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光催化剂应用于微生物复合碳转化体系的研究进展

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环境化学 2024年第1期43卷 127-137页

作者：张玉茹郭萌古淼王文静河北大学生命科学学院保定071002

结合具有光激发特性的光催化剂和有特定生物固碳途径的微生物,构建光催化剂-微生物复合体系,将实现太阳能捕获、催化反应活性和选择性等方面的优势互补.不同类型光催化剂在光吸收特性及光催化性能等方面存在巨大差异,本文总结了含金属... 详细信息

结合具有光激发特性的光催化剂和有特定生物固碳途径的微生物,构建光催化剂-微生物复合体系,将实现太阳能捕获、催化反应活性和选择性等方面的优势互补.不同类型光催化剂在光吸收特性及光催化性能等方面存在巨大差异,本文总结了含金属、非金属基或复合光催化剂与微生物构成的复合碳转化体系,对比光催化剂引入方法、光催化剂作用途径及碳转化产物、效率等关键因素.针对率先与微生物结合的CdS光催化剂,系统阐述了其生产乙酸、甲烷、C_(2+)产物及复合改性的发展历程.分析杂化体系界面电荷转移的关键基础,概括其研究方法、现有成果及存在问题等.分析了应用于微生物复合碳转化体系光催化剂的面临挑战及发展趋势.

关键词：二氧化碳光催化剂生物过程复合体系

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利用生物逆合成工具优化代谢路径

化学进展 2024年第4期36卷 501-510页

作者：刘夫锋刘旭芝李金壁路福平天津科技大学生物工程学院

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的... 详细信息

生物催化因其反应条件温和、高效、特异性高和价格低廉等优点，已成为生物合成领域的一种重要技术。生物合成体系内存在一系列高度集成的代谢网络，多酶催化系统的研究在生物合成领域中已成为一个必然趋势，故基于已知产物探索其未知的多酶催化逆合成路径具有极大的意义。本综述首先介绍了多酶体系以及逆合成流程的概念，并举例说明了逆合成路径构建工具的设计方法及其优缺点。然后将其主要分为基于宿主的和无宿主的工具，对于这两种类型各列举了部分代表性逆合成工具，用以说明各自的设计流程以及差异。随后进一步讨论了人工智能助力多酶体系的可能性且对多酶路径构建工具的优化及发展进行了展望。

关键词：多酶催化路径设计逆合成生物逆合成工具

南方根结线虫对7种瓜菜作物根系分泌物的趋性

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中国瓜菜 2024年第4期37卷 146-153页

作者：周媛媛彭欣怡马建庆杨学瑾张爱民赵钢勇曹丹丹河北大学生命科学学院河北保定071002 河北省生物工程技术创新中心河北保定071002

为探究植物根系分泌物组分与南方根结线虫趋化性的关系,盆栽种植7种不同瓜菜作物(番茄、甜椒、苦瓜、蕹菜、芹菜、黄瓜、甜瓜),收集并测定根系分泌物中初级代谢物和次生代谢物的含量,观察南方根结线虫J2s对不同瓜菜作物根系分泌物的行... 详细信息

为探究植物根系分泌物组分与南方根结线虫趋化性的关系,盆栽种植7种不同瓜菜作物(番茄、甜椒、苦瓜、蕹菜、芹菜、黄瓜、甜瓜),收集并测定根系分泌物中初级代谢物和次生代谢物的含量,观察南方根结线虫J2s对不同瓜菜作物根系分泌物的行为趋性,并对根系分泌物各组分含量进行相关性分析。结果表明,南方根结线虫J2s对7种瓜菜作物的根系分泌物均表现出正趋向行为,其中J2s对蕹菜根系分泌物的趋化指数最高,为0.52;且趋化指数与根系分泌物中可溶性糖和蛋白质含量没有显著相关性,但与单宁、丁二酸、丙氨酸含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.444、-0.527、-0.522,与生物碱、甘氨酸含量呈极显著负相关,相关系数分别为-0.601、-0.550。研究结果可为利用趋性技术防控南方根结线虫提供理论基础。

关键词：南方根结线虫根系分泌物趋化性相关性

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植物ATG8结合蛋白

生物化学与生物物理进展 2024年第6期51卷 1371-1381页

作者：张凤娟景红娟周广舟秦帅佳韩楚妍河南工业大学生物工程学院郑州450001

ATG8(自噬相关蛋白8)结合蛋白通过ATG8相互作用基序(ATG8 interaction motif,AIM)或泛素相互作用基序(ubiquitin interaction motif,UIM)与ATG8相互作用,在自噬、选择性自噬和非自噬过程中起关键作用。ATG8结合蛋白在酵母和哺乳动物研... 详细信息

ATG8(自噬相关蛋白8)结合蛋白通过ATG8相互作用基序(ATG8 interaction motif,AIM)或泛素相互作用基序(ubiquitin interaction motif,UIM)与ATG8相互作用,在自噬、选择性自噬和非自噬过程中起关键作用。ATG8结合蛋白在酵母和哺乳动物研究中取得了巨大进展,但在植物领域仍然滞后。本文首先概括了植物ATG8蛋白结构及特征,其次,重点阐述了作为植物选择性自噬受体的ATG8结合蛋白的结构和功能,最后,总结了参与自噬小体闭合、转运和人工合成ATG8结合蛋白研究状况。本文结合最新研究,系统总结了目前发现的植物ATG8结合蛋白结构和功能,以期为植物选择性自噬和自噬的研究提供新思路。

关键词： ATG8结合蛋白自噬受体植物选择性自噬

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京津冀地区潜在高风险外来入侵物种研究

河北大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 60-69页

作者：刘志祺陈凤新孙亚男张风娟河北大学生命科学学院河北保定071002 河北大学经济学院河北保定071002

为有效提高京津冀地区对外来入侵物种的防控能力,保障区域生物安全,基于气候环境和经济活动两大因素,确定京津冀地区的外来入侵物种高风险来源国家,根据世界自然保护联盟(IUCN)公布的危险性入侵物种分布信息明确京津冀地区的潜在高风险... 详细信息

为有效提高京津冀地区对外来入侵物种的防控能力,保障区域生物安全,基于气候环境和经济活动两大因素,确定京津冀地区的外来入侵物种高风险来源国家,根据世界自然保护联盟(IUCN)公布的危险性入侵物种分布信息明确京津冀地区的潜在高风险外来入侵物种.结果显示,京津冀地区外来入侵物种高风险来源国家有5个,分别为美国、德国、俄罗斯、意大利和加拿大,其中,北京的外来入侵物种高风险来源国家为美国、德国和俄罗斯,天津的外来入侵物种高风险来源国家为美国、意大利和俄罗斯,河北的外来入侵物种高风险来源国家为美国和加拿大.京津冀地区潜在高风险外来入侵物种有31种,其中潜在高风险入侵植物有人厌槐叶萍Salvinia molesta、米氏野牡丹Miconia calvescens等9种,潜在高风险入侵动物有大果柏大蚁Cinara cupressi、四斑按蚊Anopheles quadrimaculatus等22种.最终依据京津冀地区潜在高风险外来入侵物种的入侵途径和传播特点提出了针对性防控对策.

关键词：京津冀地区高风险外来入侵物种防控对策

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功能性甜味剂对肥胖的作用及相关机制

食品科学 2024年第9期45卷 252-260页

作者：甘利平赵宜丰洪图周泳琪赵鑫黄伟豪史柳莹李怡磊河南工业大学生物工程学院河南郑州450001

肥胖已经成为威胁人类健康的一个严重问题,其中糖类摄入过多是造成肥胖的主要原因之一。因此,使用低热量的功能性甜味剂代替高热量的糖类(例如蔗糖)是目前广受欢迎的一种预防或缓解肥胖的方式。然而,功能性甜味剂与肥胖之间的关系十分复... 详细信息

肥胖已经成为威胁人类健康的一个严重问题,其中糖类摄入过多是造成肥胖的主要原因之一。因此,使用低热量的功能性甜味剂代替高热量的糖类(例如蔗糖)是目前广受欢迎的一种预防或缓解肥胖的方式。然而,功能性甜味剂与肥胖之间的关系十分复杂,目前尚无定论。这是由于功能性甜味剂的作用受多种因素的影响,包括功能性甜味剂的种类、剂量,以及个体差异,例如性别、健康状态和肠道微生物的组成等。本文综述目前常用的功能性甜味剂对机体能量代谢的影响、对脂肪代谢的影响以及对肠道微生物的作用,总结目前功能性甜味剂对肥胖作用的相关研究,并探讨功能性甜味剂影响肥胖的可能机制,以期为今后更好地选择或使用含有功能性甜味剂的食物和饮品提供参考。

关键词：功能性甜味剂肥胖能量代谢肠道微生物机制

森林⁃草原生态系统交错带植物与微生物多样性研究进展

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生态学杂志 2024年第9期43卷 2574-2586页

作者：韩佳欣王汝振张玉革姜勇沈阳大学环境学院沈阳110044 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 河北大学生命科学学院河北保定071002

森林⁃草原生态系统交错带是森林和草原两种地带性植物群落之间的交接地带,景观类型多样,环境异质性强,边缘效应明显,对全球气候变化敏感,是生物多样性保护的重要地带。林草交错带特殊的生境导致地上与地下生物多样性及其生态关联比森林... 详细信息

森林⁃草原生态系统交错带是森林和草原两种地带性植物群落之间的交接地带,景观类型多样,环境异质性强,边缘效应明显,对全球气候变化敏感,是生物多样性保护的重要地带。林草交错带特殊的生境导致地上与地下生物多样性及其生态关联比森林、草原、农田等生态系统复杂。本文综合评述了地形、生态系统养分内循环、全球变化以及人类活动干扰等因素对林草交错带植物多样性的影响,分析了土地利用类型、氮沉降和大气CO_(2)浓度升高、植物凋落物、土壤有机质及土层深度等对土壤微生物多样性的影响。今后,应当加强局域尺度控制实验与跨环境梯度调查相结合的研究手段,以揭示林草交错带生物多样性形成的地理格局与生态学机制。具体包括林草交错带复合系统物种多样性对土壤酸化、火灾、凋落物组成、围封和放牧及多因子交互作用的响应规律,以及地上⁃地下生物多样性的生态关联、退化生境修复与植被恢复等方面的研究,为林草交错带土地利用和生物多样性保护提供科学依据和数据参考。

关键词：生态交错带植物群落土壤微生物地形因素全球变化凋落物养分循环

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重组大肠杆菌催化橙皮素合成新橙皮苷

生物工程学报 2024年第9期40卷 3011-3024页

作者：张萱刘世柯曾伟主周景文侯颖天津科技大学生物工程学院天津300457 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

新橙皮苷是一种黄酮糖苷,广泛应用于食品和药品行业。目前新橙皮苷生产主要通过植物提取法,需要大量的有机溶剂,而生物转化法绿色环保、转化率高,具有较高的经济效益。本研究在大肠杆菌中引入拟南芥来源的糖基转移酶UGT73B2、葡萄来源... 详细信息

新橙皮苷是一种黄酮糖苷,广泛应用于食品和药品行业。目前新橙皮苷生产主要通过植物提取法,需要大量的有机溶剂,而生物转化法绿色环保、转化率高,具有较高的经济效益。本研究在大肠杆菌中引入拟南芥来源的糖基转移酶UGT73B2、葡萄来源的鼠李糖合酶VvRHM-NRS和柚子来源的鼠李糖转移酶Cm1,2RhaT,构建了新橙皮苷的生物合成路径。通过模块优化和糖基供体强化后,重组菌株在5 L发酵罐中合成新橙皮苷的产量达到4.64 g/L,底物橙皮素的摩尔转化率为45.8%,这是目前报道的微生物中异源合成新橙皮苷的最高产量。本研究为新橙皮苷高产菌株的构建与应用奠定了基础,也为代谢工程改造微生物生产其他黄酮糖苷提供了借鉴。

关键词：新橙皮苷黄酮糖苷二磷酸尿苷-葡萄糖大肠杆菌

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氢键流体中Janus粒子的过量熵

高等学校化学学报 2024年第2期45卷 139-146页

作者：陈晴晴李江涛黄欣蓉顾芳王海军河北大学化学与材料科学学院保定071002 河北大学河北省化学生物学重点实验室保定071002 河北大学药物化学与分子诊断教育部重点实验室保定071002

Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首... 详细信息

Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首先在极稀条件下给出Janus粒子外氢键流体中的局域密度分布,由此得到Janus粒子与氢键流体的二体分布函数,进而计算了不同情况下的过量熵.在此基础上,阐明了Janus粒子与氢键流体间的相互作用、氢键流体的体相密度、氢键强度和氢键官能度等因素对过量熵的影响.本研究旨在揭示这些因素对过量熵的调控机制,在定量水平上明确Janus粒子在溶液中组装的驱动力,从而为深入研究其聚集态结构提供可借鉴的理论线索.

关键词： Janus粒子氢键流体过量熵经典密度泛函理论