硫的生物转化
（1）硫化作用
硫化作用主要是由硫磺细菌和硫化细菌引起的。硫磺细菌一般都是自养型的丝状菌，能氧化硫化氢、硫磺和其他硫化物成硫磺颗粒贮存于细胞内，从而获得能量，同时也能同化二氧化碳。当环境中缺乏硫化氢时，细胞内的硫磺颗粒则继续被氧化而成硫酸，这时硫磺细菌体内的硫粒逐渐消失，完全消失后，硫磺细菌死亡或进入休眠状态，停止生长。硫磺细菌根据有无颜色可分为无色和紫色硫磺菌。无色硫磺菌大多为化能自养菌，从氧化硫化氢和元素硫过程中取得能量，所产生的硫酸，排除菌体后可与环境中的盐类作用，形成硫酸盐。紫色硫磺菌细胞内也含有硫磺颗粒，它们有两种方式进行有机碳化物的合成作用，光合作用和化学作用。
硫化细菌主要由排硫杆菌、氧化硫杆菌和脱氮硫杆菌，这些菌除脱硫杆菌外都是好养性的。排硫杆菌能氧化硫化氢或硫代硫酸盐为硫酸，同时形成硫，积流于细胞体外，这同硫磺菌有显著的差别。氧化硫杆菌氧化硫或硫代硫酸盐为硫酸。脱氮硫杆菌在厌氧情况下能利用还原硝酸时获得氧化硫或硫代硫酸盐为硫酸盐。
（2）反硫化作用
反硫化作用主要利用硫酸盐还原菌在缺乏氧气和有机物存在的条件下，它们使硫酸盐转化为硫化氢。
PartI生化名解 1.肽单元(peptideunit):参与肽键的6个原子Ca1、C、O、N、H、Ca2位于同一平面,Ca1和Ca2在平面上所处的位置为反式构型，此同一平面上的6个原子构成了肽单元，它是蛋白质分子构象的结构单元。Ca是两个肽平面的连接点，两个肽平面可经Ca的单键进行旋转，N—Ca、Ca—C是单键，可自由旋转。 2.结构域(domain):分子量大的蛋白质三级结构常可分割成1个和数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，具有独立的生物学功能，大多数结构域含有序列上连续的100—200个氨基酸残基，若用限制性蛋白酶水解，含多个结构域的蛋白质常分成数个结构域，但各结构域的构象基本不变。 3.模体(motif):在许多蛋白质分子中，二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象。一个模序总有其特征性的氨基酸序列，并发挥特殊功能，如锌指结构。 4.蛋白质变性(denaturation):在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。主要发生二硫键与非共价键的破坏，不涉及一级结构中氨基酸序列的改变，变性的蛋白质易沉淀，沉淀的蛋白质不一定变性。 5.蛋白质的等电点(isoelectricpoint,pI):当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，蛋白质所带的正负电荷相等，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。 6.酶(enzyme):酶是一类对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质或核酸，通过降低反应的活化能催化反应进行。酶的不同形式有单体酶，寡聚酶，多酶体系和多功能酶，酶的分子组成可分为单纯酶和结合酶。酶不改变反应的平衡，只是通过降低活化能加快反应的速度。(不考)
一第41卷第4期煤一一炭一一学一一报 Vol.41一No.4一一2016年 4月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Apr.一 2016一 王爱宽,秦勇,邵培.实验室条件下褐煤生物气生成的化学影响因素[J].煤炭学报,2016,41(4):948-953.doi:10.13225/https://www.doczj.com/doc/c412264746.html,ki.jccs.2015.0767 Wang Aikuan,Qin Yong,Shao Pei.Chemical factors influencing lignite biogenic gas production in laboratory condition[J].Journal of Chi-na Coal Society,2016,41(4):948-953.doi:10.13225/https://www.doczj.com/doc/c412264746.html,ki.jccs.2015.0767 实验室条件下褐煤生物气生成的化学影响因素 王爱宽1,2,秦一勇1,2,邵一培1,2 (1.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州一221116;2.中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏徐州一221116) 摘一要:在实验室条件下,分别添加0.2mol /L 乙酸钠二0.2mol /L 甲酸和5mg /L 酵母浸出液作为外源碳源,研究煤层本源菌作用下褐煤生物气生成潜力和生成过程中的化学影响因素三结果表明,软褐煤和硬褐煤中有机物质都能作为独立碳源生成生物气,软褐煤生成速率(0.18mL /(g 四d ))大于硬褐煤(0.13mL /(g 四d )),其组分均主要由CH 4和CO 2组成三有机碳源的加入对褐煤生物气生成速率和气体组分影响各异三0.2mol /L 乙酸钠可以提前甲烷的初始生成时间,同时提高生成速率,显著增加CH 4含量,但总体不会影响煤样本身产生的甲烷量;0.2mol /L 甲酸不仅可以激活产甲烷菌活性,而且可以有效增加褐煤生物气产量和CH 4含量,且成熟度低的软褐煤增加的效果更明显;5mg /L 酵母浸出液对产甲烷菌有抑制作用三氯仿沥青A 含量高可能是导致软褐煤生物气产率高的主要原因;DOC 对褐煤生物气生成影响不大三研究认为煤基质中底物可利用性和外源有机碳源类型是影响地下煤层中甲烷生成的重要因素三关键词:煤层气;生物气;气体组分;化学影响因素 中图分类号:P618．11一一一文献标志码:A一一一文章编号:0253-9993(2016)04-0948-06 收稿日期:2015-05-28一一修回日期:2015-11-11一一责任编辑:张晓宁 一一基金项目:国家自然科学基金面上资助项目(41272177);国家自然科学基金青年基金资助项目(41202119);江苏高校优势学科建设工程资助 项目 一一作者简介:王爱宽(1981 ),女,江苏徐州人,副教授,博士三E -mail:wake198110@https://www.doczj.com/doc/c412264746.html, Chemical factors influencing lignite biogenic gas production in laboratory condition WANG Ai-kuan 1,2,QIN Yong 1,2,SHAO Pei 1,2 (1.School of Resources and Geoscience ,China University of Mining and Technology ,Xuzhou 一221116,China ;2.Key Laboratory of CBM Resources and Pooling Process ,Ministry of Education of China ,Xuzhou 一221116,China ) Abstract :Lignite samples were investigated for their ability to support microbial methane production with parent bacte-ria in laboratory incubations,with 0.2mol /L sodium acetate,0.2mol /L formic acid and 5mg /L yeast extract as exog-enous organic carbon sources respectively.Results show that the organic matter in both soft and hard lignite samples could be used as independent carbon sources to produce biogas.Production rate of soft lignite (0.18mL /(g四d))is higher than that of hard lignite (0.13mL /(g四d)).The simulated biogases are composited by CH 4and CO 2.The in-fluence characteristics of exogenous carbon sources on the biogas production rates and gas compositions are different.Sodium acetate (0.2mol /L)could lead to an earlier generating time of lignite and a increasing production rate,but could not change the production of lignite biogas.Formic acid (0.2mol /L)could not only activate methanogen activi-ties,but also increase the lignite biogas production and CH 4concentration,which effect is more significant for soft lig-nite.Yeast extract (5mg /L)inhibites the activities of methanogen in the incubation.The high concentration of chloro-form bitumen might be the dominate reason for the high production rate of soft lignite.DOC could not affect the biogas
食品技术进展讲座报告
【摘要】生物质的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领域已取得了丰厚的研究成果，本文以上几个方面进行了综述，并对生物质资源生物转化的方式与途径进行了分析。 【关键词】生物质生物转化生物能源生物材料生物活性药物 【前言】建立在石油、煤炭及天然气等化石资源基础上的现代化学工业，一度成为满足人类生活和保障社会经济发展的重要基础工业。但由于化石资源的过度开发与利用累计的效应，相继也出现了诸多问题，化石资源储量的有限性，诱发了化石资源的渐趋枯竭问题；化石资源转化过程中产生的环境污染物，导致区域性和全球性环境、生态问题；另外，众多由化石资源而来的化学合成品的不可降解性，使用之后的残留物成为危害环境的世界性公害。为控制或减少化石资源的使用、降低环境和生态成本，各国政府纷纷颁布政策法规，鼓励开发利用可再生资源，尤其是生物质资源[1]，因此生物质资源的转化与利用也成为当今各国化学化工领域研究的热点问题 [2]。从理论上讲，生物质资源的转化与利用主要有以下4种方式：生物质资源的物理转化与利用、生物质资源的物理化学转化与利用、生物质资源的化学转化与利用和生物质资源的生物转化与利用。实践证明，前3种方式都不同程度地存在着转化与利用条件苛刻、资源利用率较低和环境污染等问题，而生物质资源的生物转化与利用的条件比较温和，并能实现多级循环利用，不仅不会对环境造成危害，而且还有利于改善已经被破坏了的环境与生态。本文主要从生物质资源的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领域研究现状进行了概述和前瞻。 【正文】 1 生物质生物转化生物质能源 生物质资源是由生物直接或间接利用绿色植物光合作用而形成的有机物。它包括所有的植物、动物或微生物，以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。各种生物质资源中都含有能量，可以转化为能与环境协调发展的可再生能源，即生物质能。利用生物转化技术能将生物质资源转化为各种洁净的“含能体能源”，如沼气、燃料乙醇、生物氢和生物油等。因此，对生物质资源生物转化能源的研究成为目前能源研究领域的重要课题。 1.1生物质资源生物转化沼气[3]-[6] 沼气是有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的一种可燃性气体。主要原料：人畜禽粪便、秸秆、农业有机废弃物、农副产品加工的有机废水、工业废水、城市污水和垃圾、水生植物和藻类等有机物质。 在各种可供开发的生物质资源中，农作物秸秆是最为丰富的一种富含有机质(80％—90％的生物质资源)。早在20世纪80年代，我国以植物秸秆为发酵原料生产沼气的技术就在户用沼气池中有过应用，后来由于产气效果不理想及出料难等问题没有解决而逐渐停滞。近年来，随着生物技术的进步以及农业主产区秸秆资源的过剩和部分地区农民就地焚烧秸秆带来环境问题，植物秸秆生物转化沼气研究重新引起重视。以沼气为纽带综合开发利用生物质资源的途径，即种、养、沼、加工业相结合的物质循环模式是最有实效的，三个效益（经济、社会、生态环境）的观点是开发农业废弃物资源化全过程的出发点和归宿。[3] 如今的沼气建设重点是由户用沼气池转移到大中型沼气池，沼气工程以产气为主要发展为处理有机废弃物治理环境，沼气残留综合利用为主。在沼气残留物综合利用的研究中，要从单纯的有机肥效果向饲料添加剂和提取生物粪活性物质发展。用高科技方法研究沼气工作的设计、设备、发酵工艺及综合利用。使之成
第一章药物的变质反应和代谢反应药物的变质反应是指药物在生产、制剂、贮存、调配和使用等各个环节中发生的化学变化即质量发生了改变。 药物的代谢反应是指药物在人体内的转运（吸收、分布和排泄统称为转运）过程可发生代谢反应，而引起的化学变化。 第一节药物的变质反应 药物的变质反应主要有水解、氧化、异构化、脱羧及聚合反应等。其中，水解和氧化反应是药物变质最常见的反应。 一、药物的水解反应 （一）药物的水解反应的类型： 1．盐类药物类型 ①强酸弱碱盐：硫酸连霉素、氯化胺 ②强碱弱酸盐：磺胺嘧啶钠、碳酸钠 2．有机药物类型 ①酯（-CO-O-） ②酸酐（-CO-O-CO-） ③酰卤（-CO-O-CO-） ④酰胺（-CO-NH-） ⑤酰肼（-CO-NH-NH-） ⑥酰脲（-CO-NH-CO-NH-） （二）影响药物水解的因素： 1．影响药物水解的内因 ①药物的水解过程对水解的影响 ②药物的化学结构对水解的影响 a．在羧酸衍生物中，离去酸的酸性越强的药物越易水解。因为羧酸衍生物在水解时，羰基正碳原子的正电荷增加时，易受亲核试剂的进攻而水解。 常见离去酸的酸性强弱为： HX > RCOOH > ArOH > ROH > H 2NCONH 2 > H 2 NNH 2 > NH 3
常见羧酸衍生物的水解速度为： 酰卤 > 酸酐 > 酚酯 > 醇酯 > 酰脲 > 酰肼 > 酰胺 b．邻助作用的影响羧酸衍生物的酰基邻近有亲核基团时，能引起分子内催化作用，使水解加速，这一过程称为邻助作用。 举例：阿司匹林能在中性水溶液中自动水解，除了酚酯较易水解，还由于邻位羧基负离子的邻助作用所致；青霉素类药物的β-内酰胺环不稳定，很容易水解开环，除了内酰胺不稳定，还因其侧链酰基氧原子的邻助作用所致。 c．电性效应的影响在羧酸衍生物中，不同的取代基的电性效应使羧酸的酸性增强时，水解速度加快，反之，水解速度减慢。 举例：如在苯甲酸乙酯对位上引入供电子基团，使相应的苯甲酸酸性减弱，水解速度减慢，反之，引入吸电子基团，使相应的苯甲酸酸性增强，水解速度加快. d．空间位阻的影响在羧酸衍生物中，若在羰基的两侧具有较大空间体积的取代基时，由于空间掩蔽的作用，产生较强的空间位阻，而减缓了水解速度。 举例：如水解速度乙酰水杨酸异＞丁酰基水杨酸；哌替啶亦因为空间位阻效应，使其稳定性增大；利多卡因结构中酰胺键的邻位有两个甲基可产生空间位阻，因此利多卡因不易水解。 2．影响药物水解的外因及防止药物水解的方法 二、药物的氧化反应 药物的氧化反应一般分为化学氧化反应和自动氧化反应。化学氧化反应多见于药物的制备过程和药物质量分析的氧化反应；自动氧化反应多见于药物的贮存
本科-核苷酸代谢-非营养物质代谢1 一、单5选1(题下选项可能多个正确，只能选择其中最佳的一项) 1、参加肠道次级结合胆汁酸生成的氨基酸是 A:鸟氨酸 B:精氨酸 C:甘氨酸 D:蛋氨酸 E:瓜氨酸 考生答案：C 标准答案：C 满分：4 得分：4 2、体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的 A:核糖 B:核糖核苷 C:一磷酸核苷 D:二磷酸核苷 E:三磷酸核苷 考生答案：D 标准答案：D 满分：4 得分：4 3、关于生物转化作用，下列哪项是不正确的 A:具有多样性和连续性的特点 B:常受年龄、性别、诱导物等因素影响 C:有解毒与致毒的双重性 D:使非营养性物质极性降低，利于排泄 E:使非营养性物质极性增加，利于排泄 考生答案：D 标准答案：D 满分：4 得分：4 4、甲氨蝶呤（MTX）在临床上用于治疗白血病的依据是 A:嘌呤类似物 B:嘧啶类似物 C:叶酸类似物 D:二氢叶酸类似物
E:氨基酸类似物 考生答案：C 标准答案：C 满分：4 得分：4 5、嘧啶分解代谢的终产物正确的是 A:尿酸 B:尿苷 C:尿素 D:α-丙氨酸 E:氨和二氧化碳 考生答案：E 标准答案：E 满分：4 得分：4 6、胸腺嘧啶在体内合成时甲基来自 A:N10-甲酰四氢叶酸 B:胆碱 C:N5，N10-甲烯四氢叶酸 D:S-腺苷甲硫氨酸 E:肉碱 考生答案：C 标准答案：C 满分：4 得分：4 7、下列哪种物质是结合胆红素 A:胆红素—清蛋白 B:胆红素—Y蛋白 C:胆红素—Z蛋白 D:双葡糖醛酸胆红素 E:胆红素-结合珠蛋白 考生答案：D 标准答案：D 满分：4 得分：4 8、嘧啶环中两个氮原子是来自 A:谷氨酰胺和氮 B:谷氨酰胺和天冬酰胺 C:谷氨酰胺和氨甲基鳞酸 D:天冬酰胺和氨甲基磷酸
生物化学：用化学的理论和方法研究生物体组成、结构、功能和生命过程中物质及能量变化规律的学科。 转化作用：从一种细菌中得到DNA通过一定途径进入另一种细菌，从而引起后者遗传特性的改变。 核酸：是由几十个甚至几千万个核苷酸聚合而成的具有一定空间结构的大分子化合物。 超螺旋:双螺旋进一步扭曲形成的更高层次的空间结构，包括DNA扭曲、超螺旋、多重螺旋和连环等。 核酸的杂交：是指不同来源的单链核酸之间可通过碱基互补形成双螺旋结构。 寡聚蛋白质：某些蛋白质是由两个或更多个蛋白质亚基(多肽链)通过非共价结合而成，称寡聚蛋白质。 α-氨基酸：与羧基相邻的α-碳原子上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸。 肽：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去一分子水而形成酰胺键，这个键称为肽键，产生的化合物叫做肽。 蛋白质的一级结构：是指蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序。 蛋白质的二级结构：是指蛋白质多肽链主链原子局部的空间结构，但不包括与其他肽段的相互关系及侧链构象的内容。 β-折叠：是由两条或多条伸展的多肽链靠氢键联结而成的锯齿状片状结构。 无规则卷曲：又称自由卷曲，是指没有一定规律的松散肽链结构。酶的功能部位常常处于这种构象区域。 超二级结构：指蛋白质中相邻的二级结构单位组合在一起，形成有规则的在空间上能辩认的二级结构组合体。 结构域：指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体，称为结构域（domain）或功能域。 蛋白质的三级结构：指的是多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上，主链构象和侧链构象相互作用，进一步盘曲折叠形成球状分子结构。 蛋白质的四级结构：由两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成、有特定三维结构的蛋白质构象。每条多肽链又称为亚基。 同源蛋白质：在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。 别构效应：是指含亚基的蛋白质分子由于一个亚基构象的改变而引起其余亚基以至整个分子构象、性质和功能发生变化。 蛋白质的等电点（pI）：当某蛋白质在一定的pH的溶液中，所带的正负电荷相等，它在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值叫做该蛋白质的等电点。 变性作用：蛋白质受到某些理化因素的影响，其空间结构发生改变，蛋白质的理化性质和生物学功能随之改变或丧失，但未导致蛋白质一级结构的改变，这种现象叫变性作用。 复性：蛋白质的变性作用若不过于剧烈，则是一种可逆过程。高级结构松散了的变性蛋白质通常在除去变性因素后，可缓慢地重新自发折叠形成原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象称为复性。 蛋白质的沉淀作用：蛋白质在溶液中靠水膜和电荷保持其稳定性，水膜和电荷一旦除去，蛋白质溶液的稳定性就被破坏，蛋白质就会从溶液中沉淀下来，此现象即为蛋白质的沉淀作用。胞内酶：由细胞内产生并在细胞内发挥作用的酶。 胞外酶：将细胞内产生后分泌细胞外起作用的酶。 酶所催化的反应称作酶促反应，发生化学反应前的物质称底物，而反应后生成的物质称产物。同工酶：指具有不同分子结构但催化相同反应的一组酶。 变构酶（别构酶）：是指一些含有2个或2个以上亚基的寡聚酶。
肝的生物转化作用 一、肝的生物转化作用是机体重要的保护机制 (一)生物转化的概念 人体内不可避免地存在许多非营养物质，这些物质既不能作为构建组织细胞的成分，又不能作为能源物质，其中一些还对人体有一定的生物学效应或潜在的毒性作用，长期蓄积则对人体有害。机体在排出这些非营养物质之前，需对它们进行代谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁或尿液排出体外，这一过程称为生物转化作用(biotrans—formation)。肝是机体内生物转化最重要的器官。体内进行生物转化的非营养物质按其来源分为内源性和外源性两类。内源性物质包括体内物质代谢的产物或代谢中间物(如胺类、胆红素等)以及发挥生理作用后有待灭活的激素、神经递质等一些对机体具有强烈生物学活性的物质。外源性物质系人体在日常生活和(或)生产过程中不可避免接触的异源物(xenobiotits)，如药物、毒物、环境化学污染物、食品添加剂等和从肠道吸收来的腐败产物。这些物质多系脂溶性，均需经过生物转化作用才能排出体外。 (二)生物转化的生理意义 生物转化的生理意义在于：一则生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代谢转化，使其生物学活性降低或丧失(灭活)，或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。另则通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。但应该指出的是，有些非营养物质经过肝的生物转化作用后，虽然溶解性增加，但其毒性反而增强；有的还可能溶解性下降，不易排出体外。如多环芳烃类化合物——苯丙芘，其本身没有直接致癌作用，但经过生物转化后反而成为直接致癌物。有的药物如环磷酰胺、百浪多息、水合氯醛和中药大黄等需经生物转化才能成为有活性的药物。因此，不能将肝的生物转化作用简单地称为“解毒作用”(detoxificat ion)，这体现了肝生物转化作用的解毒与致毒的双重性特点。 二、肝的生物转化包括两相反应 肝的生物转化可分为两相反应。第一相反应包括氧化(oxidation)、还原(redtJction)和水解(hydr01ysis)。许多物质通过第一相反应，其分子中的某些非极性基团转变为极性基团，水溶性增加，即可大量排出体外。但有些物质经过第一相反应后水溶性和极性改变不明显，还须进一步与葡糖醛酸、硫酸等极性更强的物质相结合，以得到更大的溶解度才能排出体外，这些结合反应(conj?agation)属于第二相反应。实际上，许多物质的生物转化反应非常复杂。一种物质有时需要连续进行几种反应类型才能实现生物转化目的，这反映了生物转化反应的连续性特点。如阿司匹林常先水解成水杨酸后再经结合反应才能排出体外。同一种或同一类物质可以进行不同类型的生物转化反应，产生不同的产物，则体现了生物转化反应类型的多样性特点。例如，阿司匹林水解生成水杨酸，后者既可与甘氨酸反应，又可与葡糖醛酸结合。肝内参与生物转化的酶类列于表17—2。 (一)氧化反应是最多见的生物转化第一相反应 1．单加氧酶系是氧化异源物最重要的酶肝细胞中存在多种氧化酶系，其中最重要的是定位于肝细胞微粒体的依赖细胞色素P4s c，的单加氧酶系(cytochrome P45。monooxy—genase，CYP)。单加氧酶系是一个复合物，至少包括两种组分：一种是细胞色素P4s0(血红素蛋白)；另一种是NADPH一细胞色素。P450还原酶(以FAD为辅基的黄酶)。该酶催化氧分子中的一个氧原子加到许多脂溶性底物中形成羟化物或环氧化物，另一个氧原子则被NADPH还原成水。故该酶又称羟化酶或混合功能氧化酶(mixed function oxidase，MF())(详见第六章)。该酶是目前已知底物最广泛的生物转化酶类。据估计，人类基因组至
一第24卷第1期 洁净煤技术 Vol．24一No．1一一2018年 1月 Clean Coal Technology Jan.一 2018一 褐煤腐植酸提取技术及应用研究进展 张传祥1,2,3,张效铭1,2,3,程一敢1,2,3 (1.河南理工大学化学化工学院,河南焦作一454000;2.煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南焦作一454000; 3．河南省煤炭绿色转化重点实验室,河南焦作一454000) 摘一要:褐煤由于水分高二热值低二稳定性差等缺点限制了工业化应用三但褐煤腐植酸含量高,从中提取的腐植酸具有较高的生化活性,在工业二农业二医药二环保等领域得到了广泛应用三论述了腐植酸提取技术的研究进展和应用,重点阐述了碱提取法二酸提取法二微生物溶解法提取腐植酸工艺流程和机理三寻找绿色环保二工艺稳定二价格低廉二效率高的提取工艺和扩展腐植酸的应用领域是腐植酸研究的重要方向三 关键词:低品质煤;腐植酸;提取;应用 中图分类号:TQ536．9一一一文献标志码:A一一一文章编号:1006-6772(2018)01-0006-07 Research progress on extraction technology and application of lignite humic acid ZHANG Chuanxiang 1,2,3,ZHANG Xiaoming 1,2,3,CHENG Gan 1,2,3 (1.College of Chemistry and Chemical Engineering ,Henan Polytechnic University ,Jiaozuo 一454000,China ;2.Collaborative Innovation Center of Coal Work Safety ,Jiaozuo 一454000,China ;3.Henan Key Laboratory of Coal Green Conversion ,Jiaozuo 一454000,China ) Abstract :Industrialized application of lignite is restricted,due to its high moisture content,low calorific value and poor stability.However,lignite coal contents highly humic acid,and the extraction of humic acid has high biochemical activity,which has been widely used in the fields of agriculture,medicine,environmental protection and other fields.In this paper,the research progress and application on humic acid extraction were reviewed.The process and mechanism of extraction of humic acid by alkali extraction,acid extraction,microorganism were emphatically described.The preparation of the green,stable,low price,high yield humic acid,and its application expansion are the research priority of humic acid. Key words :low -rank coal;humic acid;extraction;application 收稿日期:2017-12-09;责任编辑:张晓宁一一DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2018.01.002 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51404098,U1361119);河南省国际科技合作资助项目(152102410047);河南省自然科学基金资助项目(162300410115);中国博士后科学基金第60批面上资助项目(2016M602240);河南省博士后科研项目启动经费(172524) 作者简介:张传祥(1970 ),男,河南台前人,教授,博士生导师,主要从事矿物加工二煤基炭材料应用方面的研究三E -mail :zcx223@https://www.doczj.com/doc/c412264746.html, 引用格式:张传祥,张效铭,程敢.褐煤腐植酸提取技术及应用研究进展[J].洁净煤技术,2018,24(1):6-12. ZHANG Chuanxiang,ZHANG Xiaoming,CHENG Gan.Research progress on extraction technology and application of lignite humic acid[J].Clean Coal Technology,2018,24(1):6-12. 0一引一一言 腐植酸(humic acid,HA)主要是由动植物遗骸,经过微生物分解二转化和一系列地球物理化学反应形成和积累起来的一类有机高分子聚合物,广泛存在于水体二土壤二泥炭二褐煤二风化煤及页岩等含碳沉积岩中[1]三腐植酸结构中含有丰富的羧基二酚羟基二羰基二磺酸基和甲氧基等活性含氧官能团,对其酸性[2]二离子交换性[3-4]二胶体性能[5]及络合性能[6] 有重要的影响三根据腐植酸在酸碱性溶液及有机溶液中溶解度和颜色不同可分为:黄腐酸(FA)二棕腐酸和黑腐酸3类,其分子质量依次递增,从几百到几十万不等三其中黄腐酸既溶于酸又溶于碱;棕腐酸可溶于碱二乙醇和丙酮;黑腐酸只能溶于碱性溶液三按照腐植酸生产方式的不同,可分为原生腐植酸和再生腐植酸(又称次生腐植酸)三 我国褐煤资源丰富,储量占煤炭总储量的55% 以上[7]三由于低阶煤含水量高二热值低二灰分高二稳 6
生物化学是一门较年轻的学科，在欧洲约在160年前开始，逐渐发展，一直到1903年才引进“生物化学”这个名词而成为一门独立的学科，但在我国，其发展可追溯到远古。我国古代劳动人民在饮食、营养、医、药等方面都有不少创造和发明，生物化学的发展可分为：叙述生物化学、动态生物化学及机能生物化学三个阶段。 （一）叙述生物化学阶段 1.饮食方面：公元前21世纪，我国人民已能造酒，相传夏人仪狄作酒，禹饮而甘之，作酒必用曲，故称曲为酒母，又叫做酶，与媒通，是促进谷物中主要成分的淀粉转化为酒的媒介物。现在我国生物化学工作者将促进生物体内化学反应的媒介物（即生物催化剂）统称为酶，从《周礼》的记载来推测，公元前12世纪以前，已能制饴，饴即今之麦芽糖，是大麦芽中的淀粉酶水解谷物中淀粉的产物。《周礼》称饴为五味之一。不但如此，在这同时，还能将酒发酵成醋。醋亦为五味之一。《周礼》上已有五味的描述。可见我国在上古时期，已使用生物体内一类很重要的有生物学活性的物质——酶，为饮食制作及加工的一种工具。这显然是酶学的萌芽时期。 2.营养方面：《黄帝内经·素问》的“藏气法时论”篇记载有“五谷为养，五畜为益，五果为助，五菜为充”，将食物分为四大类，并以“养”、“益”、“助”、“充”表明在营养上的价值。这在近代营养学中，也是配制完全膳食的一个好原则。谷类含淀粉较多，蛋白质亦不少，宜为人类主食，是生长、发育以及养生所需食物中之最主要者；动物食品含蛋白质，质优且丰富，但含脂肪较多，不宜过多食用，可用以增进谷类主食的营养价值而有益于健康，果品及蔬菜中无机盐类及维生素较为丰富，且属于粗纤维，有利食物消化及废物的排出；如果膳食能得到果品的辅助，蔬菜的充实，营养上显然是一个无可争辩的完全膳食。膳食疗法早在周秦时代即已开始应用，到唐代已有专书出现。盂诜（公元7世纪）著《食疗本草》及昝殷（约公元8世纪）著《食医必鉴》等二书，是我国最早的膳食疗法书籍。宋朝的《圣济总录》（公元前12世纪）是阐明食治的。元朝忽思慧（公元14世纪）针对不同疾患，提出应用的食物及其烹调方法，并编写成《饮膳正要》。由此可看出我国古代医务工作者应用营养方面的原理，试图治疗疾患的一些端倪。 3.医药方面：我国古代医学对某些营养缺乏病的治疗，也有所认识，如地方性甲状腺肿古称“瘿病”，主要是饮食中缺碘所致，有用含碘丰富的海带、海藻、紫菜等海产品防治。公元4世纪，葛洪著《肘后百一方》中载有用海藻酒治疗瘿病的方法。唐·王焘（公元8世纪）的《外台秘要》中载有疗瘿方36种，其中27种为含碘植物。而在欧洲直到公元1170年才有用海藻及海绵的灰分治疗此病者。脚气病是缺乏维生素B1的病。孙思邈（公元581～682年）早有详细研究，认为是一种食米区的疾病，分为“肿”、“不肿”及“脚气入心”三种，可用含有维生素B1的车前子、防风、杏仁、大豆、槟榔等治疗。酿酒用的曲及中药中的神曲（可生用）均含维生素B1较丰富，且具有水解糖类的酶，可用以补充维生素B1的不足，亦常用以治疗胃肠疾患。夜盲症古称“雀目”，是一种缺乏维主素A的病症。孙思邈首先用含维生素A较丰富的猪肝治疗。我国最早的眼科专著《龙木论》记载用苍术、地肤子、细辛、决明子等治疗雀目。这些药物都是含有维生素A原的植物。 我国研究药物最早者据传为神农。神衣后世又称炎帝，是始作方书，以疗民疾者。《越绝书》上有神农尝百草的记载。自此以后，我国人民开始用天然产品治疗疾病，如用羊靥（包括甲状腺的头部肌肉）治甲状腺肿，紫河车（胎盘）作强壮剂，蟾酥（蟾蜍皮肤疣的分泌物）
第一及第二章概述及生物转化的多样性 1、生物转化（Biotransformation）的概念是什么？其实质是什么？生物降解的概念是什么？答：生物转化是利用处于生长状态的生物体系（包括植物细胞、动物细胞和微生物）或酶体系对外源性化合物进行结构修饰和改造，合成新型的有机化合物。其实质为利用生物体系本身所产生的酶进行的催化反应。 生物降解是利用处于生长状态的生物体系（包括植物细胞、动物细胞和微生物）或酶体系对外源性化合物进行降解为无机物的过程。 2、生物转化反应的特点有哪些？ 答：生物转化反应有以下特点：反应条件温和(30-40oC，常压，水相反应)；反应选择性高；反应产物纯度高（包括光学纯）；反应底物简单便宜（一般无毒、不易燃）；反应收率主要取决于菌种的性能；设备简单。 3、什么是超级有机体？ 答：超级有机体：通常把细菌区系统为“超级有机体”，它们共同代谢，共享生物降解基因，共同进化以进入生态位降解的新化合物。 第三章生物催化剂——酶 1、酶的定义是什么？其化学本质是什么？ 答：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质。酶的化学本质是生物催化剂。 例题 ( C )关于酶的叙述哪项是正确的？ A.所有的酶都含有辅基或辅酶 B.只能在体内起催化作用 C.大多数酶的化学本质是蛋白质 D.能改变化学反应的平衡点加速反应的进行 2、酶作为生物催化剂的特点有哪些？ 答：（1）高效性酶的催化作用可使反应速度提高107~1016倍。比普通化学催化剂效率至少高几倍以上。 （2）选择性酶是具有高度选择性的催化剂，酶往往只能催化一种或一类反应，作用一种或一类极为相似的物质。 （3）反应条件温和酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范围为20-40?C。由于反应条件温和，使某些不希望的副反应，如分解反应、异构化反应和消旋化反应等可以尽量减少。
药物化学—--药物的化学结构与体内代谢转化 方浩 第一部分概述 对人体而言，绝大多数药物是一类生物异源物质（Ｘｅnobiotics)。当药物进入机体后,一方面药物对机体产生诸多生理药理作用,即治疗疾病;另一方面，机体也对药物产生作用，即对药物的吸收、分布，排泄和代谢.药物代谢既是药物在人体内发生的化学变化，也是人体对自身的一种保护机能。 药物代谢是指在酶的作用下将药物(通常是非极性分子）转变成极性分子,再通过人体的正常系统排出体外。药物代谢多使有效药物转变为低效或无效的代谢物，或由无效结构转变成有效结构.在这过程中，也有可能将药物转变成毒副作用较高的产物.因此，研究药物在体内代谢过程中发生的化学变化,更能阐明药理作用的特点、作用时程、结构转变以及产生毒性的原因。 药物代谢在创新药物发现和临床药物合理应用中具有重要的地位.通过对近十年来许多创新药物在临床失败的案例,科学家们发现与药物代谢有关的问题是创新药物临床研究失败的重要原因。因此当前进行创新药物研究的过程中,应当在候选药物研究阶段就重视考察其药物代谢的相关问题，并将候选药物的代谢问题作为评判其成药性的重要研究内容。在药理学和生物药剂学课程中,对于药物在体内发生的药物代谢转化反应和代谢产物讲述内容较少。因此我们将在药物化学的讲述中,重点从药物代谢酶角度入手，讨论药物在体内发生的生物转化，以帮助大家更好的认识药物在体内所反应的代谢反应以及其与药物发现和临床合理应用的关系。 药物的代谢通常分为两相:即第Ⅰ相生物转化(ＰhaseⅠ)和第Ⅱ相生物转化(PｈａseⅡ)。第Ⅰ相主要是官能团化反应,包括对药物分子的氧化、还原、水解和羟化等,在药物分子中引入或使药物分子暴露出极性基团，如羟基、羧基、巯基和氨基等。第Ⅱ相又称为结合反应(Coｎjuｇation)，将第Ⅰ相中药物产生的极性基团与体内的内源性成分，如葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸或谷胱甘肽，经共价键结合,生成极性大、易溶于水和易排出体外的结合物.但是也有药物经第Ⅰ相反应后,无需进行第Ⅱ相的结合反应，即可排出体外。 第二部分基本概念、基本知识及重点、难点 一、药物代谢的酶(Ｅnzymes foｒDrug Metaｂｏlｉsm） 第Ⅰ相生物转化是官能团化反应，是在体内多种酶系的催化下,对药物分子引入新的官能团或改变原有的官能团的过程.参与药物体内生物转化的酶类主要是氧化-还原酶和水解酶。本节主要介绍细胞色素P—4５0酶系、还原酶系、过氧化物酶和其它单加氧酶、水解酶。 （一)细胞色素P-450酶系 CYP—45０(Ｃytochｒｏme P-45０enzyme syｓtem,CＹP—4５0）是一组酶的总称，由许多同功酶和亚型酶组成,是主要的药物代谢酶系，在药物和其它化学物质的代谢、去毒性中起着非常重要的作用。ＣYP－4５0存在于肝脏及其它肝脏外组织的内质网中，是一组由铁原卟啉偶联单加氧酶(Heme—coｕｐｌed monooｘygｅｎaseｓ)、需要NＡＤPH和分子氧共同参与、主要催化药物生物转化中氧化反应(包括失去电子、脱氢反应和氧化反应)的酶系。它主要是通过“活化”分子氧，使其中一个氧原子和有机物分子结合,同时将另一个氧原子还原成水,从而在有机药物的分子中引入氧。CYP-45０催化的反应类型有烷烃和芳香化合物的氧化反应,烯烃、多核芳烃及卤代苯的环氧化反应,仲胺、叔胺及醚的脱烷基反应，胺类化合物的脱胺反应,将胺转化为N-氧化物、羟胺及亚硝基化合物以及卤代烃的脱卤反应。ＣＹP-4５0还催化有机硫代磷酸酯的氧化裂解，氧化硫醚成亚砜等的反应(见表1）。 表１CYＰ-4５0催化的一些药物代谢的氧化反应类型
生物化学名词解释（英汉） 第八章 1，分解代谢反应（catabolic reaction）：降解复杂分子为生物体提供小的构件分子和能量的代谢反应。 2，合成代谢反应（anablic reaction）：合成用于细胞维持和生长所需分子的代谢反应。 3，反馈抑制（feedback inbition）：催化一个代谢途径中前面反应的酶受到同一途径终产物抑制的现象 4，前馈激活（feed-forward activition）：代谢途径中一个酶被该途径中前面产生的代谢物激活的现象。 5，标准自由能变化（△GO）：相应于在一系列标准条件（温度298K，压力1atm（=101.325KPa）,所有溶质的浓度都是mol/L）下发生的反应自由能变化。△GO′表示pH7.0条件下的标准自由能变化。 6，标准还原电动势（EO′）：25℃和pH7.0条件下，还原剂和它的氧化形式在1mol/L浓度下表现出的电动势. 第九章 1,酵解（glycolysis）：由10步酶促反应组成的糖分解代谢途径。通过该途径，一分子葡萄糖转化为两分子丙酮酸，同时净生成两分子A TP和两分子NADH。 2，发酵（fermentation）：营养分子（Eg葡萄糖）产能的厌氧降解。在乙醇发酵中，丙酮酸转化为乙醇和CO2。 3，巴斯德效应（Pasteur effect）：氧存在下，酵解速度放慢的现象。 4，底物水平磷酸化（substrate phosphorlation）：ADP或某些其它的核苷-5′—二磷酸的磷酸化是通过来自一个非核苷酸底物的磷酰基的转移实现的。这种磷酸化与电子的传递链无关。5，柠檬酸循环（citric acid cycle）：也称为三羧酸循环（TAC）、Krebs循环。是用于乙酰CoA 中的乙酰基氧化成CO2的酶促反应的循环系统，该循环的第一步是由乙酰CoA经草酰乙酸缩合形成柠檬酸。 6，回补反应(anaplerotic reaction)：酶催化的，补充柠檬酸循环中间代谢物供给的反应，例如由丙酮酸羧化酶生成草酰乙酸的反应。 7，乙醛酸循环（glyoxylate cycle）：是某些植物、细菌和酵母中柠檬酸循环的修改形式，通过该循环可以使乙酰CoA经草酰乙酸净生成葡萄糖。乙醛酸循环绕过了柠檬酸循环中生成两个CO2的步骤 第十章 1,戊糖磷酸途径（pentose phosphare pathway）：那称为磷酸戊糖支路。是一个葡萄糖-6-磷酸经代谢产生NADPH和核糖-5-磷酸的途径。该途径包括氧化和非氧化两个阶段，在氧化阶段，葡萄糖-6-磷酸转化为核酮糖-5-磷酸和CO2，并生成两分子NADPH；在非氧化阶段，核酮糖-5-磷酸异构化生成核糖-5-磷酸或转化为酵解的两用人才个中间代谢物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。 2，糖醛酸途径（glucuronate pathway）：从葡萄糖-6-磷酸或葡萄糖-1-磷酸开始，经UDP-葡萄糖醛酸生成葡萄糖醛酸和抗坏血酸的途径。但只有在植物和那些可以合成抗坏血酸的动物体内，才可以通过该途径合成维生素C。 3，无效循环（futile cycle）:也称为底物循环。一对酶催化的循环反应，该循环通过ATP的水解导致热能的释放。Eg葡萄糖+ATP=葡萄糖6-磷酸+ADP与葡萄糖6-磷酸+H2O=葡萄糖+P i反应组成的循环反应，其净反应实际上是ＡＴＰ＋H2O＝ＡＤＰ＋Ｐi。 ４，磷酸解（phosphorolysis）作用：:通过在分子内引入一个无机磷酸，形成磷酸脂键而使
外显子（exon）dna及hnrna分子中能转录又能编码氨基酸的序列。内含子（intro）dna及hnrna分子中能转录而不能编码氨基酸的序列。断裂基因(splitgene) 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质。转录启动子位于转录起始5端上游段，有dna聚合酶识别并结合的dna序列。并接体由snRNP与hnRNA结合形成的蛋白质核糖核酸复合物，使hnRNA内含子两端边界序列互相靠近而内含子弯曲为套索状，在此结构基础上进行转酯反应，以完成mRNA的剪接过程。CTD 是真核生物RNA-pot大亚基的羧基末端结构域（carboxyl terminal domain)。富于含羧、基的氨基酸，CTD磷酸化后，可促使转录从起始过渡到延长阶段。转录起始前复合物（PIC）是真核生物TF之间互相辨认结合，并结合RNA一pot II而进人启动子核心区TATA;由各种TF, RNA-pot与转录的基因上游DNA三者结合而成的复合体。中心法则中心法则，遗传信息从DNA向RNA,再向蛋白质传递的规律。2.基因表达从贮存状态的遗传信息表现为有功能的蛋白质过程，包括转录和翻译。半保留复制复制时，母链DNA解开成两股单链，每股各作为一个子代细胞复制的模板。使子代DNA 得到与母链DNA相同碱基序列，遗传信息可以完整、准确地代代相传。冈崎片段冈崎片段就是复制中的不连续片段。复制有半不连续性，一股子链可以顺着解链方向连续进行；另一股子链的复制因复制方向与解链方向相反，延长中要待母链解开足够长度，才能从5'-3' 方向生成引物及延长。所以复制叉上有领头链和随从链之分。引发体引发体是复制起始时形成的，原核生物的引发体是含有DnaB（解螺旋酶）、DnaC、DnaG（引物酶）