【摘 要】
：
合成生物学是生命科学界的重大突破,促进了基因元件的挖掘及基因线路的重设计。tRNA作为生命中心法则中翻译过程的重要参与元件,其种类、丰度都会对蛋白质的正常合成产生巨大影响。近年来受到微生物tRNA的结构功能以及合成修饰过程的诸多启发,密码子扩展的相关研究取得重大进展,实现了将非天然氨基酸引入特定位置从而获得新功能蛋白的愿景。同时,基于化学合成微生物基因组开展的密码子重编码工作也将释放更多的密码子与
论文部分内容阅读
合成生物学是生命科学界的重大突破,促进了基因元件的挖掘及基因线路的重设计。tRNA作为生命中心法则中翻译过程的重要参与元件,其种类、丰度都会对蛋白质的正常合成产生巨大影响。近年来受到微生物tRNA的结构功能以及合成修饰过程的诸多启发,密码子扩展的相关研究取得重大进展,实现了将非天然氨基酸引入特定位置从而获得新功能蛋白的愿景。同时,基于化学合成微生物基因组开展的密码子重编码工作也将释放更多的密码子与tRNA用于更加广泛的密码子扩展研究。本课题以提升合成生物学中tRNA相关深度设计以及扩展终止密码子应用为目标,主要进行了下列相关工作:（1）为构建TAG-tRNA开关和TGA-tRNA开关,本课题首先对不同氨基酸对应的20种tRNA构建起阿拉伯糖诱导型的含TAG和TGA反密码子突变的tRNA质粒,并利用红色荧光蛋白通过荧光显微镜及流式细胞仪检测等手段进行定性定量表征,最终筛选出对TAG终止密码子响应强度高的五种突变tRNA,分别是甘氨酸（gly）、亮氨酸（leu）、组氨酸（his）、谷氨酰胺（gln）、精氨酸（arg）对应的tRNA;以及对TGA终止密码子响应强度高的一种突变tRNA,是精氨酸（arg）对应的tRNA。成功构建起了TAG-tRNA开关和TGA-tRNA开关,同时揭示了TAG与TGA终止密码子的扩展原理。（2）为进一步拓展终止密码子的应用范围,本课题尝试将TAG和TGA两种终止密码子联合使用。设计构建了串联和并联两种应用策略,并在大肠杆菌体内成功实现了TAG和TGA两种终止密码子的同时应用:即它们可以用于共同调控同一条生物代谢途径,也可以用于分别调控两条不同的代谢通路。这极大的拓展了终止密码子的功能,可用于在基因加密及生物防逃逸领域应用,丰富了本研究的应用前景。
其他文献
微波能作为一种“非接触式”的绿色加热技术被广泛地应用到化工过程之中,其独特的体加热、快速加热以及选择性加热特点使其在化工领域拥有巨大的应用前景。然而微波辅助化工反应过程中仍存在机理复杂、温度测量不准确、加热不均匀以及能量利用效率低等问题。本文利用数值模拟的手段探究微波辅助化工反应过程,有效地预测和监控复杂反应过程中的温度和电场等重要参数分布情况,通过搭建多物理场耦合数学模型,对本课题组开发的微波蒸
微生物天然混菌系统在自然界普遍存在。光合自养-异养微生物混菌系统因其具有较高的稳定性和鲁棒性,以及可以提高底物的利用效率等优势而受到广泛的关注。随着合成生物学的迅速发展,近年来研究者们试图在实验室条件下设计人工混菌系统,研究此生物现象的分子机制,并予以应用。然而,人工混菌系统的应用仍然存在难点,主要包括:（1）许多人工构建的混菌系统稳定性有所欠缺,混菌相互作用关系难以长时间维持;（2）利用混菌系统
胞外电子转移（Extracelluar electron transfer,EET）是电活性微生物将生长代谢过程中产生的电子运输到胞外受体的过程。希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）作为模式产电微生物,能够分解有机基质并将化学能转化为电能输出。然而,目前S.oneidensis的功率输出较低,而黄素作为S.oneidensis内源分泌且最有效的电子载体,决定了电子传递的速率和方向
电容法脱盐技术（Capacitive deionization,CDI）具有能耗低、环境友好等优势,是更具应用前景的新一代水处理脱盐技术。CDI技术的电极分为固定电极和流动电极两种型式。论文针对不同型式电极目前存在的不足分别制备了适用于固定电极的中空碳球/聚吡咯三维复合材料和适用于流动电极的具有三维导电网络结构的中空碳球/碳纳米管复合材料,探究分析了两种三维复合材料形貌结构与电化学性能及电容法脱盐
精馏釜残广泛存在于煤化工、石油化工等不同行业中,其产量大、组分复杂,被列为毒性危险废物。如不妥善处理,不但会使釜残进入生态系统带来严重的环境污染,而且会造成釜残资源的浪费。本文重点针对酚基精馏釜残深拔轻组分的高值化利用问题,采用热化学转化与水洗萃取方法,将其制备镁碳砖用树脂。本文以云南先锋中低温煤焦油酚基精馏釜残为例,收集其在20 k Pa、220℃下的深拔轻组分（LPDR）。根据LPDR中不同酚
CL-20作为一种新型的含能材料,相较于奥克托今（HMX）和黑索金（RDX）等具有更高的爆速,更大的爆压和更高的能量及密度,近年来在航天和军事领域备受关注,具有十分广阔的应用前景。但与此同时,CL-20也具有更高的摩擦感度和冲击感度,这使得CL-20在制备、储存、运输、使用过程中存在极大的安全隐患。通过对CL-20晶体形貌的修饰能够显著降低其感度,但受限于其高感度、高风险的特性,采用实验方法存在危
晶体缺陷研究是晶体学研究领域的重要分支,晶体内部的晶体缺陷会对产品的化学纯度以及晶体性能产生巨大的影响,但迄今为止关于有机小分子晶体缺陷形成机理的研究尚不明确。本课题选择过氧化二异丙苯作为模型物质,通过对晶体缺陷形成过程中关键因素的研究,探讨了其在晶体生长过程中晶体缺陷形成的机理。通过重量分析法测定了过氧化二异丙苯在七种纯有机溶剂以及两种二元溶剂中的溶解度数据。过氧化二异丙苯在七种纯溶剂中溶解度随
挥发性有机物（VOCs）是形成光化学烟雾和雾霾的前体物质,是一类主要的空气污染物。芳香族VOCs是VOCs中最常见的一类,各行业均排放大量苯、甲苯和二甲苯等芳香族VOCs,其毒性和致癌性严重威胁人类身体健康。因此,针对芳香族VOCs的治理刻不容缓。在众多VOCs的治理技术中,催化氧化技术被视为最有前景的VOCs治理技术。本研究将通过构建高效的催化剂降低反应活化能,提高反应速率以实现在无外界能量输入
含油废水来源广泛,成分复杂,环境危害性大,一直是环保领域研究的重点。废水中的乳化油去除较为困难,常以水包油（O/W）的形式稳定存在。因此,研究开发高效O/W破乳方法对含油废水处理具有重要的实用价值。由于电场法具有破乳效率高、处理流程短、设备简单和无二次污染等优点,因此,本文基于电场破乳法,利用棒状钛电极和双向脉冲电源构建星型点阵式分布的双向脉冲电场（BPEF）,系统地研究了其对O/W乳液破乳效果的
利用太阳能等可再生能源驱动电催化CO2还原制备化学品是解决目前能源危机的有效途径,设计合成高选择性、高效催化CO2电还原的催化剂是制约其发展的关键。本文以设计合成新型高效的双活性位点铜基催化剂为目标,开展双活性位点结构和类型对电化学还原CO2制备C2+产物的影响规律研究。首先,采用溶胶-凝胶法和外延壳生长结合方法合成了ZnO@Cu2O核-壳纳米催化剂。与ZnO和Cu2O相比,核壳结构增强了Cu2O