耐有机溶剂脂肪酶基因lipI的克隆及其在毕赤酵母中的高效表达

为了实现耐有机溶剂脂肪酶基因的真核表达,参照GenBank公布的脂肪酶基因序列设计简并引物,通过PCR扩增出G.geotrichum SXL-107的全长1 692 bp、编码563个氨基酸的脂肪酶基因lipI,基因登录号为JX074060.利用Signal P 3.0软件对lipI基因序列进行分析,将去除自身信号肽的成熟lipI基因克隆到诱导型表达载体pPIC9K上,构建胞外重组表达载体pPIC9K-lipI,转化毕赤酵母KM71,发酵培养72 h,发酵上清液中脂肪酶活力达到70 U/mL,与野生型脂肪酶产生菌Galactomyces geotrichum SXL-107相比,脂肪酶活力提高7倍.获得的重组脂肪酶的最适温度40℃、pH值为6.5,在10％的甲醇溶液中作用48 h后仍然保持60％以上的酶活力.     

酸酐修饰脂肪酶的研究

[目的]研究酸酐修饰对脂肪酶催化性能的作用。[方法]采用琥珀酸酐、丙酸酐和乙酸酐对Novozym 435脂肪酶进行了修饰,优化修饰条件,并对修饰后Novozym 435的催化性能进行测定。[结果]酸酐修饰可显著提高Novozym 435脂肪酶的水解活性。琥珀酸酐修饰Novozym 435酶活为79.3 U/g,相对于未修饰酶酶活（63.9 U/g）,提高了24%;丙酸酐修饰后酶活为85.6 U/g,提高了33.9%;而乙酸酐修饰后酶活为84.0 U/g,提高了31.4%。而且酸酐修饰后酶的热稳定性、pH稳定性和耐有机溶剂的能力也都有很大提高。[结论]酸酐修饰是一种有效的提高脂肪酶催化性能的重要方法。     

耐甲醇脂肪酶产生菌的筛选鉴定及其酶学性质研究

[目的]筛选耐甲醇脂肪酶产生菌,并对其酶学性质进行研究。[方法]采用培养基中添加不同浓度甲醇（0、5%、10%、15%、20%）的方法筛选甲醇耐受性脂肪酶产生菌,形态学和ITS序列分析确定菌株的种属关系,硫酸铵分级沉淀和DEAE-Sepharose FF纯化脂肪酶,并对纯化的酶进行耐甲醇试验和酶学性质研究。[结果]筛选到183株脂肪酶产生菌,菌株SXL-107对浓度20%甲醇具有较好耐受性,脂肪酶活力达104 U/ml;ITS同源性分析确定该菌为Galactomyces geotrichum;经过纯化的SXL-107脂肪酶在浓度10%甲醇溶液中作用48 h后,剩余酶活为96.15%;该酶最适温度为40℃,pH为7.0,50℃温浴60 min仍有80%的酶活力,在pH 4.0~9.0间稳定,微量的Mg2＋、K＋和Zn2＋对该酶有激活作用,Mn2＋和CO2＋有抑制作用,分子量约为66 kDa。[结论]筛选到一株耐甲醇能力较强的脂肪酶产生菌,为该酶在生物柴油中的应用奠定基础。     

谷关假单胞菌脂肪酶基因PgLip1的克隆和表达

低温脂肪酶在饲料、洗涤、有机合成等行业中具有重要的应用价值，然而目前已发现的低温脂肪酶数量不多，对其基因多样性了解不够深入，因此有必要从自然环境中挖掘新的低温脂肪酶基因。为了获得低温脂肪酶基因资源，通过基因组序列比对分析，从谷关假单胞菌（Pseudomonas guguanensis）中发现并克隆获得一个脂肪酶基因P. guguanensis lipase 1 (PgLip1),并对该基因进行序列分析和蛋白质预测，表达后检测PgLip1的最适底物、最适pH、最适温度，同时研究了表面活性剂、变性剂、EDTA、金属离子及有机溶剂对该酶活性的影响。结果显示：该基因片段大小为840 bp，预测编码含279个氨基酸残基的蛋白质，氨基酸序列与来源于门多萨假单胞菌（Pseudomonas mendocina）的脂肪酶相似性92.6%。该酶的最适温度为10 ℃，在0 ℃相对酶活为60.2%，是一个低温脂肪酶；其最适pH为8.5，在pH 3.0~12.0时，仍然具有62%以上的相对酶活。40 ℃处理45 min后，PgLip1还能保持72.6%的残余酶活。该酶的最适反应底物为对硝基苯基丁酸酯(pNPB)；在高浓度异丙醇、异戊醇和乙酸乙酯中的酶活反而高于相应较低浓度中，吐温-20、吐温-80和Triton X-100表面活性剂能较大程度激活PgLip1（3.2~5.9倍）。研究丰富了对低温脂肪酶生物多样性的科学认识，所获得的PgLip1是一个受表面活性剂特异激活且对部分高浓度有机溶剂耐受的低温脂肪酶，具有较好的应用前景。     

耐有机溶剂低温碱性脂肪酶产酶条件优化及其酶学性质

[目的]研究沙雷氏菌JXJ-54胞外脂肪酶的产酶条件以及粗酶酶学性质。[方法]以沙雷氏菌JXJ-54为出发菌株,采用单因素分析优化其产胞外脂肪酶的条件并对该酶进行酶学性质研究。[结果]该菌株的最佳产酶条件为牛肉浸膏10 g/L、K_2HPO_4 2 g/L、菜籽油乳化液体积分数2.25%,初始pH 9.0、培养温度20℃、装样量40 mL、接种量2%、发酵时间20 h。JXJ-54脂肪酶的最适底物为对硝基苯酚辛酸酯和对硝基苯酚葵酸酯,在30℃、pH 8.5～9.5时酶活力最高,且具有一定的热稳定性和较好的pH稳定性;酶样品受到多数供试金属离子和EDTA的抑制,在供试表面活性剂和有机溶剂中具有良好耐受性,甚至处于激活状态。[结论]该菌株能利用简单的发酵培养基达到较好的产酶效果,其所产胞外脂肪酶为低温碱性脂肪酶,具有一定的热稳定性和较好的pH稳定性,在供试表面活性剂和有机溶剂中具有良好的耐受性,在食品加工、洗涤剂、低温环境修复等低温碱性环境的工业领域中有一定的应用潜力。     

碱性脂肪酶的分子生物学研究进展

碱性脂肪酶是具有重要工业价值的酶制剂,在医药、化工等领域应用广泛。该研究综述了碱性脂肪酶的酶学性质、分子结构以及基因工程育种等,重点介绍了扩展青霉碱性脂肪酶的分子生物学方面研究进展。     

立体分子伴侣-脂肪酶特异折叠酶

细菌脂肪酶是一类重要的工业用酶,尤其以来源于假单孢杆菌Pseudomonas与伯克霍尔德菌Burkholderia的脂肪酶应用最为广泛。然而,这类脂肪酶折叠过程中存在一个巨大的能障而无法自发正确折叠。研究发现,这类脂肪酶的编码基因所在操纵子中往往存在一个与其折叠相关的基因,编码一种脂肪酶特异折叠酶。该类蛋白为脂肪酶的立体分子伴侣,可与脂肪酶的折叠中间体相互作用,帮助脂肪酶越过折叠过程中的能量障碍,为其获得正确构象提供必要的空间信息。详细阐述了脂肪酶特异折叠酶的发现、分类、作用机制与应用前景。     

脂肪酶催化合成生物柴油分子机制及影响因子

生物柴油是一种可再生、可生物降解的清洁能源,可部分替代石化柴油.酶法催化合成生物柴油具有反应条件温和、无污染、产品易回收等优点,市场应用前景广阔.对脂肪酶催化合成生物柴油的分子机制,以及水、醇和有机溶剂对脂肪酶催化合成的影响进行了综述,并展望了脂肪酶催化合成生物柴油的前景.     

一株产脂肪酶海洋细菌的筛选、鉴定及其酶学性质

【目的】研究海洋环境中产脂肪酶菌株的形态、生理生化特性及其所产胞外脂肪酶的酶学性质。【方法】以三丁酸甘油酯作为唯一碳源,利用平板涂布法从黄海胶州湾海泥中筛选到一株产脂肪酶的菌株,对其进行形态、生理生化和分子水平的鉴定,并对其产生的脂肪酶的部分酶学性质进行研究。【结果】产脂肪酶的菌株为薄壁芽孢杆菌属(Gracilibacillus)成员,命名为Gracilibacillus sp.DN-X7。酶学性质研究表明:对该菌所产脂肪酶的最适作用温度、pH和NaCl质量浓度分别为60℃、pH 9.0和30g/L。稳定性试验表明,该酶具有良好的耐热、耐碱和盐稳定性。甘氨酸甜菜碱的存在能够显著提高酶的热稳定性,60℃保温30min酶活力仍保持46%以上。底物特异性试验结果表明DN-X7菌株所产酯裂解酶是脂肪酶,能够分解不同种类的甘油酯和植物油。【结论】分离得到了一株能够产耐热、耐盐的碱性脂肪酶的海洋细菌。     

细菌脂肪酶的固定化研究

[目的]在传统海藻酸钠包埋的基础上,探索出一种固定化脂肪酶的有效方法,为其工业化生产提供参考。[方法]以高岭土和海藻酸钠为载体,用包埋法制备固定化脂肪酶,并测定固定化脂肪酶的活力及酶活得率。[结果]固定化脂肪酶的相对活力达到30．00％,酶活得率为62．55％。[结论]固定化脂肪酶具有良好稳定性,有利于工业化生产应用。     

细菌脂肪酶分子生物学研究进展

脂肪酶是一种重要的工业用酶,已广泛应用于食品、精细化工、医药和能源等领域。细菌脂肪酶是生物催化剂的最重要组成部分。文中综述了细菌脂肪酶的基因结构、表达、分泌、折叠等方面的研究进展,并展望了细菌脂肪酶基因工程的研究方向及前景。     

Bias in Peer Review of Organic Farming Grant Applications

Peer reviews of 84 organic farming grant applications from Sweden were analyzed to determine whether the reviewers’ affiliation to one of two types of agriculture (i.e., organic and conventional) influenced their reviews. Fifteen reviewers were divided into three groups: (1) scientists with experience in organic farming research; (2) scientists with no experience in organic farming research; and (3) users of organic farming research. The two groups of scientists assessed the societal relevance and scientific quality of the grant applications based on three criteria (i.e., presentation, methodology, qualifications), whereas the user group only assessed societal relevance. The analysis showed that the two groups of scientists provided very different reviews. Scientist reviewers with experience in organic farming research agreed more with the user group on research relevance than did scientist reviewers without such experience, and the assessment of relevance was closely correlated to the assessment of scientific quality within both scientific groups. As both scientific groups did not clearly distinguish between societal relevance and scientific quality, the idea of an objective science is challenged. The contextual values associated with the norms of good agriculture were not clearly distinguished from the constitutive values of science associated with the traditional norms of good science. This raises the question of whether organic and conventional grant applications should be mixed for review regardless of the reviewers.     

芳香族化合物合成生物学及在生物育种中的研究进展

芳香族化合物是一类含有芳香环结构的有机小分子，主要产生于植物和微生物，也可以化学合成，在化学、材料和生命科学等领域具有重要的应用价值。本文介绍了芳香族化合物的生物合成途径和合成生物学方法，综述了其在生物育种中提高植物的香味、类黄酮和培育抗除草剂、低木质素种质等方面的应用，并对合成生物学在芳香族化合物研究中的未来前景进行了展望。     

脂肪酶及其在食品工业中的应用

脂肪酶是一种具有广泛应用潜力的生物催化剂,本文介绍了脂肪酶在食品工业中的应用情况.     

复合脂肪酶催化黄连木油制备生物柴油

[目的]为生物柴油的制备提供依据。[方法]以黄连木籽油为原料,复合酶为催化剂,通过黄连木籽油与乙酸乙酯的酯交换反应制备生物柴油。研究了不同因素（复合酶比例,油酯摩尔比,有机溶剂,反应温度,反应时间,有机碱加入量）对生物柴油得率的影响。[结果]生物柴油得率在复合酶比例和反应时间达到最佳条件（1∶5、15 h）前快速增加,而后趋于稳定。在油酯摩尔比、有机溶剂、反应温度、有机碱加入量达到最佳条件（1∶7、叔丁醇5 ml、45℃、油重的10%）前,生物柴油得率快速增加,而后剧烈下降。[结论]以黄连木籽油为原料,在最佳反应条件下,生物柴油的得率为54%。     

特殊生境微生物脂肪酶及其在生物柴油中的应用

脂肪酶在精细化工、洗涤、医药、食品和生物柴油等领域有着巨大的应用潜力,是最有经济价值的生物催化剂之一。然而当前的脂肪酶并不能满足所有的工业需求,因此从特殊生境中发掘新型微生物脂肪酶,是近年来脂肪酶催化领域的热点。     

人工纳米材料吸附放射性核素的机理研究

人工纳米材料因其优异的理化性能以及独特的微观结构,被广泛应用于航空航天、放射医疗、建筑、农业等多个领域,尤其在放射性环境污染治理方面有着巨大的应用价值和潜力。通过综述人工纳米材料对废水中的放射性核素[U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Co(Ⅱ)等]富集、去除等方面的研究,系统讨论吸附行为和作用机理,借助吸附动力学、吸附热力学、光谱分析技术、表面络合模型和理论计算等方法,对纳米材料吸附放射性核素机理进行了深入分析,表明纳米材料对放射性核素具有强吸附能力而在放射性废水处理领域有着良好的应用前景,认为在科学研究和实际应用过程中,还需开展更多的研究工作,重点应放在低成本、高选择性的功能性纳米材料的绿色环保制备和应用。通过对前期研究结果的总结,期望能对放射性废物处理以及人工纳米材料应用等研究提供一些帮助。     

有机光电材料与有机光电器件

近年来,有机光电子学在基础研究和应用方面取得了突飞猛进的发展,已经成为一个较为成熟的跨学科新兴领域。主要介绍有机光电材料的分子结构、导电与发光机理、有机光电器件的分类与工作原理以及有机光电材料在光电器件方面的应用,包括有机发光二极管和发光电化学池、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机生物化学传感器、有机光泵浦激光器以及有机非线性光学材料等。     

植物介导金属纳米颗粒合成的研究进展

随着纳米科技的快速发展,人工合成的金属纳米颗粒已在农业生产、生物医药、个人消费品等领域广泛应用。同时,越来越多研究表明植物也能介导金属纳米颗粒的合成。这些研究为制备金属纳米颗粒提供了新思路,但是,多数研究只局限于植物合成方法的表观描述,缺乏对过程及机理的深入研究。这不仅阻碍了金属纳米颗粒与植物相互作用的理论认知,还限制了植物合成方法的大规模应用。本文总结了近年来植物体内金属纳米颗粒的鉴别与表征方法及植物合成纳米材料的应用,重点对植物合成纳米颗粒的过程进行了梳理,发现有机酸、还原性糖类、蛋白质等生物成分都会参与纳米颗粒的生成过程。今后需研发更多的表征手段,以原位技术全面揭示植物合成金属纳米颗粒的机制。