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噬菌体在重症医学科中的应用与前景展望

中国生物工程杂志 2024年第8期44卷 148-154页

作者：任德志李函洋徐亚奇童贻刚段军中日友好医院(中日友好临床医学研究所)北京协和医学院中国医学科学院北京100029 北京化工大学生命与科学技术学院北京100029 中日友好医院重症医学科北京100029

目前重症医学科超级细菌产生逐年增加,给院内感染防控和公共卫生带来许多新挑战。噬菌体是一种能特异性感染并裂解细菌的病毒,为重症多重耐药菌感染的治疗带来新希望。总结了利用噬菌体进行院内环境消杀与监控、治疗重症感染的案例,并... 详细信息

目前重症医学科超级细菌产生逐年增加,给院内感染防控和公共卫生带来许多新挑战。噬菌体是一种能特异性感染并裂解细菌的病毒,为重症多重耐药菌感染的治疗带来新希望。总结了利用噬菌体进行院内环境消杀与监控、治疗重症感染的案例,并分析了在重症医学科中应用噬菌体的问题与可能对策,为噬菌体在重症医学科中的应用研究提供新思路。

关键词：噬菌体治疗重症医学医院感染多重耐药菌

均相和非均相催化微藻脂质提取和酯交换制备生物燃料的研究进展

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 97-117页

作者： Vinoth Kumar Ponnumsamy Hussein E.Al-Hazmi Sutha Shobana Jeyaprakash Dharmaraja Dipak Ashok Jadhav Rajesh Banu J Grzegorz Piechota Bartłomiej Igliński Vinod Kumar Amit Bhatnagar Kyu-Jung Chae Gopalakrishnan Kumar 高雄医科大学药物与应用化学系环境医学研究中心中国台湾高雄高雄医科大学医学研究部中国台湾高雄格但斯克理工大学土木与环境工程学院波兰纳鲁特维察格但斯克范朗大学工程与技术学院建筑绿色技术与可持续发展研究组越南胡志明市工程技术学院科学与人文系化学部印度泰米尔纳德邦韩国海洋大学海洋科学与工程学院环境工程系韩国釜山泰米尔纳德邦中央大学生命科学系印度泰米尔纳德邦 GPCHEM沼气研究与分析实验室波兰尼古拉斯哥白尼大学化学系波兰克兰菲尔德大学水与能源学院英国拉彭兰塔工业大学工程科学学院分离科学系芬兰韩国海洋大学海洋可再生能源工程专业韩国釜山延世大学土木与环境工程学院韩国首尔斯塔万格大学科学技术学院化学、生物科学与环境工程研究所挪威斯塔万格

随着化石燃料燃烧导致的二氧化碳排放不断加剧气候变化,且化石燃料储量日益减少,寻求可再生能源已成为一项紧迫的任务.其中,藻类衍生可持续燃料因具有成本优势和可运输性,在解决全球能源危机方面展现出广阔前景,备受关注.利用化学转化... 详细信息

随着化石燃料燃烧导致的二氧化碳排放不断加剧气候变化,且化石燃料储量日益减少,寻求可再生能源已成为一项紧迫的任务.其中,藻类衍生可持续燃料因具有成本优势和可运输性,在解决全球能源危机方面展现出广阔前景,备受关注.利用化学转化技术从微藻中提取脂质,并通过酯交换反应可以将其转化为脂肪酸甲酯,是生产绿色生物燃料的有效途径.这一过程涉及游离脂肪酸、磷脂和甘油三酯的提取,并且生产过程能耗低,成为满足日益增长的能源需求的一种理想解决方案.本文综述了微藻脂质提取和酯交换制备生物燃料的相关研究进展.首先,介绍了微藻脂质的提取方法,包括溶剂提取法、索氏提取法、布利格和戴耶法、超临界二氧化碳提取以及离子液体溶剂法等,并分析了各方法的优缺点.随后,重点阐述了酯交换技术在微藻脂质转化中的应用,包括酸碱催化、酶催化以及原位酯交换反应等,并探讨了这些技术的反应机理、催化剂选择、反应器设计以及生物油生产工艺等方面的研究进展.通过综述上述研究进展,为微藻脂质的生产和应用提供了理论指导.研究表明,通过优化催化剂种类、反应条件以及提取方法,可以有效提高微藻脂质的转化效率和生物油品质.同时,本文也指出了当前微藻脂质生产中面临的挑战,如微藻栽培和生长条件优化、高效转化技术的开发等.随着可持续能源日益受到重视,微藻脂质作为一种可再生能源具有巨大的发展潜力.未来研究应进一步关注微藻的规模化栽培、生长条件优化以及高效转化技术的研发,以提高微藻脂质的产量和品质.同时,应进一步推动和实现微藻生物燃料的实际应用,从而为应对气候变化和能源危机提供有效的解决方案.

关键词：微藻脂质提取酯交换催化酶催化原位技术

细胞焦亡法破碎微生物细胞在合成生物学与代谢工程的应用

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微生物学通报 2024年第1期51卷 340-353页

作者：王成林刘伟丰陶勇刘波中国科学技术大学生命科学与医学部安徽合肥230052 中国科学院微生物研究所微生物生理与代谢工程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 微元合成生物技术(北京)有限公司北京102209

【背景】细胞焦亡是一种细胞程序性死亡。在古菌和细菌中,gasdermin同源蛋白(GSDM)能够被特定的活化caspase(protease)酶切,从而激活类似于细胞焦亡的效应,产生细胞破碎效果。【目的】合成生物学、代谢工程和生物制造等应用过程中,细胞... 详细信息

【背景】细胞焦亡是一种细胞程序性死亡。在古菌和细菌中,gasdermin同源蛋白(GSDM)能够被特定的活化caspase(protease)酶切,从而激活类似于细胞焦亡的效应,产生细胞破碎效果。【目的】合成生物学、代谢工程和生物制造等应用过程中,细胞破碎是不可或缺的一步。利用细胞焦亡法破碎细胞取代传统的破碎方法,可以简化操作、提高生产效益。【方法】在大肠杆菌(Escherichia coli)BW25113中共表达protease和不同来源的GSDM,选择有明显细胞焦亡效应即来源Runella sp.的GSDM进行蛋白截短改造,使其在诱导表达蛋白截短体GSDMJD后能直接激活细胞焦亡效应。对GSDMJD进行过表达优化,获得可控大肠杆菌细胞焦亡菌株。进一步以重组表达蔗糖磷酸化酶为研究模型,验证本系统应用于细胞破碎释放蛋白的效果。【结果】实现了大肠杆菌中细胞焦亡的人为可控。焦亡菌株在诱导表达焦亡相关蛋白2 h后大肠杆菌细胞破碎死亡,内容物释放。将上述系统和超声法应用于制备蔗糖磷酸化酶粗酶液,细胞焦亡法制备的粗酶液的相对酶活显著高于超声法制备的粗酶液。在制备粗酶液的菌液OD_(600)值为2.0时,细胞焦亡法制备的粗酶液相对酶活最高并且相较于超声法制备粗酶液,提高了60%的相对酶活。【结论】细胞焦亡提供了一种更加简单快捷、绿色环保的微生物细胞破碎方式,为合成生物学与代谢工程的发展奠定了基础。

关键词：大肠杆菌细胞焦亡微生物细胞的破碎蔗糖磷酸化酶

宿主蛋白VDAC1抑制口蹄疫病毒复制的机制研究

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中国兽医科学 2024年

作者：马柯薛巧刘鹏飞朱紫祥李宏斌刘会胜郑海学兰州理工大学生命科学与工程学院中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室

口蹄疫是由口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus，FMDV）感染偶蹄类动物（如猪、牛和羊）而引起的急性、高度传染性疾病。其非结构蛋白3Dpol在FMDV复制和致病过程中发挥着重要作用。为探究宿主蛋白与3Dpol蛋白的作用机制，本研究... 详细信息

口蹄疫是由口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus，FMDV）感染偶蹄类动物（如猪、牛和羊）而引起的急性、高度传染性疾病。其非结构蛋白3Dpol在FMDV复制和致病过程中发挥着重要作用。为探究宿主蛋白与3Dpol蛋白的作用机制，本研究首先利用酵母双杂交和免疫共沉淀试验鉴定出VDAC1与FMDV 3Dpol相互作用，再运用过表达VDAC1和抑制剂试验发现VDAC1通过自噬途径抑制3Dpol蛋白的表达，最后发现下调VDAC1后对FMDV的复制有促进作用，表明VDAC1靶向3Dpol蛋白抑制FMDV复制。本研究揭示了宿主蛋白抑制FMDV复制的新机制，本研究为口蹄疫防控提供了新的方向和靶点。

关键词：口蹄疫病毒 3D 宿主蛋白VDAC1 自噬

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基于成分配伍的中药复方研究策略

中国科学：生命科学 2024年第5期54卷 911-924页

作者：张宏李奇璋刘爱芬曾克武丁显廷王博谦史建伍王成牛辛海量张磊淮北师范大学生命科学学院创新药物研究中心淮北235000 南通大学医学院南通226001 北京大学药学院天然药物及仿生药物全国重点实验室北京100191 上海交通大学生物医学工程学院个性化医学研究院癌基因及相关基因国家重点实验室上海200030 海军军医大学药学院上海200433

传统中药复方的功效已被长期临床实践所证实,但由于包含复杂的化学成分,其安全性、有效性和质量稳定性难以控制.组分中药尽管促进了中医药的发展,但仍然难以明确作用靶点及分子机制,无法清楚阐释方剂配伍理论的科学内涵.本文提出基于有... 详细信息

传统中药复方的功效已被长期临床实践所证实,但由于包含复杂的化学成分,其安全性、有效性和质量稳定性难以控制.组分中药尽管促进了中医药的发展,但仍然难以明确作用靶点及分子机制,无法清楚阐释方剂配伍理论的科学内涵.本文提出基于有效成分配伍的中药复方(成分中药)研究策略,涉及的关键技术主要包括:(ⅰ)入血/组织化学成分分析;(ⅱ)三维筛选模型构建;(ⅲ)作用靶点研究;(ⅳ)数据整合分析.成分中药既具有传统方剂协同增效减毒的优势,体现了配伍特色,同时又具有现代药物成分清楚的特点,能借助多学科技术明确各成分作用靶点及协同分子机制,从而可清楚阐释方剂配伍理论的科学内涵,是今后中药复方研究的必然发展趋势.该研究策略的提出对从方法学角度解决中医药原创理论的现代科学内涵阐述等重大前沿科学问题具有示范意义.

关键词：复方成分配伍策略科学内涵

海洋细菌假交替单胞菌DL-6来源β-N-乙酰己糖胺酶异源表达及酶学表征

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食品科学 2024年第16期45卷 68-76页

作者：刘向歌赵子琪吴家葳于爽迟乃玉王晓辉大连大学生命健康学院辽宁大连116622 辽宁省海洋微生物工程技术研究中心辽宁大连116622 大连大学医学院辽宁大连116000 北京百奥赛图基因生物技术有限公司北京102206

从海洋细菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DL-6中克隆β-N-乙酰己糖胺酶基因(PsHex),扩增至pET-28a(+),并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,经镍-次氮基三乙酸亲和层析纯化得到纯蛋白。结果表明:PsHex编码876个氨基酸,分子质量... 详细信息

从海洋细菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DL-6中克隆β-N-乙酰己糖胺酶基因(PsHex),扩增至pET-28a(+),并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,经镍-次氮基三乙酸亲和层析纯化得到纯蛋白。结果表明:PsHex编码876个氨基酸,分子质量约99.46 kDa,理论等电点5.65,序列对比分析表明,Ps Hex属于糖苷水解酶GH20家族;Ps Hex蛋白最适温度30℃,最适pH 8.5,比活力11.30 U/mg,且在20℃、pH 7.5时稳定性最高;重组蛋白可降解琼脂、葡聚糖、可溶性淀粉、卡拉胶等多种底物;Na^(+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、K^(+)、Ca^(2+)、二硫苏糖醇、吐温-80、乙二胺四乙酸、β-巯基乙醇对酶有激活作用;Ps Hex以对硝基苯基-β-D-乙酰氨基葡萄糖苷为底物的米氏常数(K_(m))为2.523 mol/L、转化效率(K_(cat))为79.035 min^(-1)、最大反应速率(v_(max))为2.081 U/mg、K_(cat)/K_(m)=31.326。该研究为酶法降解几丁质产生N-乙酰葡萄糖胺的生产应用提供了理论参考。

关键词： β-N-乙酰己糖胺酶假交替单胞菌表达与纯化酶学性质

旋提手法治疗神经根型颈椎病的应力及椎间孔形态学特征:三维有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 441-447页

作者：王旭王海美陈松浩冯天笑卜寒梅朱立国陈端端魏戌中国中医科学院望京医院北京市100102 北京理工大学医学技术学院北京市100081 北京中医药大学北京市100029 中医正骨技术北京市重点实验室北京市100102

背景:颈椎旋提手法治疗神经根型颈椎病的临床疗效确切,安全性较好,已广泛应用于临床中,但其对各节段颈椎椎体、椎间盘的生物力学及椎间孔面积的影响尚未系统阐明。目的:基于三维有限元分析技术开展相关研究,为旋提手法治疗神经根型颈椎... 详细信息

背景:颈椎旋提手法治疗神经根型颈椎病的临床疗效确切,安全性较好,已广泛应用于临床中,但其对各节段颈椎椎体、椎间盘的生物力学及椎间孔面积的影响尚未系统阐明。目的:基于三维有限元分析技术开展相关研究,为旋提手法治疗神经根型颈椎病的效应机制提供数字化证据。方法:选择1例颈背部无异常疾患的志愿者,将其颈椎旋转至生理极限体位状态下的CT影像资料作为有限元模型材料。分别通过Mimics19.0、Geomagic Studio 2013、Hypermash 14.0及ANSYS Workbench 2020 R2软件完成对有限元模型的初步构建,基于文献完成颈椎各组织结构的弹性模量、弹性系数赋值,基于团队前期工作基础在模型上加载旋提手法的力学工况,分析颈椎旋提手法对C3-T1节段各椎体、椎间盘的力学参数及其对颈椎旋颈对侧椎间孔面积的影响。结果与结论:(1)旋提手法实施时,骨性结构的应力明显高于椎间盘等软组织;(2)手法操作时各颈椎椎体顶部椎板处应力高,底部椎板处应力低,关节突关节处及横突处应力较低;而各椎间盘顶部髓核处应力较低,底部与椎板连接处应力较高,但椎间盘应力最高点在顶部外侧纤维环处;(3)另外,加载提扳力后较之加载前,C6/C7节段椎间孔投影面积明显增大;(4)提示旋提手法操作具有改变颈椎本身应力结构的力学特征,并能扩大患者旋颈对侧的C6/7椎间孔面积,实现治疗神经根型颈椎病的目的。

关键词：神经根型颈椎病有限元分析颈椎旋提手法生物力学数字化

单一内标定量核磁法测定肺炎链球菌多糖抗原中荚膜多糖、C-多糖和磷含量

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中国药科大学学报 2024年第4期55卷 472-477页

作者：郭吉茹秦春君胡静曹欣徐永学刘建凯尹健江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室无锡214122 江南大学无锡医学院无锡214122 北京民海生物科技有限公司结合疫苗新技术研究北京市重点实验室北京102600 江南大学生命科学与健康工程学院无锡214122

肺炎糖疫苗在预防由肺炎链球菌引起的肺炎和脑膜炎等疾病中发挥关键作用。荚膜多糖、C-多糖和磷含量是疫苗研发和生产中多糖抗原质量控制的重要指标,研究发展了基于单一内标物六甲基磷酰三胺(hexamethylphosphoramide,HMPA)的定量1H NMR... 详细信息

肺炎糖疫苗在预防由肺炎链球菌引起的肺炎和脑膜炎等疾病中发挥关键作用。荚膜多糖、C-多糖和磷含量是疫苗研发和生产中多糖抗原质量控制的重要指标,研究发展了基于单一内标物六甲基磷酰三胺(hexamethylphosphoramide,HMPA)的定量1H NMR和31P NMR法,实现6A,6B,18C,19A,19F及23F型肺炎链球菌多糖抗原中荚膜多糖、C-多糖和磷含量的同步测定。利用内参物比较法,探究了多糖溶解性质对定量核磁测定的影响,发现定量1H NMR的测定结果受到多糖水溶液黏度和浓度的影响。发现高黏度多糖在3~15 mg/mL,低黏度多糖在5-25 mg/mL是最适检测液浓度范围。该“一内标三定量”NMR法具有良好的精密度、特异性和准确度,为肺炎链球菌疫苗的质量控制提供了一种有价值的新策略。

关键词：肺炎链球菌荚膜多糖定量1H NMR 定量31P NMR C-多糖磷

周期性张应变调控DHX9-R-loop通路在静脉移植血管重建中的力学生物学作用

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医用生物力学 2024年第S1期 78-78页

作者：李萌潇娄悦黄凯姚庆苹齐颖新上海交通大学生命科学技术学院力学生物学研究所北京航空航天大学生物与医学工程学院

目的临床上常用自体静脉作为缺损动脉供体,但由于移植静脉受到了增高的动脉环境力学刺激,移植静脉往往出现内膜增生并引起再狭窄。其中周期性张应变引起静脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)功能异常是其主要病理...

目的临床上常用自体静脉作为缺损动脉供体,但由于移植静脉受到了增高的动脉环境力学刺激,移植静脉往往出现内膜增生并引起再狭窄。其中周期性张应变引起静脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)功能异常是其主要病理基础。本研究旨在探究张应变调控DHX9-R-loop通路引起的VSMCs功能改变的机制,为静脉移植术后再狭窄防治提供依据。方法应用生物信息方法,构建移植静脉转录组WGCNA网络,分析DHX9所在模块基因功能。应用质谱检测DHX9结合的蛋白质组信息,将这两组数据与R-loop调节因子数据库进行比对。体外应用FX-5000TM张应变加载系统对VSMCs加载10%幅度张应变;流式细胞术检测R-loop变化。RNAi干扰敲低DHX9基因,探究其对VSMCs功能的影响和机制。结果WGCNA分析显示DHX9相关基因功能与DNA损伤和细胞周期相关,质谱显示与DHX9互作的蛋白296个,其中90个在WGCNA聚类的DHX9模块中,且该模块有11个基因与R-loop调控相关。张应变加载实验表明,牵拉12 h和18 h,DHX9表达量显著上调,24 h回落;同时牵拉12 h R-loop也显著升高,另外检测到H3K9me3下调。结论周期性张应变可能通过调控DHX9促进R-loop异常累积,引发移植静脉VSMCs的功能改变。

关键词：