生物化工专业课程开放式双语教学模式的探讨

随着互联网的迅速发展,知识已成为全球共享资源,在此背景下双语教学正成为高等教育培养改革的一大亮点。生物催化技术是工业可持续发展的重要革新技术。本研究通过对生物化工专业课程《生物催化工艺学》的开放式双语教学进行研究探讨,提出并构建一套灵活、多样、生动的双语互动式教学模式,为相关本科课程建设提供借鉴和参考。     

说出亮点 展示特色——基于江苏省两课评比活动的感悟与反思

笔者2013年参加江苏省职业学校公共基础课程＂两课＂评比活动,制作《PPT演示之道——微型项目一职业生涯规划》教学设计及说课,并获得了市一等奖,同年制作的《PPT演示之道——微型项目二我的第一个职场PPT》教学设计及说课,又获得了省＂研究课＂称号。实战＂两课＂后,笔者对说课有了自己的理解,本文以两次的教学设计为基础与大家分享探讨,共勉提高,以促进教师教学基本功的提升。     

全局转录机制工程法筛选丁醇耐受大肠杆菌及性质

作者旨在采用一种快速有效的方法(全局转录机制工程方法)筛选一株具有较高丁醇耐受性的大肠杆菌。通过对全局转录因子σ~(70)进行随机突变,构建rpoD(编码σ~(70)因子)突变库。并采用高通量筛选的方法筛选获得丁醇耐受突变株E. coli JM109/pHACM~(B8),并对该突变株的性质进行了研究。结果表明:丁醇耐受突变株B8能够耐受体积分数2%丁醇,且对其他有机溶剂也具有较高的耐受性,如体积分数3%异丁醇、体积分数8%乙醇、体积分数4%环己烷和体积分数0.3%甲苯。为进一步阐明了B8菌株丁醇耐受机制,分别对B8菌株和对照菌株E. coli JM109/p HACM~(WT)的生理特性进行了研究。结果显示突变株B8胞内的丁醇含量较对照菌株低55%;且在酸性环境下比对照菌株生长更好;此外Mg~(2+)有助于提高菌株B8的丁醇耐受性。本研究为工业化应用中耐溶剂微生物菌株的构建提供了实验依据和理论基础。     

糖基转移酶UGT73C5在大肠杆菌中的可溶性表达研究

络塞是一种抗高原反应药物的主要活性成分,可通过尿苷二磷酸糖基转移酶UGT73C5催化肉桂醇糖基化反应合成。然而UGT73C5在大肠杆菌宿主中可溶性表达极差,严重限制了其工业应用。该研究分别通过与分子伴侣共表达和与助溶蛋白标签融合表达的方式,提高UGT73C5在Escherichia coli BL21(DE3)中的可溶性表达。结果显示,除质粒pKJE7外,与分子伴侣质粒pG-KJE8、pGro7和pG-TF2共表达后均可提高UGT73C5酶活力,分别为原始酶活力(18.56 U/g细胞)的1.27、1.18、1.37倍。此外,利用硫氧还蛋白(thioredoxin, Trx)和谷胱甘肽巯基转移蛋白(glutathione S-transferase, GST)两种助溶蛋白标签,构建的融合酶Trx-UGT73C5和GST-UGT73C5的酶活力为原始酶活力的1.45、2.54倍,且纯化后的比酶活力为原始酶的80%～90%。最后,在2 mmol/L肉桂醇合成络塞的反应中,相同浓度细胞破碎液(粗酶)融合酶GST-UGT73C5比原始酶催化效率更高,4 h后转化率可以达到90%以上,最终转化率...     

碱预处理秸秆同步糖化发酵生产丁二酸

研究了碱预处理秸秆及用琥珀酸放线杆菌Actinobacillus sucinogenes同步糖化发酵秸秆生产丁二酸。结果表明:用1.0%NaOH溶液于120℃分别预处理玉米、小麦和水稻3种秸秆2 h,其木质素的脱除率、纤维素与半纤维素的总保留率均在85%以上。以3种碱预处理后的秸秆为原料,在补加纤维素酶与纤维二糖酶的条件下,A.sucinogenes F3-21摇瓶厌氧发酵72 h,产丁二酸浓度分别为30.74 g/L、24.98 g/L和26.57 g/L;在7 L罐中厌氧发酵72 h,丁二酸浓度分别达到40.21 g/L,30.06 g/L和39.07 g/L,每克预处理秸秆产丁二酸分别为0.50g、0.38 g和0.49 g。并用钙盐法对玉米秸秆同步糖化发酵液进行提取,得到纯度为99.98%的丁二酸结晶。说明了玉米、小麦和水稻3种秸杆为原料进行同步糖化发酵生产丁二酸的可行性。     

醇脱氢酶催化合成(S)-哌啶醇及产物抑制机制

(S)-N-Boc-3-羟基哌啶((S)-NBHP)是治疗套细胞淋巴瘤药物——依鲁替尼的关键手性中间体。利用醇脱氢酶催化N-Boc-3-哌啶酮(NBPO)的不对称还原是最具开发潜力的(S)-NBHP合成方法。对醇脱氢酶库进行筛选发现,来源于多孢克鲁维酵母的Kp ADH对NBPO具有最佳的催化效果,纯酶活力高达83.9 U/mg,产物对映体过量值为97.0%(S)。将其与葡萄糖脱氢酶偶联,并考察了单水相、两相、离子液体和不同底物浓度对转化反应的影响。结果表明:高浓度产物(S)-NBHP对Kp ADH存在抑制作用,抑制动力学分析表明属于非竞争性抑制。采用单水相体系可降低(S)-NBHP对Kp ADH催化反应的抑制,有利于转化效率的提高。初步探究了醇脱氢酶催化NBPO不对称还原反应的抑制现象,对酶法合成(S)-NBHP具有指导意义。     

ClostridiumsaccharobutylicumDSM13864细胞表面理化特性及固定化细胞产丁醇的性能

糖丁基梭菌Clostridium saccharobutylicum DSM 13864能利用多种糖类为底物发酵产丁醇。本文研究了该菌体细胞表面的理化特性,并以砖块作为细胞固定化材料进行丁醇发酵。采用细菌吸附有机溶剂(MATS)法证明糖丁基梭菌细胞表面有强烈的亲水性,并且等电点在pH值为3左右,这些特性有利于菌体与表面亲水多孔的砖块吸附。在60g/L葡萄糖发酵培养基中,以5～8目砖块作为固定化材料,流速为1.1L/min,发酵48h后,丁醇的浓度、得率和生产率分别达到11.02g/L、0.18g/g和0.23g/(L·h),相比悬浮细胞发酵分别提高了10.53%、5.88%和9.52%。结果表明:砖块作为一种固定化材料可有效提高糖丁基梭菌的发酵产丁醇水平。     

浅谈《生物催化工艺学》教学内容和教学方法的改进

《生物催化工艺学》是生物工程和生物技术专业的重要课程之一。针对生物催化工艺学课程的特点,应当将生物催化研究及行业发展的最新方法和成果及时充实到教学内容中,并对教学方法和考核方式进行改革,提升教学效果和学生的综合能力。以学生为中心,教学相长,激发学生的学习热情,采用灵活的授课和考核方式,增加学生的学习主动性,为国民经济的发展提供更多的生物化工专业技术人才。     

脂肪酶催化拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯

研究了脂肪酶拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯。从10种脂肪酶中筛选出了脂肪酶Lipase PS-D,该酶能够有效拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯,并对反应条件进行了优化,确定了该酶的最适反应条件:温度30℃,pH=7.0,摇床转速170 r/min,确定了有效表面活性剂为乳化剂OP,在此优化条件下反应1 h,得到(R)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的对映体过量值ee为93.1%,底物摩尔转化率为54.3%,总收率为91.4%。该研究为(R)-硫辛酸的制备提供了一条可行途径。