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[2014.11.22]2014 年11月16日-21日,崔球研究员和宋晓金副研究员携团队"裂壶藻发酵产DHA项目"代表研究所参加了在深圳举行的"第16届中国国际高新技术成果交易 会"(简称高交会)。高交会被誉为"中国科技第一展",是由中华人民共和国商务部、科技部、工业和信息化部、国家发展和改革委员会、教育部、农业部、国家 知识产权局、中国科学院、中国工程院、深圳市人民政府共同举办。高交会以"国家级、国际性、高水平、大规模、讲实效、专业化、不落幕"的特点,成为中国高 新技术领域对外开放的重要窗口,在推动高新技术成果商品化、产业化、国际化以及促进国家、地区间的经济技术交流与合作中发挥着越来越重要的作用。利用微藻 (裂壶藻)生产DHA具有生长快、脂质含量高、DHA含量高的特点。本团队通过筛选培育获得了多株高产不饱和脂肪酸DHA的藻株,并建立了高密度发酵体 系。2012年10月,研究所"牵手"青岛琅琊台集团,共同成立了青岛科源海洋生物有限公司,在青岛打造年产千吨级"海洋微藻量产二十二碳六烯酸 (DHA)"示范生产基地。目前该项目已顺利投产,经17吨发酵罐放大验证,100小时内,生物量(细胞干重)超过150g/L,总油脂占细胞干重的 60%以上,其中DHA含量占油脂重量的45%以上,产品各项指标均优于现行国家标准,在国内外均处于领先水平,并拥有自主知识产权。预计2015年产量 将达到300吨左右,年产值将达1亿元左右,未来1000吨产能完全释放后,年销售额有望突破5亿元。

 

[2014.10.14]2014 年10月10日-13日,本团队冯银刚研究员、博士生陈超和硕士生丁筱珂参加了在浙江大学举办的第18届全国波谱学学术会议。该会议由中国物理学会波谱学 专业委员主办,会议包含磁共振领域的方法学及其在物理、化学、生物学和医学中的应用,有来自全国各地、港澳台以及部分国外的研究人员共三百多人参加了会 议。在会议上我们展示了"热纤梭菌对接模块的核磁溶液结构研究"和"热纤梭菌中anti-sigma因子的核磁共振研究"的墙报。

[2014.10.11]本 团队申请的关于裂殖壶菌SD116及其生产DHA油脂的发明专利获得授权,专利号ZL201210251850.X。这是本团队获得授权的第一个发明专 利,也是本团队具有自主知识产权的研究成果进行产业化合作的基础。在该专利保护的菌株和工艺的基础上,本团队和青岛琅琊台集团合作成立了青岛科源海洋生物 有限公司,预计将成为国内最大的海洋微藻DHA生产基地。该专利有助于打破国外公司在国内DHA市场上的垄断地位,推动国内DHA产业的优化升级。

[2014.9.28]本 团队在热纤梭菌的纤维小体结构研究中取得进展。热纤梭菌的纤维小体是由粘连模块和对接模块将脚架蛋白和酶组装起来的超分子复合体,其中纤维素酶 Cel48S是天然纤维小体中含量最大的蛋白质。在2001年曾有核磁共振方法解析Cel48S上的对接模块(Doc48S)的溶液结构报道,但该结构和 后来解析的对接模块-粘连模块复合物的晶体结构中的对接模块结构差别较大,有人认为对接模块可能存在从游离到结合状态的构象变化。然而,通过分析之前解析 的溶液结构的数据,我们发现其仅使用了15N标记的样品和双共振方法,化学位移指认不完全,结构质量指标较低。因此我们使用了13C,15N 双标记和三共振方法重新解析了Doc48S的核磁共振溶液结构,获得完全的化学位移指认和较高的结构质量指标。结果表明Doc48S的溶解结构和复合物晶 体结构中的对接模块结构是非常类似的,并不存在显著的构象变化。此外,我们还发现在靠近C端的一个脯氨酸前肽键是顺式肽键,之前的研究中该脯氨酸未能获得 化学位移指认,而晶体结构中又把该脯氨酸截掉了,因此我们是首次发现在对接模块中的顺式肽键。该工作发表在国际刊物J. Strut. Biol.上。本团队博士生陈超为第一作者,冯银刚研究员为通讯作者,加拿大Steven P. Smith教授、以色列Raphael Lamed教授和Edward A. Bayer教授合作参与了部分工作。该研究得到了科技部973和国基自然科学基金委的资助。【出版社全文链接

[2014.9.19]刘 亚君副研究员和博士生张杰参加了在上海召开的第十三届国际梭菌会议(Clostridium XIII)。该会议汇集了世界范围内在梭菌遗传学、生理学以及合成生物学领域内的顶尖专家。刘亚君副研究员在会上做了题目为"The Contribution of Cellulosomal Scaffoldins to Cellulose Hydrolysis by Clostridium thermocellum"的口头报告。博士生张杰展示了题为"A newly developed inducible ClosTron method with low off-target frequency in Clostridium cellulolyticum"的墙报。

[2014.8.28]2014 年8月24日至27日,崔球研究员、赵静波、孙志杰、肖艳副研究员参加了在山东大学微生物技术国家重点实验室组织的AFOB生物能源与生物炼制分会 2014年年会暨生物能源与生物炼制前沿高端论坛。从事生物质预处理、生物质燃料生产、生物催化与转化、生物基材料、酶制剂等领域研究的科研人员及多家相 关龙头企业人员参加了此次会议。在本次会议上,孙志杰副研究员做了"热纤梭菌纤维小体骨架对纤维素降解的贡献"口头报告,赵静波、肖艳副研究员进行了的墙 报展示,其中肖艳副研究员的"高光和氮充足恒化条件下,同步提高微拟球藻生物质和中性脂积累"墙报获得墙报展一等奖。

[2014.8.17]刘亚君副研究员参加了在哈尔滨召开的2014年中国微生物学会年会,并在会上做分会场口头报告,介绍了在热纤梭菌纤维小体在纤维素降解过程中的功能分析方面的研究工作以及取得的成果。该报告被大会授予"2014年中国微生物学会年会优秀学术论文奖"。

[2014.7.16]青 岛市发改委批准依托本团队成立"青岛市单细胞油脂工程实验室"。该实验室是研究所获批建设的第一家青岛市市级工程实验室,将主要解决海洋及陆地单细胞产油 微生物的资源筛选、菌种改良、规模化培养工艺设计及优化、产物分离及综合利用等产业化核心问题。重点围绕产油海洋微藻、产油海洋真菌、产油海洋酵母在生物 能源、功能油脂、高附加值脂肪族化学品方面的生产应用技术瓶颈开展菌种系统性代谢改造、中试及放大、过程装备及技术服务、知识产权战略及运营等工作。【研究所新闻

[2014.5.29]本团队在热纤梭菌纤维小体功能研究方面取得新进展。热纤梭菌(Clostridium thermocellum) 的纤维小体是公认的自然界中最高效的纤维素降解系统,然而,由于热纤梭菌遗传改造工具的匮乏,至今鲜有纤维小体功能相关的体内研究的报道。本团队长期致力 于热纤梭菌纤维小体的研究和开发,利用前期建立的全新、快速的thermotargetron遗传操作系统,对热纤梭菌纤维小体的所有脚架蛋白的功能进行 了系统的分析,揭示了各种脚架蛋白和不同的协同作用对纤维小体活性的贡献。相关成果于2014年5月29日在线发表于Biotechnology for Biofuels。这是本团队在纤维小体研究中的又一重要进展。

热纤梭菌(Clostridium thermocellum) 能够高效降解纤维素,是通过整合生物加工(CBP)策略实现木质纤维素乙醇合成的天然生产者,其高效降解纤维素底物的优势源于其具有的特殊多酶复合体—— 纤维小体。热纤梭菌通过一级和二级脚架蛋白与多功能催化酶系的相互作用实现纤维小体高级结构的组装,从而获得纤维素降解的协同效应,保证了纤维小体这一纤 维素降解的超级分子机器的的高效性和多功能性。然而,由于纤维小体的复杂性和热纤梭菌遗传操作手段的缺乏,纤维小体中不同水平的相互作用及协同效应在纤维 素降解过程中的贡献仍不清楚。

为了深入理解纤维小体的高效作 用机制和组装机制,我们利用前期开发的thermotargetron遗传操作技术,构建了一系列脚架关键模块缺失的热纤梭菌突变株(图1),通过测定和 分析突变株的纤维素降解速率、纤维小体形态以及纤维素底物结合率的变化,定量分析了不同脚架蛋白及其模块对纤维小体的纤维素降解活性的贡献。研究结果表明 纤维小体一级脚架CipA蛋白中I型Cohesin模块及CBM模块介导的"酶-酶","酶-底物"之间的协同效应是纤维素高效降解的核心机制,II型 Dockerin模块介导的"酶-细胞"之间的协同效应是纤维素高效降解的辅助机制。与一级脚架相比,二级脚架蛋白对热纤梭菌纤维素降解速率的影响较小, 且与其所含的II型Cohesin模块的个数相关。此外,我们发现细胞表面纤维小体突起结构的缺失并不影响细胞与纤维素底物的结合,推翻了前人认为热纤梭 菌细胞通过纤维小体结合在纤维素底物上的观点,表明热纤梭菌存在不依赖于纤维小体结构的纤维素底物结合方式。

该 研究阐明了热纤梭菌纤维小体中各种脚架蛋白和协同作用在纤维素降解过程中的贡献,使人们对纤维小体的高效降解机制有了更深入的认知,为利用纤维小体进行木 质纤维素降解生产生物燃料提供了新的见解和思路。该研究中使用的thermotargetron技术是一项适用于嗜热微生物遗传改造的快速高效的手段,在 未来的嗜热微生物研究和应用开发中将发挥重要作用。本团队的博士生洪伟为该论文的第一作者,崔球研究员和刘亚君副研究员为该论文的通讯作者,该研究获得了 科技部973项目、中科院科研装备项目和国家自然科学基金等项目的资助。【出版社全文链接

[2014.5.26]本 团队在Biochem. Biophys. Res. Commun.上发表了一篇研究论文,报道了一个古菌特有的核糖体蛋白L46a的结构,发现该蛋白具有一种新的折叠类型。核糖体是进行蛋白质合成的分子机 器,在生物的三界(真细菌、古菌和真核生物)中大致上是保守的,但不同的界、种、属中也存在一些特异性的核糖体蛋白。因此虽然多个模式生物的核糖体结构已 经得到解析,但一些物种特有的核糖体蛋白的结构和功能并不清楚。2011年的一个蛋白质组研究鉴定了三个古菌特有的核糖体蛋白,它们在基因组中被标注为假 想蛋白,和其他已知的蛋白没有序列上的同源性。其中L46a是最保守的一个,在整个热变形菌纲中保守。我们使用核磁共振方法测定了来自硫磺矿硫化叶菌的 L46a的结构,发现它和其他已知的蛋白质结构的折叠类型都不相同,是一个新的蛋白质折叠类型。结构分析发现L46a具有一个显著的正电荷表面区域,可能 是其核糖体RNA结合位点。此外,根据以前发表的核糖体电镜结构,我们使用对接方法鉴定了L46a在核糖体上的可能位置。

该 工作是和北京科技大学、中科院生物物理所的多位研究人员合作完成的,本团队冯银刚研究员为第一作者和通讯作者。冯银刚研究员长期进行古菌蛋白质,特别是核 酸结合蛋白和假想蛋白的结构和功能研究,该论文是该研究方向的又一个成果。该工作得到了国家自然科学基金委和863项目的支持。【出版社全文链接

[2014.4.21]4 月18日至20日,冯银刚研究员和博士生陈超参加了在昆明举办的中国生物物理学会-生物磁共振专业委员会成立大会暨第一届全国生物磁共振研讨会。从事生物 大分子核磁共振、代谢组学、生物分子电子顺磁共振、生物磁共振城乡等领域研究的100多位科研人员参加了此次会议。冯银刚研究员做了"癌症抑制相关蛋白 ARID4A的结构与相互作用研究"的口头报告。博士生陈超展示了题为"热纤梭菌纤维小体对接模块的核磁溶液结构"的海报。在本次会议上,冯银刚研究员当 选为第一届生物磁共振专业委员会委员。

[2013.12.20]祝贺本团队刘亚君博士在2013年本研究所的专业技术职务评聘中,由助理研究员晋升为副研究员!刘亚君博士主要从事梭菌的遗传和代谢工程改造研究。预祝刘博士在以后的科研工作中取得更好成绩!

[2013.11.5]本团队构建了一套基于PyrF的双向筛选系统以实现解纤维梭菌的多基因靶向连续敲除。相关成果于11月5日发表于Applied Microbiology and Biotechnology上。

解 纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum)是能够降解纤维素生产乙醇的产纤维小体模式菌株,是通过整合生物加工技术(CBP)实现木质纤维素糖化及生产纤维素乙醇的 候选微生物,在生物燃料工业生产中具有巨大的潜力。为克服其乙醇产量低、反馈抑制明显等天然缺陷,我们前期工作已经建立了针对嗜中温梭菌的遗传操作平台, 实现了对这解纤维梭菌的基因靶向敲除和表达。其中,解纤维梭菌中的基因靶向敲除主要是通过ClosTron方法实现的。

ClosTron 是一种基于二类内含子Ll.LtrB的targetron技术,广泛的应用于嗜中温梭菌的基因工程改造。ClosTron方法要求在每步靶向敲除前都要首 先完成质粒丢失以消除质粒不相容性造成的后续转化困难,但解纤维梭菌中能够使用的质粒的丢失效率非常低,需要长时间大劳动量的筛选过程才能获得质粒丢失的 底盘细胞,这大大降低了遗传改造的效率,无法实现快速的多基因连续敲除,是解纤维梭菌基因工程改造一个技术瓶颈。

基 于上述原因,我们开发了一套基于PyrF的双向筛选系统,配合ClosTron方法使用,能够有效的促进解纤维梭菌转化子中质粒的丢失,实现了对 ClosTron方法的改进优化。该筛选系统包括一个通过同源重组构建的pyrF敲除的底盘细胞(H10ΔpyrF)以及一个具有PyrF表达框和红霉素 抗性基因的targetron质粒。利用该筛选系统,整个突变株的筛选过程可以在两步内完成:第一步为利用红霉素筛选压力获得targetron质粒转化 子,第二步为利用5-氟乳清酸筛选压力实现质粒的丢失,而质粒丢失是否成功可以用红霉素抗性表型来检测。为检验该系统的效率,我们对纤维小体基因cipC 和cel48F进行了连续的敲除,成功获得了多基因突变菌株H10ΔpyrFΔcipCΔcel48F。因此,利用基于PyrF的双向筛选系统可以极大缩 短系统的解纤维梭菌基因工程改造的周期,提高工作效率,这一方法将有力的推动梭菌的代谢工程改良,为其在生物燃料或相关化学品的工业生产中的应用提供技术 支持。

本团队助理研究员崔古贞为第一作者,助理研究员刘亚君博士和崔球研究员为共同通讯作者。该工作得到了科技部973计划、863计划以及中科院科研装备项目的资助。【出版社全文链接

[2013.9.24]本团队在裂殖壶菌的脂肪酸合成调控机制研究中取得新的进展,相关成果发表于食品领域的重要国际刊物J. Agric. Food Chem.上。 裂殖壶菌是目前重要的具备可持续性的生产DHA的物种。裂殖壶菌具有两种脂肪酸合成途径,分别是用于合成饱和脂肪酸的FAS途径和用于合成多不饱和脂肪酸 (主要是DHA和DPA)的PKS途径。以前对两种途径之间的代谢调控机制所知甚少,我们通过在培养基中添加不同的短链脂肪酸作为长链脂肪酸合成的起始底 物,分析了它们对细胞生长、脂肪酸的组成、以及提供还原力NADPH的苹果酸酶的活性的影响,发现两种途径在底物的利用上有明显的差别,说明两种途径具有 一定的底物选择性。同时两种途径中只有FAS途径依赖于苹果酸酶的活性,而PKS途径基本不受苹果酸酶的活性的影响,表明PKS途径可能具有其他的 NADPH还原力的来源。我们的发现表明两种途径在代谢调控上具有显著的差异,这种差异可能在将来具备应用价值,用于开发特异性的抑制剂或遗传工程改造, 从而减少饱和脂肪酸的合成或增加DHA的合成,最终获得更高的DHA的产量。本团队宋晓金副研究员和谭延振实习研究员为共同第一作者,宋晓金副研究员和崔 球研究员为通讯作者。该研究得到了中科院知识创新工程和科技部863计划的资助。【出版社全文链接

[2013.8.15]本 团队在梭菌代谢物组的质谱方法开发研究中取得进展,相关工作发表于Analytical Letters上。我们通过组合使用液相串联质谱和基于来自大肠杆菌的13C内标的同位素稀释质谱法,开发了一种新的策略用于细菌的代谢物组学研究,并实 际应用于热纤梭菌乙醇耐受性的代谢物组学研究。该方法亦可广泛应用与各类微生物的代谢物组学研究。该项研究工作是和本研究所的公共实验室合作完成的。本团 队硕士生崔家涛为第一作者。本团队崔球研究员和公共实验室观文娜博士为通讯作者。本项目得到了科技部973计划和国家自然科学基金的资助。【出版社全文链接

[2013.7.31]本 团队在PLoS ONE上发表了关于热纤梭菌乙醇耐受性的代谢物组研究的论文。热纤梭菌是最具潜力的整合生物加工生产生物乙醇的候选菌株,但其乙醇耐受性较低是限制其工业 应用的重要因素之一。我们使用系统的代谢物组学方法,比较了热纤梭菌的野生型菌株、耐受性菌株在无乙醇和3%乙醇浓度下的各种代谢物的差异,包括胞内水相 代谢物、脂相代谢物、以及胞外分泌代谢物。结果发现大量的代谢物在耐受菌株和野生型之间、以及耐受菌株在是否存在乙醇的情况下都存在显著差异。其中最有趣 的结果是发现纤维寡糖(Cellodextrin)在耐受菌株中和野生型中都有很高的积累,而耐受菌株中的浓度更高。更重要的是,无论野生型和耐受菌株, 其胞外的纤维二糖几乎被完全消耗。热纤梭菌胞内的纤维寡糖积累在以前的研究中就已有发现,但是被认为是一种在高浓度的纤维二糖存在情况下由纤维二糖磷酸化 酶以及纤维寡糖磷酸化酶的逆反应产生的。我们的研究发现在纤维二糖几乎被完全消耗的情况下仍然存在高浓度的纤维寡糖积累,表明纤维寡糖的合成不是一个被动 的逆反应过程,而是一个主动的合成过程,并且在乙醇耐受菌株中该过程更加活跃,说明纤维寡糖的合成可能与热纤梭菌的应激耐受相关,可能是一种新的抗逆机 制。此外,胞外代谢物中存在大量中间代谢物的溢出,表明了热纤梭菌自身的代谢失衡。乙醇耐受菌株在不存在外源乙醇的情况下的中间代谢物溢出要比存在外源乙 醇情况下更加严重,表明乙醇耐受菌株的代谢平衡更加适应于存在外源乙醇的情况。此外,本研究还观测到了耐受菌株中细胞膜脂组成变化、通过胞外离子浓度变化 所反映的膜电势的变化、外泌氨基酸的变化等,论文中讨论了这些变化对乙醇耐受的生物学意义。该研究工作使我们对热纤梭菌的乙醇耐受机有了更深入的了解,亦 为热纤梭菌的代谢工程改造提供了新的线索。本团队博士研究生朱新术为第一作者,崔球研究员和张景涛助理研究员为通讯作者。公共实验室法芸高级工程师也参与 了部分工作。该研究工作由科技部973计划,中科院科研装备研制项目和科技部863计划资助。【出版社全文链接

[2013.7.10]本团队与美国科研人员合作在利用二类内含子进行嗜热微生物的靶向遗传改造方面取得进展,成功开发出基于耐热的二类内含子系统的嗜热微生物靶向改造技术,并成功应用于热纤梭菌(Clostridium thermocellum),一种最具生物乙醇生产潜力的木质纤维素降解菌株。该研究成果于7月9日发表于PLoS ONE上。

基 于二类内含子开发的targetron技术是一种常用的基因靶向改造的技术手段,但已有的targetron技术是基于中温菌的二类内含子开发的,无法应 用于嗜热微生物。另一方面,嗜热微生物由于独特的生理生化特性和代谢特点,在多种工业应用中具有巨大的潜力。在可以利用木质纤维素生产生物燃料的微生物 中,嗜热的厌氧菌热纤梭菌是最具潜力的细菌,具有纤维素降解效率高、生产成本低、发酵过程污染几率小等独特的优点,是通过整合生物加工技术(CBP)实现 木质纤维素糖化及生产纤维素乙醇的优选目标微生物。但是现有的可用于生物乙醇生产的野生高温厌氧菌株都存在抗逆性低、碳谱窄或乙醇产量低等缺陷,因此需要 进行系统的代谢工程改造,以适应工业化生产的需要。由于针对高温厌氧菌株遗传改造方法报道较少,基因操作手段不成熟,新的适用于嗜热微生物的基因靶向改造 技术亟待开发。

Targetron技术主要包括intron RNA及其编码的反转录酶,通过高效且位点特异性的DNA整合实现基因靶向改造。我们的研究利用源于一株嗜热蓝细菌Thermosynechococcus elongatus的 二类内含子构建了一套基于耐热性靶向内含子Thermotargetron的高效、便捷的多基因靶向敲除系统,并成功应用于热纤梭菌的多个基因的靶向敲 除。该耐热内含子在热纤梭菌基因组中具有较高的插入效率(67-100%),这可能是由于高温条件促使了DNA的解链,使得内含子RNA更易识别DNA靶 位点,提高了靶向敲除的效率。对突变菌株的发酵试验表明,对乳酸脱氢酶ldh及磷酸乙酰转移酶pta的敲除可以提高乙醇的产量,证明该技术可以成功应用于 热纤梭菌这一重要工业高温微生物的代谢工程改造,为木质纤维素利用及纤维素乙醇的工业生产提供有力的技术支持。本研究开发的 ThermoTargetron耐热性二类内含子系统也可以应用到其他嗜热微生物的基因工程改造中,具有广泛的应用价值。

该研究工作是和美国科学院院士Alan M. Lambowitz教授(美 国特克萨斯大学奥斯汀分校)合作完成的。Lambowitz教授实验室的Georg Mohr和本团队博士研究生洪伟为共同第一作者,Lambowitz教授和本团队的助理研究员刘亚君博士为共同通讯作者,本团队的博士研究生张杰、助理研 究员崔古贞博士也参与了部分工作。合作方Lambowitz教授实验室的工作由NIH和Welch Foundation资助,本团队的研究工作由崔球研究员负责的科技部973计划和863计划资助。【出版社全文链接

[2013.5.21]本团队冯银刚研究员与清华大学、美国贝勒医学中心、浙江师范大学的研究人员合作,在Proc. Natl. Acad. Sci. USA上 发表一篇题为"Structural insights into the N-terminal GIY-YIG endonuclease activity of Arabidopsis glutaredoxin AtGRXS16 in chloroplasts"的研究论文,报道了关于一类定位于植物叶绿体中的谷氧还蛋白AtGRXS16的结构与功能机制研究。谷氧还蛋白广泛存在与各种 生物体内,是维持细胞内氧化还原势的重要的小分子量氧还酶类。植物中的谷氧还蛋白具有多达数十种的亚型(isoform),分别定位于细胞的不同部位并可 能具备不同的功能和活性调节方式,但很多亚型的结构、功能和调节机制至今未被深入了解。该研究论文对一个在植物中高度保守的、定位于叶绿体中的拟南芥谷氧 还蛋白AtGRXS16进行了蛋白质结构、生物化学和酵母功能互补实验研究,发现该蛋白质的N端具有一个DNA核酸酶结构域并具有核酸酶活性,C端是一个 典型的CGFS型谷氧还蛋白结构域,并且其N端核酸酶活性和C端谷氧还蛋白活性受到一个分子内的二硫键的调控。该二硫键同时抑制AtGRXS16上N端和 C端结构域的活性,而在还原条件下,其N端核酸酶和C端谷氧还蛋白活性同时得到恢复。该研究成果首次发现谷氧还蛋白家族中存在链内二硫键对其活性的调节方 式,而AtGRXS16中谷氧还蛋白与核酸酶活性的同步调节则提示了植物叶绿体中氧化还原势的变化与DNA代谢的关系。冯银刚研究员和清华大学王新泉教 授、美国贝勒医学中心程宁辉博士为共同通讯作者。冯银刚研究员的工作得到了国家自然科学基金的资助。【出版社全文链接

[2013.3.6]本团队在J. Oleo Sci.上 发表一篇关于一株高产DHA的裂殖壶藻的分离和鉴定的研究论文。该论文报道了我们从广东省水东湾分离获得的一株裂殖壶藻SD116,通过鉴定和分析发现是 属于Aurantiochytrium属的一个新菌株,我们对其发酵条件进行了优化,DHA产量可达17.42 g/L。该菌株为DHA的商业化生产提供了新的来源,为本团队进一步与企业合作生产DHA及其他油脂相关产品提供了基础。该论文的第一作者为硕士研究生高 莽,通讯作者为副研究员宋晓金博士。该论文得了到中科院知识创新工程的资助。【出版社全文链接

[2013.1.8]祝贺本团队肖艳博士和宋晓金博士在2012年本研究所的专业技术职务评聘中,由助理研究员晋升为副研究员!肖艳博士主要从事光合微藻的油脂代谢以及梭菌纤维小体的研究,宋晓金博士主要从事产油微藻脂肪酸代谢与发酵工程研究。预祝两位在以后的科研工作中取得更好成绩!

[2012.12.5]本团队在Bioresour. Technol.上发表研究论文"Metabolic profiles of Nannochloropsis oceanica IMET1 under nitrogen-deficiency stress "。该论文报道了本团队在微拟球藻(Nannochloropsis oceanica) 研究中的最新进展,对微拟球藻在限氮条件下的油脂积累过程中的油脂种类、脂肪酸组成、代谢物的变化进行了分析,发现中性脂在油脂积累过程中其脂肪酸组成基 本不变,而极性脂的脂肪酸组成发生了较大的变化,同时胞内渗透质的浓度也发生了较大变化。我们的结果表明三酰甘油中性脂的积累既可以通过乙酰辅酶A依赖的 途径,也可以通过不依赖于乙酰辅酶A的途径从极性脂转化。本论文的结果使我们对微拟球藻的油脂积累机制有了更深入的了解,对未来设计使用微拟球藻生产生物 柴油的策略方案亦有帮助。本论文的第一作者是本团队助理研究员肖艳博士,通讯作者为崔球研究员。该研究工作得到中科院知识创新工程和山东省优秀中青年科学 家科研奖励基金的资助。【出版社全文链接

[2012.10.29]10 月23日至27日,本团队冯银刚研究员和李一飞助理研究员参加了在厦门大学举办的第17届全国波谱学学术会议。从事NMR和ESR领域研究的400多位科 研人员参加了此次会议。冯银刚研究员做了"利用113Cd和异核NMR方法解析一个CXC结构域的Zn3Cys9簇的配位、结构和DNA结合界面"的口头 报告。李一飞博士展示了题为"来源于丙酮丁醇梭菌的一对Cohesin-Dockerin蛋白的结构和相互作用研究"的海报。

[2012.10.23]10 月19日至22日,本团队崔球研究员和宋晓金助理研究员参加了在成都举办的第六届中国工业生物技术发展高峰论坛。大会邀请了我国管理部门、战略科学家、行 业龙头企业及金融机构的专家做大会主旨报告。论坛包括了合成生物学及其技术方法、木质纤维素生物炼制、大宗和特种氨基酸、工业酶、微藻生物能源和工业蛋白 质等方向,大会共分16个分会,73位分会报告人。本团队做了题为"利用木质纤维素生产生物柴油及多不饱和脂肪酸"的海报展示。

[2012.7.30]本 团队在Appl. Biochem. Biotechnol.上发表研究论文"Efficiency and Stability Enhancement of Cis-epoxysuccinic Acid Hydrolase by Fusion with a Carbohydrate Binding Module and Immobilization onto Cellulose"。在该论文中,我们研究了多种糖类结合模块(CBM)作为融合蛋白,对顺式环氧琥珀酸水解酶(CESH)进行一步纯化和纤维素固定化 之后,对CESH的催化效率和稳定性的影响。CESH可以催化环氧琥珀酸生成酒石酸,具有工业应用价值,但其稳定性较低,妨碍了其大规模应用。CBM是广 泛存在于各种物种中的蛋白质模块,可以结合不同种类的多糖,如纤维素等。利用CBM模块特异性的结合纤维素的性质,可以实现酶的一步纯化和固定化,并对酶 的性质有一定的影响。不同的CBM模块对不同的酶的效应通常会不同,我们比较了五种不同种类的CBM作为融合蛋白对CESH的催化效率和稳定性的影响,发 现CBM30对CESH是最好的融合蛋白模块,可以同时显著提高CESH的催化效率和稳定性。本团队硕士研究生王珊为该论文的第一作者,崔球研究员和冯银 刚研究员为通讯作者。该工作得到科技部973计划,中科院百人计划,以及国家自然科学基金委的支持。【出版社全文链接

[2012.6.14]崔 球研究员在中德"代谢工程与先进生物燃料"双边研讨会上做了题为"Genetic engineering of Clostridium cellulolyticum H10 for ethanol production"的学术报告,介绍了本团队在解纤维梭菌的遗传改造和代谢工程方面的研究进展。

[2012.5.18] 本 团队在Protein J.上发表题为"High Yield Recombinant Expression, Characterization and Homology Modeling of Two Types of Cis-epoxysuccinic Acid Hydrolases"的研究论文。顺式环氧琥珀酸水解酶(CESH)可以催化环氧琥珀酸生成具有立体专一性的酒石酸,文献中已发现生成L-酒石酸和D- 酒石酸的CESH,但它们的重组表达和纯化效率较低,难以在工业中应用。我们优化了这两类CESH的基因,获得了在大肠杆菌的高效重组表达,并对重组蛋白 的酶学性质进行了鉴定。同时我们对这两类酶分别进行了同源建模,发现这两类酶具有完全不同的空间结构和反应机制。此外通过同源建模和活性测定,我们发现生 成D-酒石酸的CESH需要一个二价金属离子来催化其底物,Zn2+是最适的金属离子。本团队的博士研究生崔古贞是该论文的第一作者,崔球研究员为通讯作 者。该工作得到了中科院百人计划和国家自然科学基金委的支持。【出版社全文链接

[2012.3.24] 本 团队在Biomol. NMR Assign.上发表"Resonance assignments of cohesin and dockerin domains from Clostridium acetobutylicum ATCC824"的研究论文。该论文报道了对丙酮丁醇梭菌的纤维小体组装模块cohesin和dockerin的核磁共振指认结果,为进一步的结构解析和 相互作用研究工作提供了基础。本团队硕士研究生崔振玲为第一作者,崔球研究员和李一飞助理研究员为通讯作者。该工作得到了中科院百人计划,科技部973计 划,以及国家自然科学基金委的支持。【出版社全文链接

[2012.3.15] 本 团队在J. Microbiol. Methods.上发表"Targeted gene engineering in Clostridium cellulolyticum H10 without methylation"的研究论文。该论文报道了我们在解纤维梭菌的遗传改造工作中的进展。通过敲除解纤维梭菌的MspI基因,我们获得了一个无需甲基 化修饰的突变菌株,并优化了遗传转化的效率和筛选速率。在此基础上,我们进行了进一步的基因敲除工作,证明该平台可以用于进一步的代谢工程改造。此外,我 们还在该菌株中构建了一个厌氧条件下的绿色荧光蛋白报告系统。这些工作将大大加快我们利用解纤维梭菌生产生物燃料的代谢工程研究。本团队的博士研究生崔古 贞是该论文的第一作者,崔球研究员和刘亚君助理研究员为通讯作者。该工作得到了中科院百人计划和科技部973计划的支持。【出版社全文链接

[2011.11.2] 以 色列威兹曼研究所Edward A. Bayer教授访问了青岛生物能源与过程研究所和代谢物组学团队。Bayer教授是国际上知名的纤维素酶和纤维小体研究的专家,是纤维小体的发现者之一。 Bayer教授做了题为"Cellulosome: History, Mystery and the China Connection"的报告,并和代谢物组学团队的职工和学生进行了深入的座谈,为本团队的研究工作提出了大量宝贵的建议。

[2011.10.15] 崔 球研究员在第14届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA)上进行了题为"An automated metabolomics software system based on NMR and isotope dilution mass spectrometry"的主题报告。北京分析测试学术报告会及展览会由中国分析测试协会主办,每两年举办一次,已经举办了二十多年,在国内外享有较高 的声誉。崔球研究员在会上报告了本团队开发的代谢物组学软件系统。

[2011.10.10] 美 国威斯康星麦迪逊大学的John L. Markley教授受崔球研究员邀请访问青岛生物能源与过程研究所。Markley教授是国际知名的生物分子核磁共振研究专家,是美国大湖生物能源研究中 心(Great Lakes Bioenergy Research Center)的成员之一。Markley教授做了"Nuclear Magnetic Resonance-Based Metabolomics: Technology Development and Applications"的学术报告,并和代谢物组学团队成员进行了深入的交流。

[2011.9.5] 美 国弗吉尼亚理工学院的Y.-H. Percival Zhang教授访问青岛生物能源与过程研究所,并和代谢物组学团队进行了深入的学术交流。Zhang教授是国际上知名的生物能源与生物技术专家,在访问期 间做了题为"Cellulase Engineering from Invidiual, Cocktail, Cellulosome to Cell-Surface Display"和"Savior or outcast of synthetic biology: synthetic enzymatic pathway biotransformation (SyPaB) "的两个学术报告。