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多酶级联反应催化γ-丁内酯生成1,4-丁二醇

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应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 167-175页

作者：郭艺鸣姜君逸潘学玮张显徐美娟杨套伟饶志明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

1,4-丁二醇是一种重要的化学品中间体,已被列入NICNAS高价值量工业化学品清单(HVICL).随着1,4-丁二醇的全球市场需求量不断增加,利用微生物法合成1,4-丁二醇已成为关注热点.基于多酶级联催化构建了一条以γ-丁内酯为底物合成1,4-丁二醇... 详细信息

1,4-丁二醇是一种重要的化学品中间体,已被列入NICNAS高价值量工业化学品清单(HVICL).随着1,4-丁二醇的全球市场需求量不断增加,利用微生物法合成1,4-丁二醇已成为关注热点.基于多酶级联催化构建了一条以γ-丁内酯为底物合成1,4-丁二醇的路径,首先通过己内酯水解酶(ChnC)将γ-丁内酯水解为4-羟基丁酸,接着在羧酸还原酶(Car)的作用下,将4-羟基丁酸还原成4-羟基丁醛,随后,利用醇脱氢酶(YqhD)将4-羟基丁醛进一步还原生成1,4-丁二醇;同时通过引入了甲酸脱氢酶(FDH)构建了NADH/NAD+辅酶循环再生系统.最后对底物添加浓度、催化温度、pH和多酶添加比例进行了优化.综合3种酶的最适反应条件优化之后,在30℃、pH 7.0、酶活力添加比例为1:3:2的优化条件下,以5 g/Lγ-丁内酯为底物,1,4-丁二醇产量达到2.41 g/L,摩尔转化率为46.1%,与优化前相比分别提高了375.46%和374.79%.最后,通过底物补加试验,1,4-丁二醇的合成量最高达到6.31 g/L,摩尔转化率最高达到67.3%.本研究基于新设计的1,4-丁二醇多酶级联催化路径,实现了1,4-丁二醇酶法合成,结果有望为酶催化合成1,4-丁二醇及其高附加值衍生的产品提供一种新的思路.(图12表2参41)

关键词：多酶级联转化辅酶循环再生 γ-丁内酯 1,4-丁二醇

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马尾藻多糖超声波辅助提取、结构表征及抗氧化活性研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：栾翠荣温南华李致瑜覃亮卓蒋璇靓刘淑集杨贞标杨杰吴一晶福建农林大学未来技术学院(海峡联合研究院) 闽江学院地理与海洋学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室泉州师范学院近海资源生物技术福建省高校重点实验室泉州师范学院福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室福建省水产研究所

马尾藻(Sargassum)是我国常见的褐藻，具有多种生物活性，在功能食品领域中具有广阔的应用前景。该研究通过单因素试验优化超声辅助法提取马尾藻多糖的条件，同时利用多角度激光光散射仪(size-exclusion chromatographic analysis with ... 详细信息

马尾藻(Sargassum)是我国常见的褐藻，具有多种生物活性，在功能食品领域中具有广阔的应用前景。该研究通过单因素试验优化超声辅助法提取马尾藻多糖的条件，同时利用多角度激光光散射仪(size-exclusion chromatographic analysis with multiangle laser light scattering detection，SEC-MALLS-RI)、离子色谱仪、傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪等对最优条件得到的马尾藻多糖进行结构表征，并对其体外抗氧化活性进行探究。提取的最优条件为超声频率28 kHz、料液比1:60、提取温度70 ℃、提取时间180 min，在该条件下马尾藻多糖的提取率为9.73%。马尾藻多糖主要由果糖、糖醛酸、岩藻糖、半乳糖、和甘露糖组成，其摩尔比为56.6:16.2:8.4:8.3:6.8。SEC-MALLS-RI表明多糖样品重均分子质量为1.18×107(± 3.13%)g/mol，并在溶液中高度分散。1H NMR分析表明，马尾藻多糖中糖苷键以β-型糖苷键为主。X射线衍射结果表明马尾藻多糖是一种半晶聚合物。通过扫描电子显微镜和原子力显微镜观察，多糖链倾向于聚合成纳米级片层状的均相结构。此外，马尾藻多糖具有较好的铁离子还原能力和超氧阴离子自由基清除能力，在一定浓度范围内呈现良好的剂量效应关系。该项研究表明，超声波辅助提取法能显著提高马尾藻多糖的得率，对马尾藻的高值化应用提供理论依据。

关键词：马尾藻多糖结构表征抗氧化活性

自组装固定化多聚磷酸激酶用于合成ATP和GTP

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食品与发酵工业 2024年

作者：胥睿睿杨凤玲孙晓源卢杰王阳康振李江华江南大学未来食品科学中心江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室江南大学工业生物技术教育部重点实验室

多聚磷酸激酶(polyphosphate kinase)能够利用广泛分布、成本低廉且稳定的多聚磷酸盐作为磷酸基供体，用于合成ATP和GTP，后者为细胞提供必要的能量并参与合成众多含磷酸重要化合物。该文旨在借助合成生物学新技术，通过多聚磷酸激酶催... 详细信息

多聚磷酸激酶(polyphosphate kinase)能够利用广泛分布、成本低廉且稳定的多聚磷酸盐作为磷酸基供体，用于合成ATP和GTP，后者为细胞提供必要的能量并参与合成众多含磷酸重要化合物。该文旨在借助合成生物学新技术，通过多聚磷酸激酶催化、高效廉价地合成ATP和GTP。首先根据不同多聚磷酸激酶家族对不同底物催化能力的分析，筛选了属于多聚磷酸激酶第二家族、来源于Deinococcus radiodurans的聚磷酸激酶DrPPK2，验证了其同时合成ATP和GTP的活性。接着优化了反应体系中的pH、Mg2+浓度和催化温度，大幅提高了其合成GTP的效率，最高转化率超过了92%。为了简化催化流程、节约合成成本，通过添加自组装标签CipA，实现了DrPPK2的自组装固定化，通过离心可获得高纯度蛋白并实现酶的重复利用，首轮转化率大于90%，有效重复效率超过10次。该研究提供了一种方便、高效且易于扩大规模的ATP和GTP生物合成自组装固定化系统，为其他含磷酸的化合物合成提供了借鉴。

关键词：聚磷酸激酶 ATP GTP 催化体系优化自组装固定化

分子改造甲烷八叠球菌醇脱氢酶催化合成4-羟基-2-丁酮

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应用与环境生物学报 2024年

作者：张笛张恒维张迪杨套伟饶志明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

4-羟基-2-丁酮(4H2B)是一种重要的药物中间体，可以用于合成抗HIV药物度鲁特韦重要手性中间体(R)-3-氨基丁醇，但4H2B价格昂贵，本研究旨在通过酶催化反应，将廉价的1，3-丁二醇(1，3-BDO)催化合成4H2B，以便用于后续开发合成4H2B的衍... 详细信息

4-羟基-2-丁酮(4H2B)是一种重要的药物中间体，可以用于合成抗HIV药物度鲁特韦重要手性中间体(R)-3-氨基丁醇，但4H2B价格昂贵，本研究旨在通过酶催化反应，将廉价的1，3-丁二醇(1，3-BDO)催化合成4H2B，以便用于后续开发合成4H2B的衍生物。首先克隆表征了一种甲烷八叠球菌(Methanosarcina thermophila)来源的醇脱氢酶(MeADH)，研究发现，其可用于催化1，3-BDO合成4H2B。MeADH最适催化温度为60 ℃，最适催化pH为10.0。经酶学性质分析发现，MeADH在最适反应温度60 ℃下孵育48 h仅剩7.51%左右残余酶活力，说明其热稳定性不佳。基于计算机辅助设计选择了15个突变位点，筛选得到一个双突变MeADHE246P/T296P，在60 ℃条件下孵育48 h，其残余酶活为初始酶活的40.27%左右，比原始酶提高了5.36倍。此外，MeADH催化反应过程中需要辅酶NADP+，本文通过引入鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)来源的NADH氧化酶(LrNox)突变体LrNoxL179S构建了NADP+辅酶循环体系，并将其应用到4H2B的生物合成中。通过优化反应条件和底物流加实验，4H2B合成量最高达到2.2 g/L左右，为后续进行高效生物合成4-羟基-2-丁酮及其衍生物的研究奠定了基础。(图10 表3 参29)

关键词： 4-羟基-2-丁酮醇脱氢酶辅酶循环再生热稳定性

额尔古纳河右岸俄罗斯族传统村落空间结构探源

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建筑学报 2024年第S1期 113-119页

作者：朱莹李心怡张向宁华侨大学建筑学院福建省城乡建筑遗产保护技术重点实验室哈尔滨工业大学建筑与设计学院寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室

聚焦1950年代前的额尔古纳河右岸地区，以俄罗斯族传统村落为研究对象，采用多维循证方法，突出实地调研、文献查证与口述询证等的多元并举，以人-地关系为主线，交叠历史-时间、地理-空间2个维度，基于史缘、地缘、人缘、族缘，分析俄... 详细信息

聚焦1950年代前的额尔古纳河右岸地区，以俄罗斯族传统村落为研究对象，采用多维循证方法，突出实地调研、文献查证与口述询证等的多元并举，以人-地关系为主线，交叠历史-时间、地理-空间2个维度，基于史缘、地缘、人缘、族缘，分析俄罗斯族传统村落分布的历史源起、变迁格局及空间构成；探析村落在自然、社会、家庭3个维度下的生存、生计与生活空间体系，并对村落的“群-聚”定-居”“家-屋”空间结构进行规律性总结。

关键词：俄罗斯族传统村落分布格局空间结构

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金冠豆角籽粒淀粉组成及性质研究

食品工业科技 2024年第7期45卷 59-67页

作者：宋永贾璐泽张一婷刘佳莉刘大军孙庆申黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室黑龙江省普通高校分子生物学重点实验室黑龙江省普通高校微生物重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河北环境工程学院河北省农业生态安全重点实验室河北秦皇岛066102 黑龙江大学现代农业与生态环境学院黑龙江哈尔滨150080

为了明确金冠豆角淀粉的基本性质,本文以提取盐溶蛋白后剩余的金冠豆角籽粒豆渣为原料,采用水提法提取淀粉,观察淀粉颗粒形态,测定其组成、粒径、理化性质及体外抗消化特性。结果表明,金冠豆角籽粒淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量分别为... 详细信息

为了明确金冠豆角淀粉的基本性质,本文以提取盐溶蛋白后剩余的金冠豆角籽粒豆渣为原料,采用水提法提取淀粉,观察淀粉颗粒形态,测定其组成、粒径、理化性质及体外抗消化特性。结果表明,金冠豆角籽粒淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量分别为47.39%和52.07%,淀粉的颗粒形态与豌豆淀粉类似,呈卵圆形或球型,颗粒表面光滑完整,粒径为75.10μm。金冠豆角籽粒淀粉的峰值粘度(212.20 RVU)、衰减值(68.50 RVU)较低,但回生值(96.80 RVU)高于玉米淀粉;金冠豆角籽粒淀粉糊化的起始温度(T_(0))、峰值温度(T_(p))显著高于豌豆淀粉(P<0.05)。金冠豆角籽粒淀粉的凝沉值在90 min时接近80%,凝沉速度显著高于玉米淀粉,透光率介于豌豆淀粉和玉米淀粉之间,持水性(WHC)和持油性(OHC)值分别为1.08和1.00 g/g,凝胶硬度小,属于易凝沉淀粉,其抗性淀粉(RS)含量为68.43%,高于玉米淀粉和豌豆淀粉(P<0.05),具有良好的抗消化特性。

关键词：金冠豆角籽粒淀粉理化性质抗消化特性

定向凝固结构功能一体化氧化铝基共晶复合陶瓷研究进展

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材料工程 2024年第9期52卷 34-46页

作者：谭雪苏海军刘园姚佳彤姜浩余明辉西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

航空航天、电子信息、生物医学等高新技术的飞速发展对先进陶瓷材料的性能提出了更高的要求。具有单一特性的结构或功能材料已无法满足当前的需求,因此发展结构功能一体化高性能复合陶瓷已成为世界各国竞相竞争的目标。定向凝固氧化物... 详细信息

航空航天、电子信息、生物医学等高新技术的飞速发展对先进陶瓷材料的性能提出了更高的要求。具有单一特性的结构或功能材料已无法满足当前的需求,因此发展结构功能一体化高性能复合陶瓷已成为世界各国竞相竞争的目标。定向凝固氧化物共晶复合陶瓷是近年来发展的一类用于超高温氧化环境中长期服役的结构功能一体化复合材料。该类材料具有高熔点,低密度,优异的高温强度、高温蠕变性能等特性,同时兼具光学、电磁学、生物学等功能特性。本文综述了以Al_(2)O_(3)基材料体系为代表的定向凝固结构功能一体化共晶陶瓷的发展现状,总结出定向凝固共晶陶瓷的制备方法、技术原理和生长特点。重点阐述系列Al_(2)O_(3)基共晶陶瓷的凝固微观组织与结构特征,分析复合陶瓷的力学、光学、磁学和生物特性等性能及影响因素,并介绍其特点优势和应用范围。最后,总结定向凝固结构功能一体化共晶复合陶瓷在工程应用方面所面临的挑战和关键瓶颈,提出了共晶复合陶瓷材料在成形技术创新、综合性能提升、新体系开发等方面发展的主要方向。

关键词：定向凝固结构功能一体化 Al_(2)O_(3) 共晶复合陶瓷

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NiPd/TiO_(2)催化剂的制备及催化甲酸分解制氢

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精细化工 2024年第6期41卷 1302-1309页

作者：吴慧郑君宁左佑华许立信叶明富万超安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243000 南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室天津300071 宁德师范学院绿色能源与环境催化福建高校重点实验室福建宁德352100 常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱... 详细信息

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱附、XRD、XPS、UV-Vis DRS对催化剂样品进行了表征。探究了由不同n(Ni)∶n(Pd)制备的催化剂对催化甲酸分解制氢性能的影响。结果表明,NiPd金属粒子对TiO_(2)的改性不仅扩大了TiO_(2)的光吸收范围,还有助于电荷分离,加速光催化反应的进行。在光照下,当NiPd/TiO_(2)催化剂中n(Ni)∶n(Pd)=2∶8时,催化剂的反应转化频率(TOF)最大,为3528 h^(–1)(323 K下),甲酸分解的活化能(E_(a))为53.9 kJ/mol。

关键词： NiPd催化剂甲酸分解制氢 TiO_(2) 光照

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乳酸菌葡聚糖蔗糖酶的研究进展

食品工业科技 2024年第4期45卷 354-361页

作者：石贺于连升齐心彤钱志刚阚连宝杜仁鹏黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室黑龙江省普通高校微生物重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河北环境工程学院河北省农业生态安全重点实验室河北秦皇岛066102 上海交通大学微生物代谢国家重点实验室上海200240

葡聚糖蔗糖酶(Glucansucrase)(EC.2.***.5.1)是一类α-转糖苷酶(Glucosyltransferase),主要由明串珠菌属(Leuconostoc)、链球菌属(Streptococcus)及乳杆菌属(Lactobacillus)等乳酸菌产生。葡聚糖蔗糖酶的结构和催化机制具有多样性,是生物合成胞外多糖的一种重要工具酶。本文主要综述了乳酸菌葡聚糖蔗糖酶的来源、分类、结构、反应机制,以及介绍培养基组成、培养条件对酶产量的影响,重点阐述葡聚糖蔗糖酶的优化方法、分离纯化过程及酶学性质,并对其发展趋势进行展望,以期为葡聚糖蔗糖酶在相关领域开展研究提供参考。

关键词：葡聚糖蔗糖酶结构催化机理优化分离纯化应用

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