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合成生物学在蛋白质功能材料领域的研究进展
被引量:
6
1
作者
王盼
朱晨辉
+1 位作者
赵婧
范代娣
《合成生物学》
CSCD
2021年第1期46-58,共13页
蛋白质功能材料具有良好的生物相容性、可降解性和多功能性,在医药、军事和纺织等领域应用价值巨大。然而,材料蛋白具有分子量大、高频氨基酸多和翻译后修饰特殊等独特性,导致其在人工细胞合成中存在表达率低、各功能元件与底盘细胞适...
蛋白质功能材料具有良好的生物相容性、可降解性和多功能性,在医药、军事和纺织等领域应用价值巨大。然而,材料蛋白具有分子量大、高频氨基酸多和翻译后修饰特殊等独特性,导致其在人工细胞合成中存在表达率低、各功能元件与底盘细胞适配性差、结构及功效不稳定等瓶颈,严重限制了这些蛋白的高效生产与应用。掀起第三次生物技术革命的合成生物学技术,以“基因调控,工程设计”为核心,可用于产品的精准化设计与高效合成,实现人类对可持续发展工业模式的期待。本文介绍了蛋白质功能材料的应用及发展,以蛋白高效合成及功能需求为导向,从蛋白分子的定向设计、细胞工厂构建与适配调控以及蛋白材料加工应用等方面阐述蛋白质功能材料的合成策略,以实现其功能定向强化及工业化生产。目前以合成生物学的科学理念为指导,对生命体进行不断改造与优化,以实现细胞工厂定向合成蛋白,结合理性设计的材料模块,赋予蛋白质在生产过程的智能可控以及性能的更新升级是研究的热点。展望未来,讨论了蛋白质功能材料在面向产业应用过程中需要克服的挑战,为性能优异的蛋白质功能材料广泛应用提供可能。
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关键词
合成生物学
蛋白质功能材料
高频氨基酸
适配调控
装配加工
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职称材料
人参皂苷的定向生物转化研究进展
被引量:
11
2
作者
赵婧
王盼
+3 位作者
刘彦楠
傅荣湛
段志广
范代娣
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期1238-1247,共10页
稀有人参皂苷是人参的重要活性成分,但其含量极低或需经过肠道转化才能产生,工业生产中常通过去糖基、脱水等方法将常见人参皂苷转化为稀有人参皂苷。基于此,本文概述了人参皂苷的构效关系及常用转化方法,总结了微生物、酶法定向转化人...
稀有人参皂苷是人参的重要活性成分,但其含量极低或需经过肠道转化才能产生,工业生产中常通过去糖基、脱水等方法将常见人参皂苷转化为稀有人参皂苷。基于此,本文概述了人参皂苷的构效关系及常用转化方法,总结了微生物、酶法定向转化人参皂苷的最新进展,着重介绍了益生菌、食药用真菌转化人参皂苷制备功能食品,以及糖苷酶筛选和组合在提高人参总皂苷转化效率及产率等方面的研究进展;同时探讨了基因工程、溶剂工程、固定化酶等技术对人参皂苷转化效率、产率的影响,展望了蛋白质工程、合成生物学等方法在人参皂苷转化及合成方面的潜在应用价值,为稀有人参皂苷的规模化生产提供了基础。
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关键词
人参皂苷
生物转化
微生物催化
酶催化
离子液体
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职称材料
厌氧发酵产氢细菌的分离和鉴定及产氢特性
被引量:
2
3
作者
马晓轩
李珊珊
+4 位作者
范代娣
陈火晴
朱晨辉
骆艳娥
米钰
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期68-71,共4页
获得优良的产氢菌株,鉴定并研究其产氢特性,为提高其产氢能力提供基础。对样品进行预处理和葡萄糖梯度驯化处理后,采用厌氧培养技术分离单菌落,进行菌株形态学观察、生理生化试验及16S rDNA分子生物学鉴定,并采用分批式厌氧发酵研究其...
获得优良的产氢菌株,鉴定并研究其产氢特性,为提高其产氢能力提供基础。对样品进行预处理和葡萄糖梯度驯化处理后,采用厌氧培养技术分离单菌落,进行菌株形态学观察、生理生化试验及16S rDNA分子生物学鉴定,并采用分批式厌氧发酵研究其产氢特性。结果表明:其中产氢最优的菌株FML-C1为肠杆菌属细菌,葡萄糖为其产氢的最优碳源,氮源则以酵母粉和蛋白胨混合最佳,最适生长和产氢温度为35℃,最佳初始pH值为6.0,该条件下菌株的气相末端产物中氢体积分数达56.51%。菌株FML-C1为一株良好的厌氧发酵产氢菌,可进一步优化其产氢工艺,以提高其产氢能力。
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关键词
生物制氢
菌种筛选
分离鉴定
16S
RDNA
厌氧发酵
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职称材料
不同产地不同部位巫山淫羊藿中黄酮的HPLC分析
被引量:
2
4
作者
周颖欣
张海荣
范代娣
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期6-8,共3页
建立HPLC梯度洗脱法同时测定巫山淫羊藿中3种黄酮:淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷质量分数的方法。采用HPLC法,色谱柱为phenomenex C18分析柱(5μm,4.6 mm×250 mm);流动相为(A)水,(B)乙腈;柱温35℃;流速1.0 mL/min;检测波长270 nm...
建立HPLC梯度洗脱法同时测定巫山淫羊藿中3种黄酮:淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷质量分数的方法。采用HPLC法,色谱柱为phenomenex C18分析柱(5μm,4.6 mm×250 mm);流动相为(A)水,(B)乙腈;柱温35℃;流速1.0 mL/min;检测波长270 nm;线性梯度洗脱条件:B∶15%(5 min),B∶30%(10 min),B∶50%(30 min)。本方法测定淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷的线形范围在0.20—1.80μg,r=0.999 3,r=0.999 9和r=0.999 7;平均回收率分别为98.43%,97.58%和97.91%,RSD(n=3)分别为2.16%,1.77%和1.90%。该方法简便、准确、重现性好,可作为同时测定淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷质量分数的方法。
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关键词
巫山淫羊藿
淫羊藿次苷Ⅰ
朝藿定C
淫羊藿苷
RP-HPLC
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职称材料
类人胶原蛋白的聚集行为与固定化方法
5
作者
邢建宇
范代娣
+3 位作者
薛文娇
朱晨辉
马晓轩
马戎
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第6期75-78,共4页
类人胶原蛋白(HLC)具有特殊的结构特点,能够和多种生物分子发生相互作用,将其固定化作为介质在分离纯化中具有一定的实用价值。通过考察不同的溶液组成和环境因素对HLC之间聚集行为的影响,使用环氧氯丙烷将HLC固定在Sepharose微球表面...
类人胶原蛋白(HLC)具有特殊的结构特点,能够和多种生物分子发生相互作用,将其固定化作为介质在分离纯化中具有一定的实用价值。通过考察不同的溶液组成和环境因素对HLC之间聚集行为的影响,使用环氧氯丙烷将HLC固定在Sepharose微球表面制成具有一定分离纯化功能的介质。结果表明:在固定化过程中,HLC浓度的影响较小,而温度、pH值影响较大,葡萄糖、CaCl2对于HLC的自聚合表现出较强的抑制作用。最终确定在温度为45℃,pH=9.0的环境条件下,每1 mL Sepharose微球添加15 mg HLC,葡萄糖质量浓度15%,CaCl2浓度0.3 mol/L的反应体系中,能够有效实现HLC的固定化。
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关键词
重组HLC
环氧氯丙烷
固定化
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职称材料
预处理固定化脂肪酶膜对酯化反应的影响
6
作者
李伟娜
陈必强
+2 位作者
谭天伟
朱晨辉
范代娣
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期1-6,共6页
考察经多种天然添加剂、活性剂成分及有机相反应前预处理实验室自制固定化酶膜对十二酸十二醇、维生素A/C棕榈酸酯、棕榈酸异辛酯等酯化合成的影响。结果发现:经过明胶、多羟基化合物PVP及含活性剂成分复配乳液PDMS等处理后,酶膜对十二...
考察经多种天然添加剂、活性剂成分及有机相反应前预处理实验室自制固定化酶膜对十二酸十二醇、维生素A/C棕榈酸酯、棕榈酸异辛酯等酯化合成的影响。结果发现:经过明胶、多羟基化合物PVP及含活性剂成分复配乳液PDMS等处理后,酶膜对十二酸十二醇酯化酶活有1.2—1.5倍不同程度提高;相比冻干酶粉完全失活含质量分数98%PEG6000的冻干酶粉催化酯化率在70%以上,结合盐及聚乙二醇高分子化合物对酶保护作用,该方法适于冻干Candida sp.99-125脂肪酶粉的预处理;而在所选常用有机溶剂中酶活性稳定,可用于反应后酶膜的再生。在棕榈酸异辛酯的酯化合成中,复合乳剂PDMS对酶稳定性没有影响,而天然羟基化合物PVP及乳糖明显有利于酶活性的保持、酶重复使用次数的增加。
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关键词
预处理
固定化
脂肪酶
酯化
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职称材料
题名
合成生物学在蛋白质功能材料领域的研究进展
被引量:
6
1
作者
王盼
朱晨辉
赵婧
范代娣
机构
西北大学
化工学院
西北大学
化工学院
出处
《合成生物学》
CSCD
2021年第1期46-58,共13页
基金
国家重点研发计划(2019YFA0905200)
陕西省教育厅专项科研计划(20JK0938)。
文摘
蛋白质功能材料具有良好的生物相容性、可降解性和多功能性,在医药、军事和纺织等领域应用价值巨大。然而,材料蛋白具有分子量大、高频氨基酸多和翻译后修饰特殊等独特性,导致其在人工细胞合成中存在表达率低、各功能元件与底盘细胞适配性差、结构及功效不稳定等瓶颈,严重限制了这些蛋白的高效生产与应用。掀起第三次生物技术革命的合成生物学技术,以“基因调控,工程设计”为核心,可用于产品的精准化设计与高效合成,实现人类对可持续发展工业模式的期待。本文介绍了蛋白质功能材料的应用及发展,以蛋白高效合成及功能需求为导向,从蛋白分子的定向设计、细胞工厂构建与适配调控以及蛋白材料加工应用等方面阐述蛋白质功能材料的合成策略,以实现其功能定向强化及工业化生产。目前以合成生物学的科学理念为指导,对生命体进行不断改造与优化,以实现细胞工厂定向合成蛋白,结合理性设计的材料模块,赋予蛋白质在生产过程的智能可控以及性能的更新升级是研究的热点。展望未来,讨论了蛋白质功能材料在面向产业应用过程中需要克服的挑战,为性能优异的蛋白质功能材料广泛应用提供可能。
关键词
合成生物学
蛋白质功能材料
高频氨基酸
适配调控
装配加工
Keywords
synthetic biology
protein functional materials
high-frequency amino acids
adaptation regulation
assembly processing
分类号
Q819 [生物学—生物工程]
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职称材料
题名
人参皂苷的定向生物转化研究进展
被引量:
11
2
作者
赵婧
王盼
刘彦楠
傅荣湛
段志广
范代娣
机构
西北大学
化工学院
陕西省
可降解
生物
医用
材料
重点实验室
西北大学化工学院陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心
西北大学
生物
医药
研究
院
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期1238-1247,共10页
基金
国家自然科学基金(22078264,21706211,21776227,21808184)
西安市科技计划(20191422315KYPT014JC016)
陕西省自然科学基金青年项目(2019JQ-259)。
文摘
稀有人参皂苷是人参的重要活性成分,但其含量极低或需经过肠道转化才能产生,工业生产中常通过去糖基、脱水等方法将常见人参皂苷转化为稀有人参皂苷。基于此,本文概述了人参皂苷的构效关系及常用转化方法,总结了微生物、酶法定向转化人参皂苷的最新进展,着重介绍了益生菌、食药用真菌转化人参皂苷制备功能食品,以及糖苷酶筛选和组合在提高人参总皂苷转化效率及产率等方面的研究进展;同时探讨了基因工程、溶剂工程、固定化酶等技术对人参皂苷转化效率、产率的影响,展望了蛋白质工程、合成生物学等方法在人参皂苷转化及合成方面的潜在应用价值,为稀有人参皂苷的规模化生产提供了基础。
关键词
人参皂苷
生物转化
微生物催化
酶催化
离子液体
Keywords
ginsenoside
biotransformation
microbial transformation
enzymatic transformation
ionic liquid
分类号
TQ469 [化学工程—制药化工]
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职称材料
题名
厌氧发酵产氢细菌的分离和鉴定及产氢特性
被引量:
2
3
作者
马晓轩
李珊珊
范代娣
陈火晴
朱晨辉
骆艳娥
米钰
机构
西北大学
化工学院
陕西省
可降解
生物
医用
材料
重点实验室
西北大学化工学院陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心
出处
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第3期68-71,共4页
基金
陕西省自然科学基金(SJ08B03)
教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20096101120023)
文摘
获得优良的产氢菌株,鉴定并研究其产氢特性,为提高其产氢能力提供基础。对样品进行预处理和葡萄糖梯度驯化处理后,采用厌氧培养技术分离单菌落,进行菌株形态学观察、生理生化试验及16S rDNA分子生物学鉴定,并采用分批式厌氧发酵研究其产氢特性。结果表明:其中产氢最优的菌株FML-C1为肠杆菌属细菌,葡萄糖为其产氢的最优碳源,氮源则以酵母粉和蛋白胨混合最佳,最适生长和产氢温度为35℃,最佳初始pH值为6.0,该条件下菌株的气相末端产物中氢体积分数达56.51%。菌株FML-C1为一株良好的厌氧发酵产氢菌,可进一步优化其产氢工艺,以提高其产氢能力。
关键词
生物制氢
菌种筛选
分离鉴定
16S
RDNA
厌氧发酵
Keywords
bio-hydrogen
strain screening
isolation and identification
16S rDNA
anaerobic fermentation
分类号
TQ116.2 [化学工程—无机化工]
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职称材料
题名
不同产地不同部位巫山淫羊藿中黄酮的HPLC分析
被引量:
2
4
作者
周颖欣
张海荣
范代娣
机构
西北大学化工学院陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心
陕西省
可降解
生物
医用
材料
重点实验室
华陆
工程
科技有限责任公司
出处
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第2期6-8,共3页
文摘
建立HPLC梯度洗脱法同时测定巫山淫羊藿中3种黄酮:淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷质量分数的方法。采用HPLC法,色谱柱为phenomenex C18分析柱(5μm,4.6 mm×250 mm);流动相为(A)水,(B)乙腈;柱温35℃;流速1.0 mL/min;检测波长270 nm;线性梯度洗脱条件:B∶15%(5 min),B∶30%(10 min),B∶50%(30 min)。本方法测定淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷的线形范围在0.20—1.80μg,r=0.999 3,r=0.999 9和r=0.999 7;平均回收率分别为98.43%,97.58%和97.91%,RSD(n=3)分别为2.16%,1.77%和1.90%。该方法简便、准确、重现性好,可作为同时测定淫羊藿次苷Ⅰ,朝藿定C和淫羊藿苷质量分数的方法。
关键词
巫山淫羊藿
淫羊藿次苷Ⅰ
朝藿定C
淫羊藿苷
RP-HPLC
Keywords
Epimedium Wushanse
icariside I
epimedin C
icariin
HPLC
分类号
R284.1 [医药卫生—中药学]
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职称材料
题名
类人胶原蛋白的聚集行为与固定化方法
5
作者
邢建宇
范代娣
薛文娇
朱晨辉
马晓轩
马戎
机构
西北大学
化工学院
陕西省
可降解
生物
医药
材料
重点实验室
长安
大学
环境科学与
工程
学院
西北大学化工学院陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心
陕西省
微
生物
研究
所
出处
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2010年第6期75-78,共4页
基金
"863"计划基金资助项目(2006AA02Z246
2007AA03Z456)
国家自然科学基金资助项目(20776119)
文摘
类人胶原蛋白(HLC)具有特殊的结构特点,能够和多种生物分子发生相互作用,将其固定化作为介质在分离纯化中具有一定的实用价值。通过考察不同的溶液组成和环境因素对HLC之间聚集行为的影响,使用环氧氯丙烷将HLC固定在Sepharose微球表面制成具有一定分离纯化功能的介质。结果表明:在固定化过程中,HLC浓度的影响较小,而温度、pH值影响较大,葡萄糖、CaCl2对于HLC的自聚合表现出较强的抑制作用。最终确定在温度为45℃,pH=9.0的环境条件下,每1 mL Sepharose微球添加15 mg HLC,葡萄糖质量浓度15%,CaCl2浓度0.3 mol/L的反应体系中,能够有效实现HLC的固定化。
关键词
重组HLC
环氧氯丙烷
固定化
Keywords
recombinant HLC
epichlorohydrin
immobilization
分类号
Q51 [生物学—生物化学]
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职称材料
题名
预处理固定化脂肪酶膜对酯化反应的影响
6
作者
李伟娜
陈必强
谭天伟
朱晨辉
范代娣
机构
陕西省
可降解
生物
医用
材料
重点实验室
西北大学化工学院陕西省生物材料与发酵工程技术研究中心
北京
化工
大学
生命科学与
技术
学院
出处
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期1-6,共6页
基金
陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(16JS104)
中国博士后科学基金面上资助(2015M582698)
西北大学科学研究基金(15NW14)
文摘
考察经多种天然添加剂、活性剂成分及有机相反应前预处理实验室自制固定化酶膜对十二酸十二醇、维生素A/C棕榈酸酯、棕榈酸异辛酯等酯化合成的影响。结果发现:经过明胶、多羟基化合物PVP及含活性剂成分复配乳液PDMS等处理后,酶膜对十二酸十二醇酯化酶活有1.2—1.5倍不同程度提高;相比冻干酶粉完全失活含质量分数98%PEG6000的冻干酶粉催化酯化率在70%以上,结合盐及聚乙二醇高分子化合物对酶保护作用,该方法适于冻干Candida sp.99-125脂肪酶粉的预处理;而在所选常用有机溶剂中酶活性稳定,可用于反应后酶膜的再生。在棕榈酸异辛酯的酯化合成中,复合乳剂PDMS对酶稳定性没有影响,而天然羟基化合物PVP及乳糖明显有利于酶活性的保持、酶重复使用次数的增加。
关键词
预处理
固定化
脂肪酶
酯化
Keywords
pretreatment
immobilization
lipase
esterification
分类号
Q814.2 [生物学—生物工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
合成生物学在蛋白质功能材料领域的研究进展
王盼
朱晨辉
赵婧
范代娣
《合成生物学》
CSCD
2021
6
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职称材料
2
人参皂苷的定向生物转化研究进展
赵婧
王盼
刘彦楠
傅荣湛
段志广
范代娣
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
11
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职称材料
3
厌氧发酵产氢细菌的分离和鉴定及产氢特性
马晓轩
李珊珊
范代娣
陈火晴
朱晨辉
骆艳娥
米钰
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2010
2
在线阅读
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职称材料
4
不同产地不同部位巫山淫羊藿中黄酮的HPLC分析
周颖欣
张海荣
范代娣
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2013
2
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职称材料
5
类人胶原蛋白的聚集行为与固定化方法
邢建宇
范代娣
薛文娇
朱晨辉
马晓轩
马戎
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2010
0
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职称材料
6
预处理固定化脂肪酶膜对酯化反应的影响
李伟娜
陈必强
谭天伟
朱晨辉
范代娣
《化学工程》
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
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职称材料
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