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催化合成R型托伐普坦的新型羰基还原酶

生物工程学报 2025年第1期41卷 321-332页

作者：刘亚辉王旭明马硕刘柯雨李玮张路路杜洁张红蕾河北大学化学与材料科学学院、药物化学与分子诊断教育部重点实验室河北保定071002 河北牧群生物科技有限公司河北保定071001

筛选具有催化还原复杂羰基化合物能力的羰基还原酶对于R型托伐普坦(R-tolvaptan,R-TVP)的生物合成具有重要意义。本研究分别采用硫酸铵盐析、葡聚糖分子排阻、离子交换层析、亲和层析以及蛋白质质谱的方法对兔肝脏粗酶中的目标羰基还原... 详细信息

筛选具有催化还原复杂羰基化合物能力的羰基还原酶对于R型托伐普坦(R-tolvaptan,R-TVP)的生物合成具有重要意义。本研究分别采用硫酸铵盐析、葡聚糖分子排阻、离子交换层析、亲和层析以及蛋白质质谱的方法对兔肝脏粗酶中的目标羰基还原酶进行分离纯化和鉴定。以兔肝脏基因组为模板,PCR扩增得到羰基还原酶rlsr5的基因片段,并成功构建重组表达菌株。对诱导表达的RLSR5进行亲和层析纯化后,表征其酶学性质。研究结果表明,rlsr5基因序列为972 bp,编码蛋白的分子量为40 kDa,属于二聚体蛋白,每个单体由(α/β)8-桶结构组成。RLSR5可以不对称还原前手性酮7-氯-1-[2-甲基-4-[(2-甲基苯甲酰基)氨基]苯甲酰基]-5-氧代-2,3,4,5-四氢-1H-1-苯氮䓬(prochiral ketone,PK)合成R-TVP。该酶的比活为36.64 U/mg,产物的光学纯度e.e.值为99%。该酶反应最适pH值为6.0,最适温度为30℃。该酶不是金属离子依赖性的酶,Mn^(2+)对酶活力有促进作用。本研究为光学纯托伐普坦的生物催化合成奠定了基础。

关键词：兔肝脏蛋白纯化羰基还原酶不对称还原托伐普坦

农田土壤和辣椒/甘薯可食部位镉砷铅污染特征及健康风险评价

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环境科学 2025年第1期46卷 470-477页

作者：张志强韦亮耿丽平刘峰赵全利吴鸿斌薛培英刘文菊河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室保定071000 河北省农业环境保护监测总站石家庄050035

为探明农田土壤重金属Cd、As和Pb及其在作物可食部位的含量特征,在金属冶炼和污水灌溉共同影响的农田区域,重点调查分析了土壤、辣椒与甘薯可食部位(两种作物果实分别在地上和地下)中Cd、As和Pb含量及污染特征,并采用化学致癌物模型和... 详细信息

为探明农田土壤重金属Cd、As和Pb及其在作物可食部位的含量特征,在金属冶炼和污水灌溉共同影响的农田区域,重点调查分析了土壤、辣椒与甘薯可食部位(两种作物果实分别在地上和地下)中Cd、As和Pb含量及污染特征,并采用化学致癌物模型和化学非致癌物模型对两种作物果实及不同部位进行了人体健康风险评价.结果表明,辣椒和甘薯农田土壤Cd和As达中度复合污染水平,且距离污染源较近的甘薯农田土壤Cd、As和Pb综合污染指数(2.82)显著高于辣椒农田(2.38)(P部位Cd、As和Pb含量均未超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2022),全部辣椒果实Cd含量超过《绿色食品辣椒制品》国家农业行业标准(NY/T 1711-2020).进一步分析发现辣椒可食部位对土壤中Cd、As和Pb的富集系数显著高于甘薯,尤其是对土壤Cd具有很强的富集能力,可见富集系数是决定辣椒果实Cd累积的主要因子.对辣椒和甘薯可食部位中化学致癌物Cd和As的健康风险进行评价表明,辣椒果实中Cd累积对成人有较显著健康风险(Ri>1×10^(−4)),辣椒和甘薯可食部位均对儿童有可接受的健康风险,二者中非致癌物Pb尚未对人体产生健康风险.总之,Cd和As中度复合污染区生产的辣椒果实对Cd的富集能力很强,已构成显著的人体健康风险,甘薯则存在可接受水平的健康风险.

关键词：重金属复合土壤辣椒甘薯镉(Cd)-砷(As)-铅(Pb) 污染特征健康风险

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保定市售面粉重金属含量特征及健康风险评价

环境化学 2025年第2期44卷 655-665页

作者：李鼎豪陈苗苗高培培华桂丽耿丽平刘文菊薛培英河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室保定071000

本研究以保定市售面粉为研究对象,利用红外石墨消解仪消解-电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)测定面粉中重金属铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)的含量,对比分析了不同筋力水平和加工精度小麦面粉中的重金属含量特征,并采用化学致癌物和化学非致癌... 详细信息

本研究以保定市售面粉为研究对象,利用红外石墨消解仪消解-电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)测定面粉中重金属铅(Pb)、镉(Cd)和砷(As)的含量,对比分析了不同筋力水平和加工精度小麦面粉中的重金属含量特征,并采用化学致癌物和化学非致癌物模型进行人体健康风险评价.结果表明:采集的100份市售面粉中重金属Pb含量范围为ND—0.098 mg·kg^(-1),Cd含量范围为0.0043—0.043 mg·kg^(-1),As含量范围为ND—0.032 mg·kg^(-1),均未超过我国食品安全限量标准(GB 2762-2022),食用该面粉对人体造成的致癌风险在人体可接受水平之内,且不会造成非致癌风险;不同筋力面粉中Pb、Cd和As平均含量均表现为低筋面粉显著低于中筋面粉和高筋面粉,分别为中筋面粉和高筋面粉的0.81—0.94倍、0.26—0.28倍和0.40—0.46倍,中筋面粉和高筋面粉中Pb、Cd和As含量差异均不显著;随着加工精度增加,面粉中Cd和Pb含量呈降低趋势,全麦面粉中Cd和Pb含量最高,分别为特制一等粉的1.95倍和1.90倍(P<0.05),不同加工精度面粉中As含量无显著差异.总之,面粉加工精度和筋力水平影响重金属分布,高筋面粉和低加工精度面粉中重金属含量较高,但是食用市售面粉均不会造成健康风险,该结果可为小麦安全加工和食用提供保障.

关键词：面粉重金属筋力加工精度健康风险评价.

不同林龄华北落叶松土壤酶活性和碳氮磷化学计量变化

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生态学报 2025年第1期45卷 25-41页

作者：陈雅轩张彧璠王佳乐陈艳梅刘倩愿河北师范大学地理科学学院河北省环境演变与生态建设重点实验室石家庄050024

为人工林的合理经营提供理论依据,以塞罕坝机械林场五个林龄(15年、25年、35年、45年和55年)的华北落叶松人工林土壤为研究对象,分析不同深度土壤(0—15和15—30 cm)的理化性质、酶活性以及计量比特征,并揭示其相互关系。结果表明:(1)... 详细信息

为人工林的合理经营提供理论依据,以塞罕坝机械林场五个林龄(15年、25年、35年、45年和55年)的华北落叶松人工林土壤为研究对象,分析不同深度土壤(0—15和15—30 cm)的理化性质、酶活性以及计量比特征,并揭示其相互关系。结果表明:(1)土壤有机碳、全氮含量随林龄增长而升高,而含水率、全磷和全钾含量呈现先升后降的趋势。表层土壤(0—15 cm)的含水率、有机碳、全氮和全磷含量显著高于深层土壤(15—30 cm),土壤全钾含量呈现相反规律。(2)土壤的β⁃1,4⁃葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、β⁃1,4⁃木糖酶、亮氨酸氨肽酶、β⁃1,4⁃N⁃乙酰基氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性随林龄的增加呈增大趋势,随土壤深度的加深呈减小趋势。(3)六种土壤酶活性与土壤含水率、有机碳和全氮含量呈显著正相关(P化学计量的主要因素。(4)研究区土壤磷的含量极度贫瘠(均小于0.2 g/kg),由氮磷比可得15—35年华北落叶松的生长受到氮和磷的共同限制,45和55年华北落叶松的生长主要受磷限制。在所有林龄中,氮限制程度随土壤深度的加深而降低,而磷限制程度则随土壤深度加深而增强。(5)土壤酶化学计量氮磷比(0.77—0.84)和酶化学计量碳磷比(0.84—0.92)均高于全球的平均值(0.44和0.62)。酶活矢量角度均小于45°,且随土壤加深而减小。说明土壤微生物受到较为强烈的氮、磷限制,其中氮限制程度随土壤深度加深而加强。因此,在华北落叶松人工林经营管理中应考虑外源氮和磷的投入,缓解华北落叶松人工林生态系统的养分限制。

关键词：林龄土壤深度酶活性化学计量华北落叶松

多种代谢物调控蛋白质翻译后修饰的新机制研究和药物筛选策略

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中国科学:化学 2025年

作者：杨思园朱泽文陈滢旭杨丰瑞吴鑫源王江李文洋杨巍维宋晓玉陆晓杰柳红蒋维雷晓光赵世民上海市代谢重塑与健康重点实验室代谢与整合生物学研究院复旦大学上海医学院基础医学院生物化学与分子生物学系代谢分子医学教育部重点实验室浙江省系统健康科学重点实验室国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心原创新药研究全国重点实验室中国科学院上海药物研究所中国科学院大学北京分子科学国家研究中心生物有机与分子工程教育部重点实验室北京大学化学与分子工程学院

代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源,环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中.蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post translational modification,PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM... 详细信息

代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源,环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中.蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post translational modification,PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)等能量或物质表征代谢物为底物,传递共性代谢物信号;我们的研究发现,代谢物可以通过不同机制调控其作为供体外的其他PTM:巴豆酰辅酶A能作为酰基供体促进细胞周期依赖的EB1蛋白的巴豆酰化修饰,通过调控微管骨架的动态性维系基因组的稳定性;α-KIV和α-KG能够分别调控蛋白质磷酸化修饰和羟基化修饰,介导与自身代谢无关的TCR信号通路和Hedgehog信号通路;此外,天然植物的次生代谢物也能够促进AD相关蛋白的泛素化降解.这些发现为代谢物调控细胞生理病理的研究打开了新的角度和视野.基于代谢物调控翻译后修饰的新机制,我们以病理过程中的关键蛋白为例,高通量筛选了瞬时受体电位香草酸通道3蛋白(TRPV3)和菌源二肽基肽酶4 (DPP4)的小分子抑制剂,为创新药的研发和疾病的干预提供了新的思路.

关键词：生物大分子翻译后修饰代谢物调控细胞信号干预

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亚麻环肽性质及呈苦机理相关研究进展

食品科学 2025年第5期46卷 319-327页

作者：张卿怡郭蕊蕊贾才华郑轶夫汤霖邓乾春程晨黄凤洪赵思明唐翠娥华中农业大学食品科学技术学院环境食品学教育部重点实验室湖北武汉430070 中国农业科学院油料作物研究所油料脂质化学与营养湖北省重点实验室湖北武汉430062

亚麻环肽是存在于亚麻籽中一类重要的活性成分,具有抗氧化、抗炎和抗癌等多种功能特性。然而,部分亚麻环肽会在亚麻籽加工储藏过程中发生转化从而产生苦味,主要原因是氧化导致[1-8-NαC],[1-MetO_(2)]-linusorb B1的结构发生变化,产物[1... 详细信息

亚麻环肽是存在于亚麻籽中一类重要的活性成分,具有抗氧化、抗炎和抗癌等多种功能特性。然而,部分亚麻环肽会在亚麻籽加工储藏过程中发生转化从而产生苦味,主要原因是氧化导致[1-8-NαC],[1-MetO_(2)]-linusorb B1的结构发生变化,产物[1-8-NαC],[1-MetO]-linusorb B1呈现苦味,降低了亚麻籽相关产品的风味品质,因此限制了亚麻籽在食品产业的利用。本文对亚麻籽环肽的结构、基因和检测方法进行梳理,并结合相关研究具体阐述环肽的生物活性、呈苦机理和脱苦方法,进一步展望亚麻环肽在药物以及食品领域中的应用,提出通过萌发对亚麻环肽进行脱苦的新思路,以期为亚麻环肽理化特性及生物活性的综合调控提供理论依据。

关键词：亚麻籽环肽结构功能分析方法呈苦机理环肽氧化脱苦方法

长循环双靶向重组蛋白药物偶联体用于抗肿瘤治疗

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高分子学报 2025年第2期56卷 266-277页

作者：袁洋蒋惠忆陈伟芝蒋锡群南京大学化学化工学院、高性能高分子材料与技术教育部重点实验室南京210023

药物的靶向性以及体内长效循环特性对于药物在病灶部位的累积和疗效发挥着至关重要的作用.本研究设计合成了长循环双靶向重组蛋白药物偶联体RPDC-L(long-circulated dualtargeted recombinant protein drug conjugate),用于抗肿瘤治疗.R... 详细信息

药物的靶向性以及体内长效循环特性对于药物在病灶部位的累积和疗效发挥着至关重要的作用.本研究设计合成了长循环双靶向重组蛋白药物偶联体RPDC-L(long-circulated dualtargeted recombinant protein drug conjugate),用于抗肿瘤治疗.RPDC-L包含4个部分,分别是靶向人表皮生长因子受体2(HER2)的anti-HER2纳米抗体、整合素受体αvβ_(3)的多肽配体RGD、白蛋白结合域以及小分子化疗药物阿霉素.其中,anti-HER2纳米抗体和RGD多肽提供肿瘤靶向功能;白蛋白结合域通过结合血液中的白蛋白,赋予药物较长的体内循环时间;化疗药物阿霉素通过酸响应聚乙二醇-腙键连接子与重组蛋白偶联,在微酸性的肿瘤微环境中通过pH响应性释放,进行肿瘤杀伤.与非长循环双靶向重组蛋白相比,融合表达白蛋白结合单元后,长循环双靶向重组蛋白在小鼠体内的半衰期时间提升到了1.51倍.与抗肿瘤药物阿霉素偶联后,药物在肿瘤组织中的累积提升到了1.6倍.体内抗肿瘤试验表明,RPDC-L实现安全高效的抗肿瘤效果,肿瘤抑制率达到78.4%,是非长循环双靶向重组蛋白药物偶联体的1.50倍.

关键词：药物递送大分子药物双靶向重组蛋白药物偶联体长循环

雨洪水回灌不同渗流状态下微生物迁移沉积特征

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中国环境科学 2025年第1期45卷 487-499页

作者：武宇辉杨悦锁路莹闫子晗王茜丹石敏吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林长春130021 生态环境部华南环境科学研究所广东广州510535 南京大学地球科学与工程学院水科学系表生地球化学教育部重点实验室江苏南京210023 南方科技大学环境科学与工程学院广东深圳518005

针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发... 详细信息

针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发展状况,同时通过DLVO理论计算揭示不同酸碱环境和离子强度下微生物运移过程中主控作用力.结果显示,当介质饱和度降低、介质内pH值下降、回灌水离子强度增加或回灌流速降低时,堵塞微生物迁移均会变慢,在介质上的沉积增加且层间沉积非均匀程度降低,导致介质内部更易形成生物堵塞.饱和度介于60%~80%、pH值介于7.5~8.5或离子强度介于1~5mmol/L范围内时,分别改变饱和度、pH值或者离子强度,对微生物迁移的影响较弱.渗流速度在0.5~1mL/min范围内,非饱和条件会削弱流速变化对菌体迁移沉积的影响.不同酸碱环境和离子强度下,饱和与非饱和介质中微生物运移主控作用力分别为静电作用力和毛细管作用力.

关键词：堵塞微生物迁移沉积渗流状态雨洪水回灌生物堵塞

环境污染水平的抗生素对大肠杆菌的毒性与耐药性风险

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中国环境科学 2025年

作者：沈洪艳尹康年王浩林孙昊宇杨雷边永欢河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室上海大学环境与化学工程学院有机复合污染控制工程教育部重点实验室河北化工医药职业技术学院质量检测与管理系

为明确水环境中抗生素对细菌的毒性与耐药性风险，以诺氟沙星（NOR）与头孢噻肟钠（CTX）为受试化合物，选择半数效应浓度(EC50)、突变和接合转移促进率为10%的较低浓度作特征参数，采用直接均分射线法设计混合抗生素，探究抗生素对大... 详细信息

为明确水环境中抗生素对细菌的毒性与耐药性风险，以诺氟沙星（NOR）与头孢噻肟钠（CTX）为受试化合物，选择半数效应浓度(EC50)、突变和接合转移促进率为10%的较低浓度作特征参数，采用直接均分射线法设计混合抗生素，探究抗生素对大肠杆菌（***）的毒性及耐药性效应。结果表明，NOR与CTX在单一及二元混合条件下对***的毒性、突变与接合转移效应均产生了“Hormesis”现象。相比于抗生素单独暴露，混合抗生素对***生长与突变的最大促进率均减小，***产生突变与接合转移的相对安全浓度降低。此外，混合体系中NOR浓度配比越大，EC50越小，最大突变促进率、最大接合促进率越高，且相对安全浓度越低。随着混合体系浓度的增加，对***毒性、突变与接合转移的联合作用模式分别由相加、协同、协同转变为协同、拮抗、拮抗，且NOR浓度配比越高，促进***生长、突变、结合转移的协同、协同、拮抗强度最大值越小。本研究说明水环境中抗生素的混合浓度配比是评估其细菌毒性与耐药性等生态风险的重要因素。

关键词：环境浓度抗生素细菌毒性突变接合转移 Hormesis效应