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无机纳米材料-微生物杂合系统的研究进展
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作者 宋浩 张妍 刘其敬 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期1-16,共16页
随着CO_(2)排放问题日益严峻,有效减少碳排放是目前最受关注的热点问题.通过物理封存和化学转化等技术固定CO_(2)能耗大且安全性有待评估,而微生物固定CO_(2)技术凭借其环境友好成为可持续碳捕集方案之一.天然固碳微生物通过卡尔文循环... 随着CO_(2)排放问题日益严峻,有效减少碳排放是目前最受关注的热点问题.通过物理封存和化学转化等技术固定CO_(2)能耗大且安全性有待评估,而微生物固定CO_(2)技术凭借其环境友好成为可持续碳捕集方案之一.天然固碳微生物通过卡尔文循环等7种途径固定CO_(2),然而这些途径的固碳效率仍然面临能量供给不足、关键酶催化效率低等问题,限制了其在工业化碳捕集和转化中的广泛应用.一方面,通过合成生物学和代谢工程等方法可以优化光合自养微生物、化能自养微生物和异养微生物的固碳效率,并将CO_(2)高效转化为多种高值化学品.另一方面,无机纳米材料-微生物杂合系统将半导体纳米材料与微生物结合,利用材料优良的光-电转化性能不仅可以增强光能的捕获和电子传递效率,同时能够显著提升CO_(2)转化为高值化学品的效率.本综述总结了微生物天然固定CO_(2)的7种途径,阐述了光合自养、化能自养和异养微生物固碳途径优化机制的近期进展.同时,总结了这些工程细胞及材料-细胞杂合体系统的设计构建技术,分别介绍了直接电子传递下的无机纳米材料-微生物杂合系统和电子载体介导下的无机纳米材料-微生物杂合系统的重要应用,阐述了纳米材料在固定CO_(2)过程中的关键作用和原理,并展望了该领域的未来发展趋势. 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 微生物 合成生物学 杂合系统
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胶原多肽对地衣芽孢杆菌的铬胁迫保护
2
作者 张博 刘和峻 +4 位作者 杨铭 韦韩博 孟勇 李霞 廖学品 《皮革科学与工程》 北大核心 2026年第1期10-18,70,共10页
【目的】探究生物质基胶原多肽(Biomass-based collagen peptide,BCP)对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的铬胁迫保护性能,揭示BCP的氨基酸组成与胁迫保护性能之间的内在联系,为微生物的重金属胁迫保护提供新思路。【方法】以BCP... 【目的】探究生物质基胶原多肽(Biomass-based collagen peptide,BCP)对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的铬胁迫保护性能,揭示BCP的氨基酸组成与胁迫保护性能之间的内在联系,为微生物的重金属胁迫保护提供新思路。【方法】以BCP为研究对象,B.licheniformis为实验菌株,系统研究BCP在B.licheniformis铬胁迫保护中的应用性能。采用活菌计数法测定B.licheniformis的活菌浓度,运用全自动氨基酸分析仪测定多肽的氨基酸含量,采用扫描电镜观察细胞形态,并运用能量散射谱分析B.licheniformis表面的元素分布等。【结果】高浓度铬会对B.licheniformis造成严重的胁迫损伤,而引入BCP后,6 h的活菌浓度提高了4倍。BCP能增强细胞膜的稳定性以抵抗铬胁迫,且其保护作用具有浓度依赖性。与其他多肽相比,BCP具有更强的胁迫保护性能。引入甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸后,120 h的OD600分别提高了9.80%、15.08%和35.97%,且这三种氨基酸均能较好地维持细胞形态。【结论】BCP能提高B.licheniformis铬胁迫耐受性,且该功能与其特殊氨基酸组成密切相关。同时,开拓了BCP在重金属胁迫保护领域的新应用。 展开更多
关键词 胶原多肽 地衣芽孢杆菌 铬胁迫 重金属 细胞形态
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氧化镁纳米粒调控成骨与血管生成相关基因表达促进骨缺损愈合
3
作者 吴妍廷 李宇 廖金凤 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第8期1885-1895,共11页
背景:氧化镁纳米粒具有优异的生物相容性、生物可降解性及抗菌性能,被认为是骨再生材料的潜在候选物。然而,目前的研究主要集中于氧化镁纳米粒对单一细胞类型的影响,其对多细胞协同作用的调控机制尚不清楚。目的:探讨氧化镁纳米粒对骨... 背景:氧化镁纳米粒具有优异的生物相容性、生物可降解性及抗菌性能,被认为是骨再生材料的潜在候选物。然而,目前的研究主要集中于氧化镁纳米粒对单一细胞类型的影响,其对多细胞协同作用的调控机制尚不清楚。目的:探讨氧化镁纳米粒对骨髓间充质干细胞成骨分化和人脐静脉内皮细胞血管生成的调控作用,验证其在体内骨缺损修复中的实际效果。方法:(1)采用均匀沉淀法制备氧化镁纳米粒,表征其粒径、电位、不同储存条件下的稳定性、细胞毒性、血液相容性和大鼠体内急性毒性反应;(2)将不同质量浓度(0,25,50,100μg/mL)的氧化镁纳米粒分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,成骨诱导后进行碱性磷酸酶活性、矿化结节形成、成骨相关基因与磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路表达检测;利用基质胶实验,将不同质量浓度(0,25,50,100μg/mL)的氧化镁纳米粒分别与人脐静脉内皮细胞共培养,检测血管生成与血管生成因子表达;(3)在24只SD大鼠颅骨两侧各制作1个直径5 mm的圆形骨缺损,随机分4组干预,将质量浓度[0(对照),25,50,100μg/mL]的氧化镁纳米粒悬液直接注射到骨缺损部位,每组6只,术后4,8周进行骨缺损部位Micro-CT检测,术后8周进行骨缺损部位苏木精-伊红与Masson染色。结果与结论:(1)氧化镁纳米粒水合粒径为(80±20)nm,多分散指数为0.129,表面电位为(30.29±2.10)mV,在室温条件下储存于PBS中具有良好的粒径与电位稳定性;氧化镁纳米粒具有良好的细胞相容性与血液相容性,在大鼠体内急性毒性实验中未见明显组织毒性损伤。(2)随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加,大鼠骨髓间充质干细胞内碱性磷酸酶活性、矿化结节形成、成骨相关基因与磷脂酰肌醇3-激酶、磷酸化蛋白激酶B的表达均升高;随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加,人脐静脉内皮细胞的血管形成、血管生成因子表达均增加。(3)Micro-CT检测结果显示,氧化镁纳米粒处理组骨缺损区域新骨形成显著高于对照组,并且新骨密度随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加而提高;苏木精-伊红与Masson染色显示,随着氧化镁纳米粒质量浓度的增加,骨缺损部位骨组织再生、胶原纤维重建及血管生成逐渐改善。(4)结果表明,化镁纳米粒可能通过调控磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路促进骨髓间充质干细胞的成骨分化和血管生成,有效促进骨缺损的愈合。 展开更多
关键词 氧化镁纳米粒 骨髓间充质干细胞 成骨分化 血管生成 骨缺损修复 工程化骨材料
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圆红冬孢酵母的高密度发酵产油过程研究
4
作者 方玉美 赫玲玲 +5 位作者 程顺利 张俊龙 黄玉喜 任秋鹤 赵绘婷 肖进彬 《中国油脂》 北大核心 2026年第1期97-102,共6页
为了探究圆红冬孢酵母的高密度发酵产油规律,用于调控油脂发酵过程以获得较大的生物量和油脂产量,在装液量30 L的50 L液态发酵罐中,采用生长代谢与发酵代谢两阶段发酵调控方式发酵圆红冬孢酵母,即在发酵0~42 h阶段溶解氧含量维持在40%~6... 为了探究圆红冬孢酵母的高密度发酵产油规律,用于调控油脂发酵过程以获得较大的生物量和油脂产量,在装液量30 L的50 L液态发酵罐中,采用生长代谢与发酵代谢两阶段发酵调控方式发酵圆红冬孢酵母,即在发酵0~42 h阶段溶解氧含量维持在40%~60%,温度32℃,pH 6.0,在发酵42~66 h阶段溶解氧含量维持在20%~30%,温度28℃,pH 6.0。对圆红冬孢酵母高密度发酵过程中生物量,碳源、氮源的消耗,油脂产量、脂肪得率系数、油脂脂肪酸组成,细胞内脂滴的形成及不同发酵阶段中富集通路的变化进行了研究。结果表明:圆红冬孢酵母高密度发酵结束时获得最大生物量为27.5 g/L,葡萄糖残留量为0.13 g/L,氮单位消耗量为0.524 g/L,油脂产量达11.935 g/L,其油脂中不饱和脂肪酸的含量高达61.656%;经葡萄糖消耗量和油脂产量计算得出,脂肪得率系数达到0.17 g/g;经激光共聚焦显微镜观察,发酵48 h时,脂质逐渐形成脂滴;由非靶向代谢分析得知,在发酵液中富集到的代谢通路中,精氨酸和脯氨酸代谢通路显著性影响最强,而在细胞内富集到的代谢通路中,ABC转运蛋白通路显著性影响最强。综上,通过两阶段(生长代谢与发酵代谢)溶解氧、温度调控策略,揭示了圆红冬孢酵母的高密度发酵产油过程中碳源、氮源的消耗规律,观察到脂滴的形成,并显著富集到与细胞生长及油脂合成相关代谢通路的变化。 展开更多
关键词 微生物油脂 圆红冬孢酵母 产油 高密度发酵 脂肪酸分析 油脂产量
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嗜热拟青霉耐热阿拉伯木聚糖酶的异源表达及其对麦芽糖化的影响
5
作者 杨行 张文姣 +4 位作者 闫协民 赵伟 江正强 闫巧娟 杨绍青 《食品工业科技》 北大核心 2026年第1期189-196,共8页
目的:发掘耐热木聚糖酶并探究其在麦芽糖化中的应用潜力。方法:克隆嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18木聚糖酶(PtXynA)基因,将其在黑曲霉中进行异源表达,在5 L发酵罐中采用液体深层发酵制备重组酶(PtXynA),进一步探究酶的酶学性... 目的:发掘耐热木聚糖酶并探究其在麦芽糖化中的应用潜力。方法:克隆嗜热拟青霉(Paecilomyces thermophila)J18木聚糖酶(PtXynA)基因,将其在黑曲霉中进行异源表达,在5 L发酵罐中采用液体深层发酵制备重组酶(PtXynA),进一步探究酶的酶学性质,最后评价重组酶在麦芽糖化中的应用效果。结果:重组菌经液体深层发酵96 h后,木聚糖酶的酶活力达到904.0 U/mL,蛋白含量为1.4 mg/mL。重组酶在pH7.0和70℃下表现出最高酶活力,在pH5.5~9.0和75℃以下保持稳定。PtXynA显示出严格的底物特异性,对小麦阿拉伯木聚糖(1993.2 U/mg)的比酶活力最高,其次为燕麦木聚糖(1782.5 U/mg)、榉木木聚糖(1552.0 U/mg)和桦木木聚糖(1238.7 U/mg)。在麦芽糖化过程中添加木聚糖酶(200 U/g麦芽),麦芽汁的过滤时间和黏度分别降低了43.9%和10.8%。结论:PyXynA具有优良的酶学特性,在啤酒糖化过程中显示出较大应用潜力。 展开更多
关键词 嗜热拟青霉 异源表达 嗜热木聚糖酶 阿拉伯木聚糖酶 麦芽糖化
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重组微小囊担子菌氨肽酶DmpA高效催化生产L-肌肽
6
作者 孙晓瑄 张瑞婕 +3 位作者 孙雯 陈凌宇 朱显峰 张保国 《食品工业科技》 北大核心 2026年第1期226-235,共10页
本实验研究了一种来自微小囊担子菌MCA4210(Cystobasidium minutum MCA 4210)的氨肽酶基因dmpA催化合成L-肌肽的能力,构建基因工程菌株,以L-组氨酸和β-丙氨酸甲酯盐酸盐为底物催化合成L-肌肽,旨在提高L-肌肽的合成效率。将Cystobasidiu... 本实验研究了一种来自微小囊担子菌MCA4210(Cystobasidium minutum MCA 4210)的氨肽酶基因dmpA催化合成L-肌肽的能力,构建基因工程菌株,以L-组氨酸和β-丙氨酸甲酯盐酸盐为底物催化合成L-肌肽,旨在提高L-肌肽的合成效率。将Cystobasidium minutum MCA 4210来源的DmpA经密码子优化后在大肠杆菌BL21(DE3)(Escherichia coli BL21(DE3))中异源表达,并通过与麦芽糖结合蛋白(Maltose Binding Protein,MBP)进行融合表达提高目的蛋白可溶性表达和粗酶活性,构建重组菌株BL21(DE3)-MBP-DmpA,对重组菌株进行诱导表达条件和转化条件的探究。结果表明,实验成功将目的基因片段与MBP相连得到重组菌株BL21(DE3)-MBP-DmpA,经诱导条件优化粗酶活达到了145 U;经转化条件优化L-肌肽产量高达55.72 g/L,产率达54.54%。本研究将具有L-肌肽合成功能的Cystobasidium minutum MCA 4210来源的DmpA在大肠杆菌中异源表达,通过添加助溶标签和条件优化实现了L-肌肽的高效生产,所得L-肌肽的产量为目前报道最高,为基因工程菌工业化生产L-肌肽提供了实验基础,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 氨肽酶 DMPA L-肌肽 麦芽糖结合蛋白 异源表达 酶催化转化
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黑曲霉β-甘露聚糖酶的高效重组表达、表征及在水解咖啡渣中的应用
7
作者 姚琪 孙丹阳 +2 位作者 闫巧娟 李延啸 江正强 《食品工业科技》 北大核心 2026年第3期156-162,共7页
咖啡渣是速溶咖啡生产过程中产生的主要副产物,含有丰富的半乳甘露聚糖,利用甘露聚糖酶能够将其水解为具有多种功能活性的甘露糖和甘露寡糖,有效提高产品附加值。本研究将黑曲霉(Aspergillus niger)来源的β-甘露聚糖酶基因(AnMan26)在... 咖啡渣是速溶咖啡生产过程中产生的主要副产物,含有丰富的半乳甘露聚糖,利用甘露聚糖酶能够将其水解为具有多种功能活性的甘露糖和甘露寡糖,有效提高产品附加值。本研究将黑曲霉(Aspergillus niger)来源的β-甘露聚糖酶基因(AnMan26)在黑曲霉工程菌(FBL-B)中进行重组表达,表征了该酶的酶学性质,进而将其用于水解咖啡渣制备甘露糖和甘露寡糖。结果表明:重组黑曲霉经168 h高密度发酵后,甘露聚糖酶产酶水平达1830 U/mL。该酶的最适pH为5.0,最适温度为45℃,在pH3.0~7.0和45℃以下保持稳定。将An Man26和α-半乳糖苷酶复配水解微波处理后的咖啡渣,水解8 h后咖啡渣中甘露聚糖的水解率为42.3%,水解产物得率为20.3%,主要成分为甘露糖(44.1%)、甘露二糖(2.5%)、甘露三糖(10.9%)和甘露六糖(1.5%)。该酶具有优良的酶学性质,能够有效水解咖啡渣制备甘露糖和甘露寡糖,为咖啡渣的高值化利用提供了理论和实践基础。 展开更多
关键词 黑曲霉 Β-甘露聚糖酶 高效表达 酶学性质 咖啡渣
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干细胞条件培养基来源的细胞因子冻干保护剂研究进展
8
作者 唐嘉 钱碧平(综述) +1 位作者 李鹏山 齐念民(审校) 《中国美容医学》 2026年第2期189-193,共5页
干细胞条件培养基来源的细胞因子种类多、活性高,已成为细胞美容领域关注的焦点。本文对糖类、多羟基化合物、高分子聚合物、氨基酸等保护剂在细胞因子冷冻干燥时的保护作用进行了综述,通过对比分析得出,海藻糖/蔗糖、甘露醇、右旋糖苷... 干细胞条件培养基来源的细胞因子种类多、活性高,已成为细胞美容领域关注的焦点。本文对糖类、多羟基化合物、高分子聚合物、氨基酸等保护剂在细胞因子冷冻干燥时的保护作用进行了综述,通过对比分析得出,海藻糖/蔗糖、甘露醇、右旋糖苷、PVP、甘氨酸/精氨酸、Tween-80均可作为细胞因子冻干保护剂,但复配成分与比例需进行实验验证。 展开更多
关键词 干细胞条件培养基 细胞因子 冷冻干燥 保护剂 生物美容
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普沙根瘤菌β-1,3/α-1,3-葡聚糖合成途径关键酶β-D-呋喃果糖苷酶的高通量生物信息学分析
9
作者 宗恩祥 赖鲸慧 +4 位作者 代梦琦 赵蕾 赵衎 牛思远 徐友强 《食品工业科技》 北大核心 2026年第1期215-225,共11页
本研究基于基因组注释信息,探讨普沙根瘤菌的β-1,3/α-1,3-葡聚糖合成途径,重点关注该合成途径中第一步关键酶β-D-呋喃果糖苷酶作用机制和潜在催化效率,通过靶向挖掘其他微生物源β-D-呋喃果糖苷酶数据进行高通量生物信息学统计对比... 本研究基于基因组注释信息,探讨普沙根瘤菌的β-1,3/α-1,3-葡聚糖合成途径,重点关注该合成途径中第一步关键酶β-D-呋喃果糖苷酶作用机制和潜在催化效率,通过靶向挖掘其他微生物源β-D-呋喃果糖苷酶数据进行高通量生物信息学统计对比分析。结果表明普沙根瘤菌源β-D-呋喃果糖苷酶的序列和结构具有高度的相似性和保守性,其活性区域关键位点Tyr196和Asp257对催化底物起到重要作用。经数据库高通量靶向挖掘,发现含有潜在表达β-D-呋喃果糖苷酶的微生物中细菌源6007株、真菌源746株。其中,代表性细菌菌株Francisella tularensis OHARA和真菌菌株Fusarium fujikuroi IMI 58289的β-D-呋喃果糖苷酶潜在催化效率相对较高,分别为10.73和27.40 L·mol^(-1)·s^(-1)。进一步分析表明,不同来源的β-D-呋喃果糖苷酶活性腔体空间大小、瓶颈半径的差别是导致其催化效率存在差异的原因之一。本研究为深入理解普沙根瘤菌β-1,3/α-1,3-葡聚糖的合成机制提供了重要依据,也为开发利用其他微生物资源高效发酵生产β-1,3/α-1,3-葡聚糖奠定了基础,对推动相关领域的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 普沙根瘤菌 β-1 3/α-1 3-葡聚糖 合成途径 Β-D-呋喃果糖苷酶 高通量靶向挖掘
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微流控技术驱动的合成生物学与生物制造:方法与应用的研究进展及展望 被引量：1
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作者 袁会领 宋国田 +4 位作者 齐显尼 张媛媛 陈李 项楠 王钦宏 《生物工程学报》 北大核心 2025年第11期4004-4023,共20页
合成生物学与生物制造是生物技术领域的两大前沿方向,正在快速发展并被视为“第三次生物技术革命”的核心驱动力,通过“设计生命、造物致用”重塑工业制造范式,推动着医疗、能源、农业、环保等产业变革。然而,其在“设计生命、造物致用... 合成生物学与生物制造是生物技术领域的两大前沿方向,正在快速发展并被视为“第三次生物技术革命”的核心驱动力,通过“设计生命、造物致用”重塑工业制造范式,推动着医疗、能源、农业、环保等产业变革。然而,其在“设计生命、造物致用”及产业应用发展方面仍然面临筛选能力不足、培养异质性和生物过程调控有限等挑战。微流控技术凭借其微尺度流体操控能力,具有单细胞精度、高通量筛选、快速迭代等优势,为克服这些挑战提供了新的解决方案。本文综述了微流控技术在合成生物学“设计-构建-测试-学习”(design-build-test-learn,DBTL)循环中的应用,以及微流控技术驱动的生物制造过程强化,包括上游菌株性能提升及培养迭代和下游过程整合优化。文中还总结了微流控技术在化工材料、农业食品和医药健康等领域的应用案例。最后,本文分析了微流控技术面临的技术瓶颈,包括微尺度放大、芯片材料等问题,并展望了其在使能技术、跨学科整合及AI驱动的智能系统等方面的发展方向,为进一步促进合成生物学与生物制造的创新奠定了基础。 展开更多
关键词 微流控 合成生物学 生物制造 “设计-构建-测试-学习” 过程强化 人工智能 跨学科融合
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生物过程的介尺度模拟仿真与AI优化 被引量：1
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作者 王智慧 王聪 +3 位作者 张庆华 夏建业 丛威 杨超 《生物工程学报》 北大核心 2025年第3期1197-1218,共22页
生物过程是利用活性生物细胞或酶实现底物生物转化的一种绿色可持续、环境友好的加工过程,在生物制造中起着关键作用。具有双重属性的生物过程多层次多尺度间的复杂关联导致生物过程的优化十分困难,深入认识介尺度机理是了解生物过程动... 生物过程是利用活性生物细胞或酶实现底物生物转化的一种绿色可持续、环境友好的加工过程,在生物制造中起着关键作用。具有双重属性的生物过程多层次多尺度间的复杂关联导致生物过程的优化十分困难,深入认识介尺度机理是了解生物过程动态变化和梳理多尺度复杂关系的关键之一。介尺度的数值模拟为介尺度现象的认识提供了一种新途径,人工智能(artificial intelligence,AI)优化与介尺度模拟的结合为生物过程的优化注入了新的活力。本文综述了生物过程中介尺度模拟和AI优化的研究进展,探讨了可能的发展方向,以期促进介尺度模拟和AI优化在生物过程中的应用与发展。 展开更多
关键词 生物过程 介尺度模拟 计算流体力学 人工智能优化 机器学习
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微生物发酵法制备MOF配体方形酸的培养基优化及菌株诱变
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作者 桂家宝 陈鸿蔚 +2 位作者 兰天昊 高志祥 李立博 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2026年第1期254-262,共9页
微生物发酵技术为高附加值产品合成提供绿色可持续路径,但其在金属有机框架(MOF)材料配体制备中的应用仍待拓展。方形酸作为MOF材料方酸钙(UTSA-280)的关键有机配体,其高昂成本限制了UTSA-280在乙烯吸附分离领域的规模化应用。本研究中... 微生物发酵技术为高附加值产品合成提供绿色可持续路径,但其在金属有机框架(MOF)材料配体制备中的应用仍待拓展。方形酸作为MOF材料方酸钙(UTSA-280)的关键有机配体,其高昂成本限制了UTSA-280在乙烯吸附分离领域的规模化应用。本研究中聚焦于以串珠镰刀菌发酵工艺合成UTSA-280配体方形酸,首先建立方形酸高效液相色谱(HPLC)检测方法;其次,通过单因素试验优化发酵培养基中碳源、氮源及无机盐等营养成分的种类和添加量。结果表明,当以果糖和酵母浸粉分别作为碳源和氮源时,方形酸产量最高。当果糖、酵母浸粉的添加量分别为70、13 g/L时,方形酸产量为219.3 mg/L,比基础培养基产量提升99%。采用紫外线(UV)和2,6-二氨基嘌呤(DAP)对串珠镰刀菌进行诱变,筛选获得高产菌株UV-1和DAP-2。遗传稳定性实验表明,菌株UV-1和DAP-2连续传代5次后,方形酸产量仍分别保持初始水平的86.2%和84.8%,相比于原始菌株分别提升79.5%和70.7%。研究开发的优化培养基和高产诱变菌株为方形酸微生物发酵产业化提供技术支撑,有望降低UTSA-280材料成本,推动其在乙烯吸附分离中的应用。 展开更多
关键词 串珠镰刀菌 微生物发酵 培养基 方形酸 菌株诱变 高效液相色谱(HPLC)
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工业生物制造与“碳中和”目标探讨 被引量：2
13
作者 应汉杰 柳东 +3 位作者 王振宇 沈涛 庄伟 朱晨杰 《合成生物学》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
地球上的不可再生资源为人类构建现代丰富的物质文明做出了巨大的贡献,然而埋藏数亿年的化石资源的大量释放,造成了严重的碳失衡所致的生态环境问题。工业生物制造是一种以碳循环的可再生资源为原料的物质制造技术,践行“阳光经济”的... 地球上的不可再生资源为人类构建现代丰富的物质文明做出了巨大的贡献,然而埋藏数亿年的化石资源的大量释放,造成了严重的碳失衡所致的生态环境问题。工业生物制造是一种以碳循环的可再生资源为原料的物质制造技术,践行“阳光经济”的发展模式,是工业可持续发展的新的生产方式。本文从制造原料、生产模式及产品使用等角度探讨了生物制造在助力“双碳”战略实施方面的几种途径。生物制造可通过原料置换、技术迭代和产品替代的方式减少碳排放。秸秆等生物质碳利用、非粮蛋白的制造、生物基三苯三烯产业格局等的构建是生物制造减碳的重要途径;天然产物的高效生物制造和食品的生物制造将极大提高生产效率,节约大量土地资源,为实现“碳置换”提供土地资源;通过生物技术和产品优化未来农用产品是减少面源污染、增强农业碳汇能力的重要手段。 展开更多
关键词 生物制造 碳减排 秸秆利用 细胞工厂 土地置换
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等温扩增技术在核酸检测领域中的应用
14
作者 林梦瑶 赵爽 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2026年第1期54-63,共10页
核酸等温扩增技术已被广泛应用于DNA纳米技术、数据存储及生物传感等多个领域中,对生物学领域的发展具有重要意义。因其无需热循环就在恒定温度下实现核酸扩增,更能满足现代分子检测技术快速简便的需求,为临床医学的早期诊断提供重要的... 核酸等温扩增技术已被广泛应用于DNA纳米技术、数据存储及生物传感等多个领域中,对生物学领域的发展具有重要意义。因其无需热循环就在恒定温度下实现核酸扩增,更能满足现代分子检测技术快速简便的需求,为临床医学的早期诊断提供重要的应用价值。本文主要针对滚环扩增技术(rolling circle amplification,RCA)、链置换扩增技术(strand displacement amplification,SDA)、环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)、解旋酶依赖性扩增技术(helicase-dependent amplification,HDA)、重组聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA)和引物交换反应(primer exchange reaction,PER)几种基于酶促反应的等温扩增技术以及杂交链式反应(hybridization chain reaction,HCR)、催化发夹组装(catalytic hairpin assembly,CHA)等非酶促等温扩增反应的技术,及其近5年在核酸检测领域的应用展开综述,聚焦目前最新进展并进行展望,以期助力等温扩增技术在该领域的迭代发展。 展开更多
关键词 等温扩增 生物传感 核酸检测
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组织因子在抗体偶联药物开发中的研究进展 被引量：1
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作者 梁婷 王红 +2 位作者 李文蕾 胡加亮 黄瑞晶 《药学学报》 北大核心 2025年第5期1381-1389,共9页
组织因子(tissue factor,TF),是一种在正常组织中表达的跨膜糖蛋白,其在胚胎发育、止血和非止血途径中具有多种生理学功能。研究发现TF在多种肿瘤组织中过表达且促进肿瘤进展,Kaplan-Meier(K-M)生存分析显示TF基因的高表达与肾癌和胰腺... 组织因子(tissue factor,TF),是一种在正常组织中表达的跨膜糖蛋白,其在胚胎发育、止血和非止血途径中具有多种生理学功能。研究发现TF在多种肿瘤组织中过表达且促进肿瘤进展,Kaplan-Meier(K-M)生存分析显示TF基因的高表达与肾癌和胰腺癌的不良预后有关。因此,TF作为肿瘤免疫治疗靶点受到广泛关注,已有多款抗体偶联药物(antibody-drug conjugates,ADC)进入临床研究阶段。本文就TF的基因结构、表达、生物学功能以及与肿瘤的相关性进行了系统阐述,并对新一代TF-ADC药物设计提出方向,以期为该靶点的药物研发提供理论支持和开发方向。 展开更多
关键词 组织因子 功能 肿瘤 靶向药物 抗体偶联药物
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微生物组工程专刊序言 被引量：1
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作者 刘双江 《生物工程学报》 北大核心 2025年第6期I0001-I0006,共6页
微生物组工程是一门新兴的交叉学科,通过系统研究和工程化手段,揭示微生物群落的功能、结构及其与环境的相互作用机制,为解决全球性问题提供了重要思路。为了展现微生物组工程领域的最新成果和进展,本刊特组织出版专刊,邀请国内多家单... 微生物组工程是一门新兴的交叉学科,通过系统研究和工程化手段,揭示微生物群落的功能、结构及其与环境的相互作用机制,为解决全球性问题提供了重要思路。为了展现微生物组工程领域的最新成果和进展,本刊特组织出版专刊,邀请国内多家单位的专家学者,从基础研究、技术创新及工程应用等多个方面阐述了微生物组工程在工农业生产、生态环境维护、人体健康和疾病治疗中的潜在应用,并展望了未来的发展趋势,为更好推动该领域的创新和助力人类社会的可持续发展提供参考。 展开更多
关键词 微生物组工程 系统性研究 精准调控 工程化应用
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合成生物学生物安全问题及生物风险管理对策 被引量：1
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作者 黄翠 宋冬林 梁慧刚 《中国医药生物技术》 2025年第1期13-18,共6页
合成生物学是一门将工程与科学相结合的新兴交叉学科。合成生物学可以改造或创造生物体,正在为许多领域带来巨大的变化,并帮助应对医学、农业、制造业和环境方面的挑战,为人类带来巨大的利益。然而,作为一门两用学科,由于其复杂性和不... 合成生物学是一门将工程与科学相结合的新兴交叉学科。合成生物学可以改造或创造生物体,正在为许多领域带来巨大的变化,并帮助应对医学、农业、制造业和环境方面的挑战,为人类带来巨大的利益。然而,作为一门两用学科,由于其复杂性和不确定性的特点,合成生物学也存在潜在的生物安全和生物安保风险,给生物安全管理带来一定困难。本文描述了合成生物学的发展现状及其引发的亟需解决的生物安全问题,阐述风险评估在合成生物学研发活动生物安全管理中的重要性,进而首次提出合成生物学研发活动的生物风险分类分级管理的思路及相关的针对性建议。 展开更多
关键词 合成生物学 生物安全 风险管理 风险评估
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季铵化纤维素微球的制备及其动态吸附性能
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作者 邱小雪 周寅鹏 +2 位作者 龚文丽 杨武迪 刘琳 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2026年第1期45-56,共12页
为了提高现有蛋白纯化用纤维素微球的传质速率及吸附效率,将环氧季铵盐(2,3-Epoxy-propel-trimethyl ammonium chloride,EPTAC)接枝到纤维素分子骨架上,采用乳液自组装法制备季铵化纤维素多孔微球(Quaternized cellulose porous microsp... 为了提高现有蛋白纯化用纤维素微球的传质速率及吸附效率,将环氧季铵盐(2,3-Epoxy-propel-trimethyl ammonium chloride,EPTAC)接枝到纤维素分子骨架上,采用乳液自组装法制备季铵化纤维素多孔微球(Quaternized cellulose porous microspheres,QCPM);以QCPM为填料搭建动态吸附装置,以牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)为目标蛋白,分析填料高度、进液速度和进液质量浓度对QCPM动态吸附性能的影响,并通过响应面法分析填料高度、进液速度和进液质量浓度三因素对平衡吸附量的影响。结果表明:所制备的QCPM兼具互连多级孔结构与丰富的活性位点,比表面积高达242.76 m^(2)/g,可促进蛋白质的快速传质,并提高分离效率;在动态蛋白吸附过程中,增加填料高度和进液质量浓度,降低进液流速,均有助于提高QCPM对BSA的吸附能力,最大吸附量为50.38 mg/g,其动态吸附行为符合Yoon-Nelson和Modified dose response模型,为均匀表面的单分子层吸附;填料高度与进液速度对平衡吸附量的影响呈显著主效应,其作用强度优于进液质量浓度对平衡吸附量的影响,三因素间的交互作用以填料高度与进液质量浓度为主。该研究以纤维素为基质,通过乳化法制备QCPM,解决了传质受限与吸附效率低的难题,为蛋白质分离纯化领域提供了理论依据与实践指导。 展开更多
关键词 纤维素多孔微球 季铵化改性 动态吸附性能 蛋白纯化 响应面分析
原文传递
猪圆环病毒4型Cap蛋白的原核表达及其多克隆抗体的制备
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作者 蔡荥荥 韩雪英 +3 位作者 邓嘉昕 毕禛 姚伦广 刘阳坤 《南阳师范学院学报》 2026年第1期53-59,共7页
为获得猪圆环病毒4型(porcine circovirus type 4,PCV4)Cap蛋白及其多克隆抗体,根据NCBI公布的PCV4 HNU-AHG1-2019毒株基因序列,通过密码子优化合成缺失核定位信号(nuclear localization signal,NLS)的Cap基因。将优化后的基因克隆至pET... 为获得猪圆环病毒4型(porcine circovirus type 4,PCV4)Cap蛋白及其多克隆抗体,根据NCBI公布的PCV4 HNU-AHG1-2019毒株基因序列,通过密码子优化合成缺失核定位信号(nuclear localization signal,NLS)的Cap基因。将优化后的基因克隆至pET-28a载体中,成功构建重组表达质粒pET28a-Cap,并转化至BL21(DE3)感受态细胞进行诱导表达。经条件优化发现,在30℃、0.6 mmol/L IPTG诱导下,约25 kDa的Cap蛋白以可溶性形式高效表达。纯化后Cap蛋白免疫BALB/c小鼠获得的多克隆抗体,抗体效价可达1∶512000,Western blot与间接免疫荧光(IFA)实验结果进一步证实,该抗体能够特异性识别PCV4 Cap蛋白。 展开更多
关键词 猪圆环病毒4型 CAP蛋白 原核表达 多克隆抗体
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3D生物打印的发展与应用
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作者 章棕桓 张晓寒 王浩 《中国食品添加剂》 2026年第1期169-173,共5页
3D生物打印技术作为先进的制造工艺,通过程序化整合生物材料、活细胞及生物活性因子等,可实现具有生理功能的三维组织器官体外构建。其在个体化再生治疗、病理模型重塑及药物筛选等方向已显现出巨大潜力。然而,该技术仍面临诸多挑战:生... 3D生物打印技术作为先进的制造工艺,通过程序化整合生物材料、活细胞及生物活性因子等,可实现具有生理功能的三维组织器官体外构建。其在个体化再生治疗、病理模型重塑及药物筛选等方向已显现出巨大潜力。然而,该技术仍面临诸多挑战:生物墨水与宿主的长期相容性、细胞存活率、打印精度及规模化生产等。本文系统梳理了3D生物打印技术的最新进展、应用场景、关键限制因素及未来发展方向,以期为后续研究提供借鉴。 展开更多
关键词 3D生物打印 器官移植 再生医学 组织工程
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