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合成气的生物利用与定向转化

化工进展 2023年第1期42卷 73-85页

作者：李婉麒杨凤娟贾德臣姜卫红顾阳中国科学院分子植物科学卓越创新中心中国科学院合成生物学重点实验室上海200032 中国科学院大学北京100039 上海师范大学生命科学学院上海200234

合成气是来源于石化、煤化工以及生物质加工行业的一类重要原料气体。现有的化学催化路线可将合成气转化为氨、烯烃、甲醇等大宗化工产品,但尚无法实现选择性地合成具有较高附加值的长碳链化合物,而发展合成气的生物转化路线是克服上述... 详细信息

合成气是来源于石化、煤化工以及生物质加工行业的一类重要原料气体。现有的化学催化路线可将合成气转化为氨、烯烃、甲醇等大宗化工产品,但尚无法实现选择性地合成具有较高附加值的长碳链化合物,而发展合成气的生物转化路线是克服上述难题、拓展产业链的有效策略。本文综述了随着分子遗传操作工具以及合成生物学的快速发展,合成气生物利用相关的菌株代谢工程设计、改造以及发酵工艺优化等方面的研究进展和产业化进程,并指出目前该技术路线在固碳效率、产物合成种类及产量方面还存在不足,亟待优化以满足大规模工业化推广应用的要求。本文还对合成气生物利用与转化的研究现状进行了梳理和总结,并探讨了未来的发展方向,以期为建立具有经济竞争力的合成气生物利用技术和工艺提供参考。

关键词：合成气生物利用菌株改造发酵过程工业化

类胡萝卜素生物学功能及提高其生物利用的研究进展

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食品工业科技 2023年第10期44卷 406-415页

作者：修伟业黎晨晨遇世友王鑫马永强黑龙江省谷物食品与谷物资源综合加工重点实验室哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150028

类胡萝卜素是一种自然界中分布广泛的食品成分,具有多种生物学活性,受到诸多学者关注。文章主要从类胡萝卜素生物学功能、食品成分对类胡萝卜素吸收利用的影响及提高其生物学利用三方面综述其研究进展。类胡萝卜素具有特异性调控相关基... 详细信息

类胡萝卜素是一种自然界中分布广泛的食品成分,具有多种生物学活性,受到诸多学者关注。文章主要从类胡萝卜素生物学功能、食品成分对类胡萝卜素吸收利用的影响及提高其生物学利用三方面综述其研究进展。类胡萝卜素具有特异性调控相关基因及蛋白的功能,进而具有多种生物活性。文章从机制的角度归纳总结类胡萝卜素的功能特性,整理了食品成分间相互作用对类胡萝卜素生物利用率的影响,总结了纳米载药系统技术、异构化处理技术以及通过食品加工方式三种提高类胡萝卜素生物利用率的方法,为类胡萝卜素功能性产品研发提供一定的理论参考。

关键词：类胡萝卜素结构生物学功能生物利用食品加工

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木质素的生物降解和生物利用

合成生物学 2023年

作者：刘宽庆张以恒中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成中心

木质素是木质纤维素的一个主要成分，按干重计约占15%-30%，全球年产量在200亿吨。木质素是由苯丙烷单元通过多种不同的碳-碳和碳-氧键构成的一类芳香族高聚化合物，是高等陆生植物次生细胞壁的主要成分，赋予了植物的刚性和保护植物体... 详细信息

木质素是木质纤维素的一个主要成分，按干重计约占15%-30%，全球年产量在200亿吨。木质素是由苯丙烷单元通过多种不同的碳-碳和碳-氧键构成的一类芳香族高聚化合物，是高等陆生植物次生细胞壁的主要成分，赋予了植物的刚性和保护植物体免受微生物的入侵。由于木质素产量巨大、可再生，近些年全球对木质素利用的兴趣持续升高。但是木质素的成分复杂，无论是其降解还是后续的利用都充满了挑战，因此目前多用作燃料。在众多木质素降解利用的方法中，生物法反应条件温和、绿色环保，近些年在绿色可持续发展的大背景下受到广泛关注。本文首先总结了自然界中催化木质素降解的关键酶：漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、染料脱色过氧化物酶、多功能过氧化物酶等，并简要介绍了其催化机制。其次，本文总结了生物利用木质素类芳香族化合物过程中涉及的四个主要反应：O-脱甲基、脱羧、羟基化和双加氧酶介导的开环反应，相关的酶和催化机制。最后，本文简要介绍了利用合成生物学手段构建细胞工厂实现木质素高值利用的案例。木质素的生物降解和利用是一个极具潜力的领域，但同时也存在诸多的挑战，例如转化效率低、反应时间长等。但本文作者相信随着合成生物学的迅猛发展，利用高效基因编辑和代谢工程改造提高关键酶的反应速率和代谢通路的效率、提高底盘细胞对有毒芳香族化合物的低抗能力、维持还原力的平衡等将有效提高木质素生物降解利用的效率，其工业应用也许在不久的将来就可能会实现。

关键词：木质素生物降解生物利用

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果蔬酚类物质生物利用研究进展

食品科学 2020年第21期41卷 351-358页

作者：易建勇马有川毕金峰李旋吴昕烨周沫冯舒涵中国农业科学院农产品加工研究所农业农村部农产品加工综合性重点实验室北京100193

果蔬原料中含有丰富的酚类化合物,它具有抗癌、抗氧化、抗菌、抗病毒等生物活性。近年来,酚类物质的生物利用逐渐被人们关注,包括酚类物质在体内消化和被肠道微生物的降解情况,以及加工方式对酚类物质体外消化和体外肠道发酵的影响,但... 详细信息

果蔬原料中含有丰富的酚类化合物,它具有抗癌、抗氧化、抗菌、抗病毒等生物活性。近年来,酚类物质的生物利用逐渐被人们关注,包括酚类物质在体内消化和被肠道微生物的降解情况,以及加工方式对酚类物质体外消化和体外肠道发酵的影响,但结论缺乏系统性。本文围绕果蔬中酚类物质在消化吸收和果蔬加工过程中的变化,综述影响果蔬中酚类物质生物利用的主要因素,以期为调控果蔬制品中酚类物质生物利用提供理论依据。

关键词：果蔬酚类物质生物利用加工肠道微生物

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甲酸生物利用的研究进展

生物工程学报 2020年第6期36卷 1031-1040页

作者：徐蓉邓王姝颖姜卫红顾阳中国科学院分子植物科学卓越创新中心植物生理生态研究所合成生物学重点实验室上海200032 中国科学院大学北京100039

利用微生物细胞工厂实现高效的原料利用和目标物质合成是合成生物学的重要研究方向之一。传统工业微生物主要以糖基类原料作为发酵底物,而发掘更为廉价的碳资源并实现其高效利用,值得探究。甲酸是重要的有机一碳资源,亦是基本有机化工... 详细信息

利用微生物细胞工厂实现高效的原料利用和目标物质合成是合成生物学的重要研究方向之一。传统工业微生物主要以糖基类原料作为发酵底物,而发掘更为廉价的碳资源并实现其高效利用,值得探究。甲酸是重要的有机一碳资源,亦是基本有机化工原料之一,广泛应用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。近年来受产业需求波动的影响,甲酸生产面临产能过剩的困境,亟待发展新的转化路径来拓展和延伸相关产业链,而生物路线是重要方向之一。然而,天然的甲酸利用微生物普遍存在生长缓慢、甲酸代谢效率低以及分子工具匮乏造成遗传改造困难等问题,亟待改造和优化;而人工构建甲酸利用微生物的研究尚处于起始阶段,存在极大的发展空间,值得关注。文中对近年来甲酸生物利用的研究进展进行了梳理和总结,并对今后的研究重点和方向提出建议。

关键词：甲酸生物利用微生物细胞工厂途径设计

用体外消化／Caco-2细胞模型观察维生素C和柠檬酸对铁生物利用的影响

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南方医科大学学报 2008年第10期28卷 1743-1747页

作者：雷激张明秋黄承钰白琳何中虎四川大学华西公共卫生学院四川成都610041 西华大学生物工程学院四川成都610039 中国农科院作物所北京100081

目的采用体外消化/Caco-2细胞模型来观察维生素C和柠檬酸对铁生物利用的影响,并验证在本实验室建立的体外消化/Caco-2细胞模型的有效性。方法利用一个带透析膜的插入环将体外消化和Caco-2细胞培养结合在一起,模拟体内环境,使食物的消化... 详细信息

目的采用体外消化/Caco-2细胞模型来观察维生素C和柠檬酸对铁生物利用的影响,并验证在本实验室建立的体外消化/Caco-2细胞模型的有效性。方法利用一个带透析膜的插入环将体外消化和Caco-2细胞培养结合在一起,模拟体内环境,使食物的消化和吸收在该模型中能同时进行。并在含铁样品液中分别加入维生素C和柠檬酸,以Caco-2细胞的铁蛋白形成量作为反映铁生物利用率的指标。结果在样品液铁浓度生物利用的促进作用高于柠檬酸。

关键词：铁生物利用体外消化 Caco-2 维生素C 柠檬酸

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鳕鱼骨钙片的制备及其生物利用

水产学报 2010年第3期34卷 382-388页

作者：霍健聪邓尚贵童国忠浙江海洋学院普陀科技学院

为有效利用鳕鱼加工中产生的鱼骨下脚料,研究采用碱醇法制备了鳕鱼骨钙粉,探讨了鳕鱼骨钙片制备方法,同时以Wistar大鼠为模型研究鳕鱼骨钙片的生物学功效。结果表明,采用NaOH和乙醇浸泡制取鳕鱼骨钙粉的最佳工艺参数为1mol/L NaOH溶液,... 详细信息

为有效利用鳕鱼加工中产生的鱼骨下脚料,研究采用碱醇法制备了鳕鱼骨钙粉,探讨了鳕鱼骨钙片制备方法,同时以Wistar大鼠为模型研究鳕鱼骨钙片的生物学功效。结果表明,采用NaOH和乙醇浸泡制取鳕鱼骨钙粉的最佳工艺参数为1mol/L NaOH溶液,浸泡时间30h,乙醇浓度60%,浸泡时间15h,制取的鳕鱼骨粉钙含量为27.8%,磷含量12.2%,蛋白质含量3.67%,脂肪含量0.44%。骨粉色泽洁白,无任何异味;粘合剂选用浓度为4%的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,填充剂与奶粉的配比为1∶2;崩解时间实验显示鳕鱼骨钙片崩解时间小于12min,无须添加崩解剂。动物实验表明,鳕鱼骨钙片2g/(kg.d)和鳕鱼骨钙片5g/(kg.d)可显著提高大鼠血钙、血磷和骨钙含量,具有促进骨生长、提高骨密度和防止骨质疏松的功效。

关键词：鳕鱼骨钙片生物利用 Wistar大鼠

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甲基硒半胱氨酸的生物利用率和毒性的研究

营养学报 2007年第6期29卷 544-546页

作者：王华丽张劲松王旭芳俞汉青中国科学技术大学化学与材料科学学院合肥230052

目的:以硒蛋氨酸为参照,研究甲基硒半胱氨酸的生物利用率和毒性。方法:通过硒积累、谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶活力比较生物利用率,通过急性毒性和短期硒耐受实验比较毒性。结果:两者对含硒酶的影响相同。硒蛋氨酸产生更高... 详细信息

目的:以硒蛋氨酸为参照,研究甲基硒半胱氨酸的生物利用率和毒性。方法:通过硒积累、谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶活力比较生物利用率,通过急性毒性和短期硒耐受实验比较毒性。结果:两者对含硒酶的影响相同。硒蛋氨酸产生更高的硒积累,尤其是在高剂量硒水平。急性致死作用和短期硒耐受试验均显示硒蛋氨酸毒性低。结论:与硒蛋氨酸相比,甲基硒半胱氨酸有相等的含硒酶调节能力,特点是硒积累少,但具有较高的毒性。

关键词：硒蛋氨酸甲基硒半胱氨酸生物利用毒性

氧氟沙星静脉滴注及口服给药的人体药代动力学及绝对生物利用度研究

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中国临床药理学杂志 1994年第1期10卷 1-5,41页

作者：何洁英黄民黄丽慧赵香兰中山医科大学临床药理研究所

本文报道氧氟沙星人体不同速度恒速静滴及不同制剂口服的药代动力学及绝对生物利用度数据。１０名受试者自身对照法以３．３及６．７ｍｇ／ｍｉｎ速度静滴氧氟沙星２００ｍｇ，其体内过程均符合二房室模型特征，静滴结束时最高浓度（Ｃ... 详细信息

本文报道氧氟沙星人体不同速度恒速静滴及不同制剂口服的药代动力学及绝对生物利用度数据。１０名受试者自身对照法以３．３及６．７ｍｇ／ｍｉｎ速度静滴氧氟沙星２００ｍｇ，其体内过程均符合二房室模型特征，静滴结束时最高浓度（Ｃ（ｍａｘ））分别为４．６８±０．９８及５．７２±０．９８ｍｇ／ｌ（ｐ＜０．０５）。其余药代动力学参数差异无显著性。表明滴速不同主要影响体内最高血浓度。另１０名受试者以拉丁方次序先后口服氧氟沙星进口、国产片剂及国产胶囊２００ｍｇ，其体内过程符合一室模型特征，不同制剂口服后各药代动力学参数差异无显著性。静滴与口服比较：静滴后Ｃｍａｘ较各制剂口服后Ｃｍａｘ高（Ｐ＜０．０１），Ｔ１／２，ＡＵＣ值差异无显著性，三制剂口服绝对生物利用度分别为１００．４，８８．５及９５．１％。结果表明口服生物利用度高，而静滴较口服达更高的血浓度。血药浓度用微生物法测定。

关键词：氧氟沙星药代动力学生物利用