期刊,生物工程学报 2022年卷12期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

生物工程学报

主　　编：杨胜利

出版周期：月刊

国际刊号：1000-3061

电子邮箱：cjb@im.ac.cn

电　　话：010-64807509

邮政编码：100101

地　　址：北京朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所B401

生物工程学报/Journal Chinese Journal of BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>《生物工程学报》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办。主要报道生物工程研究的新发展、新成果、新技术。刊登的内容包括：基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程、组织工程、生物信息、生物制药、生物芯片等。栏目设有：综述、研究报告、研究简报、技术与方法等。《生物工程学报》创刊于1985年。20多年来，本刊始终以推动生命技术发展和促进国家经济建设为宗旨，及时报道我国生物工程方面的重要研究成果, 有力地促进了国内在这一领域的学术交流，为科研教学和经济建设发挥了积极的作用。本刊已被美国<CA>,<BA>，<MEDLINE>,及<俄罗斯文摘>、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、万方数据库、中国科技期刊光盘版等检索系统收录，是中国自然科学核心期刊。

正式出版

收录年代

外源CdS纳米粒子对大肠杆菌生长的影响

王杰杨悦崔岱宗赵敏...

4681-4691页

查看更多>>摘要：半导体纳米材料在光激发下产生光电子和空穴,会影响微生物生长,其中空穴的氧化性将对菌体造成损伤,而光电子的作用可能会促进微生物代谢.本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)作为研究对象,通过OD600和菌落形成单位(colony forming unit,CFU)的测定,评价添加外源硫化镉(cadmium sulfide,CdS)纳米粒子后大肠杆菌的生长变化;结合对胞内氧化酶活力、丙酮酸和丙二醛浓度的测定,及相关基因的实时荧光定量PCR分析,说明CdS对大肠杆菌代谢的影响.结果表明,在光照条件下,CdS的加入使大肠杆菌OD600提升了 32.4％,丙酮酸积累量提高了 34.6％;分裂蛋白基因ftsZ上调,并维持在50％以上,三羧酸循环关键酶基因icdA和gltA相对表达量上调86％和103％.这表明微生物可利用半导体光电子,促进自身生长代谢.研究结果有助于加深对纳米粒子与微生物相互作用的认识.

关键词：

大肠杆菌光催化硫化镉微生物生长代谢矿物光电子

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

用于红霉素生产的500 m3生物反应器的理性设计

谭鑫李超郭美锦

4692-4704页

查看更多>>摘要：红霉素(erythromycin)是由绛红色糖多胞菌(Saccharopolyspora erythraea)发酵生产的次级代谢产物,其生产水平不仅受发酵工艺的影响,也受反应器结构影响.为解决红霉素发酵过程放大问题,本研究采用时间常数法和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟验证相结合的方法设计了 500 m3超大规模红霉素耗氧发酵生物反应器.首先,通过对50 L反应器红霉素发酵过程研究,发现溶氧是关键性限制因素,通过氧消耗速率(oxygen uptake rate,OUR)等参数分析计算得到设备的氧供应时间常数tmt需小于6.25 s.然后,基于时间常数法和经验关联式理性设计500 m3反应器搅拌桨叶组合方式,即底层BDT8桨叶+两层MSX4桨叶的搅拌桨组合,并通过经验公式及CFD方法对设计结果进行了模拟验证.两种验证方法结果均表明500 m3反应器采取底层BDT8桨叶+两层MSX4桨叶的组合方式时设备的氧供应时间常数小于6.25 s,且反应器内流场特性(如持气率、剪切率和速度矢量等)均能满足红霉素大规模发酵的需要.经实际发酵验证,设计的生物反应器能够满足红霉素的工业规模发酵应用.

关键词：

红霉素发酵生物反应器设计计算流体力学模拟耗氧速率时间常数法

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

过氧化氢酶-无机杂化纳米花的制备及催化特性

庞焦姜梦彤刘羽欣李明玉...

4705-4718页

查看更多>>摘要：过氧化氢酶(catalase,CAT)是一种在食品、医疗、纺织等领域广泛应用的工业酶,具有催化效率高、专一性强、绿色环保等突出特点.工业中游离过氧化氢酶无法回收再利用,导致以其为核心的工业生物转化过程成本较高.开发一种简单、温和、低成本并且体现绿色化学理念的方法对过氧化氢酶进行固定化有望提高其利用率并且强化酶学性能,具有迫切的现实需求.本研究将源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168的过氧化氢酶KatA在大肠杆菌中进行重组表达,之后将分离纯化得到的纯酶以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶并进行酶学性质研究.结果显示,利用乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析3步纯化,最终获得电泳纯的重组KatA,之后通过优化制备条件获得了一种新型KatA/Ca3(PO4)2杂化纳米花固定化酶.酶学性质研究结果显示,游离酶KatA的最适反应温度为35℃,KatA/Ca3(PO4)2杂化纳米花的最适反应温度为30-35℃,二者最适反应pH值均为11.0.游离酶KatA和KatA/Ca3(PO4)2杂化纳米花在pH 4.0-11.0和25-50℃条件下均表现出较好的稳定性.KatA/Ca3(PO4)2杂化纳米花显示出比游离酶KatA更好的储存稳定性,在4℃储存14d后仍保留82％的酶活力,而游离酶仅具有50％的酶活力.此外,纳米花在进行5次催化反应后仍具有55％的酶活力,表明其具有较好的操作稳定性.动力学研究结果显示,游离酶KatA对底物过氧化氢的 Km 为(8.80±0.42)mmol/L,kcat/Km 为(13 151.53±299.19)L/(mmol·s);而 KatA/Ca3(PO4)2杂化纳米花的 Km为(32.75±2.96)mmol/L,kcat/Km为(4 550.67±107.51)L/(mmol·s).与游离酶 KatA相比,KatA/Ca3(PO4)2杂化纳米花对底物过氧化氢的亲和力下降,同时其催化效率也有所降低.综上所述,本研究以Ca2+作为自组装诱导剂,成功将KatA以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶,不仅对部分酶学性能实现了强化,而且为固定化过氧化氢酶的绿色制备和规模化应用奠定了基础.

关键词：

过氧化氢酶固定化酶有机-无机杂化纳米花酶学性质

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

ToxR负调控副溶血弧菌中c-di-GMP的合成

张苗苗薛星帆孙君芳吴齐敏...

4719-4730页

查看更多>>摘要：副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)是世界范围内引起海产品相关食物中毒的主要致病菌,具有很强的生物膜形成能力.ToxR是一种膜结合调控蛋白,对副溶血弧菌生物膜形成具有一定的调控作用,但具体机制尚未见报道.c-di-GMP是一种普遍存在于细菌中重要的第二信使,参与调控细菌的多种生物学行为包括生物膜的形成.本文探究ToxR对副溶血弧菌中c-di-GMP代谢的调控作用.利用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定副溶血弧菌野生株(wild-type,WT)和toxR突变株(△toxR)中c-di-GMP水平的差异.挑选c-di-GMP代谢相关基因scrA、scrG和vpa0198为进一步研究的靶标,采用实时定量qPCR实验检测靶基因在WT和△toxR中的转录水平差异;将靶基因调控区DNA序列克隆入pHRP309质粒中无启动子的β半乳糖苷酶基因上游,采用lacZ报告基因融合实验进一步研究ToxR对靶基因的转录调控关系;将重组质粒分别导入含有pBAD33或pBAD33-toxR的EC100λpir中,采用lacZ报告基因融合实验研究ToxR是否能在异体宿主中调控靶基因的表达;PCR扩增靶基因上游调控区DNA序列,并纯化 His-ToxR 蛋白,用凝胶阻滞实验(electrophoresis mobility shift assay,EMSA)研究 His-ToxR 与靶基因启动子区DNA序列是否具有结合作用.ELISA结果显示△toxR中c-di-GMP含量显著性高于WT中的,说明ToxR抑制c-di-GMP的产生;实时定量qPCR结果表明WT中scrA、scrG和vpa0198的转录水平显著性高于△toxR中的,表明ToxR抑制它们的转录;lacZ报告基因融合实验结果表明ToxR可抑制副溶血弧菌和EC100λpir中scrA、scrG和vpa0198的启动子区活性;EMSA实验显示His-ToxR能特异性地结合到scrA和scrG的上游调控区DNA序列上，而对vpa0198的上游调控区DNA序列无结合作用.综上所述，ToxR 通过直接调控相关酶蛋白基因的转录来抑制副溶血弧菌内c-di-GMP的合成，从而有助于精确调控生物膜形成等细菌行为.

关键词：

副溶血弧菌转录调控ToxRc-di-GMP

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

棒状乳杆菌FZU63发酵对红茶汤风味品质改善的作用

李瑞丽刘宜锋骆伟博黄慧琳...

4731-4743页

查看更多>>摘要：乳酸菌发酵可赋予茶饮料独特的香气与滋味,且可改变其物质组成,产生益生因子等.目前,针对乳酸菌在不同发酵阶段对茶汤中风味物质形成影响的研究较少.本研究以从中国传统泡菜中筛选获得的棒状乳杆菌FZU63为发酵菌株,对不同发酵阶段红茶汤中的挥发性香气成分、还原糖、游离氨基酸、有机酸等含量的变化过程进行分析,并对发酵红茶汤的感官品质进行评价.结果表明,棒状乳杆菌FZU63以红茶汤中的葡萄糖、果糖、甘露糖和木糖作为发酵过程中的主要碳源物质.红茶汤经棒状乳杆菌FZU63发酵作用后,香气成分丰度显著增加,且主要香气组分结构发生改变,发酵红茶汤在花香、坚果香的基础上增添了水果香;此外,部分苦味氨基酸含量下降,甜味和鲜味氨基酸含量增加;并且,乳酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸含量在发酵过程中呈现积累.同时,感官评定结果表明棒状乳杆菌FZU63发酵可改善红茶汤的感官品质,且在发酵48 h后达到较优.本文系统分析了经棒状乳杆菌发酵不同阶段对红茶汤风味的影响,可为乳酸菌发酵茶饮料的品质控制与产业化应用提供理论参考.

关键词：

棒状乳杆菌FZU63红茶汤发酵风味物质品质改善

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

一种高效无选择标记的黑曲霉基因组编辑方法

申玉玉陈忠秀陈杰赵宝顶...

4744-4755页

查看更多>>摘要：黑曲霉(Aspergillus niger)是一种重要的工业生产菌株,被广泛地应用于生产酶制剂和有机酸,但仍需要进行基因组改造提高它的应用潜力.CRISPR/Cas9技术是一种被广泛采用的黑曲霉基因组编辑技术,但由于需要在基因组中整合选择标记或基因编辑效率还有待提高,影响了其在工业菌株改造中的应用.本研究建立了一种基于CRISPR/Cas9技术的高效无选择标记的基因编辑方法.首先,利用5S rRNA启动子启动sgRNA的表达,构建了一个含有AMA1(autonomously maintained in Aspergillus)复制起始片段的sgRNA和Cas9共表达质粒;同时通过敲除kusA基因构建非同源末端连接(non-homologous end joining pathway,NHEJ)修复缺陷的高效同源重组菌株;最后利用含有AMA1片段质粒的不稳定性,通过无抗平板传代丢失含有sgRNA和Cas9共表达质粒.利用该方法,在采用同源臂长度仅为20 bp的无选择标记供体DNA进行基因编辑时,基因编辑效率可达到100％.该方法为黑曲霉基因功能的研究和细胞工厂的构建奠定了基础.

关键词：

黑曲霉CRISPR/Cas9无标记基因组编辑非同源末端连接同源重组

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

定向驯化对异养蛋白核小球藻硒的耐受性及富集能力的影响

韩丽婕王伟良万民熙沈国敏...

4756-4764页

查看更多>>摘要：硒(Se)是生物体必不可少的微量元素,硒缺乏会导致人产生克山病、大骨节病等疾病,缺硒也会给畜牧业带来巨大损失.目前的补硒产品存在硒含量和生物利用度低、安全性差等问题,而通过小球藻培养可获得生物利用度高、安全性好的有机硒,因此是非常有应用前景的补硒产品.首先,为了获得对硒的耐受性和富集能力更强的藻种,研究通过定向驯化的方式逐步提高培养基中Na2SeO3浓度来驯化蛋白核小球藻,并对驯化时间和驯化过程中Na2SeO3的浓度梯度进行了优化.结果表明,驯化后的藻种对硒的耐受性和富集能力明显提高.在5 L发酵罐中,驯化后的藻株可以耐受40 mg/L的Na2SeO3,胞内有机硒合成速率提高了 175.6％.之后,在5 L发酵罐中进一步优化了硒的补加方式,在异养培养过程中分批补料添加40mg/LNa2SeO3时,最终获得的蛋白核小球藻细胞干重达106.4 g/L,有机硒含量为1 227mg/kg,有机硒合成速率为1.36 mg/(L·h).研究结果与已有蛋白核小球藻异养富硒文献报道的最高细胞密度75 g/L和最高有机硒含量560 mg/kg相比分别提高了 41.9％和119.1％.上述结果表明,通过定向驯化的方法,可大大提高蛋白核小球藻对硒的耐受性和富集能力.

关键词：

蛋白核小球藻异养培养有机硒驯化

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

生物化学中厌氧消化代谢途径的教学实践

陈畅李成

4765-4778页

查看更多>>摘要：厌氧消化是乳酸和乙醇发酵之外的另一条重要的无氧分解代谢途径,对促进资源高效利用、维持生态平衡、优化能源结构、缓解能源危机、推动实施"双碳"战略都具有重要意义.如此重要的代谢过程在大学生物化学课程教材和教学中没有涉及,使得教学体系不完整,亟需教学改革.厌氧消化过程涉及的反应众多,代谢途径复杂,为了让学生全面了解这一过程,教师通过查阅大量文献,将厌氧消化的主要反应途径归纳成图,较为完整地展现厌氧消化代谢过程,并通过BOPPPS教学模式融入课堂教学中.以代谢途径全图的形式直观展示分散冗杂的代谢过程,可以帮助学生构建厌氧消化代谢的系统框架,有助其丰富代谢知识体系,达到了良好的教学效果.本文介绍了厌氧消化代谢途径的内容及教学过程的设计,为生物化学、环境工程微生物学、新能源工程等课程教材的修订及相关课堂教学改革提供参考和借鉴.

关键词：

生物化学厌氧消化代谢途径BOPPPS教学模式教学改革

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

适于工程教育的生物化学PBL教学案例设计

赵培王素英张宏宇阮海华...

4779-4788页

查看更多>>摘要：工程教育是我国高等教育的重要组成部分,随着新工科人才培养内涵的不断深化,全方位开展课程改革,提高工科人才培养质量正当其时.为了突出新工科人才培养的特色,专业课和实习实践类课程正在成为课程教学改革的重点.但是,在专业基础课中如何突出工科特色人才培养的实践亟待探索.本文以生物化学课程为例,采用问题引导式教学方法,选择合适的教学案例,从科学与技术问题出发探索教学设计,引导学生凝练问题、分析问题并解决问题.实现引导学生从"被动式"到"主动式"学习的转变,提升学生思辨能力的同时,突出科学与技术的工程化应用,并为持续甚至终生学习奠定基础,为新工科背景下应用型人才培养提供参考和借鉴.

关键词：

工程教育PBL生物化学案例生物工程食品科学与工程

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

新经济形势下的生物工程一流专业建设与实践

袁文杰姬芳玲赵婷婷杨君...

4789-4796页

查看更多>>摘要：生物经济的快速发展迫切需要新型生物工程人才支撑,建立以创新型工程教育为理念的新工科人才培养模式,能够为区域经济发展与产业升级提供支撑作用.大连理工大学生物工程学院紧密围绕"服务国家战略""对接产业行业""引领未来发展""以学生为中心"等新工科建设的教育教学理念,从"面向新经济"的培养体系构建、"多学科交叉"的课程体系重构和"项目式"教学方式改革、"多元化"评价体系实施等方面进行生物工程专业建设改革和探索,提出了"价值引领、深厚的基础理论、强烈的创新意识、技术和非技术核心能力素养"四位一体的生物工程新工科人才培养标准.满足了产业对人才多样化、个性化和动态变化的需求,保障了产业与教育的深入融合发展,为生物工程一流本科专业建设提供了思路.

关键词：

新工科专业建设人才培养新产业新经济工程教育

原文链接:

NETL
NSTL
维普
万方数据

首页
1
2
3
4