仿生矿化和自组装法多酶系统的理性构建与过程强化

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    20976127
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    姜忠义
  • 依托单位：
    天津大学
  • 学科分类：
    B0812.生物化工与合成生物工程
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

多酶系统介于单酶系统和细胞体系之间，具有独特研究价值，但目前相关研究报道很少。仿生矿化和自组装方法固定化酶由于温和、可控、迅速、高效的特点而特别适于多酶固定化。本项目拟以二氧化碳多酶催化转化为研究对象，基于仿生钛化和自组装方法进行酶固定化载体制备和酶的包埋固定化。研究自由空间和受限空间中仿生钛化过程机理及其氧化钛形貌、大小等的调控方法，研究不同的酶固定化方法（同步法和分步法）对固定化酶微环境的影响，研究不同的酶固定化模式（单独固定化和共固定化）和反应条件（温度、pH值等）对多酶系统催化特性的影响，进而探索酶固定化方法-固定化酶微环境-多酶系统催化特性之间的关系，实现多酶系统的理性构建和多酶催化反应过程的高效强化。研究集生物科学、材料科学和过程科学于一体，具有重要的理论意义和应用前景。拟发表SCI收录论文5-7篇，申请发明专利2-3项，培养研究生6名。

结项摘要

多酶催化被认为是下一代的生物催化技术。而多酶系统的理性设计及可控构建是多酶催化领域的研究热点和前沿。如何实现1）多酶间的高效协同、2）底物产物的快速传递以及3）多酶的简便回用一直是多酶系统研究中的关键问题。本研究围绕上述关键问题，耦合仿生矿化、层层自组装、仿生粘合等平台技术，制备了各种结构的高分子-氧化钛杂化载体（仿硅藻细胞、仿线粒体等结构微囊），构建了新型的固定化多酶系统，实现了多酶催化过程的高效强化。采用各种表征手段，探索了杂化载体的形成机理及结构的调控机制；系统考察了载体制备条件对固定化酶的物理化学微环境（载体与酶相互作用、载体机械性能等因素）、催化性能以及稳定性的影响；进而揭示了多酶固定化载体制备-微环境-催化特性之间的内在关系。各多酶系统应用于二氧化碳或淀粉等催化转化过程，均表现出优异的催化特性和稳定性。多酶催化二氧化碳的转化率最高可达94%，且循环使用10次后无明显降低。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Simultaneous size control and surface functionalization of titania nanoparticles through bioadhesion-assisted bio-inspired mineralization
通过生物粘附辅助仿生矿化同时控制二氧化钛纳米粒子的尺寸和表面功能化
  • DOI：
    10.1007/s11051-012-1120-1
  • 发表时间：
    2012-08
  • 期刊：
    Journal of Nanoparticle Research
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Yanpeng Liang;Yuanyuan Zhu;Xiaoli Wang;Huihui Wang
  • 通讯作者：
    Huihui Wang
Enzyme-polysaccharide interaction and its influence on enzyme activity and stability
酶-多糖相互作用及其对酶活性和稳定性的影响
  • DOI：
    10.1016/j.carbpol.2010.04.045
  • 发表时间：
    2010-08-02
  • 期刊：
    CARBOHYDRATE POLYMERS
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Li, Jian;Jiang, Zhongyi;Liu, Jiaxian
  • 通讯作者：
    Liu, Jiaxian
Facile Construction of Multicompartment Multienzyme System through Layer-by-Layer Self-Assembly and Biomimetic Mineralization
通过层层自组装和仿生矿化轻松构建多室多酶系统
  • DOI：
    10.1021/am101241u
  • 发表时间：
    2011-03-01
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Shi, Jiafu;Zhang, Lei;Jiang, Zhongyi
  • 通讯作者：
    Jiang, Zhongyi
Sandwich-structured enzyme membrane reactor for efficient conversion of maltose into isomaltooligosaccharides
三明治结构酶膜反应器将麦芽糖高效转化为低聚异麦芽糖
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Bioresource Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Lei Zhang;Yanlei Su;Yang Zheng;Zhongyi Jiang;Jiafu Shi;Yuanyuan Zhu;Yanjun Jiang
  • 通讯作者：
    Yanjun Jiang
Bioinspired preparation of polydopamine microcapsule for multienzyme system construction
仿生制备聚多巴胺微胶囊用于多酶系统构建
  • DOI：
    10.1039/c0gc00432d
  • 发表时间：
    2011-02
  • 期刊：
    Green Chemistry
  • 影响因子：
    9.8
  • 作者：
    Lei Zhang;Yang Zheng;Jiafu Shi;Zhongyi Jiang;Yanjun Jiang;Shi Zhang Qiao;Jian Li;Rui Wang;Ruijie Meng;Yuanyuan Zhu
  • 通讯作者：
    Yuanyuan Zhu

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其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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