一种新型贝壳基质蛋白的重组表达与功能分析

贝壳是在贝壳基质蛋白的调控下形成的生物矿化产物,也是生物工程和生物材料学研究的重要对象。贝壳基质蛋白通过调控碳酸钙晶体的成核和生长过程,使贝壳形成有规则的纳米结构并赋予贝壳极强的力学性能。在厚壳贻贝肌棱柱层中鉴定到一种新型贝壳基质蛋白,因其富含谷氨酰胺而被命名为富含谷氨酰胺的贝壳蛋白（Glutamine-rich shell protein,GRSP),该蛋白序列中含18.2%的谷氨酰胺以及PDZ (Postsynaptic density/Discs large/Zonula occludens)和ZM (ZASP-like Motif)结构域。为了解GRSP在生物矿化过程中的分子机理,在序列分析的基础上,采用密码子优化结合原核重组表达策略,获得重组厚壳贻贝GRSP;进一步利用扫描电镜和傅里叶红外光谱,分析重组GRSP对方解石型以及文石型碳酸钙晶体在形貌和晶型方面的影响;同时,利用沉淀法分析重组GRSP对碳酸钙结晶速度的影响以及与碳酸钙晶体的结合作用。结果表明,重组GRSP可诱导文石型碳酸钙晶体发生形貌变化,并对方解石型碳酸钙晶型产生影响。此外,重组GRSP表现出与碳酸钙结合的活性并能抑制方解石型碳酸钙晶体的结晶速度。上述结果表明,GRSP蛋白可能对贝壳的形成及发育具有重要影响并在贝壳肌棱柱层的形成中发挥重要作用。     

厚壳贻贝贝壳的微结构及光谱分析

贝类的贝壳是一种由碳酸钙晶体和有机质组成的高度有序的天然纳米复合材料,历来是生物材料和组织工程研究的重点对象.利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱分析以及X射线衍射分析等,对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)贝壳的微观结构、碳酸钙晶体构型以及有机质结构特征进行分析.厚壳贻贝贝壳主要包含珍珠质层、肌棱柱层和斜棱柱层;不同层次的结构在外形、碳酸晶体构型、有机质分布等方面具有不同的特征.在后闭壳肌-贝壳连接部位,肌肉与贝壳碳酸钙晶体之间由一层有机质膜连接,且该膜质地明显有别于珍珠质层表面的膜.厚壳贻贝各层结构中的蛋白质均以β-折叠为优势构象,且肌棱柱层中蛋白质的β-折叠含量最高.上述研究为深入了解贝壳的生物矿化机制以及肌肉-贝壳界面的无机相-有机相连接机理奠定了基础.     

贝壳有机质对CaCO_3晶型形成的控制作用

以珍珠贝贝壳珍珠层为对象，通过贝壳有机质参予体外ＣａＣＯ３结晶体系，研究了贝壳有机质对ＣａＣＯ３结晶形成的影响，分析了贝壳有机质对ＣａＣＯ３晶型形成的控制作用．采用“水溶液中Ｃａ２＋与ＣＯ２－３相对扩散形成ＣａＣＯ３”体系，结果表明：珍珠层有机质的不可溶性部分与可溶性部分共同作用，形成了１００％的文石；不可溶性部分（含一定未脱净的可溶性部分）作用，形成了文石与方解石的混合物；可溶性部分单独作用，只形成了方解石．结论认为：在贝壳的形成过程中，ＣａＣＯ３晶型的形成是由贝壳有机质的可溶性部分与不可溶性部分共同作用控制的     

贻贝壳在不同方法下合成羟基磷灰石多孔微球的性能研究

选用舟山市贻贝壳为原料制备羟基磷灰石(HA)多孔微球, 球形HA较其他形状的HA有更多的药物和金属负载量, 可以合成特殊的功能性材料. 实验过程为: 采用贻贝壳提取CaCO₃, 以贻贝壳的CaCO₃为原料用水热法、沉淀法、十六烷基三甲基溴化铵模板剂法及反相微乳液法制备HA, 经比较确定可行方案, 并对制备出的样品进行银离子吸附实验. 研究结果表明: 通过扫描电子显微镜表征观察得出水热法制备的产物为球形; X射线粉末衍射仪和傅里叶红外光谱仪测得水热法制得的产物为HA, 其他产物为方解石型CaCO₃/HA复合材料; 比表面积及微孔孔隙分析表征得出水热法制备的产物介孔结构和比表面积最优; 电感耦合等离子体发射光谱仪检测产物的钙磷比及载银量, 确定水热法制备的样品为缺磷型HA, 该HA的银离子吸附率达75.10%. 表明贝壳制备HA多孔微球是可行的, 采用水热法可将贝壳CaCO₃合成球形多孔HA, 且在转化程度和载银效果方面较其他方法更有优势.     

甲壳素诱导形成形貌独特的碳酸钙

利用甲壳素溶液中的尿素分解所产生的CO2与体系中的Ca2+反应生成碳酸钙,通过控制诱导反应温度、放置时间及体系的pH值,可诱导形成不同形貌的碳酸钙.用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其晶体结构和形貌进行表征,显示该碳酸钙为球霰石、文石和方解石晶体的混合物.结果表明:甲壳素能诱导形成形貌独特的碳酸钙,包括腔体直径为0.6～3.0μm的中空微球、宽约200nm的晶须聚集体、多孔网状结构和直径为1.5～3.0μm的表面光滑的微球.     

冰切割制备碱土金属碳酸盐纳米粉体

以Ca2 -H2O-CO23-反应系统,利用冰冻-解冻法制备了CaCO3纳米粉体.TEM和XRD测试表明:粒子基本星球形,晶体粒径约为40～70 nm,所得产物为方解石型.提出了"冰切割"机理,对其形成进行了初步探讨,用相同的方法制备了SrCO3、BaCO3纳米粉体,晶体粒径分别约为20～60 nm,60～90 nm,均为斜四方晶相.本法产物的粒径分布比室温沉淀法均匀而且形貌尺寸明显小于室温常规沉淀法.     

等级状CdS树枝晶的形貌控制及生长机理

以聚乙烯醇(PVA)作为表面修饰剂,采用水热法在180 ℃下于Cd2 -硫脲络合体系中合成了大量的等级状CdS树枝晶.用扫描电镜研究发现,合成的这些CdS晶体具有规则的树枝状形貌,X射线衍射图谱显示这些产物具有六方铅锌矿结构.研究表明:在晶体生长中, PVA分子在CdS晶体不同晶面的选择吸附对其取向生长有强化作用,从而有助于树枝晶的形成,但过量PVA的空间位阻效应及其交联作用对CdS树枝晶的形成有不利的影响.     

微波辐射对大米淀粉理化性质和结构特性的影响

微波辐射加工技术是一门新兴技术,被广泛应用于大米制品加工中。本文对大米淀粉进行微波处理,研究不同水分含量、温度和时间的微波处理条件对大米淀粉的直链淀粉含量、颗粒形貌、结晶特性和热特性等理化性质以及结构特性的影响。结果表明,微波处理对淀粉的直链淀粉含量没有显著影响,但会破坏淀粉的颗粒形貌;同时,微波处理不会改变淀粉的晶型,但是会降低淀粉的结晶度,会使淀粉的糊化温度升高,糊化焓降低。相对于微波处理温度和时间,微波处理过程中的样品水分含量对淀粉理化性质和结构特性影响比较小。综上,本研究结果为今后微波技术在大米淀粉及其制品的加工与应用提供理论依据。     

基于静电纺丝聚偏氟乙烯基复合纳米纤维的摩擦-压电纳米发电机

将MoS₂@TNr(TNr：一维TiO₂纳米棒)纳米异质结和醋酸纤维素(CA)复合到聚偏氟乙烯(PVDF)中进行静电纺丝,制备PVDF/CA/MoS₂@TNr(PCMT)复合纳米纤维膜,并组装成摩擦-压电复合纳米发电机,探究MoS₂@TNr添加量对复合纳米纤维膜形貌、结构以及对复合纳米发电机输出性能的影响。结果表明：添加适量的MoS₂@TNr有利于复合纳米纤维膜中PVDF的β晶型的形成,从而大幅提升纳米发电机的输出性能;当添加质量分数为0.5%的MoS₂@TNr时,PVDF中β相的相对含量达到了78.05%。对复合纳米发电机施加恒定机械力1 N,往复电机振动频率为6 Hz时,纳米发电机输出性能最高,最大开路电压为71.5 V,最大短路电流为6.3μA,最大输出功率密度为6.25 mW/m²,接入整流电路后可驱动80枚LED灯点亮。     

浙江大戟科植物新资料

报道了在浙江大戟科Euphorbiaceae植物分类研究中的新发现：（1）经考证,文献记载浙江产的倒卵叶算盘子Glochidion obovatum Siebold et Zucc.系台闽算盘子G.rubrum Blume的误定;通奶草Euphorbia indica Lam.系细齿大戟E.bifida Hook. & Arn.的误定;小叶地锦E.heyneana Spreng.系小叶大戟E.makinoi Hayata的误定;毛果算盘子G.eriocarpum Champ.ex Benth.和革叶算盘子G.daltonii (Müll.Arg.) Kurz.在浙江无自然分布。（2）赞同将黄算珠树G.fortunei Hance作为台闽算盘子G.rubrum Blume的异名;考证了卵叶石岩枫Mallotus repandus (Willd.) Müll. Arg.var.scabrifolius (A.Juss.) Müll.Arg.、白背叶Mallotus apelta (Lour.) Müll.Arg.和野桐M.tenuifolius Pax.的学名,将黄背野桐M.tenuifolius Pax var.subjaponicus Croizat作为日本野桐M.japonicus (L.f.) Müll.Arg.的新异名。（3）毛枝叶下珠Phyllanthus glaucus Wall.ex Müll.Arg.var.trichocladus P.L.Chiu ex Z.H.Chen为新变种;苦味叶下珠Phyllanthus amarus Shumach.et Thonn.、药用黑面神Breynia officinalis Hemsl.为浙江分布新记录种。     

浙江大戟科植物新资料

报道了在浙江大戟科Euphorbiaceae植物分类研究中的新发现：（1）经考证,文献记载浙江产的倒卵叶算盘子Glochidion obovatum Siebold et Zucc.系台闽算盘子G.rubrum Blume的误定;通奶草Euphorbia indica Lam.系细齿大戟E.bifida Hook. & Arn.的误定;小叶地锦E.heyneana Spreng.系小叶大戟E.makinoi Hayata的误定;毛果算盘子G.eriocarpum Champ.ex Benth.和革叶算盘子G.daltonii (Müll.Arg.) Kurz.在浙江无自然分布。（2）赞同将黄算珠树G.fortunei Hance作为台闽算盘子G.rubrum Blume的异名;考证了卵叶石岩枫Mallotus repandus (Willd.) Müll. Arg.var.scabrifolius (A.Juss.) Müll.Arg.、白背叶Mallotus apelta (Lour.) Müll.Arg.和野桐M.tenuifolius Pax.的学名,将黄背野桐M.tenuifolius Pax var.subjaponicus Croizat作为日本野桐M.japonicus (L.f.) Müll.Arg.的新异名。（3）毛枝叶下珠Phyllanthus glaucus Wall.ex Müll.Arg.var.trichocladus P.L.Chiu ex Z.H.Chen为新变种;苦味叶下珠Phyllanthus amarus Shumach.et Thonn.、药用黑面神Breynia officinalis Hemsl.为浙江分布新记录种。     

新型双功能谷胱甘肽合成酶的真核和原核表达

通过裂解无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)菌体细胞得到基因组DNA。根据GenBank上已发表的无乳链球菌(菌种编号ATCC13813)新型双功能谷胱甘肽合成酶基因(gshF)的核酸序列与2种不同表达载体多克隆位点序列,分别设计引物F₁、R₁和F₂、R₂,再以总DNA为模板,经过特异性PCR扩增出长度约为2 200 bp的目的基因。随后分别对目的基因gshF和2种表达载体进行双酶切、连接等操作,得到表达载体pPIC9K-gshF与pET-gshF。用Sal I线性化表达载体pPIC9K-gshF后电转至毕赤酵母GS115中。经MD平板筛选重组子、菌落PCR鉴定阳性菌株、G418抗性梯度平板筛选多拷贝菌株,最终在4.0 mg·mL^-1 G418抗性平板上筛选出阳性菌株。用甲醇终浓度为2%的BMMY培养基诱导该阳性菌株表达,每隔12 h取样并添加甲醇,96 h后离心收集发酵上清,经SDS-PAGE蛋白电泳显示：在85 kDa处出现1条明显蛋白带,大小与预期GshF蛋白一致。重组菌BL21-pET-gshF用IPTG诱导表达,先在37 ℃下培养90 min,再加入IPTG至1 mmol·L^-1后诱导7 h,离心收集表达产物并对重组菌进行超声破碎处理后,进行SDS-PAGE蛋白电泳,同样在85 kDa处有1条蛋白带。采用Bradford法测定2种表达产物上清的蛋白量,其中重组酵母表达上清中蛋白量为0.46 mg·mL^-1,重组大肠杆菌表达产物破壁后的蛋白量为1.46 mg·mL^-1。测定并比较2种不同表达方式所得酶活,发现GshF在毕赤酵母表达中的比酶活仅为14.15 U·mL^-1,经原核表达后比酶活可达62.15 U·mL^-1。     

新型双功能谷胱甘肽合成酶的真核和原核表达

通过裂解无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)菌体细胞得到基因组DNA。根据GenBank上已发表的无乳链球菌(菌种编号ATCC13813)新型双功能谷胱甘肽合成酶基因(gshF)的核酸序列与2种不同表达载体多克隆位点序列,分别设计引物F₁、R₁和F₂、R₂,再以总DNA为模板,经过特异性PCR扩增出长度约为2 200 bp的目的基因。随后分别对目的基因gshF和2种表达载体进行双酶切、连接等操作,得到表达载体pPIC9K-gshF与pET-gshF。用Sal I线性化表达载体pPIC9K-gshF后电转至毕赤酵母GS115中。经MD平板筛选重组子、菌落PCR鉴定阳性菌株、G418抗性梯度平板筛选多拷贝菌株,最终在4.0 mg·mL^-1 G418抗性平板上筛选出阳性菌株。用甲醇终浓度为2%的BMMY培养基诱导该阳性菌株表达,每隔12 h取样并添加甲醇,96 h后离心收集发酵上清,经SDS-PAGE蛋白电泳显示：在85 kDa处出现1条明显蛋白带,大小与预期GshF蛋白一致。重组菌BL21-pET-gshF用IPTG诱导表达,先在37 ℃下培养90 min,再加入IPTG至1 mmol·L^-1后诱导7 h,离心收集表达产物并对重组菌进行超声破碎处理后,进行SDS-PAGE蛋白电泳,同样在85 kDa处有1条蛋白带。采用Bradford法测定2种表达产物上清的蛋白量,其中重组酵母表达上清中蛋白量为0.46 mg·mL^-1,重组大肠杆菌表达产物破壁后的蛋白量为1.46 mg·mL^-1。测定并比较2种不同表达方式所得酶活,发现GshF在毕赤酵母表达中的比酶活仅为14.15 U·mL^-1,经原核表达后比酶活可达62.15 U·mL^-1。     

弱M-可补子群对合成因子的影响

设G是有限群,P是G的一个Sylow p-子群,1<≤P。考虑|G|的素因子5和7,利用P的每一个阶为|D|的子群H在G中的弱M-可补性质,进一步探究了G的合成因子的结构。     

弱M-可补子群对合成因子的影响

设G是有限群,P是G的一个Sylow p-子群,1<≤P。考虑|G|的素因子5和7,利用P的每一个阶为|D|的子群H在G中的弱M-可补性质,进一步探究了G的合成因子的结构。     

光滑函数实根计算的渐进显式公式

求根问题在计算机图形学、机器人技术、地磁导航等领域应用广泛。基于重新参数化方法（reparamaterization-based method,RBM）,给出了用于计算给定光滑函数在某区间内唯一实根的渐进式显式公式。给定光滑函数f（t）,用有理多项式A_i（s）对曲线C（t）=（t,f（t））进行插值,得到重新参数化函数t =?_i（s）,使得A_i（s_j）=C（?_i（s_j））。提出了基于重新参数化函数?_i（s）的显式公式用于渐进式逼近f（t）对应的实根,在n个函数计算的成本下,收敛阶可达到3·2^n-2,其中n≥3。与类牛顿法相比,本文方法提高了计算稳定性,且收敛速度更快、计算效率更高。与裁剪法相比,本文方法不需要求解包围多项式,且可用于非多项式函数计算,计算效率更高。数值实例表明,每增加一个插值点,逼近阶可提高一倍,且可获得较传统裁剪法更高的计算效率。     

蛋清溶菌酶基因的密码子优化及其在毕赤酵母中的分泌表达

作为一种天然的抑菌物质,溶菌酶对抗生素耐药菌有较强的杀伤作用,具有无耐药性、无残留等特点,被认为在诸如动物饲料、药品等领域可有效代替抗生素,改善滥用抗生素所引起的一系列问题,市场前景巨大。通过微生物发酵大规模生产重组溶菌酶符合市场发展趋势,由于目前生产的菌株表达量偏低,限制了溶菌酶的应用和产业化发展。为提高蛋清溶菌酶的发酵表达量,根据毕赤酵母密码子的偏爱性,对其编码基因进行密码子优化,并构建了真核分泌表达载体pPIC9K-coEWL,经遗传霉素G418抗性筛选后,获得了一株酵母转化子(G-p-coEWL),其对G418的抗性浓度高达15 mg·mL^-1。在28℃、pH 6.0、转速240 r·min^-1和甲醇浓度1%的诱导条件下,酵母重组子G-p-coEWL经摇瓶培养72 h,实现了蛋清溶菌酶的分泌表达。在发酵上清液中,总蛋白浓度为 607 mg·L^-1,酶活达到677 U·mL^-1。此外,本实验还比较了葡聚糖凝胶柱Sephadex G-50和强酸性阳离子交换柱SP-Sepharose FF两种方法对目的蛋白的分离效果,得到 Sephadex G-50的分离效果更好,并在14.4 kDa处得到单一的溶菌酶条带。