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期刊信息/Journal information
生物工程学报
生物工程学报

杨胜利

月刊

1000-3061

cjb@im.ac.cn

010-64807509

100101

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
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    原人参二醇型皂苷水解酶及制备人参皂苷Compound K的研究进展

    杨文华顾秋亚余晓斌
    978-992页
    查看更多>>摘要：人参皂苷Compound K(CK)是一种具有抗癌抗炎等药理活性的化合物.目前在天然人参中暂未鉴定出,工业上主要通过原人参二醇型皂苷的去糖基化进行制备.相对于传统的物理、化学的去糖基化法,利用原人参二醇型皂苷水解酶制备CK具有特异性强、绿色环保和高效稳定的优点.本文根据水解酶作用的糖基连接碳原子的差异将原人参二醇型皂苷水解酶分成了 3类,发现大多数能制备CK的水解酶为Ⅲ型原人参二醇型皂苷水解酶.此外,对水解酶在制备CK中的应用进行了总结评估,旨在为人参皂苷CK的大规模制备及其在食品和药品行业中的开发提供参考.

    原人参二醇型皂苷水解酶酶催化应用制备人参皂苷CompoundK

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    基于工业环境扰动的微生物适应性进化

    汤晓玲陈静祥柳志强郑裕国...
    993-1008页
    查看更多>>摘要：合成生物学技术的快速发展极大提升了微生物细胞工厂的构建能力,为化学品的绿色高效生产提供了重要策略.然而,微生物细胞难以耐受高强度工业环境、抗逆性差,成为了限制其生产性能的关键因素.适应性进化是一种人为施加定向选择压力,使微生物经过长期或短期驯化,获得适应特定环境的表型或生理性能的重要方法.近年来,随着微流控、生物传感器、组学分析等技术的发展,适应性进化为提升微生物细胞在工业环境下的生产性能奠定了基础.本文论述了适应性进化的关键技术及在提高微生物细胞工厂环境耐受性和生产效率方面的重要应用,并展望了适应性进化实现微生物细胞工厂在工业环境下高效运行的重要前景.

    适应性进化工业环境扰动微生物细胞工厂耐受性生产性能

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    反硝化聚磷菌及其脱氮除磷机理研究进展

    郑春霞王侧容张漫漫吴启凤...
    1009-1025页
    查看更多>>摘要：水体富营养化是当前水环境保护工作的重点关注问题,微生物修复富营养化水体具有高效、低耗且不产生二次污染等特点,已经成为富营养化水体生态修复的一种重要方式.近年来,对反硝化聚磷菌的研究及其在污水处理工艺中的应用越来越广泛.不同于传统的反硝化细菌联合聚磷菌去除氮磷工艺,反硝化聚磷菌在交替厌氧、缺氧/好氧条件下能同时进行脱氮除磷而被广泛关注与研究.值得注意的是,近几年报道的部分微生物仅在好氧条件下就可进行同时脱氮除磷,但是其脱氮除磷机理仍未理清.基于此,文中总结了目前发现的反硝化聚磷菌和同时硝化反硝化聚磷微生物的种类及特点,并对其脱氮与除磷的关系及其机理进行了系统性分析,对目前反硝化除磷存在的问题进行了梳理,最后对今后的研究方向进行了展望,以期为完善反硝化聚磷菌的脱氮除磷机理及工艺改进提供参考.

    富营养化反硝化聚磷菌同时硝化反硝化除磷关系机理

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    ZnO和CuO纳米颗粒对废水生物处理的影响及缓解毒性的研究进展

    杨裕然张灿李振轮
    1026-1039页
    查看更多>>摘要：ZnO和CuO纳米颗粒(nanoparticles,NPs)在研究、医学和工业等领域的广泛使用,已引起人们对其生物安全性的忧虑.相关学者已在污水处理系统中检测到ZnO NPs和CuO NPs,由于其独特的理化性质,低含量NPs就对微生物群落结构和生长代谢产生毒性,进而影响污水脱氮的稳定运行.本文综述了 ZnO NPs和CuO NPs对生物脱氮系统中相关功能细菌的毒性及机制,并总结了通过调节水环境因素(如pH值、离子强度、离子类型和天然有机物等)缓解ZnO NPs和CuO NPs的细胞毒性,以期为今后缓解和应急调控金属纳米颗粒(metal oxide nanoparticles,MONPs)对污水处理系统的冲击提供理论基础和支撑.

    金属氧化物纳米颗粒解毒生物脱氮毒性机制环境介质

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    典型固体废物中冶金微生物及其浸出机理研究进展

    贾瑞雪顾卫华赵静白建峰...
    1040-1055页
    查看更多>>摘要：典型固体废物(废电器、废电池、污泥、焚烧飞灰、废催化剂等)含有大量金属资源,回收再利用的价值极高.微生物浸出典型固体废物受多因素影响.对不同微生物浸出金属的菌种筛选、浸出规律和机理的掌握,有助于典型固体废物中金属资源的绿色高效回收,可为我国"双碳"目标作出贡献.本文综述了从典型固体废物中浸出金属的各类微生物,分析了冶金微生物的作用机制,并展望了微生物冶金的应用前景,以期为微生物冶金技术在典型固体废物中的高效应用提供理论参考.

    固体废物金属生物浸出真菌细菌浸出机理

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    以分枝杆菌为底盘细胞生物合成甾药中间体的研究进展

    宋士奎何建新黄永棋苏正定...
    1056-1069页
    查看更多>>摘要：甾体药物(steroid drugs)是一类具有重要生理和药理作用的药物.目前,甾药行业主要通过分枝杆菌(Mycobacteria)转化制备系列重要甾药中间体,再经过必要的化学修饰或酶法修饰获得高端甾体药物.较之前的"薯蓣皂素-双烯醇酮"体系具有原料廉价且来源丰富、生产成本低且反应路线短、收率高且环境友好等优点.基于基因组学和代谢组学进一步揭示分枝杆菌甾醇降解途径中关键酶系及其催化机理,使分枝杆菌作为底盘细胞成为可能.本文对不同物种类固醇转化酶的发现、分枝杆菌自源基因和异源基因过表达的改造以及分枝杆菌作为底盘细胞的优化和修饰等方面的研究进展进行了综述.

    分枝杆菌底盘细胞生物转化甾体药物

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    光发酵强化三角褐指藻生产岩藻黄素

    诸德斐杨润青魏东
    1070-1082页
    查看更多>>摘要：本研究旨在建立光发酵培养三角褐指藻高效生产岩藻黄素的技术体系.在5L光发酵罐中,系统研究了兼养条件下初始光强、氮源种类和浓度以及光质对于三角褐指藻生物量浓度和岩藻黄素积累的效果.结果表明,在初始光强为100μmol/(m2·s)红蓝(R∶B=6∶1)混合光、含氮量为0.02 mol/L的胰蛋白胨和尿素混合氮源(1∶1,Nmol/Nmol)优化条件下,三角褐指藻生物量浓度、岩藻黄素含量和产率分别达到了最大值3.80 g/L、13.44 mg/g和4.70 mg/(L·d),比优化前分别提高了 1.41、1.33和2.05倍.本研究开发了强化三角褐指藻光发酵生产岩藻黄素的关键技术,促进了海洋天然产物开发.

    岩藻黄素三角褐指藻光发酵红蓝光混合氮源

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    结冷胶固定化保加利亚乳杆菌及在玉米秸秆连续发酵D-乳酸中的应用

    郭勇鑫王刚李柯欣韩嘉棋...
    1083-1095页
    查看更多>>摘要：秸秆生物炼制化学品是解决秸秆资源利用附加值低、减轻秸秆焚烧带来的环境污染的主要方法之一.本研究制备了结冷胶固定化保加利亚乳酸杆菌(Lactobacillus bulgaricus)T15凝胶珠(结冷胶-T15凝胶珠),并对其性质进行表征,建立了结冷胶-T15凝胶珠固定化细胞循环连续发酵产D-乳酸发酵工艺.结冷胶-T15凝胶珠的断裂应力为(91.68±0.11)kPa,较海藻酸钙固定化T15凝胶珠(海藻酸钙-T15凝胶珠)提高了 125.12％,表明结冷胶-T15凝胶珠的强度更强.以结冷胶-T15凝胶珠为出发菌株,葡萄糖为发酵基质,10批次循环(720 h)发酵,其D-乳酸最高批次产量为(72.90±2.79)g/L,较海藻酸钙-T15凝胶珠提高了 33.85％,较游离T15提高了 37.70％.将葡萄糖更换为玉米秸秆酶解液,使用结冷胶-T15凝胶珠进行10批次循环(240 h)发酵,D-乳酸生产强度可达(1.74±0.79)g/(L·h),远高于游离菌.10批次循环发酵后结冷胶-T15凝胶珠磨损率小于5％,表明结冷胶是一种细胞固定化的良好载体,可广泛应用于细胞固定化工业发酵领域.本研究为细胞循环发酵产D-乳酸工业化生产提供基础数据,为玉米秸秆生物炼制D-乳酸提供了新途径.

    海藻酸钙结冷胶保加利亚乳杆菌固定化循环发酵玉米秸秆

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    基于表达元件和宿主优化促地衣芽胞杆菌高效表达L-天冬酰胺酶

    杨新愿饶忆张梦茜王佳琪...
    1096-1106页
    查看更多>>摘要：L-天冬酰胺酶(L-asparaginase,L-ASN)广泛用于恶性肿瘤治疗及低丙烯酰胺食品生产,然而其较低的表达水平限制了应用推广.异源蛋白表达是提高目标酶表达水平的有效策略,芽胞杆菌广泛用于酶蛋白的高效生产,本研究拟通过表达元件及宿主优化提高芽胞杆菌(Bacillus)中L-天冬酰胺酶产量.首先,筛选了 5种信号肽(SPSacC、SPAmyL、SPAprE、SPYwbN、SPWapA)用于L-天冬酰胺酶的分泌表达,其中SPSacC介导下L-天冬酰胺酶分泌效果最好,酶活达到157.61 U/mL.随后,选取了 4种芽胞杆菌强启动子(P43、PykzA-P43、PUbay、PbacA),其中串联启动子PykzA-P43介导的L-天冬酰胺酶表达量最高,较对照菌株提高了 52.94％.最后,筛选了 3种芽胞杆菌表达宿主:地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)△0F3 和 BL10、枯草芽胞杆菌(B.subtilis)WB800,其中,地衣芽胞杆菌BL10作为宿主时,L-天冬酰胺酶酶活最高,达到了 438.3 U/mL,较对照菌株提高了 81.83％,为目前报道的L-天冬酰胺酶摇瓶酶活最高水平.综上所述,本研究成功构建了一株高产L-天冬酰胺酶的地衣芽胞杆菌工程菌株BL10/PykzA-P43-SPsacC-ansZ,为L-天冬酰胺酶工业化生产奠定了基础.

    L-天冬酰胺酶地衣芽胞杆菌信号肽启动子表达宿主

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    发酵乳杆菌来源L-阿拉伯糖异构酶理性设计及在D-塔格糖生产中的应用

    李娟吴敬陈晟夏伟...
    1107-1118页
    查看更多>>摘要：L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是D-半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶.为提高L-阿拉伯糖异构酶对D-半乳糖的活性及在生物转化中的转化率,本研究对发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶进行重组表达和生物转化应用,并对其底物结合口袋进行理性设计以提高酶对D-半乳糖亲和力和催化活性.结果显示,突变体F279I对D-半乳糖的转化率提高至野生型酶的1.4倍,进一步叠加获得的双突变体M185A/F279I的Km和kcat分别为530.8 mmol/L与19.9 s-1,底物亲和力显著提高,催化效率提高至野生型酶的8.2倍.以400 g/L乳糖为底物时,突变酶M185A/F279I转化率高达22.8％.本研究在乳糖高值化生产塔格糖方面具有重要的应用价值.

    L-阿拉伯糖异构酶理性设计D-半乳糖D-塔格糖转化率

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