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Fabrication and evaluation of a BMP-2/dexamethasone co-loaded gelatin sponge scaffold for rapid bone regeneration

Regenerative Biomaterials 2022年第1期9卷 303-313页

作者： Qi Gan Hao Pan Wenjing Zhang Yuan Yuan jiangchao qian Changsheng Liu Key Laboratory for Ultrafine Materials of Ministry of Education East China University of Science and TechnologyShanghai 200237PR China The State Key Laboratory of Bioreactor Engineering East China University of Science and TechnologyShanghai 200237PR China Engineering Research Center for Biomedical Materials of the Ministry of Education East China University of Science and TechnologyShanghai 200237PR China Frontiers Science Center for Materiobiology and Dynamic Chemistry East China University of Science and TechnologyShanghai 200237PR China

Improving the osteogenic activity of BMP-2 in vivo has significant clinical application value.In this research,we use a clinical gelatin sponge scaffold loaded with BMP-2 and dexamethasone(Dex)to evaluate the osteogenic activity of dual drugs via ectopic osteogenesis in vivo.We also investigate the mechanism of osteogenesis induced by BMP-2 and Dex with C2C12,a multipotent muscle-derived progenitor cell.The results show that the gelatin scaffold with Dex and BMP-2 can significantly accelerate osteogenesis in vivo.It is indicated that compared with the BMP-2 or Dex alone,100nM of Dex can dramatically enhance the BMP-2-induced alkaline phosphatase activity(ALP),ALP mRNA expression and mineralization.Further studies show that 100nM of Dex can maintain the secondary structure of BMP-2 and facilitate recognition of BMP-2 with its receptors on the surface of C2C12 cells.We also find that in C2C12,Dex has no obvious effect on the BMP-2-induced Smad1/5/8 protein expression and the STAT3-dependent pathway,but Runx2-dependent pathway is involved in the Dex-stimulated osteoblast differentiation of BMP-2 both in vitro and in vivo.Based on these results,a potential mechanism model about the synergistic osteoinductive effect of Dex and BMP-2 in C2C12 cells via Runx2 activation is proposed.This may provide a theoretical basis for the pre-clinical application of Dex and BMP-2 for bone regeneration.

关键词： BMP-2 dexamethasone Runx2 pre-clinical bone regeneration

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Advances in engineered Bacillus subtilis biofilms and spores, and their applications in bioremediation, biocatalysis, and biomaterials

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Synthetic and Systems Biotechnology 2021年第3期6卷 180-191页

作者： Muhammad Zubair Mohsin Rabia Omer Jiaofang Huang Ali Mohsin Meijin Guo jiangchao qian Yingping Zhuang State Key Laboratory of Bioreactor Engineering East China University of Science and TechnologyShanghai 200237PR China

Bacillus subtilis is a commonly used commercial specie with broad applications in the fields of bioengineering and biotechnology.B.subtilis is capable of producing both biofilms and spores.Biofilms are matrix-encased multicellular communities that comprise various components including exopolysaccharides,proteins,extracellular DNA,and poly-γ-glutamic acid.These biofilms resist environmental conditions such as oxidative stress and hence have applications in bioremediation technologies.Furthermore,biofilms and spores can be engineered through biotechnological techniques for environmentally-friendly and safe production of bio-products such as enzymes.The ability to withstand with harsh conditions and producing spores makes Bacillus a suitable candidate for surface display technology.In recent years,the spores of such specie are widely used as it is generally regarded as safe to use.Advances in synthetic biology have enabled the reprogramming of biofilms to improve their functions and enhance the production of value-added products.Globally,there is increased interest in the production of engineered biosensors,biocatalysts,and biomaterials.The elastic modulus and gel properties of B.subtilis biofilms have been utilized to develop living materials.This review outlines the formation of B.subtilis biofilms and spores.Biotechnological engineering processes and their increasing application in bioremediation and biocatalysis,as well as the future directions of B.subtilis biofilm engineering,are discussed.Furthermore,the ability of B.subtilis biofilms and spores to fabricate functional living materials with self-regenerating,self-regulating and environmentally responsive characteristics has been summarized.This review aims to resume advances in biological engineering of B.subtilis biofilms and spores and their applications.

关键词： Bacillus subtilis Biofilms Spores Biocatalysis Bioremediation Biomaterials Synthetic biology

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大肠杆菌表达高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的发酵优化

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 71-79页

作者：姜正日殷仁凯王泽建钱江潮华东理工大学生物工程学院生物反应器工程国家重点实验室上海200237

为了实现重组蛋白SRT-ELP36在大肠杆菌中的高效表达,利用携带重组蛋白SRTELP36基因的pET-25b(+)表达载体,分别在摇瓶和5 L发酵罐上进行了发酵条件优化,并在50 L发酵罐中进行放大验证。经转化表达质粒后,宿主菌BL21(DE3)的菌体生长和蛋... 详细信息

为了实现重组蛋白SRT-ELP36在大肠杆菌中的高效表达,利用携带重组蛋白SRTELP36基因的pET-25b(+)表达载体,分别在摇瓶和5 L发酵罐上进行了发酵条件优化,并在50 L发酵罐中进行放大验证。经转化表达质粒后,宿主菌BL21(DE3)的菌体生长和蛋白体积产量均高于BLR(DE3),可用于蛋白SRT-ELP36表达。摇瓶发酵条件优化结果表明,TB(Terrific Broth)培养基、装液比(装液量与摇瓶体积之比)为5%、诱导温度为37℃、对数生长结束期添加0.5 mmol/L的IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)诱导剂,菌体最高OD_(600)(波长600 nm处的吸光值)达到22.3,最高蛋白体积产量达0.60 g/L。在5 L发酵罐中进行补料分批培养条件优化,在OD_(600)为35时添加终浓度为0.5 mmol/L的IPTG启动诱导,并控制过程菌体氧消耗速率(OUR)为(180±5) mmol/(L·h),菌体的最高OD_(600)和蛋白体积产量分别达到了88、1.85 g/L,单位菌体蛋白产量为70 mg/g。在50 L发酵罐中,参照5 L工艺控制条件进行发酵过程放大,菌体最高OD_(600)达到103,重组蛋白SRT-ELP36的体积产量和单位菌体产量进一步提高到了2.22 g/L和90 mg/g,是目前文献报道SRT蛋白表达的最高水平,为高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的工业化生产提供了基础。

关键词：大肠杆菌鱿鱼环齿蛋白类弹性蛋白力学性能发酵优化

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基于Maxwell-Wagner模型的含水绝缘油的介电性质分析

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能源研究与管理 2024年第2期16卷 49-53,60页

作者：彭程孙军泽韩旭钱江波钱江超华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 河北建设集团安装工程有限公司河北保定071052

绝缘油的微水检测对保障电力变压器的安全运行具有重要意义,而含水绝缘油的介电性质分析能够为绝缘油的微水检测提供物性参考。将Maxwell-Wagner模型简化,得到混合介质复介电常数与离散相含量之间的关系式,基于Maxwell-Wagner模型探究... 详细信息

绝缘油的微水检测对保障电力变压器的安全运行具有重要意义,而含水绝缘油的介电性质分析能够为绝缘油的微水检测提供物性参考。将Maxwell-Wagner模型简化,得到混合介质复介电常数与离散相含量之间的关系式,基于Maxwell-Wagner模型探究了含水绝缘油在不同温度、不同微水体积分数下随电场频率变化的介电性质。结果表明:在0.5~20 GHz内,微水体积分数为0.0010%时,Maxwell-Wagner模型计算的含水绝缘油实部最大误差不超过0.0514%,虚部最大误差不超过1.0500%,因此该模型适用于研究含水绝缘油的介电性质。复介电常数实部变化量随微水体积分数升高而增大,随电场频率增加而变小;虚部变化量随微水体积分数增加而增大,随电场频率增加,先增大后减小。实部及虚部变化量均随温度的增加而增大。研究表明,微水体积分数、温度及频率能够显著影响含水绝缘油的介电性质。

关键词：变压器绝缘油微水复介电常数 Maxwell-Wagner模型

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微生物学全英文教学的意义、问题以及促研促教的实践探索

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生物工程学报 2022年第7期38卷 2649-2654页

作者：黄娇芳童阿康罗远婵钱江潮吴辉王启要庄英萍华东理工大学生物工程学院上海200237

微生物涉及人类生活的方方面面,微生物学是各类高校为生命科学、医学、药学、农业、林业、食品等有关专业开设的本科生必修专业基础课。在国际化和一流学科发展趋势下,全英文授课具有重要意义并越来越受到重视。本文旨在探讨在如今面向... 详细信息

微生物涉及人类生活的方方面面,微生物学是各类高校为生命科学、医学、药学、农业、林业、食品等有关专业开设的本科生必修专业基础课。在国际化和一流学科发展趋势下,全英文授课具有重要意义并越来越受到重视。本文旨在探讨在如今面向人类生命健康、强调学科交叉的时代,如何结合本学校专业优势,开展微生物学英文教学的课程改革,将微生物学与医药、农业、环境、健康等充分结合,力争做到以学促研、以学促教,打造出具有本学校特色的微生物学全英文课程,将有关实践探索与微生物学教学工作者进行交流。

关键词：微生物学课程改革英文教学促研促教实践探索

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阻断消耗途径提高毕赤酵母工程菌S-腺苷甲硫氨酸产量

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微生物学通报 2023年第2期50卷 441-453页

作者：苏慧颖蒙世拯赵欣欣钱江潮储炬秦秀林广西大学生命科学与技术学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、广西微生物与酶工程技术研究中心广西南宁530004 华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

【背景】S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)作为所有生物体内的重要中间代谢物,不仅可作为膳食补充剂,还具有良好的临床应用价值。【目的】将毕赤酵母重组菌GS115/DS16的SAM消耗途径阻断,进一步提高SAM的产量。【方法】分别... 详细信息

【背景】S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)作为所有生物体内的重要中间代谢物,不仅可作为膳食补充剂,还具有良好的临床应用价值。【目的】将毕赤酵母重组菌GS115/DS16的SAM消耗途径阻断,进一步提高SAM的产量。【方法】分别敲除毕赤酵母重组菌GS115/DS16的S-腺苷同型半胱氨酸水解酶基因sah1、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因spe2和L-甲硫氨酰tRNA合酶基因msm1,构建工程菌G/Dsah、G/Dspe和G/Dmsm。检测3个工程菌的生长和SAM产量,以及L-Met添加量对SAM积累的影响。【结果】与出发菌GS115/DS16相比,工程菌G/Dsah、G/Dspe和G/Dmsm的单位菌体SAM产量分别提高了29.3%、55.6%和24.8%,其生长无显著差异。L-Met添加量优化后(0.06%),G/Dsah和G/Dmsm单位菌体的SAM产量分别提高了26.4%和28.9%。【结论】构建的毕赤酵母工程菌可用于SAM的工业化生产,该代谢工程策略可用于改进其他化学品的生产。

关键词： S-腺苷甲硫氨酸毕赤酵母 S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶 S-腺苷同型半胱氨酸水解酶 L-甲硫氨酰tRNA合酶

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葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的高效分泌表达

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华东理工大学学报（自然科学版） 2021年第3期47卷 300-307页

作者：魏东升段广东钱江潮华东理工大学生物反应器国家重点实验室上海200237

为了获得高效分泌表达葡萄糖氧化酶(GOD)的毕赤酵母,采用黑曲霉来源的GOD基因序列,按照毕赤酵母的密码子偏好性进行优化,构建AOX1启动子诱导的分泌表达载体pPIC9K-GOD和重组菌G/GOD,通过提高遗传霉素G418浓度筛选到第1代高拷贝高产量重... 详细信息

为了获得高效分泌表达葡萄糖氧化酶(GOD)的毕赤酵母,采用黑曲霉来源的GOD基因序列,按照毕赤酵母的密码子偏好性进行优化,构建AOX1启动子诱导的分泌表达载体pPIC9K-GOD和重组菌G/GOD,通过提高遗传霉素G418浓度筛选到第1代高拷贝高产量重组菌G/GODM,单位细胞干重胞外产酶水平可达5843.2 U/g,为G/GOD最高产量的8.2倍。在此基础上,进一步构建第2代高产菌,分别考察了共表达不同辅助折叠因子和强化中心碳代谢途径基因对GOD产量的影响。结果表明,共表达辅助折叠因子PDI1、PDI2和HAC1,可使GOD的胞外产酶产量分别提高32.7%、8.9%和54.4%;强化磷酸戊糖途径的SOL3基因和三羧酸循环的MDH1基因后,GOD的胞外产量提高了6.3%和11.6%。在50 L反应器中,共表达HAC1的高产菌G/GMH1胞外GOD单位菌体酶活(单位细胞干重)可达6656.6 U/g。

关键词：葡萄糖氧化酶毕赤酵母分泌表达

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优化易错PCR条件以提高毕赤酵母GAP启动子文库突变效率

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生物技术通报 2014年第6期30卷 211-217页

作者：秦秀林钱江潮储炬广西大学生命科学与技术学院南宁530004 华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

高效的随机突变策略对于构建含有丰富突变体的启动子文库至关重要。为了建立一个突变率适中并能获得较多有益突变子的易错PCR(error-prone PCR,EP-PCR)条件,实现毕赤酵母GAP启动子的高效突变,对EP-PCR反应条件进行了优化。考察了模板浓... 详细信息

高效的随机突变策略对于构建含有丰富突变体的启动子文库至关重要。为了建立一个突变率适中并能获得较多有益突变子的易错PCR(error-prone PCR,EP-PCR)条件,实现毕赤酵母GAP启动子的高效突变,对EP-PCR反应条件进行了优化。考察了模板浓度、反应循环数和Mg2+浓度对EP-PCR的产物得率和突变率的影响后,确定了适于GAP启动子突变的EP-PCR条件:模板浓度、反应循环数和Mg2+浓度分别为1 ng/μL、25和10 mmol/L。优化EP-PCR条件后,GAP启动子突变率为1.1%,连续进行3轮EP-PCR后突变率可达到4.0%。利用优化后EP-PCR对GAP启动子进行随机突变,筛选了250个突变子,获得5个启动子强度高于野生型GAP启动子的突变体,有益突变达到了2%,可用于构建GAP启动子文库。

关键词：易错PCR 突变效率随机突变毕赤酵母 GAP启动子

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伏立康唑在儿童急性白血病肺曲霉菌感染二级预防中的应用

伏立康唑在儿童急性白血病肺曲霉菌感染二级预防中的应用

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中华医学会第十七次全国儿科学术大会

作者： haixia zhou,yuan li,jiangchao qian,juxiang wang 温州医学院附二院

目的探讨伏立康唑对儿童急性白血病肺曲霉菌感染二级预防的作用。方法回顾性分析我院2009年2月—2012年7月住院儿童急性白血病临床确诊侵袭性肺曲霉菌感染经伏立康唑治疗有效患儿17例,在随后的化疗中应用伏立康唑片剂,每12h口服1次,直...

目的探讨伏立康唑对儿童急性白血病肺曲霉菌感染二级预防的作用。方法回顾性分析我院2009年2月—2012年7月住院儿童急性白血病临床确诊侵袭性肺曲霉菌感染经伏立康唑治疗有效患儿17例,在随后的化疗中应用伏立康唑片剂,每12h口服1次,直至粒细胞恢复,共58例次。观察真菌感染情况和综合评价该药物的疗效和安全性。结果经过伏立康唑片剂二级预防,化疗后均无真菌感染发生,无明显不良反应。结论应用伏立康唑二级预防对儿童急性白血病临床诊断侵袭性肺曲霉菌感染有效、安全。

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龟裂链霉菌zwf2基因阻断提高土霉素生物合成

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微生物学报 2008年第1期48卷 21-25页

作者：刘志勇郭美锦钱江潮庄英萍张嗣良华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是链霉菌磷酸戊糖途径中第一个酶("看家"酶),也是形成NADPH的关键酶,由zwf1和zwf2基因编码。以温敏型质粒pKC1139为基础构建了用于阻断龟裂链霉菌zwf2的重组质粒pKC1139-zwf2′,通过大肠杆菌GM2929去甲基化pK... 详细信息

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是链霉菌磷酸戊糖途径中第一个酶("看家"酶),也是形成NADPH的关键酶,由zwf1和zwf2基因编码。以温敏型质粒pKC1139为基础构建了用于阻断龟裂链霉菌zwf2的重组质粒pKC1139-zwf2′,通过大肠杆菌GM2929去甲基化pKC1139-zwf2′后电转至原始龟裂链霉菌M4018感受态细胞,筛选得到转化子。转化子进一步通过PCR鉴定和点杂交印迹分析鉴定,证明是zwf2基因阻断的阳性突变子命名为M4018-Δzwf2。以原始菌株为对照,突变子摇瓶发酵结果表明:突变子的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶酶活是原始菌的50%左右,但土霉素生物合成水平则提高了27%;在细胞生长方面,二者均在第4d进入生长稳定期而开始大量合成土霉素,发酵结束时细胞菌体浓度基本相同,但突变子的单位菌丝体土霉素生物合成能力则提高了31%。因此,zwf2的阻断有利于土霉素的生物合成,而对细胞生长没有明显影响。

关键词：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 zwf2 龟裂链霉菌M4018 土霉素生物合成

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