极端嗜盐古菌PHA的降解特性及其抗菌活性修饰的研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:andyofja
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地中海富盐菌是研究极端嗜盐古菌PHA代谢的模式菌株,它可利用多种廉价碳源高效合成PHBHV,具有重要的工业开发潜力。本实验室的前期工作较为系统和深入地研究了该菌PHBHV的合成途径和调控以及菌体对PHA的分解再利用,但关于极端嗜盐古菌PHBHV材料在环境中的降解过程没有涉及。  本文研究了该类材料在营养耗尽的活性污泥中的降解过程,探索决定其降解速率的关键因素。检测了材料在降解前后的重量和分子量损失,单体比例、热力学性质、材料表面形貌的改变。研究结果发现在降解过程中,PHA材料的重量和分子量均有明显的降低,而PHA的单体比例基本不变。有意思的是,R-PHBHV-2含有30 mol%3HV含量,结晶度最低,但其降解速率却比具有最高3HV含量的R-PHBHV-3或具有最粗糙表面形貌的O-PHBHV-1更快。经过分析,发现极端嗜盐古菌PHBHV材料结晶度越低,降解速率越快。在降解过程中,大多数材料的热分解温度呈现降低的趋势,说明随着降解过程的发生,材料的热稳定性逐渐降低。此外,通过SEM观察降解5周后的样品表面,发现各材料表面均有不同程度的侵蚀现象,在材料表面黏附有大量、形态多样的微生物。进一步对活性污泥中的微生物进行了初步鉴定,分析了具有编码胞外PHA解聚酶的微生物,它们可能主要负责了PHBHV膜的降解。最终影响极端嗜盐古菌PHBHV材料降解速率的关键因素是其结晶度,结晶度与3HV含量和链微结构密切相关。极端嗜盐古菌合成的高规整O-PHBHV-1具有微米孔洞表面形貌,具有良好的凝血特性,暗示其具有潜在的创伤修复应用前景。本部分工作通过融合表达PhaP-TP1来赋予O-PHBHV-1材料抗菌止血双重性质。PhaP是Ralstonia eutropha的PHA颗粒结合蛋白,可以结合在PHA膜表面;TP1是来自于中国鲎的抗菌肽Tachplesin1(TP1),具有广谱的抗菌效果。通过摸索不同的表达质粒,优化蛋白表达条件,最终实现了PhaP-TP1在大肠杆菌的部分可溶性表达,浓度为2mg/mL。经条件致病菌枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌的抑菌实验,发现PhaP-TP1对上述菌株的生长具有显著的抑制作用。利用PhaP-TP1对O-PHBHV-1进行修饰,发现修饰材料对铜绿假单胞菌具有高达93%的抑菌效果。在大肠杆菌中成功表达了融合蛋白PhaP-TP1,它对部分典型条件致病菌具有广谱抗菌活性。利用PhaP-TP1对潜在凝血材料O-PHBHV-1进行修饰,赋予其抗菌活性,从而为其在创伤修复领域的应用奠定基础。
其他文献
FLASH存储器是目前非挥发性半导体存储器市场上的主流器件。但是随着微电子技术节点不断向前推进,基于传统浮栅结构的FLASH技术正在遭遇严重的技术难点,其中最主要的问题是其随
高度集约经营管理措施导致人工纯林土壤肥力退化,生产力下降,土壤微生物群落结构和功能群及其生态功能改变是土壤质量下降的关键过程和重要机制。本研究围绕杉木人工林土壤质量
现场可编程门阵列(FPGA)器件的应用近几年来呈日渐增加之势。与ASIC相比,FPGA需要更少的研发投入和研发风险,更短的开发周期,具有更大的设计灵活性。近几年来,FPGA在价格和功
人类活动引起全球大气中温室气体(CO2、CH4、NOx)浓度不断增加,致使地球表面温度在过去的100年中已经增长了0.74±0.18℃,预计到本世纪末将会增加1.1-6.4℃。此外,氮沉降也是当
在半导体产业中良率和可靠性是影响成本和利润的两个关键因素,随着大规模集成电路进入深亚微米工艺,半导体芯片集成度不断增大,设计的系统越来越复杂,设计的性能要求也越来越
凋落物是森林生态系统养分的储存库,其分解速率对生态系统物质循环和土壤养分供应产生重要影响,叶片脱落时间是影响凋落物分解速率的关键因素之一。蒙古栎(Quercus mongolica)是
大兴安岭地区是我国地带性多年冻土和冻土湿地的主要分布区,近30年来,大兴安岭地区整体增温显著,气候变化的幅度加大,加之人类活动的频繁,冻土退化严重,冻土湿地出现了原有湿地萎缩
近几年来,FPGA已经转变为数字系统的核心并且其市场份额持续增长。与ASIC相比,FPGA具有研发周期短、制造成本低等优势。目前FPGA的价格和功耗不断降低,性能和密度水平却越来越高
垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emiltting Laser,缩写为VCSEL)诞生至今已有30多年,凭借其低阈值、高效率、高调制速率、动态单纵模工作、圆形光斑、易与光纤耦合
本研究从生态系统功能角度将包括生产者(浮游植物)、消费者(浮游动物)和分解者(浮游细菌)等不同功能类群在内的浮游生物群落视为一个整体,将广泛应用于个体、种群层次的DNA指
学位