胞外DNA在生物膜构建中的作用研究进展

生物膜是指细菌为适应外界环境的变化而形成的特殊微生物聚合体,生物膜法是水的生化处理技术的重要分支,在环境工程领域具有重要的位置。本文综述了胞外DNA (extracellular DNA, eDNA)在生物膜形成过程中的作用,首先介绍胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)分类以及eDNA在EPS中的分布情况;其次阐述群体感应(quorum sensing, QS)系统调节eDNA在细菌中的释放;为说明eDNA在生物膜形成过程中的机理,本文采用了XDLVO理论揭示eDNA调节细菌的粘附和聚集性能,并探讨了eDNA与蛋白质(proteins, PN)及多聚糖(polysaccharides, PS)的结合行为;最后,对该领域未来的研究方向进行了展望。     

微液滴在仿蛛丝结构TiO2纤维表面的定向运动与粘附

制备了具有响应性的仿蛛丝周期纺锤节TiO₂纤维。通过改变纤维表面微观结构、紫外光照和超声波等手段,仿蛛丝结构TiO₂纤维表面浸润性会发生响应性变化。纤维表面的这种浸润性变化,不仅实现了水滴从纺锤节两端到中心处的定向运动,而且可以使得水滴被纤维纺锤节粘附。当仿蛛丝结构TiO₂纤维表面为亲水状态时,无论纺锤节光滑还是粗糙,水都是从纺锤节两端向中心方向运动;当仿蛛丝TiO₂纤维表面疏水时,水滴会被具有粗糙表面的纺锤节两端粘附。     

Study on Molecular Weight of Poly-β-hydroxybutyrate Biosynthesized by Methylosinus Trichosporium IMV3011

在甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV3011细胞内生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯（PHB）的过程中,对影响聚合物分子量的各种因素进行了研究.发现碳源、培养基组分NH4＋,NO3-,HPO24-,Mg2＋,某些导向PHB合成的关键中间产物以及PHB的提取方法均会对PHB的分子量产生影响.同时,通过对胞内PHB合成酶系中关键作用酶的活性变化进行研究,发现β-酮硫解酶催化着控制进入PHB循环入口的关键反应,而PHB分子量的变化则主要取决于PHB合成酶和PHB降解酶的协同作用.     

细菌生长速率的测定及其热力学性质的研究

细菌生长是一系列非常复杂的生化反应的结果。为了使问题简化、便于采用物理化学的理论和方法对其进行处理,可假设细菌在培养基中的分裂、生长分为三个阶段进行。首先是底物进行扩散,并与细菌表面的活性物质进行作用(如输运过程);其次是细菌将底物吸收到细胞内形成细胞-底物复合物;然后是细胞-底物复合物在其内部一系列酶的作用下产生酶促反应,进行分裂生长和排出代谢产物。现用下式表示:     

生孢噬纤维细菌CMC酶的酶学性质研究

从生孢噬纤维细菌(Sporocytophaga)的发酵上清液中分离纯化得到了一个具有CMC酶活性的组分.研究表明:该CMC酶组分的相对分子质量为8.2×104;其最适反应温度为50℃,最适反应pH值为5.0;Zn2+对该CMC酶有抑制作用,Fe2+对该酶有微弱的促进作用;该CMC酶组分的CD光谱显示,β折叠结构是该CMC酶具有酶活的天然构象的主要结构.     

角膜基质细胞在p(HEMA-MMA)改性前后的粘附率、形貌与力学性能变化

采用原子力显微镜(AFM)对改性前后材料表面粘附生长的角膜基质细胞的亲和力、三维形貌和力学性能进行了分析。结果显示,改性后材料的细胞亲和力有较大改善,且材料表面细胞三维形态更加正常,铺展更为舒展,与材料的接触面积较大。细胞力学性能分析也发现改性后材料表面细胞具有更高的粘附力和杨氏模量,以及更低的硬度,说明未改性p(HEMA-MMA)材料具有明显的细胞毒性,这种毒性作用导致在其表面生长的细胞的细胞骨架遭到破坏,细胞健康状态明显不如改性后材料表面细胞。因此,改性后的Col/bFGF-p(HEMA-MMA)更适合作为人工角膜材料使用。     

甲烷氧化细菌的铜捕获机理

甲烷是大气中主要温室气体之一. 由于甲烷排放的增加, 近200年来其在大气中的含量以每年1%的速度急剧上升, 对温室效应贡献已达到15%～20%. 广泛存在于自然界中的甲烷氧化细菌 (Methanotrophic bacteria或 Methane-oxidizing bacteria) 能够以甲烷为唯一碳源和能源进行生长, 通过甲烷单加氧酶(Methane monooxygenase, MMO)开始的一个酶系将甲烷最终代谢成二氧化碳和水, 并在此过程中获得生长所需的碳骨架和能量.     

播娘蒿籽可溶有机质的分布特征及生物化学意义

播娘蒿籽经溶剂抽提得脂溶性物质,再经正己烷沉淀沥青质,得到可溶有机质.然后采用柱色谱分离方法,将可溶有机质分离为非极性馏分(2.5%)、弱极性馏分(37.3%)和极性馏分(60.2%).这3个馏分经气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,检测出7个系列、124种生物标志化合物,且以直链脂肪酸系列生物标志化合物相对丰度最高为特征.研究表明室温保存的播娘蒿籽易受到细菌-酶的降解作用,其各系列生物标志化合物的降解顺序为:正烷烃>五环三萜烷>甾烷>脂肪酸.     

缓蚀膜电化学行为与微观粘附力特征

采用传统电化学测试技术及原子力显微镜(AFM)力曲线分析法对十二烷基硫醇/金电极以及十二烷基磺酸钠(SDS)/铝电极表面缓蚀吸附膜的吸附行为进行了研究. 结果表明, 随缓蚀剂浓度改变, 电极电化学行为与缓蚀膜的微观粘附力特征呈现出关联性的变化趋势, 表明AFM力曲线技术可成功应用于缓蚀膜吸附行为的研究.     

甲基弯菌IMV3011细胞生物催化二氧化碳制甲醇

甲基弯菌IMV 3011可以催化二氧化碳生物转化生成甲醇.在细胞悬浮液中充入二氧化碳后,反应一段时间后在反应液中检测到了甲醇产生.但是甲烷氧化细菌细胞合成甲醇的能力受到了细胞内还原当量的限制.研究发现,细胞内贮存的聚-β羟基丁酸(PHB)分解后能够产生还原当量,可以提高甲醇的产生能力.本文通过改变培养基中氮和铜的起始浓度对PHB积累量进行调节来提高甲基弯菌IMV 3011还原二氧化碳生成甲醇的能力.结果表明,随着细胞内PHB含量的增加甲醇的产生能力也会增加.当细胞内PHB的积累量达到38.6%时,将二氧化碳还原成甲醇的能力最强.当PHB的积累量超过38.6%时细胞生成甲醇的能力反而降低.