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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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    聚对苯二甲酸乙二醇酯水解酶研究进展

    赵之怡张国强刘琨李盛英...
    1998-2014页
    查看更多>>摘要：塑料自20世纪首次合成以来给人类生活带来了极大的便利.然而,塑料稳定的高分子结构导致了塑料废弃物的持续堆积,对生态环境和人类健康均造成严重威胁.聚对苯二甲酸乙二醇酯[poly(ethylene terephthalate),PET]是产量最高的一种聚酯类塑料,近年来PET水解酶的相关研究展现出生物酶法对塑料进行降解、回收的巨大潜力,也为塑料生物降解机制研究建立了参考范例.本文综述了不同微生物来源的PET水解酶及其PET降解能力,阐述了最具代表性的PET水解酶—IsPETase降解PET的催化机理,并总结了近年来通过酶工程改造而获得的高效降解酶,为未来的PET降解机制研究、PET高效降解酶的进一步挖掘和改造提供参考.

    塑料降解聚对苯二甲酸乙二醇酯PET水解酶催化机理酶工程改造

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    来源于嗜热氢化杆菌的新型对苯二甲酸双(羟乙)酯水解酶的表达纯化与酶学性质

    陈阳阳高健赵夷培王浩...
    2015-2026页
    查看更多>>摘要：石化来源的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)被广泛用于矿泉水瓶、食品包装和纺织品等领域,因其在自然界中不易分解,大量使用后的PET废弃物造成了严重的环境污染与资源浪费.使用生物酶法对PET废弃物进行解聚,并对解聚产物进行升级循环利用是进行塑料污染治理的重要方向之一,其中关键的是PET水解酶的解聚效率.对苯二甲酸双(羟乙基)酯(bis(hydroxyethyl)terephthalate,BHET)是PET生物酶解的中间产物,其累积是限制PET水解酶催化效率的一个重要因素,BHET水解酶和PET水解酶的联用能提升PET的整体水解效率.来源于嗜热氢化杆菌(Hydrogenobacter thermophilus)的双烯内酯酶(HtBHETase)对BHET有显著水解效果,将该酶在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行重组表达并纯化后,对其酶学性质进行了研究.结果显示,HtBHETase对短碳链的酯类如对硝基苯酚乙酸酯催化活性较高,HtBHETase以BHET为底物时的最适反应pH值和最适反应温度分别为5.0和55℃;该酶有较好的热稳定性,经80℃的条件处理1 h仍能保持80％以上活性,显示出了良好的热稳定性,HtBHETase有在PET塑料生物解聚中使用的潜力,本研究为推动生物酶法降解PET提供了新的参考.

    对苯二甲酸双(羟乙基)酯水解酶表达纯化酶学性质

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    来源于糖丝菌双(2-羟乙基)对苯二甲酸酯水解酶的酶学性质表征及降解特性分析

    张洁单瑞达李霞曾志雄...
    2027-2039页
    查看更多>>摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯[poly(ethylene terephthalate),PET]降解酶的发掘是国内外研究的热点.双(2-羟乙基)对苯二甲酸酯[bis-(2-hydroxyethyl)terephthalic acid,BHET]是 PET 降解过程的一种中间化合物,会与PET竞争酶的底物结合位点,从而抑制PET进一步降解.因此,探寻新型BHET降解酶,对进一步提高PET的降解效率具有促进作用.本研究通过基因挖掘发现了一种来源于浅黄糖丝菌(Saccharothrix luteola)参与PET降解过程的水解酶基因sle(ID:CP064192.1,5085270-5086049),其编码的蛋白质可以将BHET水解为单(2-羟乙基)对苯二甲酸酯[mono-(2-hydroxyethyl)terephthalate,MHET]和对苯二甲酸(terephthalic acid,TPA).将 BHET 水解酶(Sle)通过重组质粒在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达,结果表明,在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG)诱导终浓度为0.4 mmol/L,诱导时长为12 h,诱导温度为20℃时蛋白的表达量最高.通过镍亲和层析、阴离子交换层析和凝胶过滤层析3步分离纯化,获得了高纯度的Sle重组蛋白;同时对其酶学性质进行了表征,Sle最适温度和pH分别为35℃和8.0,在25-35℃和pH 7.0-9.0区间内能保持80％以上的残余酶活,且金属离子Co2+能提高酶活力;进一步通过同源序列及Sle复合物结构分析得知,该酶属于二烯酸内酯水解酶(dienelactone hydrolase,DLH)家族,具备该家族典型的催化三联体,预测其催化位点分别为S129、D175和H207,并初步分析了其催化机理.最后,利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)鉴定了该酶能够特异性降解BHET生成MHET和TPA,属于BHET降解酶.本研究为生物酶法高效降解PET塑料提供了新的酶资源.

    聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)双(2-羟乙基)对苯二甲酸酯(BHET)降解酶分离纯化酶学性质

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    来源于海洋宏基因组塑料降解酶Ple629的耐热性提升改造

    赵夷培王浩武攀李志帅...
    2040-2052页
    查看更多>>摘要：石化来源的聚酯类塑料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)以及聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene adipate terephthalate,PBAT)等已被广泛使用,但由于它们在自然界中难以降解或生物降解周期较长导致了严重的环境污染,因此对这些塑料废弃物的处理是亟待解决的问题之一.从循环经济的角度考虑,利用生物酶法对聚酯类塑料如PET或PBAT等的废弃物进行解聚,再将解聚产物进行循环利用,是一个很有潜力的研究方向.探究近年来关于聚酯塑料降解酶的报道发现,高活性且耐高温的降解酶会有更大的潜在优势.来自海洋微生物宏基因组的中温塑料降解酶Ple629,在常温下对聚酯类塑料PET和PBAT均有较好的降解活力,但由于不耐受高温,限制了其潜在应用.在前期获得Ple629三维结构的基础上,本研究基于结构比对及能量设计,找到了一些潜在提升其热稳定性的位点进行改造设计,并对突变体进行了表达纯化和热稳定性测定.突变体V80C和D226C/S281C的熔点温度(Tm)值分别提升了5.2℃和6.9℃,突变体D226C/S281C的活性也比野生型酶提高了1.5倍,为后续对Ple629的进一步改造提供了思路和依据.

    聚对苯二甲酸乙二醇酯聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯水解酶表达纯化耐热性突变

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    塑料的降解与可降解塑料——聚羟基脂肪酸酯的合成

    张宗豪何宏韬张旭郑爽...
    2053-2069页
    查看更多>>摘要：近年来,塑料污染的问题始终困扰着人类社会.为了解决不可回收的塑料带来的环境问题,"降塑再造"的理念被提出."降塑再造"主要包括塑料的降解和塑料的再生.而再生成为可降解的聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)则是实现塑料内循环的一种方式.PHA是一种可由多种微生物合成的生物聚酯,以其特有的生物相容性和可降解性以及热加工性能而被大家所关注.同时利用PHA的多样化的单体组成、加工技术和改性方法,可以进一步改善PHA的性能,产生类型多样、性能各异的PHA材料,也可以创造平衡耐久性和生物降解性的新产品,这些特性使PHA有望成为传统塑料的替代品之一.利用极端微生物进行生产的"下一代工业技术(next-generation industrial biotechnology,NGIB)"可以增加PHA的市场竞争力,为国家碳中和目标顺利实施提供参考.本文综述了各类塑料降解并生产PHA的可能性、PHA材料的基础材料属性、加工和改性方法及获得的新材料、新技术和独特的材料性质.

    降塑再造合成生物学生物材料聚羟基脂肪酸酯下一代工业生物技术盐单胞菌

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    生物基塑料单体5-氨基戊酸的生物合成新途径

    康雅琦罗若诗林凡祯程杰...
    2070-2080页
    查看更多>>摘要：5-氨基戊酸(5-aminovalanoic acid,5AVA)可作为新型塑料尼龙5和尼龙56的前体,是合成聚酰亚胺的有前途的平台化合物.目前5-氨基戊酸的生物合成法普遍产率较低且合成过程复杂,成本高.为实现5AVA的绿色生物合成,本研究通过组合表达来自 日本白腹鲭(Scomber japonicas)的L-赖氨酸α-氧化酶、来自乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)的α-酮酸脱羧酶和来自大肠杆菌(Escherichia coli)的醛脱氢酶,在大肠杆菌中建立了一条以L-赖氨酸为原料,以2-酮-6-氨基己酸盐为中间产物生物合成5AVA的途径.在葡萄糖浓度为55 g/L,赖氨酸盐酸盐40 g/L的初始条件下,最终消耗158 g/L的葡萄糖和144 g/L的赖氨酸盐酸盐,补料分批发酵产生了57.52 g/L的5AVA,摩尔得率为0.62 mol/mol.与文献报道的以2-酮-6-氨基己酸盐为中间产物的5AVA生物合成途径相比,本文报道的新途径无需使用乙醇和双氧水,且5AVA产量进一步提高.

    5-氨基戊酸L-赖氨酸盐酸盐人工途径代谢工程

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    生物可降解塑料单体二元羧酸的生物合成研究进展

    支睿卢艳波王敏李国辉...
    2081-2094页
    查看更多>>摘要：塑料是最重要的聚合物材料之一,需求量巨大,但存在处理困难、污染大等缺点.环境友好型的生物可降解塑料有望成为目前塑料的替代品,以满足社会各界对于塑料制品日益增长的需求.二元羧酸是生物可降解塑料中重要的单体之一,可降解性强,应用广泛,并且可以通过全生物法合成.因此,本文重点选取了几种比较有代表性的二元羧酸,总结它们的生物合成途径以及其代谢改造手段,以期为中长链等复杂二元羧酸的生物法合成提供借鉴.

    生物可降解塑料二元羧酸代谢工程

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    征稿简则

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