模板法制备多孔交联脂肪酶聚集体碳酸钙及其特性

针对传统交联脂肪酶聚集体(cross-linked lipase aggregates,CLEAs)表面密实、比表面积小、无太多孔隙结构、在催化过程中存在扩散限制、影响酶催化效率等问题,该文通过脂肪酶、氯化钙、碳酸钠、硫酸铵共沉淀制备脂肪酶/碳酸钙微球,再加入二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)进行脂肪酶交联自组装,然后用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)去除碳酸钙模板剂,制得多孔交联脂肪酶聚集体微球(p-CLEAs),对其制备条件、结构特征、酶学性质进行研究。结果表明,最佳制备条件为:Ca^2+浓度0.35 mol/L、脂肪酶与Ca^2+比例5:1、沉淀剂饱和度80%、沉淀pH值为8、沉淀时间45 min、DTT体积分数0.2%、交联时间40 min。与常规CLEAs相比,所制备的p-CLEAs在甲醇耐受性、热稳定性和pH值稳定性方面均有明显改善,4℃保藏6个月,仍保持较高的活性。其结构稳定,形貌、孔道尺寸可调控,呈多孔结构,这种多孔结构使得底物分子更容易进入脂肪酶的活性位点,不仅降低了传质限制,还提高了催化效率,具有较高的催化活性。     

巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的克隆和分析

[目的]获得巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[方法]以巴夫杜氏藻cDNA为模板,采用简并引物进行PCR扩增,获得533bp特异cDNA片段。在此基础上,设计特异引物,采用5’-Genome Walking和3’-RACE的方法,获得基因的5’-端DNA序列和3’-端cDNA序列,进而获得β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[结果]获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的特异cDNA片段、5’-端DNA和3’-端cDNA片段。经拼接后,扩增出全长cDNA。β-肌动蛋白基因cDNA全长1754bp,包括1137bp的开放读码框和617bp的3’-非翻译区序列。氨基酸序列相似性分析发现,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白氨基酸序列与杜氏盐藻、莱茵衣藻等的同源性较高。系统发育分析表明,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白与杜氏盐藻的相似性最高。[结论]首次获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列,并发现巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因非常保守。     

酿醋废水水解酸化流出物培养小球藻实验研究

酿醋废水经水解酸化预处理后,在柱式光生物反应器中利用不同体积分数的水解酸化液流出物进行了小球藻培养实验。研究表明酿醋废水经水解酸化处理后COD、氨氮、总磷、挥发性脂肪酸均有不同程度的减少,其中COD、总磷含量分别减少了61.8%、63.6%,挥发性脂肪酸成分变化幅度较大。当酿醋废水水解酸化流出物体积分数高于40%,小球藻生长明显受到抑制,10%~30%体积分数的水解酸化流出物培养的小球藻生长较好,藻细胞浓度可达6.6×107个/m L,并且流出物添加磷酸盐后,小球藻在低体积分数废水流出物生长没有延滞现象。培养7 d后,小球藻对酿醋废水水解酸化流出物的净化效果显著,氨氮、总磷几乎全部去除,添磷条件下废水流出物COD降低达96.6%。小球藻在体积分数为30%的水解酸化流出物生长含油量最高为24%,C16-C18的脂肪酸含量在83.0%~95.5%之间,该小球藻具备一定的生物柴油开发潜力。     

NaHSO4催化椰子油皂脚油酯化降酸工艺优化

以椰子油皂脚油为原料的生物柴油酯化效率与催化剂和结合反应装置的操作方法有关。以硫酸氢钠为催化剂结合设计的反应装置,对高酸值椰子油皂脚油进行预酯化反应研究。通过单因子试验探讨适用于反应装置的反应条件,并讨论不同的操作方式对反应速率和反应进程的影响。结果表明:最佳条件为:反应温度105℃,甲醇通入流速为0.825 mL/min,催化剂用量为5.0%,反应2 h下转化率>95%。催化剂重复使用9次后转化率78.15%;改变操作方法,0.1 MPa条件下反应,采用通入甲醇1.32 mL/min反应30 min,后常压条件下通入甲醇量0.825 mL/min,反应30 min,椰子油皂脚油酸值由106变为1.2 mg/g,转化率98.9%,并可缩短酯化时间1 h,油脂成品满足酯交换工序要求。精制的生物柴油成品所测试的技术指标符合德国现行生物柴油标准(DIN V 51606)。     

巴夫杜氏藻1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶小亚基基因的克隆和分析

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中的一个关键酶,其小亚基rbcS具有调控羧化反应催化效率和影响该酶对二氧化碳/氧气底物特异性的功能。从巴夫杜氏藻中克隆rbcS基因及其5′-上游序列,并对基因及5′-上游序列进行了分析。根据已知rbcS基因保守核苷酸序列设计引物,分别克隆到1 841 bp的DNA和380 bp的cDNA序列。以此为基础,使用染色体步移(Genome walking)和cDNA 末端快速扩增(RACE)技术,获得了799 bp的5′端DNA序列和500 bp的3′端cDNA序列。序列分析发现,巴夫杜氏藻rbcS DNA全长为2 031 bp(不包括476 bp 5′-上游序列),cDNA全长包括570 bp开放读码框(GenBank登录号:HQ315783)和294 bp 3′端非翻译区。5′-上游序列区域存在一系列预测的顺式作用元件。该研究旨在为后继的rbcS 基因的功能和表达研究、Rubisco的遗传改造奠定基础。同时,rbcS启动子因其可驱动基因高效表达而引起广泛关注,因此获得的rbcS 5′-上游序列经验证和优化后,可用于在嗜盐微藻中驱动转基因的高效表达以及完善微藻转化系统。     

巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的克隆和分析(英文)

[目的]获得巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[方法]以巴夫杜氏藻cDNA为模板,采用简并引物进行PCR扩增,获得533 bp特异cDNA片段。在此基础上,设计特异引物,采用5′-GenomeWalking和3′-RACE的方法,获得基因的5′-端DNA序列和3′-端cDNA序列,进而获得β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[结果]获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的特异cDNA片段、5′-端DNA和3′-端cDNA片段。经拼接后,扩增出全长cDNA。β-肌动蛋白基因cDNA全长1 754 bp,包括1 137 bp的开放读码框和617 bp的3′-非翻译区序列。氨基酸序列相似性分析发现,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白氨基酸序列与杜氏盐藻、莱茵衣藻等的同源性较高。系统发育分析表明,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白与杜氏盐藻的相似性最高。[结论]首次获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列并发现巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因非常保守。     

巴夫杜氏藻GAPDH基因部分序列的克隆

3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)是糖酵解途径中的一个关键酶,由于其基因表达量相对恒定.因此在定量和半定量PCR试验中常被用作内源参照基因来确定目标基因的相对表达量.从巴夫杜氏藻(Dunaliella pmva)中克隆GA PDH基因,并对基因序列进行了分析.以巴夫杜氏藻cDNA为模板,根据GAPDH的保守序列设计引物...     

木质纤维素酸催化制备糠醛的工艺及机理研究进展

糠醛是一种重要的生物质基平台化合物,国内外学者针对生物质产糠醛展开诸多研究,尤其是酸催化水解领域。该文综述了糠醛制备工艺在不同时期的情况,阐述并评价了目前新颖的同步产糠醛与纤维素基化学品工艺。对酸(稀布朗斯特酸和路易斯金属盐)催化木糖和半纤维素的反应动力学进行系统归纳,并阐述了相关机理的研究进展。最后,对现在研究热点——酸/有机溶剂作用体系中有机溶剂的作用机制进行归纳,并对计算化学在其中的最新研究情况进行总结。该文旨在为学者开展生物质产糠醛的研究提供信息,有利于学者进行选择性研究。     

超声波辅助离子液体组合物直接制备微藻生物柴油

微藻生物柴油能够解决目前植物原料生物柴油面临的耕地不足、气候变化影响产量并引起农作物价格上涨等突出问题,但传统微藻生物柴油生产过程能源与化学品消耗大,将微藻油脂的提取-酯交换耦合成一个单元,具有较大应用潜力.该研究采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取剂、催化剂,超声波辅助催化微藻直接提取-酯交换制备生物柴油.考察超声波频率、超声波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油摩尔比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较,结果表明,超声波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,超声波的引入强化了传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可以缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇的用量.离子液体[BMIM][HCOO]为提取剂,微藻油脂提取率最高;酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体[SO3H-BMIM][HSO4]为催化剂,微藻油脂转化率最高.当超声波功率240W,频率28kHz,甲醇用量和藻粉质量比为61:,离子液体组合物和藻粉质量比为51:,离子液体[BMIM][HCOO]与[SO3H-BMIM][HSO4]体积比为12:1,反应温度为50℃,超声反应时间50min条件下,生物柴油的转化率可达69.6%.该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及超声波的空化效应相结合,将油脂的提取与油脂的转酯化合二为一,不需先从微藻粉中提取油脂,缩短了工艺,能够实现含油微藻到生物柴油的一步转化.