集胞藻ApcA和CpcA的体内生物重组研究

利用聚合酶链式反应(PCR)克隆出集胞藻Synechocystis sp.PCC 6803变藻蓝蛋白和藻蓝蛋白α亚基的编码基因apcA和cpcA,将脱辅基蛋白ApcA、CpcA分别与裂合酶CpeS1或CpcE/F以及血红素氧化酶HO1、胆绿素还原酶PcyA在大肠杆菌中共同表达。研究表明:通过大肠杆菌体内重组可以获得具有光学活性的重组色素蛋白PCB-ApcA和PCB-CpcA。吸收光谱、荧光光谱以及锌电泳均表明,藻蓝胆素与脱辅基蛋白形成了正确的共价连接。由此可知,利用大肠杆菌进行集胞藻藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白α亚基的体内生物合成是可实现的。同时还对重组色素蛋白的摩尔消光系数和荧光量子产率进行了计算。     

藻胆蛋白ApcE缺失突变体的自催化重组研究

采用聚合酶链式反应（PCR）扩增出Anabaena．sp PCC7120别藻蓝蛋白ApcE（1-240）的一系列缺失突变体基因：apcE（14—240）、apcE（25—240）、apcE（63—240）、apcE（85—240）、apcE（121—240）、apcE（133—240）、apcE（187～240），在大肠杆菌中高效表达分别获得相对应的缺失突变体蛋白。对上述脱辅基蛋白与藻蓝胆素（PCB）的体外自催化重组进行了研究。结果表明：在含有4mol／L尿素的磷酸钾缓冲体系中，ApcE（25—240）脱辅基蛋白可与藻蓝胆素体外重组实现共价连接，获得的色素蛋白质具有最大吸收峰（λmax=656rim）和荧光发射峰（λmax=670nm），其余6个缺失突变体蛋白仅能与藻蓝胆素非共价连接，不能发生自催化重组。该结果为进一步研究连接多肽ApcE的结构和功能提供了信息，具有重要意义。     

光催化纳米TiO2治理蓝藻工艺的研究

在波长253.7 nm紫外线C波段（UV-C）照射下,对受试蓝藻进行光催化纳米TiO2氧化反应,探讨反应参数对实验工艺处理效果的影响。对蓝藻生理指标叶绿素a（Chl-a）含量测定显示：在辐照光强0.15 mW/cm^2、纳米TiO2浓度100 mg/L下反应,其Chl-a含量下降速率最快;随着辐照剂量、通入空气量（Qair）和反应温度的增大,其Chl-a含量下降速度不断加快;加入1.0 mmol/L H2O2加快了Chl-a含量下降,而加入20 mmol/L抗坏血酸（Vc）则减缓Chl-a含量下降;在偏碱性或低于纳米TiO2零电点（6.25）时,有利于加快Chl-a含量下降。结果表明,光催化纳米TiO2氧化反应能够有效降低受试蓝藻Chl-a含量,在以上参数适宜反应条件下,可以更好提高光催化纳米TiO2治理蓝藻工艺的处理效果。     

生物光电材料及其在生物光电器件中的应用

讨论了几种主要的生物光电材料:细菌视紫红质、藻红蓝蛋白和光敏色素,分别讨论了相关分子结构、光谱特性和光电转换原理等,并对其在生物光电器件方面的应用进行了展望。     

蓝藻水华生物防治与蓝藻生物技术

最近十年来蓝藻水华在我国各大富营养化湖泊频繁爆发,形成藻灾,鉴于传统治理手段的局限性,新兴的生物技术治理方法以其优越性而倍受世人瞩目,可望成为攻克水华的理想选择。与此同时,为实现化害为利的目的,藻胆蛋白资源开发、蓝藻基因工程研究已经在世界范围内蓬勃兴起。因此,文中从水华的生物治理、蓝藻资源化利用、蓝藻生物技术等各个方面加以论述。最后结合作者实验室有关蓝藻藻胆蛋白生物合成的最新进展,提出了通过抑制藻胆蛋白连接酶活性,选择性控制藻胆蛋白生物合成来治理蓝藻水华的新思路。     

带跨膜片段的α-PEC的分子构建

通过分子设计构建一段来自人红细胞膜上的血型糖蛋白A（glycophorin A，GPA）中的跨膜片段基因，并连接到藻红蓝蛋白基因片段（pecA）的N端，将融合基因插入到表达载体pET30a进行表达。表达产物以包涵体形式存在，通过优化条件使其溶解，并与藻蓝胆素PCB在裂合并构酶PecE／PecF催化下进行体外重组，通过可逆光致变色活性大小确定包涵体溶解的最佳条件。结果表明，超声后的细胞加入终浓度8mol／L尿素，0．2％Triton X-100和一定量的PecE和PecF，透析时采用含0．2％Triton X-100的尿素梯度透析可使重组活性最高。研究为可逆光致变色生物材料在生物光电材料中的应用打下了基础。     

邻苯二甲酸二丁酯对蓝藻生长的影响

研究了邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对鱼腥藻PCC7120生长的影响。结果表明，在培养基中加入少量DBP对蓝藻的生长有一定的刺激作用，但随着DBP加入量的增大，藻的生长逐步受到抑制，直至衰亡。通过测定叶绿素a（chla）、可溶性蛋白、三磷酸腺酐（ATP）、超氧化物歧化酶（SOD）、还原型谷胱甘肽（GSH）、过氧化物酶（POD）等生长代谢指标．发现藻液中加入少量的DBP对鱼腥藻PCC 7120的生长产生了影响。延缓了其衰亡。     

浸没式UV-C技术对念珠藻"水华"的抑制效应

以“水华”蓝藻中常见的念珠藻Nostoc7120为受试藻种，分别设计了浸没式UV—C技术抑藻实验、细胞形态观察实验和SDS—PAGE电泳实验等，最后分别从群体、细胞、分子水平对此技术除藻抑藻效应的机理予以阐释。