短链硫酯酶缺失对大肠杆菌合成聚羟基丁酸乳酸酯的影响

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是一种具有优质生物相容性的可降解生物基材料,其理化性质优越,具备替代石油基塑料的潜力.P(3HB-co-LA)是PHAs的一种,融合了聚乳酸(Polylactic acid,PLA)和聚3-轻基丁酸(poly(3-hydroxybutyrate),P...     

生物合成聚3-羟基丙酸酯的研究进展

聚3-羟基丙酸酯(P3HP)作为聚羟基脂肪酸酯家族(PHAs)中的新型热塑性塑料,具有生物降解性和生物相容性等优点。目前,未见野生微生物可以合成P3HP的报道,生产途径主要为化学法和生物法。其中,通过化学法或添加3-HP单体及其结构类似物作为前体的P3HP合成效率低、成本高且不具环保性;而通过构建和改造工程菌的生物代谢途径,能够利用廉价、可再生的碳源,已经逐渐成为研究热点。文中综述了国内外P3HP生物合成研究进展,并对甘油途径、丙二酸单酰辅酶A(Malonyl-Co A)途径和β-丙氨酸途径等合成方法进行了优缺点分析,为生物合成P3HP的深入研究奠定理论基础。     

生物塑料的开发潜力

在我国有很多单位和高校早已开展生物塑料的研发。武汉大学张世炜先生研究一种固氮细菌产塑料物质算是较早的．以后南北方研究人员相继开展了生物塑料的研发,得到了好些产塑料物质的微生物。如真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus),利用碳水化合物、CO2、氧为基物发酵生产天然多聚物,即聚羟基丁酸酯(PHB,基侧链聚β羟基丁酸酯),产量可达菌体重量的70％;     

产聚β-羟基丁酸酯菌株的筛选及发酵条件的优化

作为一类可望替代传统塑料的新型可降解生物高分子材料,聚β-羟基丁酸酯(PHB)日益引起人们的重视。采用尼罗蓝荧光法从污水中初筛得到产PHB的细菌,摇瓶发酵复筛得到一株PHB产量较高的菌株AE13,同时对该菌株的发酵条件进行了正交优化,PHB的产量达到0.85g/L。     

微生物发酵法生产聚羟基脂肪酸酯的研究进展

聚残基脂肪酸醋(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是一类由择基脂肪酸单体通过酯化聚合得到的高分子化合物,因具有传统石油基塑料类似的力学特征、100％生物降解性和生物相容性而被认为是最有潜力的绿色环保材料之一.受限于其高昂的生产成本,PHAs作为绿色环保材料的应用推广困难.文中分别从细胞形态调控、代谢...     

一株可降解聚β-羟基丁酸酯的真菌

随着全球性“白色污染”的日趋严重和人类对改善自身生存环境意识的日益增强,人们在寻求可与环境同化的高分子材料——生物可降解塑料,取代不能生物降解的塑料,消除“白色污染”。聚(-羟基丁酸酯（PHB）是由生物发酵获得的一种可生物降解的脂肪族聚酯,它除了具有高聚物的基本性质外,其可生物降解性和生物相容性倍受人们关注。因此,PHB作为一种新型的可生物降解高分子材料具有广泛的应用前景。然而,PHB的生物降解特性有其自身的特殊性。首先,PHB作为胞内碳源和能源贮存物,在细胞内易于被本身产生的胞内酶降解。但将其从细胞内…     

生态概念的依赖度有限生物塑料要有优良性能

生产原料部分或全部是生物质的塑料叫生物塑料。此前使用的生物塑料主要是在石油基塑料产品中混入淀粉、木质素的混合塑料和糖质发酵所得乳酸经聚合的聚乳酸（PLA）。在利用这种生物塑料加工的商品中,被业界有关人士称为迄今最成功的产品是日本可口可乐公司的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯,polyethylene terephthalate）瓶装饮用水伊洛哈斯（IL0HAS）。     

废弃塑料生物法高值化合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)研究进展

石油基合成塑料因成本低、易便携、化学稳定性好等优点,使用量逐年增加,但其在自然条件下难以被生物降解,在环境中不断累积,造成了严重的“白色污染”问题。聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物合成的可降解材料,因为其种类及性能多样,所以应用前景广阔,被视作石油基塑料的优质替代品,然而生产成本是导致其应用受限最重要的问题,特别是底物成本占主要部分。利用废弃塑料重新生物合成可降解塑料PHA,既有助于解决塑料污染,又能够降低PHA生产成本,是推动建立塑料循环经济的有效举措。本文综述了目前废弃塑料降解处理的方法以及不同微生物利用塑料降解物为碳源合成PHA的研究进展。在此基础上,针对己二酸、乙二醇、1,4-丁二醇、对苯二甲酸、苯酚、苯乙烯以及脂肪烃等主要的塑料降解产物进行中心代谢分析,并通过对转化率、吉布斯自由能变化和反应步骤等分析,了解塑料单体与PHA种类的适配性,以期为不同塑料单体用于PHA合成提供理论基础和指导。     

2016生物基材料专刊序言

生物基材料,是利用谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品等,包括生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品,也包括生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品、生物基橡胶以及生物质热塑性加工得到塑料材料等。生物基材料由于其绿色、环境友好、资源节约等特点,正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一个新的主导产业。本期专刊报道了生物基材料总体发展情况,介绍了生物基纤维、聚羟基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白医用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性与加工等几个方面行业状况及其研究进展。     

变废为宝：利用活性污泥生产生物可降解塑料聚-3-羟基丁酸酯

活性污泥(简称污泥)是废水处理产生的副产物,量大而且难以处理。本研究通过对污泥的高温热裂解处理,获得可用于培养微生物的营养物质。实验发现污泥热裂解液可以取代培养嗜盐单胞菌Halomonas CJN的氮磷源、酵母膏和微量元素,来生产生物可降解塑料聚-3-羟基丁酸酯(PHB)。进一步发现厌氧发酵污泥热裂解液产生的乙酸可以取代葡萄糖来作为碳源支持微生物的生长。这样,可以实现利用污泥热裂解液来生产生物塑料PHB。通过进一步在Halomonas CJN中构建附加PHB合成路径,可以实现完全用污泥热裂解液来高效生产PHB,粗略估计使PHB的制造成本从30 000元/t下降到20 000元/t,实现污泥变废为宝的目标。     

聚乳酸塑料合成、生物降解及其废弃物处置的研究进展

随着国内外禁塑令和限塑令的升级,以聚乳酸(polylactic acid, PLA)为代表的生物基塑料成为传统石油基塑料市场的主要替代品,备受产业界的青睐。然而,公众对生物基塑料的认识仍存在诸多误解。事实上,生物基塑料的降解需要在特定条件下才能实现,泄入到自然环境中同样难以降解,会对人体、生物多样性和生态系统功能造成危害,这与传统石油基塑料相似。近年来,随着我国PLA产能和市场规模不断的提高,亟需进一步加强对PLA等生物基塑料降解性能的认识,挖掘PLA生物降解资源,关注和研究生物基塑料回收处理模式。基于上述背景,本文首先介绍了PLA塑料的性质及合成方式,以及PLA塑料的产业化与市场规模;其次,对目前聚乳酸塑料微生物与酶法降解的研究进展进行了综述,并对其生物降解机制进行了探讨;最后,提出了微生物原位处理和酶法闭环回收两种聚乳酸塑料废弃物生物处置方法,并对PLA生物基塑料的发展前景和趋势进行了展望。     

川芎挥发油羟丙基-β-环糊精包合物的制备及其性能研究

制备川芎挥发油羟丙基-β-环糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)包合物,提高川芎挥发油的溶解度及稳定性.采用单相法制备包合物,以包合率为评价指标,正交试验法优选包合工艺条件.运用扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)进行表征,对包合物进行溶解度和稳定性考察.采用单相法制备该包合...     

β-根瘤菌及特殊α-根瘤菌的研究概况

隶属于β-变形杆菌纲(proteobacteria)的根瘤菌,人们简称为β-根瘤菌.本文通过对分离自含羞草根瘤隶属于Burkhloderia和Cupriavidus的β-根瘤菌及归于Blastobacter、Ochrobactrum和Phyllobacterium等特殊α-根瘤菌的研究总结,介绍了根瘤菌生物多样性研究的新进展.同时,简述了根瘤菌共生基因的进化研究,并对该研究领域存在的问题进行了分析,对未来相关研究方向做了展望.     

重组大肠杆菌合成聚(3-巯基丙酸)和聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)的研究

利用Clostridium acetobutylicum的丁酸激酶基因 (buk) 和磷酸转丁酰基酶基因(ptb),以及Thiocapsa pfennigii的PHA合成酶基因,设计了一条能够合成多种聚羟基烷酸的代谢途径,用构建的质粒转化大肠杆菌,获得了重组大肠杆菌菌株.前期的研究表明,在合适的前体物条件下,该重组大肠杆菌能够合成包括聚羟基丁酸、聚(羟基丁酸-戊酸)等多种生物聚酯[Liu and Steinbüchel, Appl. Environ. Microbiol. 66739-743].利用该重组大肠杆菌,通过生物催化作用合成了3-巯基丙酸的同型共聚酯,同时利用该重组大肠杆菌还获得了含3-巯基丙酸单体的多种异型共聚物.实验首先研究了3-巯基丙酸对大肠杆菌生长的影响,在此基础上优化了培养过程中添加3-巯基丙酸的时机和浓度,结果表明,在实验的条件下,细胞合成聚(3-巯基丙酸)可达6.7%(占细胞干重),合成聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)(分子中3-巯基丙酸3-羟基丁酸=31)可达24.3%.实验进一步研究了同时或分别表达以上3个基因的重组大肠杆菌合成聚合物的能力,结果表明只有当3个基因同时表达时才能合成聚合物,说明3个基因对合成过程是必须的,从而表明了合成途径是按照设计的路线进行的.还通过GC/MS、GPC、IR等手段对合成的化合物进行了定性的研究.聚(3-巯基丙酸)或聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)等聚酯属于一类新型生物聚合物,它在分子骨架中含有硫酯键,不同于聚羟基烷酸酯的氧酯键,从而具有显著不同的物理、化学、光学等性质和具有重要的潜在应用价值.     

国内生物基材料产业发展现状

近年来,生物基材料正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一新的主导产业。文章综述了国内生物基材料产业的最新进展,对整个生物基材料产业市场进行了综合分析,包括生物基化学品如乳酸、1,3-丙二醇、丁二酸等,可生物降解生物基塑料如二元酸二元醇共聚酯、聚乳酸、二氧化碳共聚物、聚羟基烷酸酯、聚己内酯、热塑性生物质塑料,非生物降解生物基塑料如生物基聚酰胺、聚对苯二甲酸丙二醇酯、生物基聚氨酯,以及生物基纤维等材料的产业现状。     

β-1,3-葡聚糖酶在植物抗真菌病基因工程中的研究进展

β-1,3-葡聚糖酶是植物抗真菌病的重要抗性物质之一,植物β-1,3-葡聚糖酶可由病原物(如Mg)、化学因子(如水杨酸、乙烯、赤霉素)或物理因子(如紫外线照射、机械损伤)等多种生物因子和非生物因子诱导产生.将外源β-1,3-葡聚糖酶基因导入植物,可提高植物的抗真菌病害的能力;而将β-1,3-葡聚糖酶基因与其他防卫蛋白基因同时导入植物,将更大程度的提高植物的抗真菌病能力,是植物抗真菌病防治的有效新途径.文章中主要对β-1,3-葡聚糖酶的生物学特性、植物β-1,3-葡聚糖酶基因在转基因植株中的独立表达及其与其他抗真菌病基因的协同表达等进行了综述.     

利用生物基原料合成聚羟基脂肪酸酯

聚羟基脂肪酸脂(polyhydroxyalkanoates,PHA)是细菌胞内的一类具有相似结构的碳源和能源的储备物,由于它的力学性能与某些热塑性材料聚乙烯、聚丙烯类似,并且可以完全降解进入自然界的生态循环,因而被认为是一种"生物可降解塑料",有可能替代传统的、不可降解的、由石油产品合成的塑料,而受到世界各国的重视.     

一株嗜酸化能异养菌产胞内聚合物的研究

目的:探讨Fe3+对嗜酸兼性异养菌产聚-β-羟基丁酸酯(vim)的作用及其作用机制.方法:采用两种不同的培养基培养DXI-1,并利用浓硫酸煮沸法,定时检测菌体内PHB含量、细胞干种、培养基中剩余葡萄糖的含量变化.结果:在透射电镜照片中,我们发现细胞内聚集了大量的透明颗粒,并且已经鉴定为聚-β-羟基丁酸酯(PHB).我们还发现,在Fe3+存在的情况下,细菌DXI-1产PHB的能力急剧下降,仅为细胞干重的14.2%;而无Fe3+存在的情况下,细菌产PHB的能力达细胞干重的40.9%.结论:Fe3+对DXI=1产PHB的能力有一定的抑制作用.     

表没食子儿茶素-3-没食子酸酯抑制TNF-α和IL-β在小鼠皮肤烫伤修复期间的表达

肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)在创伤修复中起着至关重要的作用.本研究利用小鼠皮肤深II度烫伤模型,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和酶联免疫吸附试验(ELISA)检测烫伤部位组织Tnf-αmRNA和Il-1βmRNA的表达水平以及TNF-α和IL-1β的含量,探讨表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)对小鼠皮肤烫伤修复期间TNF-α和IL-1β表达的影响.结果显示,用0.2 mg/g EGCG膏剂涂敷烫伤皮肤,处理12 h可致组织Tnf-αmRNA表达水平和TNF-α含量下降,处理24 h可致组织Il-1βmRNA表达水平和IL-1β含量下降.上述结果提示,0.2 mg/g EGCG处理能抑制烫伤组织TNF-α和IL-1β的表达,减弱创伤组织的炎症反应,有助于创伤组织的修复.     

草本纤维提取技术中的β-甘露聚糖酶研究

采用生物法提取草本纤维是纤维质产业的重要发展方向,而利用β-甘露聚糖酶降解非纤维素物质中的甘露聚糖是纤维生物提取技术中的关键环节.分析β-甘露聚糖酶降解和脱除非纤维素物质的机制,总结主要应用于生物脱胶和生物制浆领域的β-甘露聚糖酶及有关微生物的研究进展,提出草本纤维提取技术未来的重点研究方向,并对β-甘露聚糖酶的应用前景进行展望.