发酵技术中新的生物催化剂—联合固定化系统

常用的固定化生物催化剂是将一种酶或一种微生物固定化,制成固定化酶或固定化细胞。近年来,德国、丹麦等科学家报道了一种新的联合固定化方法。该法是将一种微生物与另一种来源的酶固定在同一载体上,以形成联合固定化系统。目前已报道了两种联合固定化方法,一是将酶首先固定在载体上,再将微生物细胞包埋到固定酶中;二是将一种酶溶液与一种微生物混合,再经戊二醛或单宁等处理得到联合固定化物。丹麦Godtfzedson等人报道了将一种酶交联在葡聚糖凝胶上,再将不溶性的固定化葡聚     

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。     

固定化生物催化剂技术新进展──联合固定化技术及其应用

本文介绍了联合固定化生物催化剂及其发展过程,综述了联合固定生物催化剂体系的应用,展望了联合固定化生物催化剂体系在发酵工业中的应用前景。     

纤维素基固定化酶载体的研究进展

固定化酶是工业生物催化中广泛应用的一种生物催化剂形式。作为固定化酶最重要的一个组成部分,载体材料的种类、结构和性能都会对酶的固定化效果产生重要影响,是成功制备固定化酶的关键。近年来,纤维素因具有可再生、可降解和廉价等优良特性而成为一种备受关注的固定化酶载体材料。纤维素基载体可以通过吸附、交联、共价结合以及包埋等方式实现酶的固定化,从而提高酶的热稳定性、酸碱耐受性、贮藏稳定性及其重复使用性。纤维素独特的结构及其可修饰性赋予纤维素基载体许多新的功能,如果以此作为酶固定化载体时,能够使固定化效率或固定工艺有更多的变化。本文综述改性纤维素、纤维素膜、纤维素小球等载体在酶固定化领域的研究进展、催化机制及应用,为相关的研究者提供参考。     

纳米生物催化的研究现状和发展态势

纳米生物催化领域包括:(ⅰ)利用纳米技术或纳米材料调控生物催化剂的效率;(ⅱ)直接利用纳米材料或技术实现生物催化功能,并拓展生物催化在非友好环境及疾病诊疗中的应用.纳米生物催化已成为纳米生物学重要的研究领域,主要涉及纳米载体固定化酶和纳米材料人工模拟酶(纳米酶).一方面,可以借助纳米技术或材料所具有的特殊纳米效应来增强生物催化剂的效率和稳定性.另一方面,从模拟酶的理念出发,借助纳米材料自身所具有的催化能力,直接实现对生化反应的催化,这类具有酶学特性的纳米酶被视为新一代人工模拟酶.近年来,基于纳米载体固定化酶和纳米酶技术的纳米生物催化已在疾病诊断和治疗、化工制药、环境处理等领域得到了广泛研究,并展示了其具有重要的应用价值.本文简要综述了纳米载体固定化酶和纳米酶的发展历程及应用进展.     

生物芯片技术及其在病原微生物检测方面的进展

生物芯片 ( biochip)是二十世纪 90年代中期发展起来的一项尖端技术 [1 ] 。它以玻片、硅为载体 ,在单位面积上高密度地排列大量的生物材料 ,从而达到一次试验同时检测多种疾病或分析多种生物样品的目的。基因芯片、蛋白芯片等都属于生物芯片的范畴。生物芯片根据芯片上的探针不同 ,可分为蛋白芯片和基因芯片。如果芯片上固定的是肽或蛋白 ,则称为肽芯片或蛋白芯片。如果芯片上固定的分子是寡核苷酸探针或靶 DNA,则称为基因芯片。生物芯片是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。生物芯片能为现代医学科学及医学诊断…     

酶固化技术最新研究进展

酶的本质是一种具有催化功能的蛋白质,能影响化学反应。然而,与传统的天然酶分子比较,固化酶相对更为脆弱,而传统的有机或无机催化剂其活性则比较固定。固化酶对于优化产业生产过程非常重要,近几十年来已开发出多种新型固化酶。本文在回顾酶固定化技术最新发展的同时。着重将其最新技术分别从吸附于载体,诱惑侦查及交联等三个方面进行综述。     

酶固化技术最新研究进展(英文)

酶的本质是一种具有催化功能的蛋白质,能影响化学反应。然而,与传统的天然酶分子比较,固化酶相对更为脆弱,而传统的有机或无机催化剂其活性则比较固定。固化酶对于优化产业生产过程非常重要,近几十年来已开发出多种新型固化酶。本文在回顾酶固定化技术最新发展的同时。着重将其最新技术分别从吸附于载体,诱惑侦查及交联等三个方面进行综述。     

新生物催化剂的筛选与开发

生物催化剂是具有催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的统称.目前,筛选新生物催化剂的方法有两种:一是从环境样品中筛选全新的生物催化剂;二是探索现有生物催化剂的非天然新活力.本文详细综述了筛选新生物催化剂的方法及策略,并着重介绍了从微生物源开发新生物催化剂的方法.     

共固定化作用——用于发酵工艺学上的新的生物催化剂

共固定化作用(co—immobilizates)就是将完整的活的或死的微生物细胞一起与外加酶加以固定,制得固定化少酶或多酶生物催化剂(immobilized oligo-or multienzyme biocatalysts)。作为共固定化作用的一个例子是:用于酒精发酵的酒精酵母,即酿酒醇母(Saccharomyces cereevisiae)具有很高的发酵率,但不具有乳糖酶(β-半乳糖苷酶)活性。因此,不能利用乳糖作为基质,若将从其它微生物,如米曲霉(Asp. oryzae)来源的乳糖酶与酵母一起加以固定,便能用于发酵乳糖。可将此种生物催化剂装成床式反应器,用于酒精连     

酶工程的新潜力——非水介质中的酶催化反应

酶能在非极性溶剂中起作用这一发现大大扩展了生物催化剂的应用范围。影响酶在有机溶剂中活性和稳定性的关键因素包括:酶的离子状态、载体性质和生物催化剂及溶剂的水合程度。在脂肪和油料加工领域中已开始出现工业应用。     

宏基因组学结合合成生物学法挖掘新型生物催化剂的研究进展

生物催化剂是具有催化活性的细胞和酶的统称,因其高效和环境友好的特性被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。传统的生物催化剂挖掘技术依赖于生物分离及体外培养,在一定程度上阻碍了生物催化剂的发展。宏基因组学挖掘新型生物催化剂通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,再基于功能活性和序列分析筛选新型生物催化剂,避免了微生物的分离培养。合成生物学是利用工程学原理,通过元件的设计,组合和系统的构建对生物途径、有机体或生物系统进行重新设计。综述了宏基因组学方法挖掘新型生物催化剂的最新研究进展,并对利用合成生物学方法改进宏基因组筛选新型生物催化剂的效率进行了讨论。     

宏基因组学结合合成生物学法挖掘新型生物催化剂的研究进展

生物催化剂是具有催化活性的细胞和酶的统称,因其高效和环境友好的特性被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。传统的生物催化剂挖掘技术依赖于生物分离及体外培养,在一定程度上阻碍了生物催化剂的发展。宏基因组学挖掘新型生物催化剂通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,再基于功能活性和序列分析筛选新型生物催化剂,避免了微生物的分离培养。合成生物学是利用工程学原理,通过元件的设计,组合和系统的构建对生物途径、有机体或生物系统进行重新设计。综述了宏基因组学方法挖掘新型生物催化剂的最新研究进展,并对利用合成生物学方法改进宏基因组筛选新型生物催化剂的效率进行了讨论,以期提高挖掘新型生物催化剂的效率。     

生物催化剂的发现及改造

生物催化剂是限制工业生物催化的重要瓶颈,发现新型生物催化剂或生物催化剂的新功能及新底物是目前的主要任务。实现该目标的方法有三种:(1)从环境样品中筛选,(2)利用蛋白质工程改造现有生物催化剂,(3)探寻现有生物催化剂的新功能。本文描述了上述三种方法的关键步骤及技术,其中重点介绍了高通量培养技术以及新近发展起来的半理性设计改造生物催化剂的技术。     

MOFs固定5-羟甲基糠醛氧化酶及其催化活性的研究

固定化酶作为一种绿色高效的生物催化剂,其性能远超游离酶。目前酶的固定化技术适用范围仍然较小,酶的研究范围多停留在模型酶阶段,扩大固定化酶的研究范围具有十分重要的意义。金属有机骨架材料(MOFs)作为酶固定化的载体在近些年得到了广泛的探索,但是具有生物功能的酶-MOFs复合材料的许多特性仍有待挖掘。采用仿生矿化的合成方法将5-羟甲基糠醛氧化酶(HMFO)固定到以沸石咪唑酯(ZIF-8)为代表的MOFs材料中,制备得到一种新的生物催化剂HMFO@ZIF-8,扫描电子显微镜表征其形态区别于经典的菱形十二面体。采用考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度,计算得到酶的固定化效率达到89. 0%。HMFO@ZIF-8催化5-羟甲基糠醛的转化率达到84. 3%,收率和选择性均高于游离酶。拓展了MOFs固定化酶的研究范围,为研究其他生物大分子复合材料的生物催化剂提供一定的借鉴意义。     

多孔纳米材料固定化酶研究进展

酶是一种天然生物催化剂,有催化效率高、底物选择性强和绿色环保等优点,但酶结构不稳定且重复利用率低,制约了其产业化应用。随着技术的发展,酶的固定化可以提高酶的活性和稳定性,为生物酶的工程化应用带来了新的机遇。多孔纳米材料具有比表面积大、孔隙率高、机械和化学性能稳定等特点和优异的成本效益,是理想的固定化酶载体。本文综述了近些年来金属有机框架、共价有机框架和多孔微球等纳米材料固定化酶的研究进展和应用,重点介绍了载体固定酶的方式,并总结了每种载体的特点,最后讨论了多孔纳米材料固定化酶面临的挑战和发展趋势。     

生物催化剂发现与改造的研究进展

生物催化是指将酶或生物有机体用于有用的化学转化的过程,在人们对传统化学催化的环境影响抱有忧虑的情况下,生物催化提供了一种有吸引力的选择。在过去的几十年里,对生物催化剂的研究每出现一次大的进步,生物催化的发展就会出现一次高潮。因此,生物催化剂的发现与改造已成为当今研究的热点。宏基因组文库技术的出现克服了许多微生物不可培养的障碍,人们能够从自然资源中获得丰富的潜在的生物催化剂。而基于理性设计的分子改造技术的发展,可以使得人们对潜在的生物催化剂进行快速而有效的改造以满足工业化生产的需求。随着生物催化剂发现与改造的手段不断进步,更多的优良生物催化剂得到了广泛的应用,生物催化在工业生产中也得到了更深入的应用。结合作者的研究工作,总结了生物催化剂发现与改良的一些研究进展,以为获得更多优良的、能够实现工业应用的生物催化剂奠定理论基础。     

可控孔隙的硅藻土生物技术

简述了硅藻土材料的物化特性及其在蛋白质和细胞固定方面的作用机制。认为将可控孔隙的硅藻土用作固定细胞的载体涉及到微生物学、材料科学和化学反应工程等多方面的知识 ,深入理解硅藻土陶瓷生物载体的有关机制对于改善固定化技术和发展新工艺有着非常重要的意义。     

碳酸酐酶的生理功能、多样性及其在CO2捕集中的应用

碳酸酐酶（carbonic anhydrase）作为一种活性中心含有锌离子的金属酶,能够可逆催化CO2生成碳酸氢盐的水合反应,该反应在生物体内承担着多样的生理学功能,具有高度的生物学意义。除广泛存在于真核生物以外,该酶在淡水、海水、嗜常温、嗜热、厌氧、好氧、致病、产酸、自养、异养等多种原核微生物中也有广泛的分布,并参与光合作用、呼吸作用和以CO2作为底物的反应,维持生理pH以及离子转运等生理过程。近年来,随着温室效应的日益加剧．生物固定CO2作为该酶的一种全新应用引起了研究者的广泛关注。回顾了碳酸酐酶作为催化剂参与CO2固定过程的历史、现状和最新发现,同时展望了未来应用的趋势。     

聚乳酸羟基乙酸纳米微球在肿瘤药物递送中的应用

药物递送载体的应用使得小分子药物、蛋白质药物,以及基因药物能够通过多种给药方式用于癌症的治疗。聚乳酸-羟基乙酸共聚物因其具有良好的生物相容性及生物可降解性,成为广泛采用的抗癌药物载体之一,可以通过静脉、皮下、口服等多种给药途径用于化疗、基因治疗、蛋白治疗给药及接种免疫等诸多方面,显示了良好的应用前景。