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热纤梭菌高效降解木质纤维素过程的组学研究进展被引量：6: 2014年; 热纤梭菌(Clostridium thermocellum)是高效降解木质纤维素的重要微生物,因其能分泌纤维小体这一超分子酶系复合物而备受关注。它分泌的酶系组分多样,胞外酶组分的表达、分泌及其在纤维小体支架蛋白上的组装是一受到胞外碳源等因素显著影响的动态过程。热纤梭菌究竟如何感知纤维素等不溶性底物的存在并动态调控相应酶组分的分泌,完成具有高效降解能力的超分子酶系复合物的组装成为近几年来相关研究的热点。本文主要从基因组学、转录组学、蛋白质组学及菌体对胞外碳源的感应机制等方面来综述相关研究进展,并对热纤梭菌降解天然复杂生物质的动态过程及其相应机制进行了剖析,并展望其应用前景。; 陈林王禄山张怀强; 关键词：基因组学转录组学蛋白组学

纤维素酶家族及其催化结构域分子改造的新进展被引量：25: 2013年; 纤维素酶的分子改造是其催化性能改进及催化效率提升的重要手段。近年来,组学技术与结构测定技术的迅速发展,人们已建立了包括糖苷水解酶(Glycoside hydrolase,GH)在内的碳水化合物活性酶组分数据库。通过对同一蛋白家族进行序列比对、分子进化分析与祖先基因重构,以结构模建分析为指导的纤维素酶分子改造,可以明显缩小序列或结构的搜索空间,加快酶分子改造的速度,增大理性设计成功的概率;同时针对催化中心活性架构的分析可以进一步阐明纤维素酶的催化机理与酶分子持续性降解机制。文中主要对纤维素酶家族及其催化结构域的分子改造取得的最新进展作了综述。在后基因组时代基于蛋白质家族中的海量数据分析,以其保守结构信息为指导的理性设计,将会成为纤维素酶分子改造的重要方向,从而推动生物质转化工艺的快速发展。; 张小梅李单单王禄山赵越陈冠军; 关键词：纤维素酶分子改造

检测大肠杆菌群体生长动力学过程4种方法的比较被引量：1: 2013年; 用浊度测定、菌落形成数计数(CFU)、流式细胞计数(FCT),以及MTT还原测脱氢酶活力4种检测方法,测定了E.coli CVCC249群体的生长量,并通过Logistic模型、Sigmoid模型,以及正态分布方程拟合由上述生物量所表征的群体生长动力学过程曲线.结果表明,对浊度和流式检测数据,Logistic和Sigmoid方程可给出较好的拟合度,而对CFU法和脱氢酶活力检测法,仅有正态分布方程能呈现更好的拟合.通过应用有限时域向前差分的方法,消除不能增殖的休止细胞对浊度生长过程曲线的影响,以模拟菌群增殖的过程曲线.在此基础上,求得菌群生长的即时速度(advancing velocity,v_(adv))和即时速度的瞬变率,以此为据将E.coli CVCC249生长过程划分为线性增长期、指数增长期、指数减速期、线性减速期,以及衰亡期5个阶段.此外,对新的划分生长阶段的方法与经典方法的不同,以及R^2(拟合决定系数)能否作为确定模型是否拟合的唯一判据,进行了讨论.; 赵越何秀丽张怀强高培基

纤维素酶解速度的可视化表征与限制因素分析被引量：9: 2015年; 纤维素酶解效率是木质纤维素高效生物转化的限制瓶颈,利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)可以在水相中原位可视化表征纤维素酶分子运动行为,分析单个酶分子的运动速度及其影响因素.研究发现,高效降解结晶纤维素酶分子仅结合于特定结晶表面上的特定位点上,通过单方向运动完成逐层降解,过量酶分子结合于特定表面上会导致持续性运动"塞车"现象.结晶微纤丝的降解不仅取决于酶分子运动速度及其糖苷键断裂效率,更取决于酶分子可及底物的晶面大小及其晶面氢键解聚程度.以新结合模式、新运动模式或新组织模式的纤维素酶系或复合体应是纤维素酶研究的重点方向.; 孟凡辉蒋绪恺刘琳张怀强高培基王禄山; 关键词：木质纤维素纤维素酶原子力显微镜降解效率

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国际科技合作与交流专项项目([2011]1766)