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利用半理性设计方法构建耐热耐碱木聚糖酶的研究

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利用半理性设计方法构建耐热耐碱木聚糖酶的研究

作者：田文卓齐鲁工业大学

学位级别：硕士

木聚糖是地球上含量第二丰富的天然可再生多糖资源,它是一种复杂的杂多糖,由不同的单糖和有机酸在糖苷和酯键的作用下连接在一起,通过内切-β-1,4-木聚糖酶裂解β-1,4-糖苷键可以将木聚糖水解。木聚糖酶在自然界中广泛存在,如软体动物... 详细信息

木聚糖是地球上含量第二丰富的天然可再生多糖资源,它是一种复杂的杂多糖,由不同的单糖和有机酸在糖苷和酯键的作用下连接在一起,通过内切-β-1,4-木聚糖酶裂解β-1,4-糖苷键可以将木聚糖水解。木聚糖酶在自然界中广泛存在,如软体动物、昆虫和微生物中,微生物来源的木聚糖酶具有良好的底物特异性和生化特性,在工业和生物技术等领域应用广泛。虽然目前的研究报道中已经有大量的天然木聚糖酶被研究和克隆表达,但是大多数的天然木聚糖酶需要温和的环境条件才能发挥作用,而在一些高温高碱的极端生产条件下,天然木聚糖酶通常无法发挥有效的催化活性。本研究对来自Cellulomonas flavigena的木聚糖酶Xyn B进行序列和结构分析,利用基因工程的手段,通过柔性连接肽将在xyn B基因与一段表达冰核蛋白的inp基因连接,获得inp-Xyn B基因,将xyn B基因和inp-Xyn B基因分别插入p ET-28a(+)质粒的Nco I和Xho I酶切位点之间,成功构建了两株工程菌株,Escherichia coli BL21(DE3)-p ET-28a(+)-inp-Xyn B和Escherichia coli BL21(DE3)-p ET-28a(+)-xyn B。木聚糖酶Xyn B、Inp-Xyn B的最适p H为7.0,在p H 4.0-9.0的条件下,保留了60%以上的最大活性;最适温度为55℃,在60、70℃条件下,半小时以内酶活保持在50%以上,Ca、Mn、Fe和Co的存在能使酶活力提高,而Zn、Ni和Cu则会使酶活力降低。该结果表明,游离表达和冰核蛋白表面展示后的Xyn B最适温度、最适p H等酶学特性较为相似,为后续木聚糖酶改造和突变子的筛选奠定了基础。为了提高木聚糖酶Xyn B的耐热性,通过序列对比和三维结构分析,采用N端片段替换的方式,将与Xyn B序列同源性达到64.9%的耐热木聚糖酶Syxyn11P的N端片段的前105、126、141和153个碱基片段扩增,将Xyn B的N端的前96、117、132和144个碱基通过反向PCR去除,通过无缝克隆拼接得到重组质粒,成功构建了四株工程菌株,通过IPTG诱导获得了四种改造木聚糖酶ECXyn1、ECXyn2、ECXyn3和ECXyn4。四种重组木聚糖酶的最适温度分别为60、60、65和85℃,其中ECXyn4的最适温度比Xyn B提高了30℃,Tm值比Xyn B高34.5℃,在p H 6.0-10.0的条件下能够保持50%以上的酶活力,比酶活提高至12151.18 U/mg,在金属离子浓度为1 mmol/L的反应体系中处理30 min,酶活力仍保持在90%以上。为了进一步的提高重组酶ECXyn4的热稳定性,选取了ECxyn4片段替换接缝处左右各60个碱基的区域进行随机突变,通过易错PCR的方式建立突变文库,使用15μL Star Mut Enhancer建立了最佳突变体系,该体系重组子的总突变个数约达到整体个数的77.8%,碱基突变率约为2.59%,突变率适宜。通过流式细胞仪分选出单细胞,打入96深孔板中培养,诱导产酶,使用木聚糖酶特异性荧光底物检测活性,建立了木聚糖酶随机突变和筛选方法。本研究使用合理的设计策略结合分子生物学手段提高了木聚糖酶Xyn B的嗜热性和热稳定性,使得木聚糖酶在一些高温高碱的极端生产条件也能够发挥有效的催化活性,为扩大木聚糖酶的应用范围提供了研究基础。

关键词：木聚糖酶半理性设计片段替换随机突变

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阿利卡静物油画构图形式规律研究

美与时代（美术学刊）（中） 2023年第12期 77-79页

作者：田文卓张修亮佳木斯大学美术学院

阿维格多·阿利卡(Avigdor Arikha)是以色列最重要的当代艺术家之一,富有独立艺术精神,他的静物作品以极具松弛感和画面构图的独特性而吸引观赏者。总结阿利卡静物油画构图中的禅意、秩序感、趣味性特点,结合阿利卡的经典静物油画作品... 详细信息

阿维格多·阿利卡(Avigdor Arikha)是以色列最重要的当代艺术家之一,富有独立艺术精神,他的静物作品以极具松弛感和画面构图的独特性而吸引观赏者。总结阿利卡静物油画构图中的禅意、秩序感、趣味性特点,结合阿利卡的经典静物油画作品展开分析,从而总结阿利卡静物油画构图形式规律。

关键词：阿利卡静物油画构图形式规律

面向RFID标签的CMOS温度传感器分析与设计

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面向RFID标签的CMOS温度传感器分析与设计

作者：田文卓华中科技大学

学位级别：硕士

温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。它是利用材料、元件的物理参数随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制。RFID，即射频识别技术，是一种非接触式的... 详细信息

温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。它是利用材料、元件的物理参数随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制。RFID，即射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人为操作，适用于各种恶劣环境。集成温度传感器的RFID标签芯片可以随时检测某个环境的温度并且及时获取数据，使得RFID技术在医疗、产品的生产制造、供应链管理等领域有着更广泛的应用前景，是目前国际上学术界和工业界的研究热点。本文描述了一种集成于RFID标签芯片的高精度CMOS温度传感器，该温度传感器可用于对环境温度的精确测量，具有功耗低、精度高的特点。本文研究设计的温度传感器包括两部分：与绝对温度成正比PTAT（Proportional To Absolute Temperature）电流产生电路和电流控制振荡器CCO（Current-Controlled Oscillator）。PTAT电流产生电路利用MOS管工作在亚阈值区电流的温度特性来产生PTAT的电流，替代了传统的带隙电路。电流控制振荡器（CCO）将PTAT电流转换成频率与温度成正比的周期性方波信号，该方波信号通过计数器转换为数字信号。本论文运用Cadence工具的Virtuoso软件对该CMOS温度传感器进行电路设计，并用Spectre电路仿真工具对温度传感器的各个模块电路和整体电路进行了仿真验证，所用器件均采用SMIC0.18μm2P4M CMOS工艺模型。温度传感器工作电压为1.8V，工作电流不超过50μA，可测量温度范围从–20℃到50℃，最小分辨为75LSB/℃，线性误差为-0.1/+0.3℃。其中PTAT电流的温度变化率为0.188nA/℃;电流参考源输出电流180nA，温度为-20.0℃，参考源电流为181.4nA，温度为37.0℃时，参考源电流为182.06nA，温度为50.0℃时，参考源电流为182.02nA。

关键词： RFID 温度传感器高线性度电流控制振荡器

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碱性木聚糖酶研究进展

中国生物工程杂志 2022年第3期42卷 124-131页

作者：田文卓王国栋马俊魏晓凤王瑞明李丕武肖静汪俊卿齐鲁工业大学(山东省科学院)生物工程学院济南250353 生物基材料与绿色造纸国家重点实验室济南250353

木聚糖是一种在自然界中含量仅次于纤维素的丰富的可再生资源,木聚糖酶是一类可以将木聚糖水解成单糖和寡糖的酶,利用木聚糖酶将木聚糖分解后的产物被广泛应用于食品、造纸以及纺织等行业。木聚糖酶按其对酸碱环境的耐受能力分为碱性木... 详细信息

木聚糖是一种在自然界中含量仅次于纤维素的丰富的可再生资源,木聚糖酶是一类可以将木聚糖水解成单糖和寡糖的酶,利用木聚糖酶将木聚糖分解后的产物被广泛应用于食品、造纸以及纺织等行业。木聚糖酶按其对酸碱环境的耐受能力分为碱性木聚糖酶、中性木聚糖酶和酸性木聚糖酶,其中碱性木聚糖酶适合应用于造纸工业中,尤其在造纸的制浆、促进漂白及废纸脱墨等多种工艺中,可以显著提高纸张质量,有效降低氯气排放量,从而减少对环境的污染。随着生物技术的进步,利用基因工程技术可以对碱性木聚糖酶进行分子改造,以提高其耐碱、耐热能力,扩大其在工业应用中的条件范围。介绍碱性木聚糖酶在分子改造方面的研究进展以及其在造纸漂白和制浆、废纸脱墨中的应用。

关键词：碱性木聚糖酶分子改造制浆和造纸

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中间球海胆黑嘴病病原菌的分离与鉴定

大连海洋大学学报 2022年第5期37卷 793-801页

作者：刘岩松张伟杰王中殷维骏欧凡江田文卓刘雷常亚青大连海洋大学农业农村部北方海水增养殖重点实验室辽宁大连116023

为确定中间球海胆Strongylocentrotus intermedius黑嘴病的病原,从患黑嘴病中间球海胆体腔液中分离出一株优势菌(记为D1),通过人工回感试验确定致病性后,对该致病菌进行电镜观察、革兰氏染色、生理生化鉴定和16S rRNA序列比对以鉴定其... 详细信息

为确定中间球海胆Strongylocentrotus intermedius黑嘴病的病原,从患黑嘴病中间球海胆体腔液中分离出一株优势菌(记为D1),通过人工回感试验确定致病性后,对该致病菌进行电镜观察、革兰氏染色、生理生化鉴定和16S rRNA序列比对以鉴定其分类地位,并测定了D1菌株对30种抗生素的敏感性。结果表明:中间球海胆经D1菌株回感后,发病症状与自然状态下患黑嘴病海胆症状相同,并在回感海胆体腔液中分离出相同菌株;D1菌株长×宽为(2.10±0.31)μm×(0.68±0.08)μm,为革兰氏阴性菌;16S rRNA序列比对结果显示,D1菌株与棘皮动物弧菌Vibrio echinoideorum的一致性高达99.04%;生化鉴定结果显示,D1菌株与蔗糖、6%NaCl胨水和氧化酶反应均呈阳性;根据生理生化试验和16S rRNA分子生物学鉴定结果,确定该病原菌为棘皮动物弧菌;药敏试验显示,该菌株对氧氟沙星、多黏霉素B、复方新诺明、氨苄西林和羧苄西林等16种抗菌药物敏感,对麦迪霉素、庆大霉素等11种抗菌药物耐药。研究表明,中间球海胆黑嘴病的病原菌为棘皮动物弧菌,且该菌株对部分抗菌药物不敏感,具有一定的耐药性。

关键词：中间球海胆黑嘴病病原鉴定

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从晚清科举看曾国藩的家教思想

世纪桥 2014年第3期 69-70页

作者：田文卓哈尔滨师范大学

曾氏家族的成功,有其深刻的内涵,本文从晚清科举制度的腐败入手看曾国藩教育子女的突破性,其突破性主要有:反对八股取士;因材施教;重读书做学三个方面,然后以其教育子女的突破性来启迪现代人的家庭教育观念,以达到引起现代人反思家庭教... 详细信息

曾氏家族的成功,有其深刻的内涵,本文从晚清科举制度的腐败入手看曾国藩教育子女的突破性,其突破性主要有:反对八股取士;因材施教;重读书做学三个方面,然后以其教育子女的突破性来启迪现代人的家庭教育观念,以达到引起现代人反思家庭教育的目的。

关键词：曾国藩科举制度家庭教育思想

一种适用于RFID标签的高精度温度传感器的分析与设计

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计算机与数字工程 2013年第4期41卷 666-669页

作者：田文卓华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074

论文描述了一种集成于RFID标签芯片的高精度CMOS温度传感器,该温度传感器采用SMIC 0.18μm 2P4M CMOS工艺。利用MOS管工作在亚阈值区域时的温度特性,产生与绝对温度成正比(PTAT)的电流,替代了传统的BJT。电流控制振荡器(CCO)将PTAT电流... 详细信息

论文描述了一种集成于RFID标签芯片的高精度CMOS温度传感器,该温度传感器采用SMIC 0.18μm 2P4M CMOS工艺。利用MOS管工作在亚阈值区域时的温度特性,产生与绝对温度成正比(PTAT)的电流,替代了传统的BJT。电流控制振荡器(CCO)将PTAT电流转换成频率与温度成正比的时钟信号,该时钟信号通过计数器转换为数字信号。通过对电流源和比较器的优化设计,该温度传感器在温度范围为-20℃～50℃时误差仅为-0.1/+0.3℃。电源电压为1.8V时,工作电流小于50μA。

关键词： RFID 温度传感器高精度电流控制振荡器

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中国甲状腺外科近十年成就

西安交通大学学报（医学版） 2024年第1期45卷 1-8页

作者：田文刘军言中国人民解放军总医院第一医学中心普通外科医学部甲状腺(疝)外科北京100853

近10年来,中国甲状腺外科发展迅速。随着甲状腺诊断技术的提高、手术治疗的规范、系统治疗的应用和基础研究的突破,甲状腺外科实现了全面发展,为甲状腺疾病患者提供了更规范、更安全、更有效、更多样的治疗,最终实现患者获益,5年生存率... 详细信息

近10年来,中国甲状腺外科发展迅速。随着甲状腺诊断技术的提高、手术治疗的规范、系统治疗的应用和基础研究的突破,甲状腺外科实现了全面发展,为甲状腺疾病患者提供了更规范、更安全、更有效、更多样的治疗,最终实现患者获益,5年生存率显著提高。此外,我国专家学者牵头撰写了众多甲状腺外科相关指南和专家共识,使甲状腺疾病诊疗全流程趋向于规范化,尤其是多学科诊疗模式的发展为复杂甲状腺疾病的规范化诊疗提供了条件。本文将从术前诊断、手术方式、手术安全性、微创技术应用、特殊甲状腺癌诊疗、多学科诊疗模式和术后规范化管理等方面,阐述近10年来中国甲状腺外科的进步和发展,普及甲状腺疾病规范化诊疗理念,提高甲状腺外科规范化诊疗水平。

关键词：甲状腺癌手术治疗规范化诊治微创手术多学科诊疗

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资本积累机制的“双刃剑效应”与大国兴衰

马克思主义研究 2024年 77-91+164页

作者：田文林中国人民大学国际关系学院中国人民大学区域国别研究院

近现代以来,大国兴衰的一大规律性现象就是:大国兴起于实体经济壮大,衰落于经济脱实向虚。进一步看,西方大国实体经济强弱与资本积累机制的两面性特征直接相关:它既是实体经济兴起和国家富强的动力源,也是经济“脱实向虚”和国家由盛转... 详细信息

近现代以来,大国兴衰的一大规律性现象就是:大国兴起于实体经济壮大,衰落于经济脱实向虚。进一步看,西方大国实体经济强弱与资本积累机制的两面性特征直接相关:它既是实体经济兴起和国家富强的动力源,也是经济“脱实向虚”和国家由盛转衰的祸根。在资本主义前期,因工业化带来的资本收益呈现边际效应递增趋势,由此推动西方国家持续发展实体工业;在资本主义后期,由于实体工业带来的收益呈现递减趋势,谋求资本增殖最大化与平均利润率持续下降趋势的矛盾,导致大国经济金融化,由此致使国家走向衰落。西方大国周期性兴衰的规律提示我们,中国要想保持持续崛起态势,必须坚定不移地优先发展实体经济,警惕经济金融化和金融资本反客为主。

关键词：资本积累大国兴衰实体经济经济金融化