摘要：合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B_(12)作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物制造在合成生物学发展的推动下不断创新.本文探讨了自1926年维生素B_(12)小分子被发现至今的重要研究成果和内容,其中囊括在早期医学、化学研究时期,维生素B_(12)相关研究的重要诺奖级成果;天然合成维生素B_(12)菌株挖掘、催化途径解析及遗传工具开发;人工重组合成维生素B_(12)菌株和体系的构建及优化等重要内容.聚焦近30年来,合成生物学系统研究方法的提出和推进对维生素B_(12)生物制造有显著促进作用.这些进展推动了维生素B_(12)从简单的天然菌种“制造”过程走向更具设计性、智能化的人工菌种与人工体系的“智造”过程转变.此外,维生素B_(12)复杂的天然合成途径成为经典的研究范本,为合成生物学发展提供了优秀的经典案例,与合成生物学的发展结下“不解之缘”.

摘要：莽草酸是一种天然的芳香族化合物,具有抗氧化、抗炎、抗菌等功效,在医药领域具有重要的应用价值。该研究旨在通过大肠杆菌的代谢工程改造和培养基优化提高莽草酸的生物合成产量。从野生型大肠杆菌W3110出发对代谢途径进行基因组层面改造,采取敲除莽草酸消耗途径、强化莽草酸合成途径、提高前体物供给等策略构建了一株能够高效生产莽草酸的菌株。在此基础上对培养基进行优化:采用单因素实验和Plackett-Burman实验对发酵培养基中影响莽草酸生产的因素进行评估,筛选出酵母粉、蛋白胨和MgSO_(4)·7H_(2)O 3种具有显著影响的因素;应用Box-Behnken进行3因素3水平的设计及响应面模型构建与分析,获得最佳的发酵培养基配方为:初始葡萄糖10 g/L,酵母粉2.06 g/L,蛋白胨1.52 g/L,K_(2)HPO_(4)3 g/L,KH_(2)PO_(4)3.5 g/L,(NH_(4))_(2)SO_(4)3 g/L,MgSO_(4)·7H_(2)O 0.20 mmol/L,磷酸甜菜碱0.22 g/L,CaCl_(2)·2H_(2)O 15 mg/L,维生素B 10.5 mg/L,微量元素混合液1 mL/L,pH 7.0~7.2。在此条件下,莽草酸在摇瓶规模的发酵产量达到2.66 g/L,是优化前的2倍。该研究为莽草酸在大肠杆菌中的生物合成相关研究和工业化发酵生产奠定基础。

摘要：聚苹果酸(PMLA)是一种新型的高分子聚合物材料,被广泛应用于医疗、环保、材料等领域。该研究发现,向基础发酵培养基中添加玉米浆有助于促进产黑色素短梗霉合成PMLA。结果表明,玉米浆添加浓度为7 g/L时,PMLA在5 L发酵罐中的含量可达到(69.73±1.20)g/L,相较于空白组提高了43.5%。通过转录组学分析,发现添加7 g/L玉米浆后,菌体糖酵解途径、尿素循环与TCA循环途径等相关基因表达均有所上调,从而提高发酵液中PMLA含量。

摘要：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。

摘要：p53是迄今发现突变频率最高的一种肿瘤抑制蛋白质,突变会导致p53抑癌功能丧失并诱导癌症的发生。绝大多数的突变发生在p53的核心DNA结合区域(p53C),其中Y220C是研究较多的一种突变体。虽然已有研究表明该突变能够降低p53C的结构稳定性,但其影响p53C构象转换的分子机制尚不清晰。本文利用分子动力学(MD)模拟方法研究了p53C突变体Y220C(p53C-Y220C)的结构变化,发现Y220C突变主要影响Y220C cluster区域(包括残基138-164和215-238),且Y220C突变减少了Y220C cluster的β-折叠含量。进一步分析发现,Y220C突变不仅直接破坏突变氨基酸与周围氨基酸Leu145和Thr155之间的氢键,而且降低了Y220C cluster区域的折叠片S3和S8之间的氢键数量,使Y220C突变所形成的亲水性空腔变大,加速了水分子进入该蛋白质内部,并最终导致了p53C-Y220C变性。MD模拟结果揭示了Y220C突变影响p53C结构转换的分子机制,该研究对p53C-Y220C突变体高效稳定剂的筛选和设计具有重要意义。

摘要：目的制备活性多肽奶基质脂质体,对其物理化学性质进行表征并添加于凝胶、溶液和乳液中,制备脂质体制剂。方法以牛奶、豆奶等奶基质采用薄膜分散法制备脂质体;采用激光粒度仪考察脂质体粒径与电位的分布情况;设计不同的防腐配比筛选脂质体凝胶制剂最优防腐方案;于4℃和室温条件下考察制剂稳定性。结果2种奶基质脂质体粒径约150 nm,多分散系数均<0.2,表明分散度良好;脂质体电位约-20 mV,有利于分散稳定。防腐剂α-红没药醇和ε-聚赖氨酸的含量分别为0.5%和0.3%时脂质体凝胶制剂具有优异的防腐性能。将脂质体添加于凝胶、溶液和乳液中,所得脂质体制剂外观均匀分散,稳定性良好,其中所制得的活性多肽奶基质脂质体胶体制剂具有胶体系统所特有的蓝色乳光和丁达尔效应。结论以牛奶、豆奶等奶基质,采用薄膜分散法制备的脂质体,稳定性好,方法简便易行,添加于各种皮肤外用制剂中,用于递送活性物质,改善皮肤状态。

摘要：充分发挥课堂教学主渠道在高校思想政治工作中的作用,运用教学创新方法、创新方式,助力课程思政工作创新。我们在微生物学课程教学中,通过改革教学模式,采用大班授课小班辅导,注重过程考核,将理论教学与实验教学、创新实践紧密结合,以及挖掘典型教育案例、代表性人物励志故事、我国科技创新的事例等,将课程知识点与思政元素相结合。实践表明,改革后的课程教学培养了学生的自主学习能力,夯实了学生的专业基础,有效提升了教学效果和学生的科学素养,提高了学生的应用能力和综合素质,有助于增强学生的自信心和服务社会的责任感,增强学生的爱国主义情怀,能够实现知识传授、能力培养与价值引领的有机统一。

摘要：设计并合成了两种亚硫酸甘油酯衍生物:(1,2-环亚硫酸甘油酯)苯磺酸酯(ODMB)和(1,2-环亚硫酸甘油酯)对甲苯磺酸酯(ODMM),通过库伦效率、恒流充放电,交流阻抗和扫描电子显微镜等测试研究了其作为电解质添加剂对LiCoO2/Li电池电化学性能的影响。结果表明,ODMB和ODMM均具有良好的热稳定性,分解温度分别为256和255℃。掺杂0.7%(质量分数) ODMB的电池放电容量为147.98 mAh·g^(-1),在50次循环后仍保持其初始放电容量(151.76 mAh·g^(-1))的97.51%。与空白电解液相比,添加了ODMB和ODMM的电解液的电极表面具有更致密和稳定的膜结构,显著降低了电极的电荷转移阻抗。浸润性测量结果表明,0.7%(质量分数) ODMB电解液比空白电解液具有更好的浸润性,可以有效改善电池的组装过程。

摘要：利用目标纳豆芽孢杆菌(Bacillus Natto)所应具有的耐热性、耐盐性、显著的蛋白酶活性及生物素缺陷等生物学特性,设计了定向选育方案,从日本传统食品纳豆中筛选出具有较高纤溶活性的8株枯草芽孢杆菌,命名为 NK-1～NK-8；根据菌落形态、生理生化特征,鉴定为纳豆芽孢杆菌。NK-4菌株经过发酵培养,液体培养指数生长期为4～12h,最佳产酶条件是 pH7．0,培养温度34℃,装液量100mL/500mL。

摘要：为实现大肠杆菌高效生产β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,β-NMN),设计模块化代谢改造策略。首先,对烟酰胺(nicotinamide,NAM)和β-NMN支路代谢涉及的8个酶进行失活,减少底盘细胞对前体和产物的额外消耗。其次,通过引入NAM输入蛋白(BcNiaP)、β-NMN输出蛋白(BmPnuC)、5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成酶(5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate synthetase,Prs)和烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase,Nampt),敲除调节蛋白PurR,工程菌N12’摇瓶发酵可积累0.34 g/L的β-NMN;此后,比对筛选发现Comamonadaceae bacterium来源的Nampt活性较高且对底盘细胞负担较小;通过进一步强化BmPnuC和Prs的表达水平,工程菌N18摇瓶发酵β-NMN产量提高至1.36 g/L。最后,利用发酵罐分批补料发酵38 h,β-NMN产量达到10.2 g/L,NAM到β-NMN的摩尔转化率为74.5%。研究构建的β-NMN发酵菌株具有遗传背景清晰、无营养缺陷、无需诱导等优势,工业前景良好。