因素进行了讨论。     

合成生物学方法构建电活性大肠杆菌

电活性微生物具有独特的在细胞内外环境之间传递电子的能力。在对天然电活性微生物电子传递机制充分研究的基础上,通过合成生物学方法异源构建天然电活性微生物电子传递结构基础也可以将遗传背景清晰的非电活性大肠杆菌改造为电活性微生物。构建获得的工程化电活性大肠杆菌可以直接应用于微生物燃料电池和生物传感器等领域,同时也可以作为底盘细胞整合相应的目标产物合成通路实现电能驱动的生物合成。本文以合成生物学方法构建电活性大肠杆菌为主题,详细阐述天然电活性微生物电子传递的机理及结构基础,总结了工程化电活性大肠杆菌的构建策略、成功案例以及应用领域,并对合成生物学方法构建电活性大肠杆菌未来的研究方向进行了展望。     

分子生物学方法提高电活性微生物胞外电子传递效率的研究进展*

微生物细胞与电极之间的胞外电子传递效率是限制微生物电化学技术发展的关键因素,而分子生物学的发展为提高胞外电子传递效率带来了光明前景。从四种具有代表性的纯培养电活性微生物(奥奈达希瓦氏菌、铜绿假单胞菌、硫还原地杆菌和工程大肠杆菌)和混合培养电活性微生物出发,综述了利用分子生物学手段改造几种电活性微生物的研究成果,阐明了针对特异的电活性微生物,如何采取相应的分子生物学手段提高其胞外电子传递的效率,并展望了未来的研究方向。     

微生物胞外电子传递效率的合成生物学强化

电活性微生物(产电微生物和亲电微生物)通过与外界环境进行双向电子和能量传递来实现多种微生物电催化过程(包括微生物燃料电池、微生物电解电池、微生物电催化等),从而实现在环境、能源领域的广泛应用,并为开发有效且可持续性生产新能源或大宗精细化学品的工艺提供了新机会。但是,电活性微生物的胞外电子传递效率比较低,这已经成为限制微生物电催化系统在工业应用中的主要瓶颈。以下综述了近年来利用合成生物学改造电活性微生物的相关研究成果,阐明了合成生物学如何用于打破电活性微生物胞外电子传递途径低效率的瓶颈,从而实现电活性微生物与环境的高效电子传递和能量交换,推动电活性微生物电催化系统的实用化进程。     

电鳐β—蝮蛇毒素结合蛋白的抽提及其与毒素结合性质的研究

以加州电鳐电器官为材料,探索了用去垢剂ＴｒｉｔｏｎＸ－１００增溶抽提β－蝮蛇毒素结合蛋白 合适条件,建立了此结合蛋白活性的检测方法,并分析了该结合蛋白与同位素＾１２５Ｉ标记β－ＡｇＴＸ的结合性质。     

成骨细胞介电特性检测的方法研究

目的:以小鼠成骨细胞为材料,建立一套完整的用于成骨细胞的介电特性检测方法。方法:本研究首先是设计制作不同形状和尺寸的细胞介电谱检测装置(测量池),其次进行测量池的生物相容性评价,包括浸提液毒性实验,HE染色观察细胞形态。最后将细胞培养在测量池中,连入阻抗分析仪在20Hz~10MHz检测并联电导Gp和电容Cp并绘制介电谱图。结果:生物相容性检测表明测量池对细胞无毒性,可使用。此外,介电特性检测结果表明随着频率的增大,细胞的电容减小,电导略微增大后减小;随着培养时间的增长,电容值增大而电导值减小;经中强磁场处理后,细胞的电容和电导值都有下降。结论:该方法能够为其他贴壁细胞的介电特性检测提供研究基础,并对于在此基础上展开的贴壁细胞介电特性解析提供参考。     

人博卡病毒2型VP1U突变对sPLA2活性的影响

对HBoV2 VP1U蛋白进行原核表达并检测其sPLA_2活性,对其关键氨基酸进行突变,检测突变对sPLA_2活性的影响。构建重组质粒pMD18T-VP1U,选取VP1U蛋白4个关键氨基酸为突变点,分别进行原核表达,蛋白纯化后用sPLA_2试剂盒检测sPLA_2活性,对比突变前后VP1U蛋白sPLA_2活性有无变化。野生型HBoV2VP1U蛋白的sPLA_2活性为0.243μmol/min/mL,具有sPLA_2活性;突变体L19P、P21R、D42H及Y45N蛋白的sPLA_2活性分别为野生型蛋白的1.2%、1.2%、0.82%、0.41%。野生型HBoV2VP1U蛋白具有sPLA_2活性,突变体蛋白均几乎完全丧失了sPLA_2活性,提示19、21、42、45位4个氨基酸是维持sPLA_2活性的关键氨基酸。该研究为靶向抗病毒药物的研究提供了理论基础。     

声电成像在生物电流检测中的应用

心电、头皮脑电、表面肌电等传统无创生物电检测方法可为相关疾病诊断提供电学依据。由于生物电信号是机体细胞群共同放电的混叠集合结果,上述生物电检测方法空间分辨率相对有限。近些年兴起的声电成像利用无创聚焦超声空间编码生物电流,靶向获得精确聚焦位置的电信号,可实现毫米级空间分辨率、毫秒级时间分辨率的无创生物电信号检测,有望成为精准检测生命体深层电活动的新型成像技术。本文首先简述声电成像原理与声电信号特征,进而从声电耦合机理、声电成像方法、声电脑成像及声电心脏成像等方面详细介绍声电成像的典型研究,最后围绕声电成像关键技术环节所面临的挑战,对未来研究方向进行探讨,以期为建立完善的声电成像技术体系和实现其临床转化提供依据与启发。     

人工电活性微生物菌群的设计与应用

包括产电菌群和噬电菌群的人工电活性微生物菌群(synthetic electroactive microbial consortia)通过菌种间的物质能量级联反应介导化学能与(光)电能间的相互转化，其可利用底物来源广泛、双向电子传递速率快、环境稳定性强，在清洁电能开发、废水处理、环境修复、生物固碳固氮以及生物燃料、无机纳米材料、高聚物等高值化学品合成等多个领域具有广泛的应用前景。针对人工电活性微生物菌群设计、构建与应用，本文总结电活性微生物菌群界面电子传递和种间电子传递机制，概括基于“劳力分工”原理设计构建人工电活性微生物菌群物质能量级联反应基本架构，总结菌群关系与菌群生态位优化等人工电活性微生物菌群工程化策略，分类列举人工电活性微生物菌群在利用廉价生物质产电、生物光伏固碳产电，光驱噬电生物菌群固氮等相关应用。最后对人工电活性微生物菌群未来研究方向进行了展望。     

大杯香菇辐射新株系各类氨基酸的遗传主成分分析

对大杯香菇辐射选育新株系的各类氨基酸总量进行了遗传主成分分析。结果表明,变异系数最大的为硫氨基酸总量,达到13．39％;其次为儿童氨基酸总量,变异系数为7．00％;其它变异系数较小分别为甜味氨基酸总量、芳香族氨基酸总量、必需氨基酸总量、支链氨基酸总量和鲜味氨基酸总量为5．69％、5．64％、5．19％、5．24％和5．06％;在相关性上,鲜味氨基酸总量与甜味氨基酸总量、支链氨基酸总量、芳香族氨基酸总量、儿童氨基酸总量和必需氨基酸总量是呈极显著和显著的正相关,甜味氨基酸总量与支链氨基酸总量、儿童氨基酸总量和芳香族氨基酸总量呈极显著和显著的正相关,硫氨基酸总量与儿童氨基酸总量呈极显著负相关,与必需氨基酸总量是呈极显著正相关;支链氨基酸总量与芳香族氨基酸总量、必需氨基酸总量是呈极显著,与儿童氨基酸总量呈显著正相关;芳香族氨基酸总量与儿童氨基酸总量和必需氨基酸总量是呈极显著和显著的正相关;主成分分析结果表明,前4个特征根在7个特征根中累计贡献率达97．14％,也就是前4个主成分对变异的贡献率达96．07％。在各类氨基酸总量指标选择上,首先对变异大的各类氨基酸总量进行选择是及其重要的。在辐射选育新株系选择时,应注意选择大杯香菇中硫氨基酸总量高的新株系。     

大菱鲆鱼皮的氨基酸分析及评价

用常规方法测定了大菱鲆鱼皮的基本营养成分,用氨基酸自动分析仪分析其氨基酸构成,并对大菱鲆鱼皮中的氨基酸组成进行了营养学评价。结果表明,大菱鲆鱼皮蛋白质含量为14.8%,脂肪含量为1.8%,氨基酸含量为27.24%,其中含量较高的是甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和精氨酸,占总氨基酸的59.73%;必需氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、鲜味氨基酸和涩味氨基酸的含量分别占总氨基酸的20.81%、60.61%、30.07%、10.43%和0.01%。甜味氨基酸、苦味氨基酸、鲜味氨基酸是大菱鲆鱼皮氨基酸的主要部分,构成了大菱鲆鱼皮的主要味道,大菱鲆鱼皮是一种口感柔滑、味道鲜美的理想补强食品。     

Accq.Tag法测定氨基酸口服液的氨基酸含量

采用AccQ .Tag法对氨基酸口服液中游离氨基酸和牛磺酸含量进行了分离测定。产品中氨基酸总量达 85mg/ml以上 ,共 1 3种氨基酸。必需氨基酸与非必需氨基酸比例为 2 .2 0～ 2 .50∶1 ,支 /芳比为 2 .30～ 2 .55∶1 .配方接近于FAO氨基酸比例模式 ,以FAO氨基酸模式及化学评分评价了该制剂的营养价值 ,基本上不存在限制氨基酸 ,化学评分均在 90分以上。     

A review of adsorption of amino acids on minerals: Was it important for origin of life?

Minerals more readily adsorb amino acids with charged R groups than uncharged R groups, so that the incorporation of amino acids with charged R groups into peptides would be more frequent than for amino acids with uncharged R groups. However, 74% of the amino acids in the proteins of modern organisms contain uncharged R groups. Thus, what could have been the mechanisms that produced peptides/proteins with more amino acids with uncharged R groups than precursors with charged R groups? Should we expect the composition of amino acids adsorbed on minerals to be similar to those of present proteins? Was the adsorption of amino acids on minerals important for the origin of life? The lipid world offers an alternative view of origin of life. Liposomes contributed to elongation of peptides as well as select hydrophobic amino acids and peptides. These experiments could be showing the mechanism, which hydrophobic amino acids have been selected. However, liposomes have no influence on the stereoselectivity in the oligomerization of amino acids. In the present paper, several other mechanisms are also discussed that could produce peptides with a greater proportion of amino acids with uncharged R groups.     

基于游离氨基酸的组分及特征比较四种食用菌与四种果蔬的营养与风味特征

为科学评价食用菌与果蔬两类食材的营养特征与口感风味,本研究选取4种常见食用菌（金针菇、斑玉蕈、香菇、双孢蘑菇）和4种常见果蔬（苹果、香蕉、胡萝卜、番茄）,采用氨基酸自动分析仪测定其游离氨基酸,系统比较了两类食材的游离氨基酸组分比例及呈味特征。主成分和聚类分析表明 4种食用菌和4种果蔬显著分为两类,食用菌类游离氨基酸总量平均是果蔬类的3倍以上,4种食用菌中各游离氨基酸的比例均衡。4种食用菌的必需氨基酸/(必需氨基酸+非必需氨基酸)在40%左右,必需氨基酸/非必需氨基酸接近或大于60%,均接近理想值。4种食用菌所含的呈味氨基酸（鲜味、甜味、芳香族、苦味）均是4种果蔬的2倍以上,TAV值最显著的是：谷氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、组氨酸、赖氨酸、缬氨酸、精氨酸和丙氨酸。这些氨基酸分属在五大氨基酸家族,在食用菌与果蔬中代谢途径相同;只有赖氨酸在二者中的合成途径不同。结果表明供试的食用菌比果蔬有优质的氨基酸比例和丰富的呈味组分,此差异体现在众多氨基酸的代谢层面,而非个别氨基酸导致。     

植物对氨基酸的吸收及其生理效应

<正> 在古代的农业系统中,所用的肥料都是有机肥,人们并不知道植物依赖于何种物质得以生长繁衍。自1840年,德国化学家李比希(J.U.Liebig)发表了《化学在农业和植物生理学上应用》一书后,人们对植物的营养有了新的认识,认识到矿物质对植物的重要性。李比希在书中指出:“土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料。植物可以完全依赖于无机物质而生长发育。这一观点即为“植物的矿质营养学说”。该学说后来为生产实践所充分证明,并成为农业化学     

Utilization of milk amino acids for body gain in suckling mink (Mustela vison) kits

The efficiency of utilization of milk amino acids for body gain in suckling mink kits from small (n = 3), medium (n = 6) and large litters (n = 9) was investigated by using 36 mink dams and their litters for measurements during lactation weeks 1 through 4. Measurements on each dam and litter were performed once, hence three dams per litter size each week (n = 9). Individual milk intake of kits was determined, milk samples were collected and kits were killed for determination of amino acid composition. The most abundant amino acids in milk were glutamate, leucine and aspartate making up about 40% of total amino acids. Branched chained amino acids made up slightly more than 20% and sulphur containing amino acids less than 5% of total milk amino acids. In kit bodies the sum of glutamate, aspartate and leucine made up about 32% of amino acids, branched chain amino acids about 16% and sulphur containing amino acids about 4%. The amino acid composition of both milk and bodies changed as lactation progressed with decreasing proportions of essential amino acids. The ratio between body and milk amino acids was constantly over 1 only for lysine, suggesting that it was the most limiting amino acid in mink milk. Milk amino acids were efficiently utilized during week 1, ranging from 74.7% (lysine) to 42.1% (leucine), with an average for essential amino acids of 58.4%. Tendencies for improved utilization of lysine (74.7-78.2%), phenylalanine (61.0-70.0%), histidine (62.4-68.8%), arginine (61.3-70.4%) and all essential amino acids (58.4-60.2%) from week 1 to week 2 were recorded. During weeks 3 and 4, the efficiency declined, and for all essential amino acids the average utilization was 38.1% during week 4.     

Effect of amino acids on the eutectic behavior of NaCl solutions studied by DSC

The effect of a series of amino acids on the eutectic behavior of NaCl solutions at isotonic concentration has been studied by differential scanning calorimetry. The inclusion of different amino acids had different effects on eutectic formation. The amino acids were grouped into four categories based on their effect on eutectic formation: category C were amino acids that had no effect on eutectic formation; category D amino acids inhibited eutectic formation; category T amino acids shifted the melting of the eutectic to a lower temperature; category E amino acids caused the formation of a new eutectic with a melting temperature approximately -5 degrees C. The mechanism of these different effects on eutectic behavior is discussed, based on the chemical structure of the amino acids.     

不同来源仙草的氨基酸比较分析

采用盐酸水解法分析不同来源仙草的氨基酸组成及含量差异,结果表明供试仙草均含有17种氨基酸和7种必需氨基酸,氨基酸总量为4.75％～13.65％,17种氨基酸总量和7种必需氨基酸总量的高低顺序都是9＞10＞5＞8＞1 ＞6＞4＞3＞2＞7,均以9号仙草含量最高,7号仙草最低.各种氨基酸含量高低顺序相似,以谷氨酸、天门冬氨...     

Amino acid transport and metabolism in nitrogen-starved cells of Saccharomyces cerevisiae.

Nitrogen-starved yeast derepress a general amino acid permease which transports basic and hydrophobic amino acids. Although both groups of amino acids are metabolized, the derivatives of the basic amino acids are retained by the cells, whereas those of the hydrophobic amino acids are released as acidic and neutral deaminated derivatives. The release of the deaminated derivatives of the hydrophobic amino acids only occurs in the presence of glucose, which presumably produces amino acceptors. The accumulation of intracellular amino acids results in trans-inhibition of the uptake of exogenous amino acids whether the intracellular amino acid is a basic amino acid or the product of intracellular transamination from a hydrophobic amino acid. Variation of permease and transaminase activity was measured during growth under repressed (ammonia-grown) and derepressed (proline-grown) conditions. Maximum levels for both activities occurs at the mid-exponential phase.