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关键词： 甘氨酸自由基酶   厌氧代谢   芳香乙酸脱羧酶   对甲酚   X-射线晶体衍射  

摘要： 苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸是参与蛋白组成的20种氨基酸内3种芳香族氨基酸。甲苯、高度恶臭的挥发性化合物对甲酚和粪臭素正是厌氧肠道菌等发酵这三种芳香族氨基酸的最终代谢产物。它们的产生分别来自于甘氨酸自由基酶(GRE)家族的苯乙酸脱羧酶(Phd B),对羟基苯乙酸脱羧酶(HPAD)和吲哚乙酸脱羧酶(IAD)对底物的脱羧反应。GRE包含一个对氧敏感的甘氨酸自由基(Gly·),该自由基是甘氨酸自由基酶C末端保守的甘氨酸残基经蛋白翻译后修饰而形成的。本研究首先通过生物信息学分析,发现从猪粪中分离出的厌氧性粪臭杆菌Olsenella scatoligenes除包含已知的HPAD和IAD外,还存在潜在的第三种甘氨酸自由基依赖的芳基乙酸脱羧酶(AAD)。实验证明,AAD可以完成催化对羟基苯乙酸(HPA)和对氨基苯乙酸(APA)两种不同底物的脱羧反应,但却不能催化假定的苯丙氨酸无氧代谢的中间体苯乙酸的脱羧反应。这也是迄今为止发现的第四种甘氨酸自由基依赖的脱羧酶。本研究,利用电子顺磁共振(EPR)技术,检测到AAD明显的甘氨酸自由基特征峰并定量计算。通过气相色谱和质谱联用,对AAD催化底物的范围和动力学参数进行了详细的定性和定量表征。为了深入发掘AAD的催化机理,实验利用X射线晶体衍射解析出了AAD与底物HPA的共晶结构。晶体结构显示,AAD的活性催化中心完全不同于HPAD,而且也不具备HPAD含铁硫簇的小亚基。针对AAD缺失对应HPAD活性位点的两个谷氨酸,而且能被甘氨酸自由基氧化形成硫自由基的C447与底物较远的晶体结构,本文提出了异于HPAD质子偶联电子传递(PCET)催化机制的假说。AAD依赖保守的C447和H658残基,通过电子传递(ET)形成底物自由基,进而经由H658进行氢接力转移(HAT)实现催化。本研究为了验证AAD于Olsenella scatoligenes体内的催化活性及表达情况,分别在外源添加了两种可被催化的芳香乙酸诱导剂。通过荧光定量PCR,证明了AAD及其对应阅读框内的转运蛋白(MFS)均在菌种体内被高度诱导表达,并于细胞外液成功检测到了对应代谢产物对甲酚和对氨基甲苯的生成。肠道细菌产生的代谢产物可在人体血管中累积至亚毫摩尔浓度,严重影响人体健康,这其中就包括与自闭症和癌症有关的对甲酚。不同的底物范围,活性位点结构以及缺少含Fe-S簇亚基的事实表明,AAD使用全新的催化机理完成芳香乙酸的脱羧反应,是一种新型的芳基乙酸脱羧酶。本项研究为更好的探明自由基介导的脱羧酶机理和对甲酚引起的相关疾病的治疗提供了理论依据和实验基础。

关键词： 医学院校   生物化学检验   生物安全管理   探讨  

摘要： 生物化学检验作为高职高专医学检验技术专业一门重要的专业核心课程,在医学检验技术专业的课程设置中占有重要地位.生物化学检验课程理论课和实验课同样重要,在实验教学过程中,不可避免地要使用和管理实验室.由于生物化学检验实验课的所用标本和试剂的特殊性,因此生物化学检验实验室的生物安全管理显得非常重要.从提高师生的生物安全意识并加强教育与培训、建立完善的实验室管理制度、注重末端管理并规范处理废弃物等方面,结合实际探讨了高校生物化学检验实验室生物安全管理的相关防护措施.

关键词： 生物化学   教学方法   学术论文  

摘要： 教学质量是高校生存与发展的基石,教学方法改革是提高教学质量的重要举措。生物化学是生命科学学院学生的一门重要基础课程,为进一步提高生物化学教学质量,探讨了学术论文在生物化学教学中的应用,取得了理想的教学效果,为学生今后的工作或继续深造奠定了良好的基础,也为教学方法改革的应用提供了可借鉴经验。

摘要： 《生物化学与生物物理进展》拟于2022年1月出版主题为"蛋白质与多肽的检测和治疗(Protein and Peptide Diagnostics and Therapeutics)"的基础研究专刊。现诚邀海内外科研工作者来稿,稿件形式为研究报告或者综述,稿件文字中英文皆可。专刊内容主要包括以下研究方向: 蛋白质或多肽分子作为疾病诊断标志物的基础与应用研究; 蛋白质或多肽分子作为疾病治疗靶点的机制与应用; 实验室及临床检测蛋白质或多肽分子新技术新方法的基础研究; 蛋白质及多肽药物开发的基础研究。

ISBN: (纸本)9787308210973

关键词： 课堂思政   生物化学   教学   社会主义核心价值观  

摘要： 中央高校思想政治工作会议提出构建以思想政治教育为核心的思想政治理论课教学体系,形成同向同行的各种课程和思想政治课。课题组在对卓越医师班学生进行生化课程教学时开展了"生物化学全课程育人"教学改革的初步实践。让学生在学习专业课知识的同时牢固树立党和国家意识,践行社会主义核心价值观,为培养高素质的医学工作接班人打下坚实的基础。

关键词： 采油污水   芽孢杆菌   膨润土   颗粒污泥   化学处理  

摘要： 采油污水中含有石油烃类，可溶性有机物和氨氮等多种污染物质，直接排放到海洋环境中会对海洋生物和人类产生危害。因此在污水排放前，必须对其进行严格处理，以达到国家排放标准。本文针对南海西部油田采油污水，从室内和现场进行生物化学处理技术研究，取得以下研究成果。　　室内研究表明，从南海西部油田采油污水富集培养物中分离了100株污染物降解菌，主要为芽孢杆菌、炭疽杆菌、不动杆菌等。此外，使用膨润土及阳离子聚合物絮凝反应制备颗粒污泥。通过研究确定颗粒污泥配方为：钙基膨润土100g，钠基膨润土10g，阳离子瓜尔胶0.5g，阳离子聚丙烯酰胺0.2g。接种降解菌的颗粒污泥在内循环序批气提式反应器（SBAR）内，经过41天的时间培养，反应器内颗粒污泥培养成熟。模拟试验表明，配制的颗粒污泥对现场采集污水的COD的去除率达到80%以上，氨氮的去除率达到90%左右，石油烃的去除率达到65%左右。并且发现进水有机污染物负荷不超过0.078COD/kgMLSS·d、环境温度在20℃以上、曝气强度在2.5L/min以上时COD的去除效果最佳。　　在南海西部油田采出污水现场应用试验中，首先进行厌氧处理（ABR），然后进行好氧曝气处理（SBR）。结果表明，ABR池COD去除率达到65%，氨氮去除率达到30%以上，石油烃去除率在40%左右。平行设置的三个SBR池（1#，2#，3#）运行稳定后COD去除率达到80%左右，氨氮去除率能达到95%以上。通过对ABR和SBR池污染物的化学组成和微生物群落变化分析表明，ABR和SBR反应器中的微生物协同作用能高效去除污染物。ABR池在降低污水COD过程中，乙酸盐是重要的中间底物。发酵和硫化合物呼吸在SBR中表现出独特的微生物网络。不同微生物具有相似的降解碳氢化合物、产酸、光合同化和脱氮作用。

关键词： 生物质炭   阿特拉津   机械组成   吸附   降解   微生物群落  

摘要： 阿特拉津（Atrazine,AT）是一种常见的除草剂,具有毒性较强、半衰期长、易迁移等特性。生物质炭（Biochar,BC）具有吸附能力强、性质稳定等优点,常用于修复污染土壤。目前多数的研究表明BC对土壤中AT有较好的吸附和持留效果,能有效降低土壤中AT的迁移风险。AT在土壤的环境风险不但包括迁移风险,还包括残留风险,AT的残留风险取决于其消解行为。但土壤结构的复杂性造成了目前研究关于BC对土壤AT消解影响的不确定性,关于BC对AT在土壤不同粒径组分上的分布和消解行为的研究更是鲜有报道。因此,本论文以BC对土壤AT消解的影响为切入点,构建灭菌和未灭菌体系,考虑土壤颗粒组分的影响,探究BC对土壤及其各粒径组分（砂粒、粉粒和黏粒）AT分布和消解的影响。接着考察了BC对土壤及各粒径组分对AT吸附的影响,探讨吸附行为与AT消解之间的关系,揭示BC影响土壤AT消解的物理化学机制;进一步研究了BC对AT污染土壤及各粒径组分微生物活性、多样性和群落结构的影响,探究土壤及各粒径组分微生物与AT消解之间的关系,揭示BC影响土壤AT消解的微生物学机制。研究结果将为应用BC修复AT污染土壤,控制其环境风险提供更全面的信息,对农业生产和有机污染物的防控具有重要意义。本论文主要的研究结果如下所示:（1）BC对AT在土壤及各粒径组分分布的影响。BC对灭菌和未灭菌土壤不同粒径组分的质量占比没有显著的影响;但添加BC提高了不同粒径组分中不可脱附态AT的含量;在未灭菌土壤中,培养开始时（21d）,添加100目BC没有改变不可脱附态AT在不同粒径组分中的分布,不可脱附态AT主要分布于砂粒中;但是添加200目BC使不可脱附态AT主要分布于粉粒,与不添加BC的处理相比,添加200目甘蔗叶生物质炭和蚕沙生物质炭处理粉粒中不可脱附态AT分别占不可脱附态AT总量的47.69%和47.74%。（2）BC对AT在土壤消解的影响。无论灭菌还是未灭菌条件下,添加BC均延缓了土壤中AT的消解,但是灭菌与未灭菌土壤AT的消解途径和BC对其的影响明显不同,未灭菌土壤AT的消解量显著高于灭菌土壤,说明未灭菌条件下微生物降解是土壤AT消解的主要途径,灭菌条件下化学消解则是主要的途径。在未灭菌土壤中,与不添加BC的处理相比,从21～63 d添加蚕沙生物质炭和甘蔗叶生物质炭土壤AT总消解率分别降低了2.53%～2.85%和5.10%～8.00%;但土壤以及砂粒、粉粒和黏粒中不可脱附态AT的消解则有所增加,其中添加生物质炭土壤以及砂粒、粉粒和黏粒不可脱附态AT的消解量分别比不添加BC的处理提高了0.69～3.55、1.23～3.17、0.59～2.55和0.25～1.87 mg·kg-1。在灭菌土壤中,BC抑制了可脱附态AT的消解,而不可脱附态AT的残留量则有所增加,其中对黏粒中不可脱附态AT含量的增加最为明显。（3）BC影响土壤AT消解的物理化学机制。通过等温吸附实验可知Freundlich模型能够较好拟合土壤及各粒径组分对AT的吸附行为。BC提高了土壤及各粒径组分对AT的吸附能力,其中甘蔗叶生物质炭的提高作用强于蚕沙生物质炭,且BC的粒径越小对土壤吸附能力的提高效果越明显。相关性分析结果显示,可脱附态AT的化学消解量与土壤总有机碳（Total organic carbon,TOC）含量和吸附能力之间呈现显著负相关,表明BC通过提高土壤的吸附能力,促进可脱附态AT向不可脱附态AT转化,进而抑制了土壤可脱附态AT的化学消解。此外,在灭菌条件下,BC提高了土壤各粒径组分的吸附能力,从而使土壤各粒径组分不可脱附态AT的残留量增加。可见,BC通过提高土壤TOC含量、增强土壤及其各粒径组分对AT的吸附能力,促使AT在土壤转化、在各粒径组分中再分配,从而延缓土壤中AT消解是BC影响AT消解的主要物理化学机制。（4）BC对AT污染土壤微生物的影响。低浓度AT降低了土壤微生物量碳含量、脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶的活性,但一定程度上提高了微生物碳源利用多样性和真菌多样性,AT浓度越高对土壤细菌多样性的抑制作用越强。添加BC提高了AT污染土壤微生物活性、碳源利用多样性以及细菌多样性。其中BC对土壤黏粒细菌多样性的提高效果最为显著。添加BC提高了浓度为5 mg·kg-1的AT污染土壤中细菌Proteobacteria、Actinobacteriota和Firmicutes的相对丰度,但降低了Bacteroidetes的相对丰度。在浓度为50mg·kg-1的AT污染土壤中,添加BC提高了Actinobacteriota的相对丰度,但降低了Firmicutes的相对丰度。对于土壤各粒径组分来说,添加BC提高了土壤黏粒Firmicutes的相对丰度。（5）BC影响土壤AT消解的微生物学机制。BC-微生物-AT消解相关分析结

摘要： 《生物化学与生物物理进展》拟于2022年1月出版主题为"蛋白质与多肽的检测和治疗(Protein and Peptide Diagnostics and Therapeutics)"的基础研究专刊。现诚邀海内外科研工作者来稿,稿件形式为研究报告或者综述,稿件文字中英文皆可。专刊内容主要包括以下研究方向: 蛋白质或多肽分子作为疾病诊断标志物的基础与应用研究; 蛋白质或多肽分子作为疾病治疗靶点的机制与应用; 实验室及临床检测蛋白质或多肽分子新技术新方法的基础研究; 蛋白质及多肽药物开发的基础研究。

关键词： 生物化学系统   S-型系统   双目标优化   稳态优化   稳定性约束   优化算法  

摘要： 近年来,国内外许多学者对生物化学系统的单目标优化、多目标优化、双层优化等方面已经做了很多研究工作,取得了一些研究成果,为生物化学系统的最优操作提供了理论指导。本文主要研究稳定性约束条件下S-型生物化学系统的稳态优化问题。论文研究的主要内容和取得的主要结果如下:1.针对S-型生物化学系统,构建了以目标产物产率最大为优化目标、以稳定性要求作为约束条件的稳态优化模型。为了求解前面构建的稳态优化问题,基于Hurwitz稳定性准则和等价变换将其转化为新的非线性规划问题。与所构建的稳态优化问题相比,转化后的新问题具有线性目标函数和多个线性约束,因此新问题具有相对容易求解的优势。通过计算转化后的新问题,本文得到了所构建优化模型的最优解。2.针对S-型生物化学系统,基于稳定性约束要求,给出了一种双目标稳态优化模型。根据所构建稳态优化模型的特点提出了一种求解方法,并将其应用于四个S-型生物化学系统的双目标稳态优化中。