突变酶Y93S对嗜热地衣芽孢杆菌SR01葡聚糖酶热稳定性的影响

为提高嗜热地衣芽孢杆菌SR01葡聚糖酶的热稳定性,对其相关的氨基酸残基进行定点突变改造。通过对其结构的分析,构建了Y93S突变体,利用分子动力学模拟分析评估后,发现Y93S突变体可能具有较高的耐热能力,利用定点突变技术构建Y93S表达载体并分析温度对表达产物酶活的影响。试验结果表明,突变酶Y93S的最适温度由野生型酶的55 ℃提高至70 ℃;在90 ℃条件下,突变酶Y93S较野生型酶的半衰期由60 min提高到120 min以上;pH及pH稳定性较野生型变化不明显。突变酶Y93S极大的提高了野生型酶的热稳定性,具有潜在的工业应用价值,同时为葡聚糖酶的耐热机理提供有力依据。     

基于理性设计提高假交替单胞菌κ-卡拉胶酶热稳定性

对假交替单胞菌JMUZ2的κ-卡拉胶酶进行理性设计,以获得热稳定性提高的突变酶。用PoPMuSiC在线分析工具对假交替单胞菌κ-卡拉胶酶进行分析,筛选了10 个单点突变体。利用定点突变获得突变酶基因,并对突变酶进行诱导表达、纯化及性质鉴定,筛选出酶比活力不降低且热稳定性提高的突变体K155A。热稳定性分析表明,在50、55 ℃和60 ℃分别处理40 min,突变酶残余酶活力分别是野生型酶的1.8、2.7 倍和4.5 倍。酶的结构及分子动力学模拟分析表明,酶分子疏水相互作用和结构刚性的增强是K155A突变体热稳定性提高的可能原因。通过理性设计获得假交替单胞菌κ-卡拉胶酶热稳定性提高的突变体K155A,对改善酶的性质、扩大κ-卡拉胶酶的应用范围以及κ-卡拉胶酶结构与功能关系研究具有重要意义。     

底物亲和设计提高腈水解酶Nit6803活性

腈水解酶(Nitrilase, EC 3.5.5.1),是一类可以将腈类物质一步水解为羧酸的酶,是多种重要大宗化工品、药物中间体的理想生物催化剂。但是天然酶活性低、热稳定性差限制了其在工业上的应用。近年来通过蛋白质改造来解决酶活性与稳定性间的“trade-off”效应以提升催化性能的研究较多。该研究提出一种酶-底物亲和设计改造策略,以来源于Syechocystis sp.PCC6803的腈水解酶Nit6803作为改造对象,结合基于Rosetta的Cartesian＿ddG方法和基于自由能微扰的酶-底物亲和力计算,对Nit6803的催化口袋进行单点突变及组合突变设计。基于此获得了活性显著提升的单点突变体F64Y、W170G,及组合突变体F64Y/W170G。其中,F64Y/W170G的比酶活力达到(22.48±0.64) U/mg,为野生型的4.56倍,且该突变体的热稳定性不低于野生型。通过分批补加3-氰基吡啶进行全细胞催化表明F64Y/W170G催化能力强于野生型,在达到相同转化率情况下极大的缩短了催化时间。结果表明,该研究提出的设计策略可以有效提升酶的活性而不影响其稳定性,为酶的理性...     

基于热不稳定区段分析和二硫键预测的玉米赤霉烯酮脱毒酶ZLHY-6热稳定性改造

目的 脱毒酶ZLHY-6的热稳定性较低, 严重制约了其在食品和饲料工业上的应用, 所以期望通过定点突变改造提高ZLHY-6的热稳定性。方法 本研究基于分子动力学模拟, 设计了两个策略以提高热稳定性。策略一: 寻找ZLHY-6热不稳定区段, 对区段内氨基酸进行计算机虚拟饱和突变, 根据突变自由能变(ΔG)筛选结果选取了10个突变体。策略二: 通过预测, 在ZLHY-6分子内引入二硫键, 每个突变体引入1对, 共计5个突变体。结果 突变体H134W和Q45C/A253C在45℃ 热处理20 min后, 其相对酶活分别为野生型的10倍和3.1倍, 并保留了对ZEN一定的活性(41.33%、102.67%)。通过分子动力学分析和结构模拟发现, 突变的引入可能削弱了构象的波动性, 提升了结构刚性, 从而提升了蛋白的热稳定性。结论 热不稳定氨基酸突变和二硫键构建在脱毒酶ZLHY-6改造上具有可行性,ZLHY-6热稳定性的增强提高了其在工业上的应用潜力, 这一结果也为探索酶的计算机辅助手段改造提供策略基础。     

基于理性设计提高产微球茎菌AG1琼胶酶的热稳定性

目的：对产微球茎菌AG1的琼胶酶基因进行理性化设计,获得酶热稳定性高的突变酶。方法：利用PoPMuSiC在线分析工具对AG1的琼胶酶序列进行分析,选择提高酶热稳定性的突变位点,利用重叠延伸PCR技术获得突变体基因,并对突变酶进行诱导表达、纯化及性质鉴定。结果：通过筛选获得琼胶酶热稳定性高的突变体D136N。在60 ℃下处理1 h,该突变酶保持87%的残余活力,而野生型为19%的残余活力,说明突变体D136N具有较好的热稳定性。酶的三维结构模拟显示,野生型Asp136与Asn255形成两个氢键,与Tyr282形成一个氢键;突变后的Asn136和Asn255形成3个氢键,与Tyr282形成一个氢键,还与Ala134形成了一个氢键,突变酶的136位氨基酸与周围氨基酸形成更多的氢键。结论：通过理性化设计获得产微球茎菌AG1琼胶酶热稳定性高的突变体D136N,对改善酶的性质,扩大琼胶酶的应用范围,以及研究琼胶酶结构与功能关系具有重要意义。     

Loop结构引入半胱氨酸对木聚糖酶XynASP热稳定性的影响

为了探究Loop结构引入半胱氨酸对GH11家族木聚糖酶热稳定性的影响，以溶糖曲霉（Aspergillus saccharolyticus）JOP 1030-1木聚糖酶XynASP Loop结构为研究对象，通过定点突变技术，将第95位点天冬酰胺（Asn）突变成半胱氨酸（Cys），获得突变体XynN95C，并在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21（DE3）中诱导表达。酶学性质分析结果表明，突变体XynN95C最适温度为50 ℃，酶活性半衰期t1/240 ℃为38 min，相比野生型XynASP分别提高了5 ℃、18 min，最适pH从6.0降至5.0。另外，XynN95C的金属离子耐受性较强，经Fe3+处理1 h，相对酶活性为93.9%，较野生型（65.9%）明显提高。由此得出，在Loop结构引入半胱氨酸可有效提高木聚糖酶的热稳定性，这为GH11家族木聚糖酶的热稳定性改造又提供一新思路。     

理性设计提高奥氏嗜热盐丝菌精氨酸脱亚胺酶的热稳定性

奥氏嗜热盐丝菌(Halothermothrix orenii)来源的精氨酸脱亚胺酶具有催化精氨酸水解生成瓜氨酸的活性，但其热稳定性有待进一步提升。为此，该研究对此来源的精氨酸脱亚胺酶进行三维结构分析和理性设计，选择了10个单点突变体。通过分子克隆、表达纯化和变性温度(T_m)测定，获得了2个酶活力稍降低但热稳定性提高的突变体T180Y和A190P,有序叠加后获得双点突变体T180Y/A190P,3个突变体的T_m值分别提高了2.5、1.9、5.2℃,相比于野生酶，3个正向突变体在50℃下保温180 min后，残余酶活力分别提高了30%、23%和41.8%。三维结构分析表明表面空穴填充和芳香环作用可能是T180Y热稳定性增强的原因，而A190P推测是由于脯氨酸的吡咯环刚性结构以及与空间相邻残基之间的疏水相互作用增强了其热稳定性。随后，将突变体应用于瓜氨酸的生产，双点突变体T180Y/A190P的生产速率和瓜氨酸产量均高于野生型。该研究为其他工业酶的理性设计提供了一定参考依据。     

普鲁兰酶N467G突变体的酶学性质分析

在淀粉制糖工业中,普鲁兰酶通常与糖化酶配合使用,其在酸性pH和较高温度下的催化活力是影响淀粉脱支效率的主要因素。该研究通过对长野芽胞杆菌(Bacillus naganoensis)普鲁兰酶蛋白质解折叠自由能的差值(ΔΔG)的计算预测和突变位点稳定性分析,选择突变位点并进行定点突变,获得突变体N467G。与野生型普鲁兰酶分子相比,突变体N467G的最适作用温度提高至60℃,最适作用pH降低至4.5;其在60℃条件下孵育2.5 h或在pH 3.5~5.5孵育1 h残留酶活力均保持在80%以上,稳定性明显提高。此突变体的获得为其后续高效表达与工业化应用奠定了重要基础。     

分子改造提高谷氨酰胺转氨酶的催化活性

谷氨酰胺转氨酶(EC2. 3. 2. 13,Transglutaminase,TGase)是一种重要的食品酶。为提高其催化活性,通过Discovery Studio 2017预测了Streptomyces mobaraense TGase中影响其与底物α-N-CBZ-GLN-GLY结合自由能的氨基酸位点,构建得到结合自由能下降的TGase突变体:Y24W、E300W和Y302R。与野生TGase相比,E300W的比酶活提高了31%; Km、kcat和kcat/Km值分别提高了10%、42%和29%,说明E300W比酶活的提高主要是由于酶转换数的增加。Y24W、E300W和Y302R的热稳定性均有不同程度下降。作用力分析发现,Y24W、E300W和Y302R主链-主链氢键分别减少1、2和4个。上述结果表明,基于蛋白质结合自由能分析的策略能迅速鉴定影响TGase催化活性关键氨基酸,进一步突变能有效提高其催化活性。     

多点突变提高α-L-鼠李糖苷酶热稳定性

为了提高α-L-鼠李糖苷酶的热稳定性,对实验室前期构建的K406R、K440R、K573V、E631F四个不同氨基酸位点的单点突变体进行联合突变,得到了K406R-K573V、K406R-E631F、K440R-K573V、K440R-E631F四个联合突变体。结果表明,相比于野生型(wild type,WT),联合突变体K440R-K573V和K440R-E631F的热稳定性有所提高,在60℃时半衰期分别提高了1. 13倍,1. 44倍;在65℃的半衰期分别提高了1. 64倍,1. 64倍;在70℃的半衰期分别提高了1. 88倍,1. 68倍。对突变体K440R-E631F进行圆二色谱分析、分子动力学以及分析微观结构变化分析可知,K440R-E631F突变体与WT相比,内部疏水性有所提高,二级结构中α-螺旋、"-转角、无规则卷曲含量增多,可能与热稳定性的提高相关。     

曲虫治理效果分析

通过对曲虫治理应用研究效果的分析 ,结果表明 :质量效果提高 7% ,糖化力效果提高 80 % ,综合效果提高 92 7%。     

分离高温盐的工艺条件研究

文章利用不同温度下Na ,K ∥Cl-,SO2 -4 —H2 O四元体系相图 ,对通过物理方法分离高温盐中一水硫酸镁和氯化钠的工艺条件进行了分析。得出当循环母液和高温盐配成的浆料温度超过 5 5℃ ,浆料液体中氯化镁达到一定浓度时 ,才能分离出纯净的一水硫酸镁和氯化钠。     

蝙蝠蛾被毛孢(Hirsutella sinensis)菌丝体发酵液免疫活性的研究

对蝙蝠蛾被毛孢菌丝体发酵液(HSFL)制剂进行体内和体外免疫活性研究。结果表明:该制剂在体外对Con A诱导的小鼠脾淋巴细胞的转化能力显著增加,并且在体外显著提高了小鼠脾脏中NK细胞的活性;在体内实验中,该制剂可以显著改善DNFB诱发的小鼠迟发型变态反应;显著提高小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞的能力。蝙蝠蛾被毛孢菌丝体发酵液制剂具有调节免疫的生物活性。      

核苷酸磷酸基团保护的研究

将谷氨酸钠、5′－磷酸鸟苷按1：1混合后，添加柠檬酸，然后用硬脂酸包覆，能够有效地保护核苷酸5′－位上的磷酸基团。其中，（5′－磷酸鸟苷＋谷氨酸钠）：柠檬酸：硬脂酸＝30.3:9.1:60.6时，5′－磷酸鸟苷的残存率可达93％。     

制革清洁化技术的进展

就皮化材料与清洁化制革的关系、目前传统制革工艺中存在的严重污染问题及针对这些问题近年来采取的新的方法进行了探讨,指出清洁化是我国制革行业的必由之路,清洁化制革工艺与皮化材料的关系非常密切,只有研发出相应新型的、高吸收的、功能型的、易降解型的各类化工材料,才合乎清洁化生产的要求。在制革工艺中采用生物酶制剂辅助浸水脱脂、无硫脱毛与无灰浸碱工艺、无铵脱灰/碱等改造传统工艺,减少污染;采取高吸收铬鞣、无铬或少铬鞣制,提高铬的吸收率或克服铬鞣的弊端;在染整中,合成并采用助剂辅助染料、复鞣剂和加脂剂等的吸收与结合。这几方面通过集成应用,方可减轻制革的污染,实现清洁化生产。同时,就皮革固废物的利用及水的循环使用问题提出些看法。     

女套装上衣尺寸自动生成系统的建立与实现

针对服装打版系统智能化程度低的现状,设计了服装尺寸自动生成系统.量取女套装上衣经典款式样板的细部尺寸参数,采用非线性主成分分析法对女套装上衣样板各特征指标的权重进行提取,利用多元回归分析建立服装结构设计数学模型.建立样板尺寸自动生成的理论模型,并通过编程加以实现.建立3层模糊综合评判模型对系统进行测试,实验结果表明,该...     

Improvement of Rates of Convergence of Iterative Methods of Variance Component Estimation

Exact relationships of quadratic forms for restricted maximum likelihood and the pseudo expectation methods were presented for balanced data and a model containing only one random factor. These relationships were extended to unbalanced data as approximations and schemes for improving the convergence rates of the two methods of variance component estimation were compared empirically using simulated data. The proposed scheme for restricted maximum likelihood was found inappropriate since it converged rapidly but to a different final estimate than usual restricted maximum likelihood. The scheme for the pseudo expectation method also converged rapidly and to the same final estimates as the usual pseudo expectation method, and hence is recommended as a means of obtaining a good prior for restricted maximum likelihood.     

锅炉过热器热偏差的治理与预防

该文从黑液喷射炉的生产工艺、机械设备的角度简要分析了造成过热器热偏差的原因,并重点讲述了所采取的一些必要的治理和预防措施,从而使热偏差对过热器造成的危害程度得到有效减轻.