多点突变提高DhaA对芥子气的活性和热稳定性

为提高烷基卤脱卤酶Dha A对芥子气的活性和热稳定性,采用Autodock软件计算Dha A突变前后与芥子气的结合情况,利用重叠延伸PCR和DNA无缝拼接结合的方法,改变Dha A活性空腔进出口通道的大小,构建包含5个位点的Dha A突变体(Ile135Phe+Cys176Tyr+Val245Phe+Leu246Ile+Tyr273Phe);将Dha A及其突变体构建在p ET-28a载体上后,在Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,比较纯化后的野生型与突变体在酶学性质方面的变化情况.Autodock分子对接结果显示,突变后的Dha A与芥子气的结合能、结合效率和抑制常数均小于野生酶,突变体对芥子气的比活性提高了1.4倍,对10 mg/m L芥子气的降解率提高了近20%.热稳定性实验发现,Dha A突变体在50℃水浴1 h后残余酶活为76%,比野生型Dha A提高了19%.Dha A突变体的Tm值为56℃,比野生型Dha A提高了6℃.综上表明改变Dha A活性空腔内的进出口通道可以提高Dha A的热稳定性和对芥子气的催化活性.     

脉冲电晕等离子体洗消芥子气染毒空气

芥子气蒸气或气溶胶可以通过人的呼吸系统或接触眼睛引起中毒.但是到目前为止对化学毒剂染毒空气的洗消还没有理想的方法,等离子体中含有大量的高能电子、激发态分子或原子、自由基等活性粒子,具有足够的能量破坏毒剂分子的化学键,引发化学反应,理论上可以快速高效地消除污染,达到消毒目的,成为防化洗消领域关注的热点.     

产碱杆菌DN25中降氰酶的分离纯化及生化特性

以一株可降氰的产碱杆菌DN25为酶来源,通过超滤、30 mg/mL硫酸鱼精蛋白沉淀、30%～70%硫酸铵盐析和Phenyl-Toyopearl 650M疏水层析等步骤,获得比活力为44 U/mg的纯化酶制剂.在确定酶浓度、反应时间等氰降解活力测定条件后开展酶学性质研究,试图为将来氰降解代谢机理的深入研究和菌株的基因工程改造提供理论基础.研究结果表明,此纯化酶催化氰化物水解的最适pH值为8.0,最适温度为30℃.该酶在pH 7.0～8.0区域稳定,而在pH>9时会很快失活;在30℃保存10 h,酶活力保持稳定,高于60℃,酶快速失活.加入甘氨酸稳定剂,在60℃下保存20 min酶活仍可保留19.6%.酶促反应动力学符合米氏双曲线方程,测得米氏常数Km为3.11 mmol/L,最大反应速率Vmax为0.23 mmolL-1min-1.     

顺丁烯二酸异构酶工程菌发酵条件优化

为提高重组大肠杆菌中顺丁烯二酸异构酶表达量,通过正交试验设计,对工程菌的生长条件和目的蛋白可溶表达条件进行优化.采用250 mL三角瓶中装有50 mL(Amp 100 mg L-1)的培养基,分别研究培养基中葡萄糖、蛋白胨、酵母浸粉的浓度,培养基pH值以及摇床转速、装液量、接种量等对蛋白可溶表达量的影响.确定顺丁烯二酸异构酶工程菌最优化培养基为:蛋白胨20 g L-1、酵母浸粉2.5 g L-1、K2HPO4·3H2O 3.0 g L-1、KH2PO4 1.5 g L-1、NaCl 6 g L-1、MgSO43 g L-1,培养基pH调至6.5.确定顺丁烯二酸异构酶工程菌可溶性表达最优条件为:37℃下培养至D600 nm值为1.0时,添加终浓度为0.05 mmol L-1的IPTG进行诱导,诱导温度37℃,摇床转速220 r min-1,装液量20%,接种量5%,诱导时长为6 h.利用BioFlo 415发酵罐以最优化的培养基和发酵条件对该工程菌进行了3批发酵实验,与摇瓶实验相比,顺丁烯二酸异构酶的表达量提高了近1.5倍,单位发酵液的酶活力由46 U mL-1发酵液提高到78 U mL-1发酵液.以上数据为顺丁烯二酸异构酶重组工程菌的中试发酵奠定了基础.图7表2参17     

羟丙基-β-环糊精与亚碘酰苯甲酸包结物对毒剂模拟剂的降解

评价羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)对糜烂性毒剂芥子气(HD)模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)、G类模拟剂磷酸三甲酯(TMP)和甲基对硫磷农药的增溶作用,结果表明,HP-β-CD对模拟剂的增溶倍数服从线性规律.HP-β-CD和亚碘酰苯甲酸 (IBA)包结物对CEES和丙氟磷农药(DFP)的催化降解结果表明,CEES被HP-β-CD包结,与空腔中的IBA相遇,部分水解,部分被IBA氧化;DFP在包结物消毒剂溶液中的降解呈拟一级反应,水解速率随IBA浓度的提高呈线性增加,降解速率比IBA胶束溶液提高了近6倍,推测在反应过程中DFP进入HP-β-CD空腔,IBA催化DFP发生P-F键断裂降解反应.     

重组大肠杆菌产CotA漆酶的发酵条件优化

CotA漆酶在环境保护、食品工业和纸浆漂白等工业中具有重要的应用价值.将重组表达载体pET-22b/CotA转入大肠杆菌BL21(DE3),得到工程菌株,采用单因素实验和正交实验相结合的方法,研究诱导表达条件和发酵培养基对重组大肠杆菌产CotA漆酶量的影响.结果表明,初始pH 7.5的培养基中,添加0.6 mmol L-1 Cu2+,1 g L-1葡萄糖作碳源、15 g L-1蛋白胨和2 g L-1硫酸铵作氮源,以10%的接种量,37℃、200 r/min,直到菌液的D600 nm值为1.0,加入终浓度为1.0 mmol L-1的IPTG,25℃诱导12 h,漆酶的产量最高.优化前发酵液的粗提液的漆酶活性仅为1 190 U mL-1,优化后达到3 526 U mL-1,正交实验优化后漆酶活性提高了2.96倍.纯化的CotA漆酶最适反应温度为45℃,最适pH值为7.2.CotA漆酶对RBBR的脱色率在90%以上,此CotA漆酶在短时间内对染料能够有效地脱色,能够成为有潜力的工业用酶.图6表3参17     

Enterobacter cloacae B5产转糖基β-半乳糖苷酶发酵条件优化

β-半乳糖苷酶是一类非常重要的糖苷水解酶,已被广泛应用于食品工业降低乳制品中的乳糖含量.某些种类的β-半乳糖苷酶还具有转糖基活性,近年来被应用于合成低聚半乳糖和半乳糖苷化合物.通过单因子试验和正交试验,对肠杆菌Enterobacter cloacae B5产生转糖基β-半乳糖苷酶的培养基组成及发酵条件进行了优化.结果表明,以无机盐溶液Ⅰ(CaCl2 0.011%、MnSO4 0.0001%、MgSO4·7H2O 0.03%、KH2PO4 0.005%、FeSO4·7H2O 0.003%)、乳糖1.5%、酵母粉2%、蛋白胨0.5%、起始pH 8.5的培养基在25℃培养E.cloacae B5菌株38 h,产酶量达到最高值4.663U mL-1,大约是未优化时的3倍.通过优化产酶条件提高了全细胞酶源的酶活量,不仅为功能性低聚半乳糖的生产降低了成本,同时也为商业化β-半乳糖苷酶的大量提纯降低了成本.图2表4参12     

CSR-GC-MS测定环境水体中的18种多环芳烃

本文采用GC-MS结合同时溶剂浓缩(CSR)大体积不分流进样技术,建立了高效、灵敏测定环境水体中18种PAHs的检测方法.优化了提取溶剂种类、用量等参数,并确定以含多环芳烃内标的0.5 m L环己烷做溶剂作为最佳提取条件;采用GC-MS进行分析,通过在分析柱与分流不分流进样口间串接5m×0.53mm预柱的方式,使得进样体积高达50μL,以提高对多环芳烃的检测灵敏度.实验结果表明,使用大体积不分流进样技术,进样体积为50μL时,对各多环芳烃的检测相比传统不分流进样1μL,灵敏度提高了近50倍;18种多环芳烃在0.1—10μg·L-1的范围内,线性相关系数大于0.9992、精密度小于4.5%(n=8),对实际水样,加标5 ng·L~(-1)的回收率为63.5%—119.5%、加标25、50 ng·L~(-1)水平下的加标回收率为76.2%—119.5%.同时以3倍信噪比计算,各组分方法检出限(MDL)为0.010—0.068 ng·L~(-1).总体来看,采用CSR-GCMS对水体中多环芳烃的分析能够大大减少前处理过程中对样品浓缩的时间耗费,并避免低沸点多环芳烃的损失,是一种非常灵敏、高效的检测方法.     

氮掺杂石墨烯高效移除水中4-氯苯酚

采用水热法分别制备了未掺氮和氮掺杂还原氧化石墨烯(N-RGO),以此作为催化性吸附剂,通过活化过硫酸盐(PS)在水相中同时吸附和氧化降解对氯苯酚(4-CP).氮的引入不仅增强石墨烯吸附性能,而且提高其活化PS能力.通过比较未掺氮RGO与N-RGO对初始浓度为40 mg·L~(-1)的4-CP的吸附和降解速率发现,吸附移除率从21.6%增加至39.4%,对应的降解速率常数k值也从0.003 min~(-1)增加至0.13 min~(-1).随后研究了N掺杂量、PS初始浓度、N-RGO用量及反应温度对吸附降解过程的影响.结果表明,当氨水浓度为14000 mg·L~(-1)时所制备的N-RGO的性能最优.在PS初始浓度为540 mg·L~(-1),催化剂用量为120 mg·L~(-1),pH值为6.6,温度为25℃时,25 min对40 mg·L~(-1)的4-CP的总移除率达93%以上.通过稳定性测试显示N-RGO经4次循环使用后仍具有较高性能,该体系在污水处理领域具有良好应用前景.     

磺胺甲噁唑在磷钨酸/二氧化钛复合膜上的光催化降解

以典型抗生素类药物磺胺甲噁唑(SMZ)为目标物,模拟太阳光下研究其在磷钨酸/二氧化钛(H3PW12O40/TiO2)复合膜上的光催化降解行为,并对其可能的降解机理进行探讨.通过一系列的条件实验确定H3PW12O40/TiO2复合膜光催化降解SMZ的最佳实验条件为:H3PW12O40掺杂量为7.7%、污染物初始浓度为50 mg·L-1、溶液pH值为5.5.此时,H3PW12O40/TiO2复合膜表现出最强的光催化活性,其动力学常数为0.453 h-1,为纯TiO2膜的3.0倍;模拟太阳光照射12 h后,复合膜对SMZ的矿化度可达66.6%,是纯TiO2膜的1.25倍.