定点突变提高解淀粉芽孢杆菌JP-21脲酶应用特性

氨基甲酸乙酯(Ethylcarbamate,EC)是一种存在于发酵食品和酒精饮料中的可致癌物,过量摄入可能会影响人体健康。酶法降解是减少发酵食品中氨基甲酸乙酯及其前体尿素含量的有效方法之一。脲酶具有氨基甲酸乙酯水解酶和尿素酶两种活性,因此在减少发酵食品中氨基甲酸乙酯及其前体尿素方面具有良好的应用前景。目前脲酶降解发酵酒精饮料中氨基甲酸乙酯面临的主要问题是脲酶对氨基甲酸乙酯的催化活性及亲和力较低,因而其降解效果不理想。文中成功在大肠杆菌Escherichia coli中表达了来源于解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens JP-21的脲酶,表达水平为尿素酶3 291.74 U/L,氨基甲酸乙酯水解酶227.26 U/L。通过模拟脲酶中催化亚基UreC与氨基甲酸乙酯对接的结构,确定了M326和M374这两个影响酶与底物结合的位点。采用点饱和突变获得了3株氨基甲酸乙酯水解酶活性提高的突变体M374A、M374T和M326V,以EC为底物时的Km分别为101.84mmol/L、129.49 mmol/L和121.67 mmol/L,比野生型分别降低了37.47%–50.82%。突变体可以降解黄酒中97%的尿素,M374T对黄酒中EC的降解效果最好,可将黄酒中EC从513.90μg/L降至393.57μg/L,降解率是野生脲酶的1.97倍。研究结果对今后改造脲酶催化特性和改善其应用特性具有重要意义,可为开发减控发酵食品中的微生物代谢氨(胺)类危害物策略提供参考。     

生物胺降解酶研究进展及其应用

生物胺是存在于发酵食品和酒精饮料中的潜在胺类危害物。如果人体摄入过量的生物胺,则会引起呼吸困难、呕吐和发烧等过敏反应。生物胺降解酶是通过将生物胺氧化成醛类物质来实现降解生物胺的一类酶。目前发现的具有降解生物胺能力的酶主要包括胺氧化酶、胺脱氢酶和多铜氧化酶。本文详细阐述了这3类主要生物胺降解酶的催化机理、底物特异性、酶学性质、应用特性和它们对生物胺的降解效果,归纳和总结了生物胺降解酶的异源表达和分子改造的研究进展,并对生物胺降解酶在基因挖掘、分子改造和表达等方面的研究趋势进行了展望,以期为研究和开发食品中生物胺的酶法降解策略提供参考。     

洋河酒窖泥细菌群落结构与菌株产酸能力分析

【背景】窖泥微生物的种类及其代谢产物类型是影响浓香型白酒发酵过程中丁酸和己酸等白酒中主要有机酸合成的影响因素之一。【目的】揭示浓香型白酒不同窖龄窖泥细菌群落结构,研究厌氧细菌产酸性能,阐明窖泥细菌与白酒中有机酸合成的相关性。【方法】通过Illumina HiSeq高通量测序,基于16S rRNA基因序列分析不同窖龄窖泥细菌的组成。分离获得厌氧细菌,通过比较菌株产丁酸和己酸能力来分析窖泥的微生物代谢特性。【结果】洋河酒窖泥细菌主要分布于梭菌纲(Clostridia)、拟杆菌纲(Bacteroidia)、互营养菌纲(Synergistia)和芽孢杆菌纲(Bacilli)。20年窖龄的窖泥中氢孢菌属(Hydrogenispora)和瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)丰度显著增加。窖泥细菌间相关性分析表明,瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)为窖泥中影响最大的核心微生物,很多微生物与梭菌属(Clostridium)菌株之间多为相互促进关系。通过传统可培养方法共分离得到梭菌目(Clostridiales)的20株厌氧菌。其中梭菌属(Clostridium)菌株产酸能力高于其他菌属,酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)和丁酸梭菌(Clostridium butyricum)产丁酸和己酸的能力最强。产丁酸能力最高的菌主要分离自5年和20年窖龄窖泥,产己酸能力最高的菌分离自20年窖龄窖泥。【结论】解析了浓香型白酒不同窖龄窖泥的细菌组成,并对菌株产丁酸和己酸的能力进行了比较,为揭示窖泥微生物功能及其对白酒风味物质合成的影响奠定了相关的研究基础。     

小桐子果壳杀虫活性部位的分离及其HPLC MS分析

为寻找小桐子果壳的杀虫活性物质,以小桐子果壳乙醇粗提物的正丁醇萃取相为实验材料,对其采用硅胶柱反复柱层析,同时对各阶段分离产物进行活性追踪,筛选出具有杀虫作用的活性部位WD1,最后采用HPLC MS分析,初步鉴定出活性部位主体成分。结果表明,WD1活性组分在浓度为8 g?L 1时,对桃蚜(Myzus persicae）和菜青虫（Pieris rapae）的24 h（72 h）校正死亡率均大于70%,显示出极高的毒杀活性。通过对WD1进行HPLC MS分析,鉴定了含量较高的7个化合物,为总量的80.72%,初步鉴定为2a,3a,24 三羟基 12 20(30) 〖JP2〗二烯 28 乌索酸、环辛肽B、牡荆素、松香烷二萜、麻疯树酚酮A、Curcusone A或Curcusone B。     

黄河三角洲典型植被与地下水埋深和土壤盐分的关系

土壤盐分和地下水埋深是影响黄河三角洲植被发育和分布的重要因素.本文通过野外调查与统计分析,研究了黄河三角洲区域典型植被(翅碱蓬 柽柳、刺槐、芦苇和棉花)、地下水埋深、土壤盐分之间的关系.结果表明: 研究区地下水埋深显著影响土壤盐分,平均影响系数为0.327,地下水埋深在0.5～1.5 m的土壤盐渍化最严重;整个研究区内植被发育较差,其中,研究区78%面积的归一化植被指数(NDVI)<0.4,地下水埋深、土壤盐分对天然植被分布有显著影响;土壤盐分对研究区翅碱蓬-柽柳、刺槐、芦苇及棉花NDVI的影响显著,地下水埋深对翅碱蓬-柽柳NDVI的影响显著,对芦苇、棉花、刺槐NDVI的影响不显著.     

全球气候变化对陆地植物碳氮磷生态化学计量学特征的影响

全球气候变化背景下生物地球化学循环的响应规律和陆地植物适应对策已受到广泛关注.本文在分析气候变暖和降水变化对不同生态系统植物C∶N∶P的影响、CO₂浓度升高对不同光合途径物种元素的影响,以及氮沉降对土壤 植物元素影响的短期和长期效应等基础上,从植物生理特性和土壤有效营养元素变化等方面揭示了其可能存在的内在机理,以期为研究C、N、P化学元素在土壤 植物之间传递与调节机制、陆地生态系统结构和功能,以及生物地球化学元素循环对气候变化的响应提供理论依据.最后提出了该领域研究中存在的问题及对今后研究的展望.     

在320排螺旋CT双下肢动脉成像中的护理配合效应

目的：探讨320排螺旋CT血管成像（CTA）在行双下肢动脉血管成像过程中,护理配合对的图像质量的影响。方法：将138例患者分为护理组（82例）及对照组（56例）,分别进行320排螺旋CT双下肢血管造影检查,经高压团注造影剂欧乃派克,进行三维重组,获取容积再观（VR）、曲面重组（CPR）和最大密度投影（MIP）图像。对照组的患者只进行口头的训练,没有其他的护理干预措施;实验组进行一系列的护理干预以提高患者的配合,减低在成像过程中的非生理性运动。用工作站进行图像后处理,显示双下肢动脉图像,对其图像质量和影响因素进行分析,并在检查过程中的护理干预加以总结。结果：对照组有2例患者穿刺部位不合理而影响图像质量,对双下肢的病变显示具有一定的影响,3例患者注射压力过高引起外渗,流速在2.5-3.5 ml/s,影响了图像的清晰度,其余均获得满意效果。结论：良好的护理配合有利于320排CT双下肢成像的顺利进行,精心的护理操作是取得检查成功的动脉成像保证。     

酶制剂对生物化学品工业生产过程的影响

文章简单回顾了近年来生物催化,主要是酶催化的进展,着重以几个实例说明工业酶制剂在大宗化学品的生产、生物转化上的应用及其对生产过程的影响,并对未来酶制剂在生物催化和生物转化方面的发展进行了展望。     

酶制剂在洗涤和纺织行业的应用

洗涤用酶是仅次于食品与饮料行业的第二大工业酶制剂市场。本文介绍了蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和其他碳水化合物酶在洗涤上的作用原理、应用配方及其市场发展。洗涤剂生产配方的改变及由于生物科技的进步而导致酶的有效性和生产效率的提高,使得酶制剂在洗涤剂中拥有良好的应用前景。纺织方面,除非有新的酶制剂和过程技术出现,否则行业会相对增长较慢;新的过程如全酶法纺织加工如果能顺利商业化,则可带来新的增长点。纺织和洗涤行业的酶制剂虽然不像食品有关行业审批那么繁琐,但有关酶制剂可能引起的过敏反应应引起足够的重视和安全使用。     

从国家自然科学基金项目资助看植物科学态势

通过对2010-2015年度国家自然科学基金委员会生命科学部植物学学科资助的各类项目进行统计分析,总结了植物学学科资助的整体概况,详细分析了各类科学基金项目的资助特点、在不同分支学科和领域中的分布以及获资助排名前列的依托单位,并展望了我国未来植物学学科的发展趋势。