“共轭聚合物-产电菌”复合生物电极构建及其在微生物燃料电池中的应用

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种生物电化学装置,在可再生能源生产和废水处理方面的巨大潜力已引起广泛关注。然而MFC面临输出功率低、欧姆内阻高以及启动时间长等问题,极大限制了其在实际工程中的应用。MFC中阳极是微生物附着的载体,对电子的产生及传递起着关键作用,开发优质的生物电极已发展成为改善MFC性能的有效途径。共轭聚合物具有成本低、电导率高、化学稳定性及生物相容性好等优点,利用共轭聚合物修饰生物电极结构,可以实现大比表面积、缩短电荷转移路径,从而实现高效生物电化学性能。同时,纳米级共轭聚合物包覆细菌,可以使细菌产生的电子有效地传递到电极。文中综述了最近报道的共轭聚合物在MFC中的应用,重点介绍了共轭聚合物修饰的MFC阳极,系统分析了共轭聚合物的优点及局限性,以及这些高效复合生物电极如何解决MFC应用中存在的低输出功率、高欧姆内阻及长启动时间等问题。     

“蛋白质与酶工程”教学的课程思政探索与实践

蛋白质与酶工程是生物技术专业的核心、必修课程,在专业人才培养体系中具有重要地位。文中以教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》为依据、结合专业及课程特色,科学设定教学目标,深入挖掘课程思政教育元素,从融入内容、方法路径及评价等方面进行了课程思政教学改革的探索和实践。通过精心开展教学设计,利用对分课堂、以学生为中心,从讲故事、谈生活、说案例、议热点、读文献、做训练入手,激发并培养学生的科学精神、公民品格、全球视野、生态文明、法治意识、家国情怀和文化自信素养,促进课程思政教育有机融入教学全过程,实现课程育人目标的同时推动教学卓越。     

Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂研究进展

Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂是一类普遍存在的蛋白酶抑制剂,在体内各项生命活动中扮演着重要角色。这类抑制剂结构稳定且富有特色,通常具有一个或几个串联存在的Kunitz结构域,能够以类似底物的方式与丝氨酸蛋白酶结合,从而抑制酶的活性。在功能方面,Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂参与凝血和纤维蛋白溶解、肿瘤免疫、炎症调节以及抵抗细菌、真菌感染等过程。文中就Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂研究进展作一综述,为新型Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂的开发提供研究思路。     

丝状真菌代谢工程研究进展

丝状真菌(Filamentous fungi)作为重要的工业发酵微生物,在有机酸、蛋白质及次级代谢产物等关键生物基产品生产方面发挥着重要作用。自20世纪90年代代谢工程理念提出以来,尤其是代谢工程使能技术的创新及发展,极大地促进了丝状真菌细胞工厂的构建及其在工业发酵领域的应用。文中将系统介绍近年来丝状真菌代谢工程技术的发展,及其在生物基化学品细胞工厂构建中的应用,最后讨论丝状真菌代谢工程中关键问题并展望其未来发展。     

Streptomyces luteolifulvus sp. nov., a novel actinomycete isolated from soil in Nanjing,China

During the investigation of exploring potential sources of novel species and natural bioactives, a novel actinomycete, designated strain HIT-DPA4^T, was isolated from a soil sample, which was collected from Nanjing, Jiangsu Province, PR China and characterized using a polyphasic approach. On the basis of 16S rRNA gene sequence similarities and the result of phylogenetic analysis, strain HIT-DPA4^T was most closely related to Streptomyces cyaneus CGMCC 4.1671 ^T, and shared the highest sequence similarity of 98.76%. In addition, the cell walls of the species HIT-DPA4^T contained LL-diaminopimelic acid as the diagnostic diamino acid and the whole-cell hydrolysates were identified as glucose and ribose, and the principal phospholipids were found to be diphosphatidylglycerol, phosphatidylethanolamine, phosphatidylinositol mannoside and phosphatidylmonomethylethanolamine. MK-9(H₆) and MK-9(H₄) were predominant menaquinones; and C_16:0, anteiso-C_15:0 and C_15:0 as major cellular fatty acids of the organism HIT-DPA4^T. Gene Ontology database analysis and antiSMASH server predicted results displayed that strain HIT-DPA4^T was a promising classification units, which has various types of functions and contains multiple biosynthetic gene clusters with the similarity more than 80%. Multilocus sequence analysis (MLSA) of five housekeeping genes (atpD, gyrB, recA, rpoB and trpB) illustrated that Streptomyces luteolifulvus formed a separate branch in the genus Streptomyces. However, a combination of low level of DNA-DNA relatedness and physiological properties indicated that strain HIT-DPA4^T can be distinguished from its phylogenetically related species Streptomyces cyaneus CGMCC 4.1671 ^T. Moreover, gene synteny research could be further differed organism HIT-DPA4^T from similarity species. Therefore, the strain is concluded to represent a novel species of the genus Streptomyces, for which the name Streptomyces luteolifulvus sp. nov. is proposed. The type strain is HIT-DPA4^T (=?CGMCC 4.7558 ^T?=?TISTR 2751 ^T).

     

基于数字土壤制图技术的土壤有机碳储量估算

精准的土壤属性空间分布信息有助于提升土壤有机碳储量估算的精度。本研究以河南省济源市南山林场为研究区,以地形因子为预测因子,利用模糊C均值(FCM)聚类方法对土壤有机碳含量、土壤容重、土壤厚度和土壤砾石含量进行数字土壤预测制图,基于数字制图结果实现土壤有机碳密度预测制图和土壤有机碳储量估算。结果表明: 基于数字土壤制图方法得到的研究区土壤有机碳密度平均值为4.24 kg·m^-2,其预测图的平均误差(ME)为0.08 kg·m^-2,平均绝对误差(MAE)为2.80 kg·m^-2,均方根误差(RMSE)为5.03 kg·m^-2,与传统类型方法相比,预测结果的精度和稳定性更高,具有较高的可信度,最终估算得到研究区土壤有机碳储量为3.08×10⁸ kg。基于数字土壤制图技术仅采用少量土壤样点即可实现较高精度的土壤有机碳密度制图和储量估算,且能表征土壤有机碳密度空间分布特征。本研究为土壤有机碳储量估算提供了新途径,有助于提升土壤有机碳储量估算的精度和效率。     

SARS-CoV-2入侵细胞的研究进展

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染引发的肺炎疫情已蔓延全球,尽快认清病毒感染规律和致病机制是做好疫情防控的基础。SARS-CoV-2表面的刺突蛋白(Spike,S)识别靶细胞受体并与之结合,诱导病毒与细胞的膜融合,是病毒侵入宿主细胞的第一步,也是预防和治疗病毒感染的关键靶点。大量研究揭示了病毒进入细胞的分子机制,本文将主要对SARS-CoV-2入侵细胞的研究成果进行总结,并简要叙述以该环节为靶点的药物和疫苗研发现状。