理性设计盐桥构建伯克霍尔德菌脂肪酶热稳定突变体

【目的】借助蛋白质工程技术提高伯克霍尔德菌ZYB002脂肪酶LipA的热稳定性,以期更好地将其应用于工业生产中。【方法】利用YASARA、Fold X、Rosetta、Gromacs等生物信息学软件,构建1个脂肪酶Lip A的热稳定性提高的微型突变体电子文库;通过对突变体的结构信息和自由能变化进行评估,筛选出潜在的有价值的突变体。继而利用基因定点突变技术,构建上述候选突变体的突变基因文库,通过实验筛选出热稳定性提高的脂肪酶LipA突变体。【结果】利用上述方法,从构建的20个脂肪酶LipA突变体中,筛选到热稳定性有显著提高的3个突变体LipA-Asn~(125)Asp、LipA-Asn~(125)Glu和LipA-Gln~(262)Glu。经55°C处理12 min后,上述3个突变体的T1250值较野生型分别提高4.0°C、5.5°C和4.4°C;在55°C下的半衰期较野生型分别提高了2.2倍、3.8倍和2.6倍。【结论】利用生物信息学软件,构建脂肪酶LipA突变体电子文库,结合蛋白质的结构信息,可以快速筛选到热稳定性提高的脂肪酶LipA突变体。     

利用正交设计优化异色瓢虫SRAP-PCR反应体系

利用正交设计L16(45)对异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)SRAP-PCR反应体系的5个因素(Taq酶、Mg2+、模板DNA、dNTPs、引物)在4个水平上进行优化试验,试验结果用DPS和MINITAB软件进行分析,建立了异色瓢虫SRAP-PCR反应的最佳体系,即在20μL体系中模板50~100ng、引物0.25μmol/L、dNTPs0.1mmol/L、Taq DNA聚合酶1.5U、Mg2+0.375~0.625mmol/L。并对反应体系进行梯度退火试验,得到最佳退火温度为50.3℃。这一优化系统的建立,为今后利用SRAP技术进行瓢虫遗传图谱的构建、多态性分析和基因定位奠定了技术基础。     

基于数字高程模型的生态净化系统分析与设计

采用现场调查与系统模拟的方法,以辽东湾复合湿地生态系统为研究对象,全面分析了生态系统内各生态单元对有机污染物的净化能力,提出了复合生态系统的污染物净化量估算模型,并基于研究区的数字高程模型(DEM)信息,对整个湿地生态系统重新进行了优化设计.结果表明：各生态单元对化学需氧量(COD_Cr）、生化需氧量(BOD₅）、石油类等污染物的净化能力存在差异,导致不同组成与结构的生态系统净化负荷有所不同;系统原COD_Cr净化量为188.9 kg·d^-1、净化负荷量为2.84 g·m^-2·d^-1,而根据研究区DEM信息对系统进行优化设计后的COD_Cr净化量为313.3 kg·d^-1、净化负荷量达4.72 g·m^-2·d^-1,净化效率提高了近20%.     

Selective antibacterial activity of the cationic peptide PaDBS1R6 against Gram-negative bacteria

Infections caused by Gram-negative bacteria, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa foremost among them, constitute a major worldwide health problem. Bioinformatics methodologies are being used to rationally design new antimicrobial peptides, a potential alternative for treating these infections. One of the algorithms used to develop antimicrobial peptides is the Joker, which was used to design the peptide PaDBS1R6. This study evaluates the antibacterial activities of PaDBS1R6 in vitro and in vivo, characterizes the peptide interaction to target membranes, and investigates the PaDBS1R6 structure in contact with mimetic vesicles. Moreover, we demonstrate that PaDBS1R6 exhibits selective antimicrobial activity against Gram-negative bacteria. In the presence of negatively charged and zwitterionic lipids the structural arrangement of PaDBS1R6 transits from random coil to α-helix, as characterized by circular dichroism. The tertiary structure of PaDBS1R6 was determined by NMR in zwitterionic dodecylphosphocholine (DPC) micelles. In conclusion, PaDBS1R6 is a candidate for the treatment of nosocomial infections caused by Gram-negative bacteria, as template for producing other antimicrobial agents.     

大孢虫花菌丝体多糖提取工艺优化及其测定方法优选

通过采用3,5-二硝基水杨酸法、蒽酮-硫酸法和苯酚-硫酸法测定大孢虫花PaecilomycestenuipesPeck菌丝体多糖含量,比较精密度、样品回收率、稳定性三个指标,得出最佳测定方法为蒽酮-硫酸法。根据一次一因素实验和Box-Behnken中心组合实验,应用SAS软件分析得出大孢虫花菌丝体多糖提取的最佳条件为:100℃沸水浴,提取2h,重复4次,料液比(菌丝体质量:蒸馏水体积)为1︰20,此条件下大孢虫花菌丝体多糖为4.12g/100g。     

采矿废弃地的生态恢复与可持续景观设计

采矿废弃地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型 ,其生态系统结构与功能退化严重 ,同时其使用功能和美学价值被破坏。通过生态恢复和重建促使采矿废弃地的生态和经济价值再生 ,并通过景观设计赋予利用和美学的价值 ,对区域生态系统的健康、地方经济可持续发展以及人民的生活水平具有十分重要的意义。通过分析采矿废弃地的景观生态特征和环境影响 ,对生态恢复与重建的各种工程与生物措施以及可持续利用途径进行综述 ,并通过介绍和分析国内外一些案例 ,进而对采矿废弃地景观设计的基本原则进行总结。     

生物成长记录袋的设计与评价

促进学生成长,已成为新课程推进与实施的关键,通过建立“学生成长记录袋“对学生实施全面综合性评价.介绍了学生生物学科“成长记录袋“的设计、使用和评价的一些情况.     

酚酸类物质的抑草效应分析

运用正交旋转回归试验设计分析5种常见的化感物质替代物水饧酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸对田间伴生杂草稗草的抑制效应．结果表明,肉桂酸对稗草根长抑制率的影响最显著。其关系函数的二次项系数为-6．18,达极显著水平,水杨酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸对稗草根长的抑制效应趋势与肉桂酸相同,效应曲线均为“n”形抛物线;而香草酸的效应曲线则为“U”形抛物线．当水饧酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸浓度水平分别为0．06、0．60、0．24、0．02和0．02mmol·L^-1时,混合物对稗草根长的抑制率最大,达到78．65％。     

对“小鼠腹腔巨噬细胞吞噬作用的观察实验”的拓展探索

以"小鼠腹腔巨噬细胞吞噬作用的观察实验"为例,从发现疑问、确定拓展方向、设计拓展方案等方面拓展传统验证性实验项目,使其一般验证性实验具有了综合性和设计性的作用,让学生体会到在小实验中发现大问题的乐趣,进一步激发学生参与实验的积极性。     

Chemical genomics: a challenge for de novo drug design

De novo design provides an in silico toolkit for the design of novel small molecular structures to a set of specified structural constraints. With the avalanche of bioinformatics data, de novo design is ideally suited for exploring molecules that could be useful for chemical genomics. The design process involves manipulation of the input, modification of structural constraints, and further processing of the de novo generated molecules using various modular toolkits. The development of a theoretical framework for each of these stages will provide novel practical solutions to the problem of creating compounds with maximal chemical diversity. This short review describes the fundamental problems encountered in the application of novel chemical design technologies to chemical genomics by means of a formal representation. This notation helps to outline and clarify ideas and hypotheses that can then be explored using mathematical algorithms. It is only by developing this rigorous foundation that in silico design can progress in a rational way.