谷胱甘肽S-转移酶的功能、应用及克隆表达

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs,E.C.2.5.1.18)是由多个基因编码、具有多种功能的超家族酶,广泛存在于动物、植物、微生物等多种生物组织中。在生物体遇到高盐、干旱、除草剂、有机污染物等逆境时,GSTs常发挥其Ⅱ相代谢酶和抗氧化酶的双重功能,以保护生物体免受逆境的损害。文章综述了GSTs的分类、结构、功能、应用及克隆表达等方面的研究进展。     

以金属为载体催化剂上选择性催化还原Nox的研究

以Ni—Cr-Fe合金金属作为催化剂的载体,以复合型金属氧化物MnCr2O4作为催化剂主要活性成分,通过XRD和SEM等分析手段对催化剂进行表征。选择环状六碳芳香烃C6H6为还原剂,选择催化还原NOx的实验评价催化剂的催化活性。结果表明：催化剂活性组分负载均匀,催化剂具有良好的催化活性,NOx的最高转化率为78％,C6H6最高转化率为81％,CO的生成量很少,几乎全部生成CO2。制备的催化剂具有良好的氧化还原性能。     

基于三维荧光光谱特征研究土壤腐殖质氧化还原特性

以国际腐殖质协会腐殖酸和实验室提纯腐殖酸为研究对象,发现被H2还原前后腐殖酸的三维荧光光谱明显不同,但有共同的变化趋势:还原态腐殖酸的三维荧光光谱图的波峰荧光强度均明显低于还原前,说明腐殖酸还原过程有类似π-π*化学键断开的结构变化.对苯醌是腐殖酸氧化还原醌基官能团的代表化合物,将其还原前后与腐殖酸还原前后的荧光光谱对比,发现两组变化趋势一致,这一发现是利用荧光特性量化腐殖质氧化还原官能团的基础.利用铁氰化钾测定腐殖酸的得失电子能力,发现不同土壤提纯的腐殖酸得失电子能力有一定差别:鹰潭土壤腐殖酸和桃源土壤腐殖酸在原态下对三价铁的还原能力都较弱,分别为0.998和0.465 meq.g-1C(原态转移电子数);但还原后得电子数(还原态转移电子数减原态转移电子数)分别为3.384 meq.g-1C(鹰潭土壤腐殖酸)和1.187 meq.g-1C(桃源土壤腐殖酸).鹰潭土壤腐殖酸具有较高的得电子数,与其具有较高荧光峰值这一结果互相支持.结合得失电子能力测定,利用光学分析方法,量化官能团,预测氧化还原反应进程,使三维荧光光谱法测定土壤有机质的氧化还原性在实际应用中具有广阔的前景.     

苏云金芽胞杆菌YBT-1520中SigL及其增强子结合蛋白的结构与功能分析

为揭示SigL及其增强子结合蛋白(EBPs)在苏云金芽胞杆菌(Bt)中的调控功能,在全基因组测序的基础上,采用生物信息学方法,对YBT-1520菌株的SigL及其EBPs的结构和功能进行深入分析.结果表明,YBT-1520基因组中存在1个SigL和6个EBPs,而且EBPs在结构上具有丰富的多样性,包含了EBPs的所有可能的结构域组织类型.SigL所调控的基因涉及11个假定的COG代谢途径,其中包括能量代谢、氨基酸代谢、翻译与细胞周期等.根据EBPs在基因组的位置推测,YBT-1520的EBPs参与γ-氨基丁酸代谢途径、精氨酸代谢途径、支链脂肪酸降解途径、多糖分解代谢等代谢途径的调控.本研究将为揭示Bt杀虫晶体蛋白大量表达的调控机制提供新的思路.     

大肠杆菌植酸酶在毕赤酵母中的表达与纯化

为探讨植酸酶的结构与功能,研究了来源于大肠杆菌的植酸酶基因在酵母中的表达和纯化条件.将含有大肠杆菌植酸酶基因的毕赤酵母工程菌在不同甲醇浓度和不同诱导时间下培养,检测植酸酶的表达情况.结果表明:诱导培养基中一次性添加2.5%的甲醇,诱导96 h后,蛋白浓度达到1.36 mg mL-1,酶活力达到6 530 U mL-1;将在毕赤酵母中表达的植酸酶粗酶液经过硫酸铵盐析、Resource S柱和Superdex-75三步纯化,得到单峰纯的蛋白,比活力为137 280 Umg-1.用圆二色谱分析纯化后的蛋白在pH 5.0和8.0环境中的结构变化,结果显示pH 8.0环境使大肠杆菌植酸酶发生了变性.图3参16     

环境微生物中芳环加氧酶的获取策略

芳环加氧酶可催化芳香环的羟基化反应,广泛应用于生物修复及化工合成行业.本文在综述芳环加氧酶的分类和应用的基础上,详细探讨基于纯培养技术与宏基因组技术的芳环加氧酶开发策略,并首次对这些策略进行比较和评估.利用传统的纯培养技术已经获得大量的芳环加氧酶,然而这些加氧酶种类单一,重复率高,且新颖性不足.新兴的宏基因组技术赋予了开发未培养微生物资源的新思路,但利用其获取芳环加氧酶的研究刚刚起步,存在着筛选效率低、异源表达困难等难题.本文从基因信息量、筛选通量与效率、时间与成本以及目的基因下游表达可行性等方面对这两种方法进行综合评价,并提出宏基因组技术筛选不同类型芳环加氧酶的适用方法.纯培养技术与宏基因组技术的有机结合,与蓬勃发展的各种组学技术一起,将有助于推动芳环加氧酶的理论研究及生物催化产业的快速发展.     

组合流反应器启动运行试验

以含氮磷的模拟生活污水为处理对象,对自行设计的推流、折流与完全混合流的组合流动反应器进行启动试验研究。试验分为两个部分,首先对普通活性污泥进行驯化培养,然后将驯化好的活性污泥移到组合流反应器内,加入污水进行连续启动运行。试验连续运行30 d,结果表明在启动运行后期,COD、TP、氨氮的去除率分别达85%、80%及70%以上,好氧区硝态氮的累积率稳定在28 mg/L,说明组合流反应器启动成功。     

角蛋白酶产生菌的分离鉴定及其kerC的克隆表达

以四川农业大学养鸡场堆砌废弃羽毛处土壤为样品,筛选出一株具有较强降解羽毛能力的细菌B-3菌株.经形态学、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析,鉴定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),命名为枯草芽孢杆菌B-3.并成功克隆到该菌株的角蛋白酶基因kerC(GenBank No.:JN021789),在大肠杆菌BL21(Escherichia coli BL21)中获得了高效表达.该基因全长1146bp,GC含量46.5%,编码381个氨基酸,与已报道的枯草芽孢杆菌YYW-1的kerC基因(GenBank No.: EU362730)同源性达到100%.重组菌株经IPTG诱导后角蛋白酶酶活力达14.8U/mL,经His-Tag纯化和SDS-PAGE分析表明,重组角蛋白酶分子量约为60kDa(融合了硫氧还蛋白,Trx).重组角蛋白酶最适反应温度和pH值分别为65℃与7.0.     

亚硝酸盐和氨对日本沼虾肝胰腺代谢的影响

通过气质联用仪和液质联用仪的非靶向检测,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)等方法,对日本沼虾肝胰腺进行代谢物分析,以研究在非致死剂量的亚硝酸盐或氨胁迫下,日本沼虾肝胰腺新陈代谢的变化。经亚硝酸盐(0.5 mg·L~(-1),以N计)胁迫2 d后,鉴定到具有显著差异的代谢化合物46个,涉及氨基酸代谢、脂肪酸代谢和甘油磷脂代谢等; p H=9.0时,氨(1.0 mg·L~(-1),以N计,即非离子氨氮为0.378 mg·L~(-1))胁迫后,鉴定出显著差异性代谢化合物52个,涉及三羧酸循环、氨基酸代谢和甘油磷脂等代谢通路。选择p H=9.0氨(1.0 mg·L~(-1))胁迫组对日本沼虾肝胰腺中的三羧酸循环进行定量验证实验,结果显示,日本沼虾肝胰腺中草酰乙酸含量与对照组相比在12 h显著升高,24 h和48 h后则与对照组无显著差异。α-酮戊二酸含量与对照组相比在12 h即有显著增加,24 h含量与对照组相比显著下降,48 h后与对照组相比无明显差异。推测p H=9.0时氨氮(1.0 mg·L~(-1))胁迫12 h即会对三羧酸循环产生影响。     

奥灰岩溶水上带压开采区域超前治理防治水技术

针对邯邢矿区煤层开采受奥灰承压水威胁现状及保水开采的现状,提出了区域超前治理防治水技术,以超前主动、区域治理、全面改造、带压开采的指导原则,该技术在邯邢奥灰含水层顶部区域超前注浆改造中进行应用,以孔口终压1.0 MPa、稳定30 min以上和单孔吸浆量小于50 L/min作为注浆结束标准。试验过程中采用地面多分支水平钻进关键技术,最终达到注浆和加固煤层地板含水层及奥灰顶部改造含水层目的,大幅降低煤层底板突水可能性,安全开采出受承压水威胁的煤炭资源。