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改性黄曲霉A5P1对染料酸性蓝25的吸附效果与机理研究

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工业水处理 2024年第2期44卷 95-104页

作者：郭世琦覃雯李青云唐爱星刘幽燕广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西生物炼制重点实验室广西南宁530004

以黄曲霉A5P1为原料,利用盐酸改性法制成生物吸附剂A5P1_(acid),用于吸附酸性蓝25(AB25)染料。对A5P1_(acid)吸附的影响因素进行分析,结果表明:染料吸附的最佳吸附剂用量为0.5 g/L,最适pH为2,60 min达到吸附平衡。吸附剂经盐酸改性后,... 详细信息

以黄曲霉A5P1为原料,利用盐酸改性法制成生物吸附剂A5P1_(acid),用于吸附酸性蓝25(AB25)染料。对A5P1_(acid)吸附的影响因素进行分析,结果表明:染料吸附的最佳吸附剂用量为0.5 g/L,最适pH为2,60 min达到吸附平衡。吸附剂经盐酸改性后,吸附量从137 mg/g提高到182 mg/g,染料去除率提高了32%。通过分析A5P1_(acid)吸附去除AB25的机理,发现吸附过程符合准二级动力学模型,是由化学吸附控制吸附速率;符合Freundlich吸附等温线,吸附属于多层非均相吸附。热力学结果表明吸附过程是一个吸热自发的过程。Zeta电位和FTIR结果表明,吸附是由多种官能团的静电吸附和氢键作用的。吸附剂经过循环吸附-解吸7次仍保留初始吸附量的50.6%。实验研究证明,A5P1_(acid)是一种绿色有效可用于去除阴离子染料的生物吸附质材料。

关键词：黄曲霉吸附酸改性染料脱色

米根霉全细胞脂肪酶在化学-酶法环氧化反应体系中的稳定性

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高校化学工程学报 2024年第3期38卷 449-458页

作者：许丽莉赵晴晴李青云唐爱星刘幽燕广西大学化学化工学院广西南宁530004 北部湾大学海洋学院广西钦州535011

为了提高米根霉(Rhizopus oryzae CGMCC 3.5040)全细胞脂肪酶在化学-酶法环氧化反应体系中的稳定性,以α-蒎烯为模式底物,考察柠檬酸三钠用量、戊二醛交联细胞、过氧化氢(H_(2)O_(2))用量和回用方式对催化剂稳定性的影响。结果表明:过... 详细信息

为了提高米根霉(Rhizopus oryzae CGMCC 3.5040)全细胞脂肪酶在化学-酶法环氧化反应体系中的稳定性,以α-蒎烯为模式底物,考察柠檬酸三钠用量、戊二醛交联细胞、过氧化氢(H_(2)O_(2))用量和回用方式对催化剂稳定性的影响。结果表明:过氧有机酸会影响酶稳定性,添加3.5 mmol柠檬酸三钠会与质量分数为30%H_(2)O_(2)水溶液形成高渗液,防止细胞涨破,同时能中和过量过氧酸,提高反应选择性与细胞的回用稳定性;经过戊二醛交联后,全细胞催化剂的热稳定性、储存稳定性和回用稳定性都显著提高;蒎烯环氧化的最适H_(2)O_(2)用量为5 mmol;可采用直接分离有机相,再加入新鲜有机相的方式进行回用。优化回用方式后,该全细胞催化剂第7次使用时,催化反应仍然有77.3%的转化率。

关键词：米根霉全细胞脂肪酶化学-酶法环氧化过氧有机酸稳定性

苹果酸脱氢酶协同纤维素酶水解纤维素:理论分析与实验

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化工进展 2023年第12期42卷 6641-6648页

作者：董友情唐爱星刘幽燕李青云广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西生物炼制重点实验室广西南宁530003

纤维素分子的刚性结构被认为是限制纤维素酶与底物接触的主要障碍,通过添加纤维素降解辅助蛋白破坏纤维素结构可以有效解决酶对底物的可及性问题。基于文献报道糖苷水解酶家族4(GH_(4))成员中α-葡萄糖苷酶对纤维素酶有协同作用,以及α... 详细信息

纤维素分子的刚性结构被认为是限制纤维素酶与底物接触的主要障碍,通过添加纤维素降解辅助蛋白破坏纤维素结构可以有效解决酶对底物的可及性问题。基于文献报道糖苷水解酶家族4(GH_(4))成员中α-葡萄糖苷酶对纤维素酶有协同作用,以及α-葡萄糖苷酶与苹果酸脱氢酶(MDH)的蛋白同源性和蛋白结构分析,本文提出MDH也具有协同作用的功能猜想,并开展了MDH协同纤维素酶水解滤纸纤维素的理论以及实验研究。通过分子对接模拟MDH与结晶纤维素的相互作用,理论分析发现MDH可能通过氢键和疏水的作用来降低纤维素的凝聚。实验考察了MDH添加量、纤维素酶量、水解时间等条件对MDH协同纤维素酶水解纤维素的影响。结果表明,在(50±0.50)mg滤纸体系中添加0.06FPU纤维素酶、150μg苹果酸脱氢酶,50℃水浴震荡24h,测定的还原糖产量是纤维素酶单独作用时的(3.47±0.28)倍,MDH对纤维素酶的增效活性为247%±28%。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对MDH作用前后的滤纸进行分析,所得结果表明MDH对纤维素的结晶区域具有破坏作用,协同促进了纤维素酶对纤维素的水解。作为一种有效的纤维素降解辅助蛋白,MDH为提高纤维素的酶法水解效率提供了更多选择。

关键词：辅助蛋白苹果酸脱氢酶纤维素酶纤维素水解

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固定化米根霉全细胞催化α-蒎烯环氧化反应

化学工程 2023年第12期51卷 1-5,40页

作者：王宁许丽莉刘幽燕唐爱星广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西生物炼制重点实验室广西南宁530004

为推动α-蒎烯的绿色环氧化,同时降低反应成本并提高催化剂的重用性,实验研究了使用固定化全细胞Rhizopus oryzae CGMCC 3.5040催化α-蒎烯环氧化反应的可行性,并采用单因素实验法对反应条件进行优化。结果表明:150 mg的固定化细胞添加... 详细信息

为推动α-蒎烯的绿色环氧化,同时降低反应成本并提高催化剂的重用性,实验研究了使用固定化全细胞Rhizopus oryzae CGMCC 3.5040催化α-蒎烯环氧化反应的可行性,并采用单因素实验法对反应条件进行优化。结果表明:150 mg的固定化细胞添加量,有机相与30%H_(2)O2溶液的体积比为3∶1,1.5 mmol的辛酸,反应8 h后,α-蒎烯的转化率可达到(99.7±0.1)%,2,3-环氧蒎烷的收率为(95.1±1.1)%。此外,对固定化全细胞催化剂进行重复利用,发现使用甲苯作为清洗剂可以有效保持催化剂的稳定性,催化剂在循环使用7次后仍能保留75.0%以上的转化率。这项研究为环境友好的催化方法提供了一种新思路,也为工业上的化学合成提供了一种新的选择。

关键词： α-蒎烯脂肪酶固定化细胞 α-蒎烯环氧化重用性

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叔丁醇体系中化学酶法催化α-蒎烯环氧化

化工进展 2022年第6期41卷 3002-3009页

作者：刘永飞苏伟梁琪琪李青云刘幽燕唐爱星广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西生物炼制重点实验室广西南宁530007

采用叔丁醇作为α-蒎烯环氧化的反应溶剂,使过氧化氢水溶液和其他疏水性反应底物形成均相,构建单相体系以代替传统有机-水“双相”系统。首先在摇瓶中对单相体系进行优化,在α-蒎烯浓度为0.3mol/L时,乙酸乙酯的最适浓度为3.5mol/L,过氧... 详细信息

采用叔丁醇作为α-蒎烯环氧化的反应溶剂,使过氧化氢水溶液和其他疏水性反应底物形成均相,构建单相体系以代替传统有机-水“双相”系统。首先在摇瓶中对单相体系进行优化,在α-蒎烯浓度为0.3mol/L时,乙酸乙酯的最适浓度为3.5mol/L,过氧化氢的最适浓度为0.5mol/L,束酸剂为柠檬酸三钠,在40℃下,反应90min,环氧化转化率为92%,收率为88%。此工艺条件下Novozym435重复使用6次后,仍保持64%的相对活力。然后以摇瓶实验为基础,构建了一种连续搅拌釜式反应器(CSTR),探索反应器的最适运行条件,测试了其长期运行性能,结果表明:当Novozym435酶量为2.0g、过氧化氢浓度为0.5mol/L、停留时间为3h时,釜式反应器的运行效果最好,其转化率可达83%,收率可达79%,在此条件下反应器连续运行十天后依然可以保持70%以上的转化率和55%以上的收率。

关键词：溶剂蒎烯催化环氧化化学反应器

高效液相尺寸排阻色谱-多角度激光散射定量检测灭活禽流感病毒抗原中完整病毒颗粒

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生物工程学报 2023年第10期39卷 4295-4307页

作者：郝建敏刘幽燕苏志国张松平李正军广西大学化学化工学院广西南宁530004 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

本研究旨在建立一种灭活禽流感病毒原料液中完整病毒颗粒准确定量的方法。针对直接采用高效液相尺寸排阻色谱法(high performance size exclusion chromatography,HPSEC)检测灭活禽流感病毒原液存在杂质干扰的问题,首先以H5N8型抗原为对... 详细信息

本研究旨在建立一种灭活禽流感病毒原料液中完整病毒颗粒准确定量的方法。针对直接采用高效液相尺寸排阻色谱法(high performance size exclusion chromatography,HPSEC)检测灭活禽流感病毒原液存在杂质干扰的问题,首先以H5N8型抗原为对象,分别考察了聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)沉淀和离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)进行预处理。在优化条件下,经DEAE FF阴离子交换层析纯化预处理,杂蛋白去除率为86.87%,病毒血凝回收率为100%。HPSEC分析预处理后的样品,8.5–10.0 min处色谱峰样品电泳检测显示主要为H5N8病毒蛋白,动态光散射分析平均粒径为127.7nm,推测为完整病毒特征峰;在IEC预处理后的样品中加入抗体进行HPSEC检测,8.5-10.0 min处特征峰消失,显示IEC预处理有效去除了杂质干扰。通过将HPSEC与多角度激光散射技术(multi-angle laser scattering technique,MALLS)联用,可以准确获得样品中完整病毒颗粒的数量,且病毒颗粒数与色谱峰面积具有良好线性关系(R2=0.997)。建立的IEC预处理-HPSEC-MALLS检测方法应用于其他亚型(H7N9)、批次和浓度的病毒原液中完整病毒颗粒数的准确检测,均具有良好适用性,且重复性好,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)<5%,n=3。

关键词：灭活禽流感病毒颗粒定量检测离子交换层析尺寸排阻色谱

单相体系中MOF固定化脂肪酶催化柠檬烯环氧化

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化工进展 2022年第12期41卷 6540-6548页

作者：孟子豪李青云刘幽燕林东亮唐爱星广西大学化学化工学院广西南宁530004 广西生物炼制重点实验室广西南宁530007

化学-酶法催化烯烃环氧化是一种绿色环保的替代工艺,但是作为氧化剂的双氧水造成的脂肪酶失活和反应体系相间传质是亟待解决的难点问题。本文首先采用交联法成功合成了一种稳定的MOF固定化脂肪酶催化剂CALB@Uio-66-NH_(2),并用扫描电子... 详细信息

化学-酶法催化烯烃环氧化是一种绿色环保的替代工艺,但是作为氧化剂的双氧水造成的脂肪酶失活和反应体系相间传质是亟待解决的难点问题。本文首先采用交联法成功合成了一种稳定的MOF固定化脂肪酶催化剂CALB@Uio-66-NH_(2),并用扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射仪(XRD)对其结构与晶型进行了表征。为了克服双氧水的相间传质障碍,考察了极性溶剂与酯类酰基供体对反应的影响,最终确定叔丁醇作为反应溶剂,乙酸乙酯作为酰基供体,构建了适用于柠檬烯化学-酶法环氧化的单相反应体系以取代传统的“有机-水”两相反应体系。通过对体系的催化剂添加量、过氧化氢与酰基供体浓度优化,获得了最佳的反应效率,在柠檬烯浓度为0.1mol/L时,催化剂最适添加量为20%、过氧化氢最适浓度为0.5mol/L、乙酸乙酯最适浓度为3mol/L,40℃下反应40min,柠檬烯-1,2-环氧化物收率可达到85.1%,而且在此条件下,CALB@Uio-66-NH2重用6次后仍能保持90.9%的相对活力。

关键词：金属有机骨架固定化酶柠檬烯环氧化溶剂

铜绿假单胞菌耐热氨肽酶基因在大肠杆菌中的克隆、表达及表达产物的酶学特性鉴定

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基因组学与应用生物学 2022年

作者：李进李青云刘幽燕陆柳萃白雪唐爱星广西大学化学化工学院广西生物炼制重点实验室

氨肽酶在食品加工、饲料生产、生物活性肽制备等多个领域广泛应用，尤其耐热氨肽酶的应用前景更加广阔。目前，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）耐热氨肽酶基因的成功克隆表达研究较少，本研究将源自铜绿假单胞菌GF31的亮氨酸氨...

氨肽酶在食品加工、饲料生产、生物活性肽制备等多个领域广泛应用，尤其耐热氨肽酶的应用前景更加广阔。目前，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）耐热氨肽酶基因的成功克隆表达研究较少，本研究将源自铜绿假单胞菌GF31的亮氨酸氨肽酶基因aps进行密码子优化，通过全基因合成得到aps序列并构建周质表达载体pET22b（+）-pelB-aps，在大肠杆菌Rosetta gami2（DE3）中进行表达。纯化后的重组菌所产亮氨酸氨肽酶比活力为6.8 U/mg，最适反应温度和pH值分别为80 ℃和8.0；在50 ℃～70 ℃或pH 7.0～9.0孵育1 h后该酶仍保持80%以上的活力；Co;对其酶活力有较强激活作用，Fe;、Ni;、Zn;、β-疏基乙醇、DTT、EDTA、1，10-邻菲咯啉、Bestatin对其有较强的抑制作用；该酶对Leu-pNA、Met-pNA的水解效果较好，对Ala-pNA、Arg-pNA也有一定水解能力，其中对Leu-pNA的K;和V;分别为1.11 mmol/L，101.01 μmol·L;·min;。通过三维结构分析发现该酶由PA结构域与催化结构域组成，分子对接显示了关键氨基酸GLU305、GLU304、ASP272、ASP333、ARG386与底物通过氢键结合，在反应过程中有重要作用。研究结果为发掘铜绿假单胞菌GF31亮氨酸氨肽酶的应用价值、结构特征及定向改造提供了有价值的参考。

关键词：

粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis JQBF100对苯酚-氰化物双底物的降解

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应用与环境生物学报 2023年第2期29卷 328-333页

作者：蒋郑峰陈昱光蒋汉语刘幽燕李青云广西大学化学化工学院南宁530004

焦化废水中的苯酚和氰化物都是难以生物降解的有毒环境污染物.对前期筛选获得的1株降解菌Alcaligenes faecalisJQBF100开展苯酚、氰化物降解的动力学研究.结果表明,采用Haldane底物抑制动力学模型可以较好地描述菌株对苯酚、氰化物的降... 详细信息

焦化废水中的苯酚和氰化物都是难以生物降解的有毒环境污染物.对前期筛选获得的1株降解菌Alcaligenes faecalisJQBF100开展苯酚、氰化物降解的动力学研究.结果表明,采用Haldane底物抑制动力学模型可以较好地描述菌株对苯酚、氰化物的降解,在苯酚浓度为10-1000 mg/L、氰化物浓度为5-300 mg/L的单底物体系,菌株的最大比生长速率μmax分别为0.173 h^(-1)、0.316 h^(-1),抑制常数K_(S)分别为134.04 mg/L、197.31 mg/L,苯酚对菌株的降解表现出较显著的抑制作用.采用SKIP模型对苯酚、氰化物双底物的降解进行预测,拟合得到交互系数I_(酚,氰)与I_(氰,酚)的值分别为2.82和0.80,反映双底物体系中苯酚对菌株降解氰化物的抑制作用相对更大.此外,对苯酚、氰化物双底物降解过程进行分析发现,菌株在双底物胁迫条件下会产生胞外聚合物EPS,并且氰化物的降解产物甲酰胺和甲酸可以被细胞利用生长,在苯酚-甲酰胺、苯酚-甲酸体系,菌株对800 mg/L苯酚的降解效率比单独降解时分别提高约41%和14%.本研究表明在苯酚-氰化物双底物体系中菌株Alcaligenes faecalis JQBF100能快速降解氰化物,并且氰的解毒有利于加快菌株对苯酚的降解.

关键词：粪产碱杆菌苯酚氰化物动力学抑制作用