基于液滴微流控技术的超高通量筛选体系及其在合成生物学中的应用 被引量：4

1

作者 马富强 杨广宇 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期83-92,共10页

构建高效的合成生物学体系经常需要进行大量的筛选工作来优化人工体系的运行效率。液滴微流控(droplet microfluidics)技术将常规筛选体系微型化,在只有皮升(pL)级体积、大小均一的反应器中对酶反应或目标代谢产物进行单细胞水平的检测... 构建高效的合成生物学体系经常需要进行大量的筛选工作来优化人工体系的运行效率。液滴微流控(droplet microfluidics)技术将常规筛选体系微型化,在只有皮升(pL)级体积、大小均一的反应器中对酶反应或目标代谢产物进行单细胞水平的检测和筛选,筛选速度可高达10~8克隆/d,从而极大地提升了人们对催化元件乃至工程菌株优化的能力。综述了液滴微流控技术在合成生物学应用中的技术背景,重点阐述了目标酶反应及产物检测的荧光信号偶联策略,进一步介绍了液滴微流控技术在酶催化元件以及代谢通路的筛选改造方面的研究进展,并展望了该领域的发展趋势。 展开更多

关键词 液滴微流控 合成生物学 代谢途径 酶 高通量筛选

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餐厨废油制备的生物基两性表面活性剂的油水界面性能 被引量：8

2

作者 蔡帮鑫 张琪琪 +3 位作者 刚洪泽 刘金峰 杨世忠 牟伯中 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期798-803,共6页

以餐厨废油制备了生物基两性表面活性剂,应用界面张力和动态光散射方法,研究了该生物基两性表面活性剂体系的油水界面性能及在溶液中的聚集行为。在无外加碱条件下,由餐厨废油制备的表面活性剂表现出良好的界面性能,在50~70℃以及p H值... 以餐厨废油制备了生物基两性表面活性剂,应用界面张力和动态光散射方法,研究了该生物基两性表面活性剂体系的油水界面性能及在溶液中的聚集行为。在无外加碱条件下,由餐厨废油制备的表面活性剂表现出良好的界面性能,在50~70℃以及p H值为7~12的条件下,均可以将油水界面张力降至超低值（〈10-3m N/m）,在不同的油藏模拟地层水中均保持较好的界面活性;分别在50、-20和4℃下保存,其界面活性均未受到明显影响。在水溶液中形成的聚集体的平均流体力学半径为10~30 nm,无机盐离子的加入可使聚集体的粒径上升。基于其优良的界面性质和可再生来源,由餐厨废油制备的生物基两性表面活性剂在三次采油方面具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 餐厨废油 生物基表面活性剂 两性表面活性剂 无碱体系 超低界面张力 聚集行为

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一种低场核磁共振技术快速定量检测发酵液油浓度方法 被引量：1

3

作者 张亚飞 王泽建 +3 位作者 陈中兵 后慧云 杭海峰 郭美锦 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期673-679,共7页

建立了一种方便、快捷和无损的低场核磁共振(LF-NMR)技术检测发酵液中油的方法。通过对培养基中各成分的检测,确定了油脂的弛豫时间约100ms;单因素实验表明除了黄豆粉和胚芽粉造成取样不均对油峰面积有一定的影响,其他成分对油峰面积无... 建立了一种方便、快捷和无损的低场核磁共振(LF-NMR)技术检测发酵液中油的方法。通过对培养基中各成分的检测,确定了油脂的弛豫时间约100ms;单因素实验表明除了黄豆粉和胚芽粉造成取样不均对油峰面积有一定的影响,其他成分对油峰面积无明显影响;含油量不同的梯度实验结果表明了LF-NMR检测油时有良好的稳定性(相对偏差约为4.4%)和精确性(约1.0%);正己烷萃取法测定油浓度与LF-NMR法测定的油浓度进行线性相关分析,相关性良好(R^2=0.9581)。因此,应用LF-NMR检测发酵液中油浓度比传统的检测方法(如正己烷萃取法等)更方便和准确,可应用于工业发酵监控。 展开更多

关键词 低场核磁共振技术 白色链霉菌 油脂 横向弛豫

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特定聚合度区间壳寡糖的膜分离制备技术 被引量：3

4

作者 陈倩倩 邱勇隽 +2 位作者 夏泉鸣 秦臻 赵黎明 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2019年第22期163-168,174,共7页

为了制备特定聚合度范围的壳寡糖(Chitooligosaccharides,COS),本研究探索了物料浓度、温度和跨膜压差(transmembrane pressure,TMP)条件对1000 Da纳滤膜分离壳寡糖混合物过程的影响,并针对连续渗滤过程,建立了壳寡糖收率和纯度预测的... 为了制备特定聚合度范围的壳寡糖(Chitooligosaccharides,COS),本研究探索了物料浓度、温度和跨膜压差(transmembrane pressure,TMP)条件对1000 Da纳滤膜分离壳寡糖混合物过程的影响,并针对连续渗滤过程,建立了壳寡糖收率和纯度预测的数学模型。结果表明,料液浓度70 g/L、温度45℃和跨膜压差15 bar为最佳分离条件。在最佳条件下,通过连续渗滤和纳滤浓缩过程处理壳寡糖混合物,获得了以聚合度(Degree of polymerization,DP)2~5为主的壳寡糖,纯度和收率分别为82.1%和42.1%,并利用数学模型成功预测了聚合度2~5壳寡糖的收率和纯度。本研究建立了一种基于纳滤膜分离的聚合度2~5壳寡糖的制备方法,为壳寡糖的功能研究和应用开发提供了基础。 展开更多

关键词 壳寡糖 纳滤 渗滤 分离 数学模型

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箬叶中4种黄酮苷的同步HPLC检测 被引量：4

5

作者 朱理 陈召桂 +1 位作者 何剑飞 卢艳花 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期657-659,共3页

箬叶中含有丰富的黄酮类化合物,具有多种生物活性。采摘国内箬叶主产区浙江松阳、武义,以及安徽黄山、福建光泽、江西宁都的样品。样品经体积分数50%乙醇提取,随后利用高效液相色谱法(HPLC)快速检测其中异荭草素、荭草素、牡荆素、异牡... 箬叶中含有丰富的黄酮类化合物,具有多种生物活性。采摘国内箬叶主产区浙江松阳、武义,以及安徽黄山、福建光泽、江西宁都的样品。样品经体积分数50%乙醇提取,随后利用高效液相色谱法(HPLC)快速检测其中异荭草素、荭草素、牡荆素、异牡荆素含量,方法简单准确。结果显示,不同产地的箬叶均含有较丰富的黄酮苷。该结果揭示了国内不同产地的箬叶中异荭草素、荭草素、牡荆素、异牡荆素的含量差异,为全面深入研发箬叶提供采收情况和质量评价参考。 展开更多

关键词 箬叶 黄酮 高效液相色谱法

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多拷贝毕赤酵母表达猪胰岛素前体的动力学模型

6

作者 陈丽 王玥 +2 位作者 郭美锦 储炬 庄英萍 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期2015-2021,共7页

以携带多拷贝猪胰岛素前体(PIP)基因的毕赤酵母(Pichia pastoris)为供试菌株,对分批补料发酵PIP合成动力学模型进行研究。建立了不同拷贝数毕赤酵母发酵合成PIP的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型,并通过Origin8.0软件对模型... 以携带多拷贝猪胰岛素前体(PIP)基因的毕赤酵母(Pichia pastoris)为供试菌株,对分批补料发酵PIP合成动力学模型进行研究。建立了不同拷贝数毕赤酵母发酵合成PIP的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型,并通过Origin8.0软件对模型参数进行了非线性拟合。根据动力学模型结果发现,随着拷贝数的增加与菌体生长相关的产物系数α和细胞生长代谢系数k1绝对值不断增加,12拷贝时PIP表达量达到最高,说明只有进一步促进高拷贝菌株细胞生长并减少其代谢负担才能更有效地提高产物的生成速率。同时表明:预测值与实验值有良好的拟合性,所建模型能较好地反映分批补料发酵过程PIP的合成。 展开更多

关键词 重组毕赤酵母 猪胰岛素前体表达 拷贝数 动力学模型

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顺硝烯新烟碱杀虫剂环氧虫啶在水中的光降解 被引量：2

7

作者 邓亚运 庄英滢 +3 位作者 冯越 陆思源 程家高 徐晓勇 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1112-1118,共7页

为了正确评估新型杀虫剂环氧虫啶(CYC)的环境风险,了解环氧虫啶在水环境中的光降解规律,探讨了CYC初始浓度、温度、初始pH值、过氧化氢浓度及硝酸根对CYC光降解的影响.结果表明,CYC的光降解符合一级动力学反应.直接光降解中,随浓度降低... 为了正确评估新型杀虫剂环氧虫啶(CYC)的环境风险,了解环氧虫啶在水环境中的光降解规律,探讨了CYC初始浓度、温度、初始pH值、过氧化氢浓度及硝酸根对CYC光降解的影响.结果表明,CYC的光降解符合一级动力学反应.直接光降解中,随浓度降低、温度升高,光解速率加快,环氧虫啶的反应活化能为21.27k J/mol.通过测定CYC的pKa值为3.42以及模拟计算CYC不同粒子形式的光反应活性,可知pH值对CYC光解的影响较为复杂:酸性条件下,CYC的降解速率取决于其形态(阳离子和中性粒子)与单线态能量;碱性条件下,降解速率主要受羟基自由基数量的影响.间接光降解中,硝酸根和过氧化氢对CYC光解均表现为促进作用.在评估环氧虫啶的环境风险时,应综合考虑环境因素对其降解的影响. 展开更多

关键词 新烟碱类杀虫剂 环氧虫啶 光降解 羟基自由基 HOMO-LUMO值

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透明颤菌血红蛋白基因在龟裂链霉菌中的表达及其对土霉素合成的影响 被引量：2

8

作者 倪辉 Ali Mohsin +4 位作者 曹君书 张风新 郭美锦 储炬 庄英萍 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 2018年第8期1034-1042,共9页

目的考察透明颤菌血红蛋白基因(vgb)在大肠埃希菌(E.coli)和龟裂链霉菌(S.rimosus)中的表达,研究在不同溶氧条件下表达的透明颤菌血红蛋白(VHb)对龟裂链霉菌生长和土霉素合成的影响。方法将vgb插入表达型质粒pET-28a中,导入E.coli BL21(... 目的考察透明颤菌血红蛋白基因(vgb)在大肠埃希菌(E.coli)和龟裂链霉菌(S.rimosus)中的表达,研究在不同溶氧条件下表达的透明颤菌血红蛋白(VHb)对龟裂链霉菌生长和土霉素合成的影响。方法将vgb插入表达型质粒pET-28a中,导入E.coli BL21(DE3)用以表达VHb并测定其活性。以整合型质粒pSET152为载体,利用erm E*启动子组成型表达vgb基因,将构建的质粒通过接合转移整合到S.rimosus M4018基因组上,利用CO差示光谱法和SDS-PAGE鉴定两个重组菌中的血红蛋白。在5L罐上考察不同溶氧条件下VHb的表达对重组龟裂链霉菌生长和土霉素合成的影响。结果重组大肠埃希菌和重组龟裂链霉菌都能够表达具有生物活性的VHb,发酵结果表明,在117h时与对照菌相比,重组龟裂链霉菌在高氧和低氧条件下的干重分别提高了6%和32%,同时单位干重土霉素的产量分别提高了41%和93%。结论 VHb在重组龟裂链霉菌中成功表达,改善了菌体的生长和土霉素的合成,为解决工业发酵过程中氧限制问题提供了策略。 展开更多

关键词 透明颤菌血红蛋白基因 龟裂链霉菌 土霉素生物合成 CO差示光谱分析

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保留型与反转型β-木糖苷酶活性位点的分子动力学模拟 被引量：1

9

作者 张俊威 周峻岗 +1 位作者 吕红 黄强 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1169-1178,共10页

木聚糖是潜在的重要可再生能源,如何提高其降解效率已成为近年来的研究热点.β-木糖苷酶是木聚糖降解过程中的关键酶之一,按其水解机制可分为保留型与反转型酶.目前虽然对于这两种催化机制的研究不断深入,但很少有工作从溶液环境的角度... 木聚糖是潜在的重要可再生能源,如何提高其降解效率已成为近年来的研究热点.β-木糖苷酶是木聚糖降解过程中的关键酶之一,按其水解机制可分为保留型与反转型酶.目前虽然对于这两种催化机制的研究不断深入,但很少有工作从溶液环境的角度出发探究它们的差异.本文采用分子动力学模拟方法,对4个典型的β-木糖苷酶进行了显式溶剂模拟研究,详细分析了酶的催化氨基酸间的距离和质子供体氨基酸p Ka值的动态变化.结果显示,反转型酶催化氨基酸间的距离约为0.8-1.0 nm,大于保留型的0.5-0.6 nm,与先前对糖苷酶晶体结构的统计分析结果一致.令人意外的是,保留型酶的质子供体通过与其附近组氨酸的相互作用,其p Ka在两个不同的高、低值之间交替变换,使保留型酶的双取代反应得以发生;而反转型酶的质子供体则由附近的天冬氨酸调节,其p Ka稳定在某个较高值,这可能有利于其在反应p H值下获得水溶液中的氢离子,进行反转型酶特有的单取代反应.因此,本工作加深了人们对β-木糖苷酶保留型与反转型水解机制的认识,并为后续酶的理性改造与高效利用提供具有指导价值的结构与机理信息. 展开更多

关键词 Β-木糖苷酶 催化机制 分子建模 质子供体 P Ka值

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解脂耶氏酵母异源合成番茄红素的初步研究 被引量：1

10

作者 楼佳佳 韦柳静 花强 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期314-320,共7页

为了探究番茄红素在解脂耶氏酵母中的生物合成,利用两个解脂耶氏酵母整合表达质粒(单拷贝质粒pINA1269和多拷贝质粒pINA1312),将成团泛菌来源的番茄红素生物合成基因(crtE、crtB、crtI)克隆到解脂耶氏酵母营养缺陷型宿主菌Po1f中实现多... 为了探究番茄红素在解脂耶氏酵母中的生物合成,利用两个解脂耶氏酵母整合表达质粒(单拷贝质粒pINA1269和多拷贝质粒pINA1312),将成团泛菌来源的番茄红素生物合成基因(crtE、crtB、crtI)克隆到解脂耶氏酵母营养缺陷型宿主菌Po1f中实现多基因共表达,并成功构建了异源合成番茄红素的解脂耶氏酵母工程菌株。在hp4d启动子和XPR2终止子的控制下,本实验共构建了8个能产番茄红素的解脂耶氏酵母工程菌株;同时筛选了其中5个代表性菌株(Po1f-1269IBE-1312、Po1f-1312E-1269IB、Po1f-1312B-1269IE、Po1f-1312I-1269EB、Po1f-1312IBE-1269)基于摇瓶培养进一步研究其生长特性和产物合成情况。结果表明,工程菌Po1f-1312E-1269IB的培养可以获得最高番茄红素产量,相对于细菌干重其产量约为0.9mg/g。 展开更多

关键词 解脂耶氏酵母 番茄红素 异源共表达 单拷贝整合 多拷贝整合

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新型四氢苯并噻唑化合物作为雄激素受体调节剂的合成与构效关系（英文）

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作者 王明博 曾凡勋 +5 位作者 刘鹏飞 肖新哲 夏爽 邓小康 黄瑾 徐晓勇 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期962-971,共10页

前列腺癌是男性最常被诊断出的癌症之一,而雄激素受体(androgen receptor,AR)是前列腺癌治疗的重要靶标。现有的AR拮抗剂在长期使用后通常由于多种原因而失效。因此,新型AR拮抗剂的开发仍具有重要的意义。一系列四氢苯并噻唑类化合物,... 前列腺癌是男性最常被诊断出的癌症之一,而雄激素受体(androgen receptor,AR)是前列腺癌治疗的重要靶标。现有的AR拮抗剂在长期使用后通常由于多种原因而失效。因此,新型AR拮抗剂的开发仍具有重要的意义。一系列四氢苯并噻唑类化合物,通过α,β-环氧环己酮与适当的硫脲的缩合反应被合成。其中,多个化合物在酵母双杂交系统中表现出强于或相当于氟他胺的雄激素受体拮抗活性(IC50≤2. 48 mmol/L)。进一步的细胞活力试验表明,这些活性化合物有效地抑制了雄激素敏感的LNCa P细胞的增殖(IC50值17. 1～41. 4 mmol/L)。分子对接研究提供了化合物与受体相互作用的可能模型,较好地符合了初步的构效关系研究。总之,本文的研究证明,四氢苯并噻唑可以作为有效的AR调节剂,可能代表了一种有前景的先导化合物,有助于进一步开发出新型的更加强效的雄激素受体拮抗剂。 展开更多

关键词 噻唑 雄激素受体 前列腺癌 构效关系

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Streptomyces hygroscopicus K2509利用离子交换废水制备培养基发酵生产井冈霉素A

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作者 邹维 夏建荣 +6 位作者 刘华梅 刘守德 万俊 潘渝 周莉 郭美锦 庄英萍 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 2018年第8期1043-1048,共6页

本文筛选出一株对离子交换废水耐受性能较好的井冈霉素A发酵菌株Streptomyces hygroscopicus K2509。通过测定总糖、还原糖、发酵液电容、井冈霉素A产量等发酵参数,用摇瓶试验对比了S.hygroscopicus K2509和出发菌株S.hygroscopicus K1... 本文筛选出一株对离子交换废水耐受性能较好的井冈霉素A发酵菌株Streptomyces hygroscopicus K2509。通过测定总糖、还原糖、发酵液电容、井冈霉素A产量等发酵参数,用摇瓶试验对比了S.hygroscopicus K2509和出发菌株S.hygroscopicus K18的差异,用15L罐试验验证了两菌株在离子交换废水配制培养基中的代谢特性。在摇瓶实验中,S.hygroscopicus K2509井冈霉素A产量低于出发菌株,但其表现出较好的离子交换废水耐受能力;在15L发酵罐实验中,S.hygroscopicus K18和K2509井冈霉素A产量分别为18.9和20.2g/L,产率分别为0.45和0.31g/L·h。新筛选菌株可在离子交换废水配制培养基中实现井冈霉素A正常发酵,可有效利用井冈霉素A提取工序所产生的废水,降低产品成本。 展开更多

关键词 井冈霉素A 离子交换废水 发酵过程分析 污水减排

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蛋白质稳定性计算设计与定向进化前沿工具 被引量：4

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作者 阮青云 黄莘 +1 位作者 孟子钧 全舒 《合成生物学》 CSCD 2023年第1期5-29,共25页

天然蛋白质具有临界稳定性的特征,这种较低的稳定性使蛋白质结构具有足够的灵活性,从而支持其发挥生物学功能。然而,临界稳定性使得蛋白质遭受胁迫压力后极易发生错误折叠并失去功能,导致天然蛋白质往往无法满足科学研究与工业应用的需... 天然蛋白质具有临界稳定性的特征,这种较低的稳定性使蛋白质结构具有足够的灵活性,从而支持其发挥生物学功能。然而,临界稳定性使得蛋白质遭受胁迫压力后极易发生错误折叠并失去功能,导致天然蛋白质往往无法满足科学研究与工业应用的需求。此外,体内蛋白质在错误折叠后产生的聚集沉淀被认为是多种疾病发生发展的原因,包括阿尔兹海默病、帕金森综合征等。因此,优化蛋白质的稳定性是科学研究与工程应用领域亟待解决的关键问题。本文从蛋白质的折叠与稳定性机制出发,聚焦于序列优化与折叠环境优化两种改善蛋白质稳定性的手段,综述了基于理性设计、计算机辅助设计改善蛋白质稳定性的研究方法,介绍了用于高通量筛选蛋白质稳定化突变体或折叠相关因子的定向进化技术。通过多项蛋白质序列改良、折叠环境优化的案例介绍,展示了蛋白质稳定化技术在蛋白质工程与生物医药领域的广阔应用,包括酶的稳定化设计、疫苗蛋白质的构象控制、分子伴侣与蛋白质聚集抑制剂的筛选、蛋白质稳态药物的开发等。最后,展望了蛋白质稳定化技术未来的研究方向与前景,定制化的蛋白质稳定性检测技术将会迎来蓬勃发展。 展开更多

关键词 蛋白质折叠 蛋白质稳定性 蛋白质稳定化工程 理性设计 计算机辅助设计 定向进化

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