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骨化二醇及骨化三醇生物合成研究进展

生物工程学报 2024年第6期40卷 1601-1619页

作者：艾佳莹高吉凯殷子扬毛淑红工业发酵微生物教育部重点实验室天津300457 天津市工业微生物学重点实验室天津300457 天津科技大学生物工程学院天津300457

维生素D_(3)是对人体健康十分重要的维生素,可以促进肠道对钙的吸收、防止佝偻病等。骨化二醇[25(OH)VD_(3)]和骨化三醇[1α,25(OH)_(2)VD_(3)]是维生素D_(3)的两种活性衍生物,在防治骨质疏松及调节人的生理功能方面发挥着重要作用。目... 详细信息

维生素D_(3)是对人体健康十分重要的维生素,可以促进肠道对钙的吸收、防止佝偻病等。骨化二醇[25(OH)VD_(3)]和骨化三醇[1α,25(OH)_(2)VD_(3)]是维生素D_(3)的两种活性衍生物,在防治骨质疏松及调节人的生理功能方面发挥着重要作用。目前,骨化二醇及骨化三醇的生产以化学合成居多,但化学合成具有产物产量低、副产物多以及对环境不友好等缺点。因此开发一种绿色、安全、对环境友好的生物催化合成途径显得尤为重要。本文综述了骨化二醇及骨化三醇的生物催化合成途径,并介绍了该途径中的关键酶P450酶,包括P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenases,CYPs)和P450过加氧酶(unspecific peroxygenases,UPOs)。其中研究较为广泛的是P450单加氧酶,通过解析其催化作用机制,分析不同氧化还原伴侣适配以及关键氨基酸残基对酶催化活性的重要影响。此外,对利用H2O2驱动的UPOs的催化机理、高效异源表达策略以及H2O2的原位再生等方面也进行了总结,UPOs优势在于既不需要昂贵的辅因子也不需要氧化还原伴侣的参与,是十分有前景的生物催化剂。本文为进一步开发或改造相关P450酶来高效生产VD_(3)活性衍生物提供了重要的参考。

关键词：骨化二醇骨化三醇 P450s 生物催化合成

生物质炭与铁钙材料对镉砷复合污染农田土壤的修复

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环境科学 2024年第1期45卷 450-458页

作者：吴秋产吴骥子赵科理连斌袁峰孙淇田欣浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室杭州311300

选取了铁钙材料(FC)和山核桃蒲生物质炭(BC)制备得到复合材料(BF),用于修复农田土壤中镉砷复合污染,以降低水稻糙米中的镉和砷含量.通过水稻盆栽试验,在植物生长期内,采集了土壤孔隙水、根际土壤、非根际土壤、水稻植株和水稻根表铁膜,... 详细信息

选取了铁钙材料(FC)和山核桃蒲生物质炭(BC)制备得到复合材料(BF),用于修复农田土壤中镉砷复合污染,以降低水稻糙米中的镉和砷含量.通过水稻盆栽试验,在植物生长期内,采集了土壤孔隙水、根际土壤、非根际土壤、水稻植株和水稻根表铁膜,探究了铁钙材料、生物质炭及其复合材料对土壤中镉和砷生物有效性和植株中镉和砷含量的影响及机制.结果表明,生物质炭材料能显著(P生物质炭能降低Cd含量,却提高了As含量,其中复合材料1%添加处理的效果最佳,土壤有效态Cd和As分别降低了41.8%~48.2%和6.1%~10.1%.生物质炭、铁钙材料和复合材料均能提高植株生物量(根、茎、叶和籽粒的干重),水稻籽粒干重较CK增加了48.5%~184.0%,根表铁膜含量增加7.5%~13.6%.与空白对照组相比,生物质炭能够有效降低水稻糙米中Cd含量(21.0%~26.1%),铁钙材料和复合材料能够同时降低糙米中Cd和As含量,其中复合材料对糙米中Cd和As降低效果最佳,降幅高达36.9%~42.0%和40.4%~44.4%,使水稻糙米Cd和As含量均低于国家标准值(GB 2762-2017).

关键词：生物质炭铁钙材料镉(Cd) 砷(As) 农田土壤

氧化石墨烯负载铁锰复合材料对镉砷污染土壤的钝化修复

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环境科学 2024年第2期45卷 1107-1117页

作者：袁婧吴骥子连斌袁峰孙淇田欣赵科理浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室杭州311300

为修复受到镉砷复合污染的农田土壤,将铁锰氧化物负载于氧化石墨烯表面,制备得到了新型氧化石墨烯负载铁锰复合材料.在此基础上开展了为期60 d土壤培养试验,通过对pH、DOC含量、土壤有效态Cd和As含量动态变化,以及土壤Cd和As形态的测定... 详细信息

为修复受到镉砷复合污染的农田土壤,将铁锰氧化物负载于氧化石墨烯表面,制备得到了新型氧化石墨烯负载铁锰复合材料.在此基础上开展了为期60 d土壤培养试验,通过对pH、DOC含量、土壤有效态Cd和As含量动态变化,以及土壤Cd和As形态的测定,探究了氧化石墨烯(GO)和氧化石墨烯负载铁锰复合材料(GO-FM)在不同添加比例下(0.1%、0.2%和0.3%),对上虞和佛山两种理化性质和污染程度不同的土壤中Cd和As的钝化效果,并阐明其相应修复机制.结果表明,与空白对照相比,GO-FM提高了酸性上虞土的pH,但使佛山土pH降低.培养结束后,GO和GO-FM处理均增加了土壤DOC含量.GO-FM使佛山土可溶态Cd含量降低了5.08%~19.19%,有效态Cd含量降低了36.57%~42.8%,其主要钝化机制是静电吸附、络合和羟基化金属离子的形成.而酸性上虞土受静电斥力的影响使得GO-FM对Cd的钝化效果低于佛山土,但随着材料添加量的增加,GO-FM使氧化石墨烯增加土壤Cd有效性的趋势得到了抑制,添加0.2%和0.3%的GO-FM使上虞土有效态Cd含量降低了6.45%~13.56%.同时,复合材料通过锰氧化物对As的氧化作用以及As与铁氧化物表面羟基形成内表面螯合物的钝化机制,促使上虞土和佛山土的有效态As含量分别降低了4.34%~9.15%和0.87%~5.71%.总之,在佛山土中GO-FM对Cd的钝化效果优于上虞土,在上虞土中GO-FM对As的钝化效果优于佛山土.研究结果可为不同类型土壤镉砷复合污染防治提供理论依据和参考.

关键词：镉砷复合污染氧化石墨烯(GO) 铁锰钝化土壤修复

景观格局对河流水质影响的尺度效应Meta分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2631-2639页

作者：王玉仓杜晶晶张禹吴昊胡敏鹏陈丁江浙江大学环境与资源学院杭州310058 环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

景观格局决定了陆域污染物的源汇过程,是影响河流水质状况的关键因素.由于尺度效应,不同尺度下景观格局与河流水质关系的研究结果不尽相同.然而,景观格局对河流水质影响的尺度效应问题尚缺乏系统研究.收集了国内外4041条研究数据,采用M... 详细信息

景观格局决定了陆域污染物的源汇过程,是影响河流水质状况的关键因素.由于尺度效应,不同尺度下景观格局与河流水质关系的研究结果不尽相同.然而,景观格局对河流水质影响的尺度效应问题尚缺乏系统研究.收集了国内外4041条研究数据,采用Meta分析法定量分析了不同尺度下景观格局对河流水质的作用特征,识别了影响河流水质的关键时间和空间尺度以及景观指数.结果表明,相对于降水事件、平水期和年际尺度,丰水期下景观格局对河流水质的影响最大;相对于流域尺度,缓冲区尺度的景观格局对河流水质的影响更大;丰水期-缓冲区尺度是景观格局影响河流水质的关键时空耦合尺度.与耕地、水域、草地以及流域整体景观相比,林地和城镇用地的景观格局对河流水质的影响更大;破碎度是影响河流水质最重要的景观格局因子.在河流水质治理中,应重点考虑缓冲区的景观配置,增加缓冲区林地面积、减少林地和水域的斑块密度和减少城镇用地的面积占比和聚集度,以有效保护河流水质.

关键词：景观格局河流水质尺度效应破碎度土地利用

红色诺卡氏菌细胞壁骨架药膜的制备与含量测定

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药物分析杂志 2024年第1期44卷 51-57页

作者：杨煌建王娟陈洲琴程贤严凌斌林仙菊张祝兰连云阳福建省微生物研究所福建省新药(微生物)筛选重点实验室福州350007

目的:制备红色诺卡氏菌细胞壁骨架(N-CWS)药膜并考察其含量测定方法。方法:以N-CWS为模型药物,壳聚糖、聚乙烯醇为成膜材料,通过溶液浇铸法制备N-CWS药膜;使用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪、万能试验机对药膜性能进行表征;采用柱前... 详细信息

目的:制备红色诺卡氏菌细胞壁骨架(N-CWS)药膜并考察其含量测定方法。方法:以N-CWS为模型药物,壳聚糖、聚乙烯醇为成膜材料,通过溶液浇铸法制备N-CWS药膜;使用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪、万能试验机对药膜性能进行表征;采用柱前衍生化高效液相色谱法测定药膜中D-阿拉伯糖的含量,采用Kromasil C_(18)(150 mm×4.6 mm, 5μm)色谱柱,以50 mmol·L^(-1)(pH 7.0)磷酸盐缓冲液-乙腈(80∶20,v/v)为流动相,流速1.0 mL·min^(-1),检测波长254 nm,柱温40℃。结果:当壳聚糖与聚乙烯醇质量比为3∶2,膜材与甘油质量比为1∶2时,断裂拉伸应变为136.67%,拉伸应力为2.47 mPa。扫描电镜观察到N-CWS主要分布在膜的底面,呈不对称分布;制备的药膜中D-阿拉伯糖在1.1~220μg·mL^(-1)范围内线性关系良好,平均加样回收率为99.5%,测得3批次药膜中D-阿拉伯糖分别为(0.988±0.041)mg·g^(-1)、(1.035±0.049)mg·g^(-1)、(1.088±0.046) mg·g^(-1)。结论:N-CWS药膜制备工艺简单易行,含量测定方法准确快速,本研究可为N-CWS的新剂型开发提供参考依据。

关键词：红色诺卡氏菌细胞壁骨架壳聚糖聚乙烯醇药膜柱前衍生化含量测定 D-阿拉伯糖

我国主要河流水系硝态氮污染特征及定量源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 755-767页

作者：韦英怀胡敏鹏陈丁江浙江大学环境与资源学院杭州310058 浙江大学环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江大学浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定... 详细信息

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定量识别了河流硝态氮的污染来源组成.结果表明,我国主要河流水系ρ(NO_(3)^(-)-N)平均值为(4.54±3.99)mg·L_(-1),其中9.6%的河流硝态氮浓度超过我国地表水环境质量标准(GB 3838-2002)规定的限值(10.0 mg·L_(-1)),海河水系的硝态氮污染最为严重.东部地区河流水系的硝态氮浓度总体高于西部,各大河流水系支流的硝态氮浓度高于干流.除黄河水系以外,其他水系枯水期的硝态氮浓度总体高于丰水期.珠江水系、黄河水系中下游地区、辽河水系中游地区、松花江水系,以及海河水系河流水体存在显著的硝化作用,而长江水系、淮河水系和珠江水系下游地区存在显著的反硝化作用.污水/粪肥是长江水系、海河水系、辽河水系,以及东南诸河水系硝态氮的主要来源(>50%),土壤氮是松花江水系硝态氮的主要来源(56.4%),化肥氮、土壤氮和污水/粪肥对珠江水系、淮河水系和黄河水系硝态氮的污染贡献为20%~40%.污水/粪肥对水系支流硝态氮贡献率总体大于干流的,土壤氮对干流硝态氮的贡献总体大于支流的.土壤氮、化肥氮和大气沉降氮对丰水期河流硝态氮的贡献率高于枯水期,而污水/粪肥对枯水期河流硝态氮的污染贡献率高于丰水期.因此,海河水系、长江水系、辽河水系、黄河水系支流与下游干流地区和珠江水系下游地区应重点控制生活和生产的污水排放等点源污染,而淮河水系、松花江水系、黄河水系中游干流地区和珠江水系中上游地区要重点控制化肥和土壤氮等流失造成的非点源污染.研究结果可为有效控制我国各河流水系硝态氮的污染提供科学依据.

关键词：硝态氮源解析河流氮氧同位素非点源污染点源污染

基于免疫蛋白质组学的单增李斯特菌强免疫原性蛋白挖掘

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现代食品科技 2024年第3期40卷 301-308页

作者：张颖吴诗古其会叶青华张菊梅陈谋通吴清平华南农业大学食品学院广东广州510642 广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室广东省微生物安全与健康重点实验室农业农村部农业微生物组学与精准应用重点实验室广东广州510070

该研究采用高毒力持留基因型单增李斯特菌819-2菌株全菌蛋白免疫SPF级Balb/C小鼠制备抗血清,利用免疫蛋白质组学对菌株胞外蛋白质组进行分析,旨在挖掘筛选单增李斯特菌强免疫原性蛋白作为特异性抗体制备的候选抗原。超声法提取819-2菌... 详细信息

该研究采用高毒力持留基因型单增李斯特菌819-2菌株全菌蛋白免疫SPF级Balb/C小鼠制备抗血清,利用免疫蛋白质组学对菌株胞外蛋白质组进行分析,旨在挖掘筛选单增李斯特菌强免疫原性蛋白作为特异性抗体制备的候选抗原。超声法提取819-2菌株全菌蛋白免疫SPF级Balb/C小鼠制备抗血清,四次免疫后经间接ELISA测定效价达1:512000。脱氧胆酸钠(DOC)-10%(m/V)TCA沉淀法提取单增李斯特菌819-2菌株胞外蛋白,利用免疫蛋白质组学和LC-MS/MS技术挖掘并鉴定具有强免疫反应的蛋白点,结果表明双向电泳图谱成功获得85个蛋白点,并成功鉴定了P60、InlC、MltG、Enolase和假定蛋白YxeA family protein等5个强免疫原性蛋白,研究结果为基于强免疫原性蛋白制备特异性抗体用于食品及其加工环境中单增李斯特菌富集及快速检测技术研制提供了数据基础。

关键词：单增李斯特菌免疫蛋白质组学抗血清免疫印迹

高效噬菌体防控食品源单增李斯特菌的研究进展

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现代食品科技 2024年第1期40卷 304-311页

作者：梁馨文刘振杰张菊梅陈谋通吴清平华南农业大学食品学院广东广州510642 广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室广东省微生物安全与健康重点实验室农业农村部农业微生物组学与精准应用重点实验室广东广州510070

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,简称单增李斯特菌)是一种重要的食源性致病菌,因其具有耐高盐度、宽pH值和宽温度等特点,对食品安全构成了重大威胁。近年来,由于细菌的耐药进化速度惊人,检测与控制食品中的单增李斯特菌... 详细信息

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,简称单增李斯特菌)是一种重要的食源性致病菌,因其具有耐高盐度、宽pH值和宽温度等特点,对食品安全构成了重大威胁。近年来,由于细菌的耐药进化速度惊人,检测与控制食品中的单增李斯特菌是食品行业和公共卫生部门面临的一项重要挑战。而噬菌体(Bacteriophage,Phage)因其特异性强、安全性好、繁殖速度快等特点,在食品有害微生物防控应用中显示出巨大的潜力。大量的研究报道表明噬菌体作为一种天然、绿色的杀菌剂,在不同种类食品致病微生物防控中具有很好的前景。尽管噬菌体生物防治仍存在宿主谱窄及宿主易产生抗性菌等挑战,但其作为一种安全有效的方法,将在防控食品中的单增李斯特菌发挥重要作用。本文综述了食品中单增李斯特菌噬菌体分离、快速检测与高效防控方面的研究现状,为开发基于噬菌体的高效防控新技术提供参考。

关键词：单增李斯特菌噬菌体食品安全防控检测

代谢工程改造大肠杆菌合成l-苏氨酸研究进展

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微生物学报 2024年

作者：罗筱萍苏卜利邓名荣徐晓龙朱红惠五邑大学环境与化学工程学院广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室农业农村部农业微生物组学与精准应用重点实验室农业农村部农业微生物组学重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室

l-苏氨酸是一种人体自身无法合成，必须从食物中摄取的8种必需氨基酸之一，是蛋白质合成的重要组成成分，广泛应用于食品、饲料、医药等多个领域。目前，利用大肠杆菌发酵可获得更理想的苏氨酸产量，是工业上用于苏氨酸生产的主要菌株... 详细信息

l-苏氨酸是一种人体自身无法合成，必须从食物中摄取的8种必需氨基酸之一，是蛋白质合成的重要组成成分，广泛应用于食品、饲料、医药等多个领域。目前，利用大肠杆菌发酵可获得更理想的苏氨酸产量，是工业上用于苏氨酸生产的主要菌株。随着代谢工程技术的发展，对菌株的改造不再局限于传统诱变育种，菌株的定向改造极大地提高了菌株l-苏氨酸的合成能力，促进了l-苏氨酸工业的发展。本文主要从l-苏氨酸的理化性质、合成途径以及利用代谢工程技术在提高l-苏氨酸产量研究中取得的一系列成果进行综述，旨在为改造大肠杆菌高效合成苏氨酸的研究提供更全面的认识。

关键词： l-苏氨酸大肠杆菌代谢调控前体辅因子