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基于 4- 羥基苯乙酸-3- 羥化酶突變體的基因工程大腸桿菌發 酵生產左旋多巴
帕金森病是一種是老年人群中常見的慢性、進行性、運動障礙性中樞神經系統疾病。帕金森病主要是由于大腦中缺乏多巴胺引起的．左旋多巴(Levodopa，L-dopa)為目前治療帕金森病的主要藥物．多巴胺不能夠通過血腦屏障到達大腦治療帕金森病，而 L-dopa 能夠通過血腦屏障，到達中樞神經系統，并在體內脫羧酶的作用下轉變為多巴胺，從而治療帕金森病．常見的治療帕金森病的藥物多為 L-dopa 及其與其他藥物的復合物，如美多芭、息寧等。在全球 500 強暢銷藥物市場中，抗帕金森治療市場超過 20 億美元。來源于大腸桿菌的 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶（ p-hydroxyphenylacetate3-hydroxylase ，PHAH) 具有較寬的底物范圍，可以將 L-酪氨酸轉化為 L-dopa，反應單向進行，產物均為 L 型，且該酶不會進一步氧化 L-dopa。但由于 L-酪氨酸并不是 PHAH 的最適底物，該方法催化生成 L-dopa 反應速率慢，到目前文獻報道的最高產率為 12.5g/L，并不能實際生產應用。前期本實驗室通過對大腸桿菌芳香族氨基酸代謝途徑進行改造，已獲得從葡萄糖發酵生成 L-酪氨酸高產大腸桿菌菌株，發酵水平僅次于美國麻省理工學院與美國杜邦合作文獻報道的 L-酪氨酸發酵水平.本課題對 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶進行突變改造，獲得了一催化反應速度大幅提升的突變體。在 L-酪氨酸的代謝途徑的基礎上，含 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶突變體的大腸桿菌培養 38 小時轉化生成左旋多巴產率即可達 50g/L 以上，且培養發酵簡單易行為世界上首個采用此法可實現大規模工業應用的左旋多巴生產路線。目前左旋多巴市場價格約為50 萬/噸，此法生產成本遠低于左旋多巴市場價格。
北京科技大學
2021-04-13
安徽大學材料科學與工程學院在金屬鎳摻雜碳點實現高效穩定的尿素電氧化研究方面取得新進展
基于上述挑戰，安徽大學材料科學與工程學院畢紅教授課題組首次采用金屬鎳摻雜碳點（Ni-CDs）作為尿素電氧化的催化劑。
安徽大學
2022-11-07
南京大學地理學科最新成果： 全球陸地生態系統二氧化碳施肥效應時空變化格局
南京大學國際地球系統科學研究所和地理與海洋科學學院張永光教授、居為民教授和陳鏡明院士團隊在全球變化和陸地碳循環領域取得重要進展。未來全球變暖的速率及陸地生態系統對全球變暖的響應是《Science》雜志列出的未來25年需要解決的125個重大科學問題之一。工業革命以來，人類活動造成大氣中二氧化碳（CO2）的濃度持續上升。CO2濃度的不斷增加，在通過溫室效應導致全球變暖的同時，也提高了植被的光合作用速率（即CO2施肥效應），增加陸地生態系統吸收大氣CO2的能力（即碳匯能力），從而減緩全球變暖的速率。研究表明，大氣CO2施肥效應是造成近幾十年來全球陸地生態系統碳匯顯著增加的決定性因素，也是全球變綠的主要驅動因子之一。因此，在全球尺度定量化評估CO2施肥效應，并分析其時空變化格局，有助于準確評估全球陸地生態系統的固碳能力以及其變化趨勢、降低未來氣候變化預測的不確定性十分重要。 盡管基于控制實驗可以在葉片和冠層尺度對CO2施肥效應的機理進行了的研究，但控制實驗的數量、空間分布和物種代表性有限，全球尺度CO2施肥效應的時空變化得定量評估尚不清楚。長時間序列遙感觀測為全球CO2施肥效應研究提供了數據基礎。因此，該研究首先基于系列衛星傳感器的觀測數據，研制了1982-2015年全球新型植被指數（NIRv）數據，驗證其作為全球植被光合作用（總初級生產力，GPP）指示器的可行性；在此基礎上，構建了準確評估全球CO2施肥效應的檢測-歸因模型，揭示了近四十年全球CO2施肥效應的時空變化特征，評價了結果的可能不確定性；最后，結合歐洲ICP Forests等機構提供的歐洲地區葉片氮磷觀測和全球陸地水儲量等遙感數據，揭示了全球CO2施肥效應時空變化的可能原因。 研究表明，全球CO2施肥效應在近四十年呈現顯著的下降的趨勢；2001-2015年的全球CO2施肥效應比1982-1996年顯著降低。全球超過70-80%的陸地植被區域CO2施肥效應呈現下降的趨勢，歐洲、西伯利亞、南美洲和非洲大部以及澳大利亞西部地區尤為明顯；在少部分地區CO2施肥效應存在著上升的趨勢，例如東南亞部分地區和澳大利亞東部地區。多個生態系統模型同樣能夠模擬出全球CO2施肥效應的下降趨勢，但顯著低于基于遙感數據的結果。
南京大學
2021-02-01
InP基多量子阱光調制器/開關、可調式多模干涉耦合器、諧振腔濾波器、2×4分路器技術
基于平面光波光路(PLC)技術的各類光功能器件，是實現現代高速光網絡、高速光信號處理、大容量光互連節點和終端設備中光信號處理模塊的基礎。/lineInP基多量子阱PLC器件基于成熟的半導體工藝，以脊波導為基礎，具有體積小、功耗/損耗低、可靠性高、性價比高等優點，在國際上即將形成新的產業熱點。電子科學與工程學院光子學與光通信研究室順應這一趨勢，潛心攻關，埋頭研究，歷時四年完成了InP多量子阱PLC單元器件理論與實驗研究。在國內首次建立了PLC光路設計和光學特性測試平臺，探索出國產化工藝加工途徑，取得多項自主知識產權，成功地研制出InP基多量子阱PLC無源光子器件。包括光調制器/開關、可調式多模干涉耦合器、諧振腔濾波器、2×4分路器等，于2007年2月通過了教育部組織并主持的科技成果鑒定，達到國際先進水平。
東南大學
2021-04-10
西安交大科研人員在多波長高性能二硫化鉬場效應晶體管光電探測器的研究取得新進展
近日，西安交通大學電子科學與工程學院電子陶瓷與器件教育部重點實驗室任巍教授和牛剛教授團隊利用機械剝離獲得少層二硫化鉬材料制備具有背柵結構和納米級溝道長度的光電晶體管，實現了較高探測率(＞1013Jones)和響應率(＞103A/W)。
西安交通大學
2023-02-02
科技創新2030—“新一代人工智能”重大項目《“數據-模型-知識”增強的多模態基礎模型學習與壓縮關鍵技術》正式啟動
7月10日，國家科技創新2030—“新一代人工智能”重大項目2023年立項項目《“數據-模型-知識”增強的多模態基礎模型學習與壓縮關鍵技術》項目啟動暨實施方案論證會在北京召開。
人民網
2023-07-11
2022年度國家自然科學基金專項項目 《面向碳中和實現路徑的自然-社會系統多尺度模式耦合關鍵理論和技術預研究》項目指南
為貫徹落實《實施方案》和《綱要》的重要戰略部署，積極應對涉及多層面、多尺度的復雜系統科學研究范式變革，對國家“雙碳”政策提供定量化、動態化的科學支撐，國家自然科學基金委員會交叉融合板塊決定設立“面向碳中和實現路徑的自然-社會系統多尺度模式耦合關鍵理論和技術預研究”專項項目，以激勵多學科交叉研究的引領和原創突破。
國家自然科學基金委員會
2022-10-25