摘要：1,3-propanediol (1,3-PD) is an important material for chemical industry,and there has been always much interest in the production of 1,3-PD using all possible routes. The genes encoding glyc-erol dehydratase (GDHt) from Citrobacter freundii,Klebsiella pneumoniae and metagenome were cloned and expressed in E. coli. All glycerol dehy-dratases but the one from metagenome could be detected to show enzyme activities. In order to im-prove the enzymatic properties of GDHts,the genes encoding α and β-γ subunits were cloned,and the enzyme characteristics were evolved by rational de-sign based on their 3D structures which were con-structed by homology modeling. Six heteroenzymes were obtained by swapping the α subunit genes of these three different-source-derived GDHts. The pH,thermal stability and Vmax of some heteroenzymes were dramatically improved by 2―5 times compared with the wild one (GDHtKP). The GDHt cloned from metagenome,originally proved to be with no enzyme activity,was converted into active enzyme by swap-ping its subunits with other different GDHts. In addi-tion,the effect of subtle 3D structural changes on the properties of the enzyme was also observed.

摘要：本文研究了开菲尔粒菌种液芯微囊化的制备工艺,菌种的包埋率,并对菌种包埋后发酵效果进行研究。通过评估海藻酸钠、黄原胶、氯化钙添加浓度和搅拌速度对开菲尔粒分离菌种包埋率和微囊收获数的影响,选出最佳的包埋参数范围。根据Box-Benhnken Design试验设计,建立包埋率与因素变量的二次回归模型方程,并经验证该模型回归显著。最佳包埋条件是:海藻酸钠质量分数0.6%,黄原胶质量分数0.4%,氯化钙质量分数5%,搅拌速度700 r/min,此时最大包埋率89.13%。与理论预测值89.46%相差0.33%,试验结果可靠。经试验比较,液芯微囊化包埋菌种和开菲尔粒原粒同时发酵生产开菲尔,并用GC-MS法测定两种发酵乳的挥发性香气成分,结果主要的香气成分基本相同,分别是酯、醇和羰基化合物。这说明利用液芯微囊化包埋开菲尔菌种可行性高,为开菲尔产业的发展提供了研究依据。

摘要：为从变形假单胞菌中克隆2-酮基葡萄糖酸代谢调控蛋白Ptx S的基因,并明确其基本的生物学信息,采用同源比对的方法设计引物,利用TD-PCR技术克隆Ptx S的基因,再用生物信息学方法对其进行分析。试验结果表明:克隆的基因片段全长1 023 bp,其序列与铜绿假单胞菌、恶臭假单胞菌等假单胞菌的转录调控蛋白Ptx S的基因序列一致性达80%左右,编码由340个氨基酸残基组成的蛋白Ptx S。该蛋白与恶臭假单胞菌Ptx S的同源性最高,氨基酸序列一致性达88%。该蛋白定位于细胞质,无信号肽和跨膜区,为亲水性蛋白。该蛋白的氨基酸序列中含有多个结构域,其二级结构中α螺旋、延伸链、β转角和无规卷曲所占的比例分别为54.41%,13.53%,10.88%和21.18%。本研究为该基因的表达及表达产物的分离纯化提供了理论基础。

摘要：饱和吸收谱技术与激光稳频技术都是前沿量子科技中广泛应用的基础实验技术。北京大学高级光电子技术实验室将两者融合,自主设计了基于饱和吸收谱的激光稳频实验系统,并用于教学实践。实验中,清晰可见的分立光谱帮助于学生直观感受抽象的量子化图像,加深对相关概念的理解;精密的光路电路调节可以充分锻炼学生的沉稳心态和动手能力;实验内容丰富,紧跟时代前沿,可以有效启发思维,开阔眼界,激发兴趣。

摘要：采用聚合酶链式反应技术,从2-酮基葡萄糖酸工业生产菌株变形假单胞菌JUIM01中克隆2-酮基葡萄糖酸激酶的全长基因kguK,并在此基础上构建了重组菌株大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a(+)-kguK。在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷的诱导下,该重组菌株表达了一个特异的分子质量约为36.0 ku融合蛋白,且该蛋白的Western-Blot鉴定结果显示为阳性。生物信息学分析结果表明,该蛋白是一种由305个氨基酸残基组成的亲水性蛋白,定位于细胞质中,存在着与pfkB家族蛋白类似的保守结构域,其二级结构中α-螺旋、延伸链和无规则卷曲所占的比例分别为35.73%、12.79%和51.48%。

摘要：经超声破碎细胞、TritonX-114相分离、盐析、DEAE-sepharose离子交换层析和Hydroxyapatite吸附层析等步骤,从2-酮基葡萄糖酸(2-keogluconic acid,2KGA)生产菌株粘质沙雷氏菌JUIM03中获得比活力91.43 U/mg、纯化倍数160.4 倍的膜结合葡萄糖酸脱氢酶(gluconate dehydrogenase,GADH)。研究结果表明,粘质沙雷氏菌膜结合GADH由3 个亚基组成,其分子质量分别为65.0、45.0 kDa和23.0 kDa左右,是一种含有细胞色素C的黄素蛋白,能够催化氧化葡萄糖酸为2KGA。粘质沙雷氏菌膜结合GADH的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH 5.0,在30 ℃以下、pH 5.0~6.0的条件下较为稳定;该酶具有严格的底物特异性,只有在D-葡萄糖酸作为底物时才具有催化活性,其Km值为1.33 mmol/L;一些金属离子(如Fe3+、Cu2+ 和Zn2+ )、有机溶剂(乙醇、异丙醇、甲醇和丙酮)、变性剂(十二烷基硫酸钠和巯基乙醇)以及有机酸(草氨酸和草酸)对膜结合GADH的催化活性具有明显的抑制作用。研究为粘质沙雷氏菌2KGA生物合成的过程优化与控制提供了一定的理论依据。

摘要：从变形假单胞菌JUIM01中克隆2-酮基葡萄糖酸操纵子(kgu操纵子),明确其基因组成及生物学信息。根据报道的假单胞菌的基因组信息设计简并引物,采用LA-PCR技术克隆变形假单胞菌的kgu操纵子,对克隆的基因片段进行测序,在此基础上利用生物信息学方法进行分析。结果表明:克隆到的基因片段全长为6 130bp,其中包括基因ptx S、kgu E、kgu K、kgu T和kgu D,分别编码2-酮基葡萄糖酸代谢调控蛋白Ptx S、2-酮基葡萄糖酸差向异构酶、2-酮基葡萄糖酸激酶、2-酮基葡萄糖酸转运蛋白和2-酮基葡萄糖酸-6-磷酸还原酶;这些基因与铜绿假单胞菌PAO1的kgu操纵子中相应基因的序列一致性达56.15%~76.74%,然而变形假单胞菌的ptx S很可能并不位于kgu操纵子中。研究首次从变形假单胞菌中克隆到kgu操纵子,并对其进行生物信息学分析,为变形假单胞菌2-酮基葡萄糖酸代谢机理的研究奠定了基础。

摘要：采用降落聚合酶链式反应(touchdown polymerase chain reaction,TD-PCR)技术,从2-酮基葡萄糖酸工业生产菌株变形假单胞菌JUIM01中克隆了编码2-酮基葡萄糖酸差向异构酶的基因kgu E。将目的基因与质粒pET-28a(+)重组后转入宿主表达菌中,获得了重组菌株大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a(+)-kgu E。在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷的诱导下,该重组菌株表达了一个分子质量约为30.5 ku的融合蛋白,且该蛋白的Western-blot鉴定结果显示为阳性。生物信息学分析结果表明,该蛋白是一种由256个氨基酸残基组成的分子质量为28.5 ku的亲水性蛋白,与恶臭假单胞菌的2-酮基葡萄糖酸差向异构酶在氨基酸序列上的一致性达78%,定位于细胞质中,其二级结构中α-螺旋、延伸链和无规则卷曲所占的比例分别为40.62%、17.19%和42.19%。本研究结果为变形假单胞菌2-酮基葡萄糖酸差向异构酶的功能研究提供了一定理论支持。

摘要：该研究旨在明确变形假单胞菌JUIM01葡萄糖酸脱氢酶操纵子的结构及其基本的生物学信息。采用LA-PCR技术,从菌株JUIM01中克隆葡萄糖酸脱氢酶操纵子(gad操纵子)的全长序列;利用在线生物信息学工具,对克隆的序列进行分析;通过对变形假单胞菌膜结合葡萄糖酸脱氢酶的组成和结构分析,初步验证克隆和序列分析的结果。研究结果表明,变形假单胞菌gad操纵子具有3个结构基因gndS、gndL和gndC,分别编码膜结合葡萄糖酸脱氢酶的3个亚基。变形假单胞菌gndS基因与解淀粉欧文氏菌CFBP1430葡萄糖酸脱氢酶小亚基的编码基因的序列一致性为59.89%,其编码的蛋白属于gluconate_2-dh3 superfamily,为跨膜蛋白;基因gndL与铜绿假单胞菌PAMH19葡萄糖酸脱氢酶大亚基的编码基因的序列一致性为77.68%,其编码的蛋白属于GMC_oxred_C superfamily,为跨膜蛋白;基因gndC与香茅醇假单胞菌P3B5葡萄糖脱氢酶中亚基的编码基因的序列一致性达85.31%,其编码的蛋白属于CccA superfamily。该结果为变形假单胞菌葡萄糖酸脱氢酶的转录调控机制研究提供了一定的理论基础。

摘要：研究一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的液滴电量实时检测系统,提出了通过检测液滴产生频率以及液滴流在系统回路产生的电流而计算单个液滴平均电量的方法。利用超高速集成电路硬件描述语言(very high speed integrated circuit hardware description language,VHDL)设计数字频率计以及A/D变换器,可以实现单个液滴电量的检测;利用自行研制的液滴检测系统进行实验,能够精确地检测充电液滴的带电量,得到不同频率下充电电压与液滴充电电量的相互关系,从而为液滴精确充电提供了依据,并可为均匀液滴喷射沉积制造的制件成型精度奠定基础。