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关键词： 硫酯酶   聚酮合酶   杂合聚酮   恶唑环   大环内酯  

摘要： Conglobatin是来源于链霉菌***的含恶唑环和十六元大环双内酯结构的聚酮分子。Conglobatin的生物合成由非核糖体多肽合酶(NRPS)和聚酮合酶(PKS)多功能域大蛋白协作完成。其分子骨架装配线PKS蛋白碳端独特的硫酯酶功能域CongTE,可催化两分子conglobatin单体(5)先酯化形成线状二聚分子(6),后进一步分子内酯化形成conglobatin。本研究从***发酵产物中发现了两个含恶唑环新结构杂合聚酮分子conglactones A(1)和B(2),其结构由三烷基取代芳香聚酮化合物benwamycin I(3)与化合物5或6通过酯键连接而成。为了探明1和2的生物合成源头,本研究对conglobatin生物合成基因簇(cong BGC)中负责恶唑环形成的磷酸水解酶基因cong E进行了缺失突变和回补,同时也对化合物3生物合成基因簇(nft BGC)中的PKS基因nft M1进行了缺失突变;两个基因的突变结果确认了化合物1和2的产生与cong BGC和nft BGC相关。据此推测conglobatin的NRPS-PKS装配线末端硫酯酶功能域CongTE可接受化合物3为醇羟基供体,形成杂合聚酮产物1和2。进一步的生化实验证明了这一推论,即Cong-TE蛋白可使用化合物3和N-乙酰半胱胺修饰的化合物5为模拟底物,产生化合物1和2。此外,本研究发现Cong-TE对醇羟基供体分子具有良好的底物宽泛性,测试的69个底物中有43个可被转化为相应的杂合聚酮分子;进一步用酶反应成功的醇羟基底物喂养conglobatin发酵过程,产生了36个杂合聚酮分子,表明基于Cong-TE的底物宽泛性可通过发酵策略规模化制备含恶唑环杂合聚酮。综上,本研究发现了两个新结构含恶唑环的聚酮天然产物,揭示了其生物合成涉及独特的硫酯酶Cong-TE,表征了该催化元件可用于绿色制备结构多样的含恶唑环杂合聚酮分子的潜力,为绿色合成新结构恶唑聚酮药用分子的工艺开发创造了条件。

关键词： LignoBoost   LignoForce   麦草生物化学机械浆废液   木素   分离  

摘要： 如今,对纸张的高需求使得人们在纸浆和纸张生产中大规模消耗木材,使得木材需求量增加、进口量增加、原材料涨价,从而导致木材资源更加紧缺,这促使人们对寻求非木材生物质作为替代木浆纤维来源产生了极大兴趣。目前,农业残留物如麦草、竹子和油菜籽秆,已逐渐成为制浆和造纸工业的潜在和重要来源。为了使以麦草为基础的木质纤维素最大价值化,建立一种大规模且具有成本效益的制浆工艺是至关重要的,而传统化学法制浆或机械法制浆都存在一些难以避免的问题,比如麦草化学浆废液的高污染、麦草机械浆废液的溶出物含量低以及二者在碱回收时皆存在的硅干扰问题。麦草生物化学机械法制浆（Bio-CMP）在保持纸浆产量的同时,不仅可以降低制浆过程中能耗或污染,还可以大大缓解传统秸秆制浆污水碱回收过程中存在的“硅干扰”现象。随着Bio-CMP的快速发展,应大力开展从麦草生物化学机械制浆废液（Bio-CMPE）中分离木素的研究,以弥补麦草Bio-CMP的高产量和麦草Bio-CMPE的高效可持续利用之间的差距。目前,主要利用LignoBoost和LignoForce技术从木材化学浆废液中分离木素。然而,这两种技术应用于麦草Bio-CMPE中分离木素时存在两个比较严重的问题。一是由于麦草Bio-CMPE的p H呈弱酸或弱碱性,通入CO时略微降低废液p H后不会有木素析出;二是加入硫酸时析出的木素颗粒较小。两个问题的存在会影响木素的分离效率,因而本论文在原有的LignoBoost和LignoForce技术基础上进行改进以适用于麦草Bio-CMPE中木素的分离。在两种技术中只保留一步过滤洗涤并引入离心脱水和再分散过程,使木素的析出速率增加并改善木素产品质量。主要研究内容和结果如下: （1）以麦草Bio-CMPE作为原料,利用LignoBoost技术对其进行木素分离。探究了CO酸化温度（60～80℃）、CO用量（0 L和40 L）和终点p H（2.0和1.5）对木素产品得率、灰分及碳水化合物含量和粒径的影响。发现降低CO酸化温度、增加CO用量和降低终点p H均会提高木素产品的得率;而升高CO酸化温度、增加CO用量和降低终点p H均会提高木素产品的纯度,即降低了木素产品中灰分和碳水化合物的含量。升高CO酸化温度、增加CO用量和升高终点p H均会使木素产品的粒径增大。当CO酸化温度为80℃、CO用量为40 L和终点p H为1.5时,分离木素的得率保持在较高水平（32.17%）,其纯度达到了最佳的效果为89.11%,其中灰分含量最低为4.82%,碳水化合物含量最低为6.07%。粒径大小也达到了较大的尺寸水平（480.1～553.0 nm）。 （2）以麦草Bio-CMPE作为原料,利用LignoForce技术对其进行木素分离。探究了O用量（0～30 L）和氧化温度（50～80℃）对木素产品得率、灰分及碳水化合物含量和粒径的影响。发现降低氧化温度和增加O用量均会提高木素产品的得率;而升高氧化温度和增加O用量均会提高木素产品的纯度和粒径大小。当氧化温度为70℃和O用量为30 L时,木素产品的得率保持在较高水平（35.38%）,其纯度达到了92.40%,其中灰分含量为1.00%,碳水化合物含量为6.60%,均达到最低水平,其粒径也达到较高水平（653.1～804.1 nm）。 （3）两种技术对比发现,LignoBoost技术分离木素得率较高、纯度较低、木素颗粒较小,适用于制备木素产品的纯度要求不高的产品;而LignoForce技术的木素得率较低、纯度较高、木素颗粒较大,适用于制备木素产品的纯度要求较高的产品（如应用到木素基电容器等高精产品）。 （4）以麦草化学机械浆废液（CMPE）为原料,分别利用LignoBoost和LignoForce技术对其进行木素分离操作,发现无论是在得率还是纯度方面,麦草Bio-CMPE更适合作为原料利用LignoBoost和LignoForce技术分离木素。

关键词： 纳米酶   比色分析   多酶活性   便携式传感平台   环境与食品分析  

摘要： 环境污染和食品质量与安全问题日益成为人们关注的焦点。因此,开发简单便携、分析快速和准确灵敏的传感器用于环境和食品分析对保障公众健康至关重要。作为一种新兴的领域,纳米酶比色分析由于成本低廉、操作简便、响应快速和免仪器可视化等特点在即时检测方面展现了巨大的应用前景。但目前纳米酶在比色分析的应用中仍存在催化活性与选择性较低、模拟酶活性较单一以及操作与分析程序较复杂等问题,使得检测灵敏度、应用范围和现场分析受限。因此,本论文通过改变材料组成、形貌以及表面修饰等调控手段,制备了系列功能型铈、钴基纳米酶,系统研究了其类酶催化性能及机制;基于不同传感策略,分别构建了溶液和纸基反应体系的纳米酶比色传感器用于环境和食品中多种目标物（抗生素、酚类污染物、抗氧化剂和真菌毒素）的检测,重点考察了构建传感器的分析灵敏度、稳定性、重复性、抗干扰能力等性能;进一步集成智能手机构建便携式传感平台,评估了其现场快速分析的应用潜力。具体的研究结论如下: （1）以CeO/Ce（OH）作为前驱体并与氮化硼量子点（BNQDs）混合水热处理,合成了具有多孔棒状结构的BNQDs/CeO,呈现优异的类过氧化物酶活性,而核酸适配体修饰BNQDs/CeO后其活性提高近2.1倍。通过调查不同材料表面电荷和不同分子功能化对类酶活性的影响,结合催化动力学分析,揭示适配体通过提高BNQDs/CeO对3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）和HO的亲和力而使催化活性显著增强。但在靶标存在时催化增强得到抑制,是由于适配体对靶标更高亲和力导致其从BNQDs/CeO上解吸。因此,基于适配体调控纳米酶活性策略,建立了一种简单快速、高灵敏和高选择性的卡那霉素（KAN）比色分析方法。该方法对KAN在0.01-100 n M范围内具有良好的线性响应,展现了超低检测限为4.6 p M,同时表现良好的抗干扰能力和储存稳定性。此外,在猪尿、市政污水和牛奶样品中检测KAN的加标回收率为98.94-101.22%,相对标准偏差（RSD）小于3.3%,证明了该方法优异的实际应用能力。本研究为提高纳米酶活性和靶标特异性识别提供了理论支撑。 （2）以聚多巴胺涂覆的锰钴普鲁士蓝类似物（MnCo-PBA@PDA）为前驱体,通过在空气气氛下一步煅烧,合成了具有核壳纳米笼结构的锰钴双金属氧化物/碳复合材料（Mn Co@C NCs）,表现出多酶模拟特性,包括氧化物酶、漆酶和过氧化氢酶,且其类氧化酶活性被证实是多活性氧物种共同参与的结果。以TMB为底物,Mn Co@C NCs类氧化酶活性最大反应速率(V)与其他纳米酶相比提高了3-18倍,而以2,4-二氯酚（2,4-DP）为底物,其类漆酶活性的V比天然漆酶高8倍,且上述反应均在3 min内完成。基于其卓越的类氧化物酶和类漆酶活性,分别建立了对抗坏血酸和2,4-DP的简单快速、高灵敏的比色分析方法,检测限分别低至0.29μM和0.76μM。此外,集成智能手机构建了便携式传感平台,成功用于果蔬、饮料中总抗氧化能力（TAC）以及市政污水中2,4-DP的现场快速定量分析。本研究为设计高活性、多酶模拟特性的纳米酶及其在环境和食品分析中的多功能应用提供了研究基础。 （3）与上述提及的制备方法类似,合成了具有中空纳米笼结构的镍钴双金属氧化物/碳复合材料（Ni Co@C HCs）,表现出优异的类过氧化物酶活性,其对TMB的V至少是其他报道纳米酶的5倍,允许其在3 min内快速催化TMB氧化并生成深蓝色产物,而催化HO分解产生的羟基自由基（·OH）在TMB氧化过程中占主导作用。此外,适配体修饰能够显著抑制Ni Co@C HCs的催化活性,由于其对活性位点的掩蔽效应,而与靶标特异性的结合可使这种催化抑制恢复。基于此,将核酸适配体修饰的纳米酶引入到纸片中,构建了廉价便携、操作简单和低试剂消耗的纸基生物芯片,并集成智能手机传感平台,实现了恩诺沙星（ENR）的现场快速和定量分析。该传感器展现了高灵敏度,检测范围在0.1 ng/m L-50μg/m L,检测限低至0.029 ng/m L,同时表现出强劲的抗干扰性和重复性,并在猪尿、畜禽废水和牛奶样品的现场分析中得到成功验证。本研究为设计简单便携、低试剂消耗和可现场应用的纸基比色传感平台提供了新思路。 （4）通过简单自组装方法合成了聚多巴胺涂覆的铜钴普鲁士蓝类似物（Cu Co@PDA）,具有良好的分散稳定性、易生物修饰性、可视本体颜色和优异类过氧化物酶活性,且其催化活性被证实来源于·OH生成与电子传递两种途径。以Cu Co@PDA标记探针并用于核酸适配体侧流层析试纸条显色,由于与DNA互补链的杂交反应,Cu Co@PDA探针被捕获在T、C线上产生比色信号,并通过催化显色反应实现原位信号放大。基于竞争式反应,实现了对黄曲霉毒素B1（AFB1）可视化和

关键词： 高职   生物化学   PBL教学法  

摘要： 生物化学既是医学相关专业的核心基础课程，又与其他基础医学课程有着密切联系。但该课程知识理论抽象、代谢反应错综复杂、知识更新快并涉及较多的化学知识，而当前高职学生基础知识薄弱，导致传统教学方式难度大、学习效果差。为激发学生学习生物化学课程的兴趣，强化以学生为中心的教学设计理念，探索课程思政与PBL教学法在高职生物化学教学中应用的可行性。在兼顾课程科学性和有序性的基础上，对教材内容进行优化、整合和重构，采用课程思政与基于问题的学习（Problem Based Learning,PBL）教学法，线上线下多措并举，且考核方式多元化。结果表明，课程思政与PBL教学法使用有利于激发学生自主学习的兴趣，课程合格率较改革前有显著提高，且达到了课程思政潜移默化、润物无声的效果。

关键词： MOFs   核酸适配体   四环素   电化学传感   食品分析  

摘要： 四环素(TC)作为一种广谱抗生素被广泛用于抑制细菌感染,而由于其化学性质相对稳定、使用不当会使其在土壤、水体、食品中严重残留,给人类公共健康带来重大威胁。开发快速、简便的分析方法用于食品中四环素的残留检测,这在环境监测、医疗卫生、临床诊断方面具有重要的研究意义。基于核酸适配体的电化学传感检测技术具有稳定性高、制备成本低、特异性强等明显优势,受到分析工作者的日益关注。另外,作为一种新型的多孔材料,金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)因含有变价金属和功能配体而具有酶催化活性,从而可被用于高灵敏分析检测技术的开发。基于此,本文以丝网印刷电极(SPE)为基底电极,具有电化学活性或电催化活性的功能MOFs为信号介质和核酸适配体固定载体,构建了新型的免标记电化学传感器,用于TC的快速、灵敏检测,为食品中TC残留的检测提供了新的技术。主要研究工作如下:(1)通过两步电化学沉积法在丝网印刷电极(SPE)表面制备一种具有电化学活性的聚苯胺@铜-均苯三甲酸复合纳米材料(PAN@Cu-BTC);然后将四环素适配体(TC-Apt)通过5’-PO与Cu之间的配位作用组装到电极表面,构建了一种新型的TC核酸适配体电化学传感器。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等手段对产物进行了表征。电化学实验表明,传感界面具有良好的对应于Cu-BTC中Cu/Cu氧化还原电对的电化学信号。当传感器表面的TC-Apt与目标物TC结合后,因为不导电复合物的形成,Cu-BTC的电化学信号出现降低,从而可用于TC的免标记检测,检测限达到2.1 p M。将该传感器用于市售草鱼肉中TC的检测,回收率为90.0%～102.0%,表明所构建的传感器有望应用于生鲜水产中TC残留的检测。(2)以六羟基三亚苯(HHTP)和乙酸镍(Ni(OAc))为原料,通过简单水热法合成了具有棒状结构的镍基MOF,Ni-HHTP。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等手段对MOF的结构、形貌和组成进行了表征。以壳聚糖为成膜辅助试剂,将Ni-HHTP固定在SPE工作电极区域,进一步通过TC-Apt与HHTP之间的非共价作用自组装到电极表面,从而构建了一种新型的TC电化学生物传感界面。电化学实验表明,Ni-HHTP能有效催化HO氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB),表现出过氧化物模拟酶活性;而当TC-Apt吸附到Ni-HHTP表面后,该模拟酶活性进一步增强。当该传感界面与TC反应后,TC-Apt构象发生折叠,并从电极表面脱落,从而使得Ni-HHTP催化活性降低。基于该特征,该传感器可用于TC的灵敏电化学检测,检测限低至1.9 p M。该传感器用于对新鲜草鱼肉及牛奶中TC检测,回收率分别为97.0%～105.0%,98.7%～102.0%,这说明该传感器有应用到食品中TC残留检测的潜力。(3)以1,3,5-苯三甲酸(BTC)和硝酸铈(Ce(NO))为原料采用低温溶剂热法合成了棒状Ce-MOF,然后在氢氧化钠/过氧化氢混合溶液中进行处理得到具有强模拟酶活性的混合价Ce-MOF。通过X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等手段对MOF进行了表征。通过TC-Apt上修饰的5’-PO与MOF中Ce之间的强配位作用将TC-Apt固定在Ce-MOF修饰电极表面,制备了新型的电化学核酸适配体传感器。传感实验表明,Ce-MOF修饰电极能作为模拟酶有效催化HO氧化,当修饰上TC-Apt,并与TC结合后,催化活性逐步降低,从而构建了信号抑制型免标记电化学传感器。以HO为底物,采用计时电流法考察了传感器对TC的分析性能。结果表明,催化电流与TC浓度对数在1 p M～100 n M浓度范围内呈良好线性关系,检测限为0.21 p M。该传感器用于鲜虾样品中四环素残留的检测,其回收率为96.2%～104.0%。

关键词： 食品   食品安全教育   高中   生物学教学  

摘要： 食品是营养物质的载体,食品安全问题一直备受关注。青少年是消费者群体中的特殊人群,频发的食品安全事件容易对青少年造成不可逆转的伤害。《普通高中生物学课程标准》(2017年版2020年修订)倡导学生全面发展,提倡积极健康的生活方式,生物学教材中又蕴含大量的食品安全教育素材。因此,在高中生物学教学中进行食品安全教育,既符合高中生物学新课标的要求,又能提高学生食品安全意识,增加生物学知识的实用性,并促进核心素养的达成。 本研究从四个方面对食品安全教育融入高中生物学教学展开探索:(1)查阅食品安全教育的国内外文献,阐述研究背景、现状、目的、意义,明确相关概念和理论基础,并分析本工作的可行性及必要性;(2)调查982位高中生的食品安全现状,发现高中生的食品安全知识平均知晓率为49.07%、食品安全态度的平均端正率为69.04%、食品安全行为的平均形成率为77.88%,需要采取一定的干预来提高现阶段学生的食品安全知、信、行;(3)访谈9位高中一线生物学教师,了解到生物学教师虽然赞成食品安全教育,但因为多方面的原因难以在教学中完整落实,并且9名教师对开展食品安全教育提出确定内容、明确原则、创新策略等相关建议;(4)梳理高中生物学教科书“生物技术与工程”里适合进行食品安全教育的知识点,采用问题驱动策略、实验式策略、合作学习策略与情境教学策略,以此为基础进行教学设计,将教学策略与设计用于教学实践,考察实际教学效果。 将教学前后收集的数据导入SPSS26.0进行分析,得到以下结论:(1)在高中生物学教学中采用适当的教学策略进行食品安全教育是有效的,通过食品安全教育,学生的食品安全知识储备有显著提高,食品安全态度与行为得到一定改善;(2)在采取的教学策略中,实验教学与情境教学能够更多地调动学生的学习积极性,唤起学生对学习食品安全知识的兴趣;(3)态度的转变与行为的养成是一个长期过程,受到多方面因素的影响,无法一蹴而就,需要广大教师、家长与社会相关人士长期、共同努力。

关键词： a生物化学  

ISBN: (纸本)9787521440041

摘要： 《生物化学与生物物理进展》拟于2023年上半年出版泛素化研究专刊,诚邀海内外科研工作者来稿。生物大分子的共价修饰与生物大分子动态调控和细胞命运决定、机体组织稳态维持关系密切。在众多类型的蛋白质翻译后修饰中,泛素化修饰被广为关注。根据与底物结合的泛素分子的数量和拓扑结构,泛素化可分为单泛素化和多聚泛素化。已知存在8种同型多聚泛素链,它们通过供体泛素的C末端和七个赖氨酸残基(Lys6、Lys11、Lys27、Lys33、Lys48和Lys63)中的任何一个或氨基末端甲硫氨酸残基(Met1)连接受体泛素。具有不同拓扑结构的多聚泛素链增强了泛素信号传导的复杂性。通过泛素本身的翻译后修饰(例如,

摘要： /15天审稿/30天发表/《生物化学与生物物理进展》为高创新性科研论文提供快速发表通道,竭诚为有需要的科研工作者服务。投稿时请选择“研究快报”栏目。编辑部收稿后15日之内给出第一次审理决定,一旦录用,3个工作日之内网络发布,30日内印刷版刊登。来稿要求:※稿件应是高创新性研究成果或高创新性研究的阶段性成果,具有国际首报意义。

摘要： 生生论坛2023https://***/pibbforum/2023/生物化学与生物物理进展学术论坛”(简称“生生论坛”)于每年12月下旬举办。第二届“生生论坛”定于2023年12月25～29日期间召开。诚邀国内生命科学领域的研究生和青年学者与会研讨并展示自己的研究成果。会议时间:2023年12月25～29日期间会议形式:线上会议论坛主题:生命过程中的生物化学与生物物理特邀报告:论坛将邀请生命科学领域知名专家学者围绕生物化学、生物物理学前沿领域做特邀报告。