中国科学院青岛生物能源与过程研究所2014年

中国科学院青岛生物能源与过程研究所中国科学院青岛生物能源与过程研究所（筹）（Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences,简称"QIBEBT, CAS"），由中国科学院与山东省、青岛市共同筹建，建成后纳入中国科学院知识创新工程管理序列，是以战略高技术研发为主要任务、定位于生物能源与生物过程领域的国立科研机构。

★筹建历程★发展目标经过15年的发展与积累，到2020年将研究所建成具有自身特色、代表我国科学水平、引领我国生物能源与过程领域科技发展的国家生物能源创新研究基地，成为我国工业生物技术领域的骨干力量，成为具有“一流的成果、一流的效益、一流的管理、一流的人才”的有重要国际影响的战略高技术研发机构，成为向全社会开放的知识创新和技术创新平台、技术服务和成果转化平台、人才培养和国际交流平台。

研究所的科技自主创新能力和科研成果达到或接近生物能源与过程领域国际一流研究机构（如National Bioenergy Center, NBC）水平。

2006-9-17签署共建协议2006-12-8园区规划批复2007-7-1乔迁办公新区2007-12-29主体封顶仪式2006-7-5第一次领导小组会议2008-5-15队伍初具规模2007-5-11开工奠基仪式★队伍建设2010年，全所规模计划达到500人，其中创新岗位150人，项目聘用岗位人员150人，在读研究生150人，博士后、客座研究员、兼职人员50人。

目前，全所共有各类员工146人，其中博士研究生导师13人，硕士研究生导师13人，共有在读研究生58人； 2009年全所计划招收30名硕士生（拟接收推免硕士生15名）、30名博士生（提前攻博3名）。

★领域定位与学科重点（1）领域定位研究所的领域定位是：基于生物资源，以工业生物技术为主线，以战略高技术研发为主要任务，研究开发生物基能源、生物基材料的产品、工艺或技术，服务于国家和地方在资源开发、能源利用、清洁过程等领域的需求。

热纤梭菌中心代谢产物的归属及初步代谢组分析朱新术;崔家涛;冯银刚;张景涛;崔球【摘要】热纤梭菌(Clostridium thermocellum)是一种能够高效利用木质纤维素的嗜热厌氧革兰氏阳性菌，是目前利用整合生物加工技术生产纤维素乙醇的最重要的候选菌株之一。

代谢物组可以反映细胞和环境因子相互作用，是系统生物学的重要组成部分。

目前，尚无使用核磁共振(NMR)方法对热纤梭菌的代谢组进行研究的报道，而对热纤梭菌代谢物的归属是进行代谢组研究的基础。

该文通过1H NMR和2D NMR技术，对热纤梭菌的中心代谢产物进行了归属。

在归属过程中，发现了若干特殊的重要代谢产物，包括纤维糊精、磷酸烯醇式丙酮酸、赤藓糖-4-磷酸等。

这些代谢物对热纤梭菌的胞内代谢具有特殊的意义。

利用已归属的代谢物，对热纤梭菌的野生型和乙醇耐受菌株进行初步的代谢组分析表明，热纤梭菌乙醇耐受性的获得，可能与纤维二糖主动合成纤维糊精途径、非氧化磷酸戊糖途径的增强及糖酵解路径的抑制密切相关。

%Clostridium thermocellum is a thermophilic anaerobic gram-positive bacteria that can efficiently utilize lignocelluloses. It is one of the most important candidate microorganisms for cellulosic ethanol production with consolidated bioprocessing. Metabolome reflects the interaction between cell and its environmental factors, and is an important component of system biology. In this work, 1H NMR and 2D NMR techniques were used to analysis the central metabolites of C. thermocellum. Some biologically significant metabolites were identified in the intracellular compartment of C. thermocellum, including such as cellodextrin, phosphoenolpyruvate and d-erythrose-4-phosphate. Preliminary multivariate statistical analysis of the wild type strain andethanol tolerant strain showed various metabolic differences in several metabolic pathways including actively conversion of cellubiose to cellodextrin, enhancement of non-oxidative pentose phosphate pathway and suppression of Embden-Meyerhof-Parnas pathway.【期刊名称】《波谱学杂志》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】10页(P243-252)【关键词】液体磁共振(liquid NMR);归属;二维核磁共振(2D NMR);热纤梭菌;纤维糊精;代谢组学【作者】朱新术;崔家涛;冯银刚;张景涛;崔球【作者单位】山东省能源生物遗传资源重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛 266101; 中国科学院大学，北京 100049;山东省能源生物遗传资源重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛266101; 中国科学院大学，北京 100049;山东省能源生物遗传资源重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛 266101;山东省能源生物遗传资源重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛 266101;山东省能源生物遗传资源重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛 266101; 中国科学院生物燃料重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛 266101【正文语种】中文【中图分类】O482.53引言木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源之一，将其转化为生物燃料是极具潜力的化石能源替代方案.由于目前木质纤维素的转化过程复杂导致成本过高，因此人们提出了整合生物加工(Consolidated bioprocessing，CBP)技术，将木质纤维素的降解、转化和燃料的生成整合在同一个生物体（通常为微生物）中，从而减少中间环节降低生产成本.热纤梭菌是一种嗜热厌氧的革兰氏阳性细菌，能够高效的降解利用木质纤维素，并可以通过厌氧发酵产生乙醇，因而是目前最有潜力的 CBP菌株之一[1].然而，野生型热纤梭菌存在一些不足，包括降解木质纤维素产生的乙醇浓度较低难以回收利用，存在其他代谢通路产生大量的副产物，无法利用半纤维素和木质素等，严重制约了其工业化应用[2].通过代谢工程手段对其代谢通路进行改造，是克服这些瓶颈的有效手段，而通过代谢物组学策略对其代谢通路和代谢瓶颈进行分析，将为热纤梭菌的代谢工程改造提供合适的靶点和方案.代谢物、代谢路径、代谢网络和代谢表型是细胞和环境因子相互作用的最终结果，作为系统生物学的重要组成部分，代谢物组学(metabolomics/metabonomics)是从整体上揭示细胞在受到内外干扰的最终结果.代谢物组学已广泛用于病理生理学、药理毒理学、以及微生物细胞胁迫-响应机制研究[3–5].已有学者利用基于气相色谱-质谱联用的代谢物组学方法分析了低浓度乙醇(0.5%，V/V)对热纤梭菌野生株进行“冲激”的动态代谢物组学研究，结果发现纤维二糖和糖磷酸在细胞中的积累导致了菌体的生长抑制现象，并且与转录组学和蛋白质组学相结合研究，发现乙醇冲激条件下热纤梭菌野生株发生的最大变化是氮源同化相关的基因和蛋白质[6].核磁共振(NMR)方法和质谱方法在代谢物组学研究中具有一定的互补性，NMR方法具备一些质谱方法所不具备的优点，特别是NMR方法没有偏向性，可能鉴定到特殊的代谢物组分，并可以进一步通过多维 NMR技术解析代谢物的结构[7–9].目前文献中尚无使用 NMR方法对热纤梭菌的代谢组进行研究的报道，而对热纤梭菌代谢物的归属是进行代谢组研究的基础.这里，利用基于NMR的代谢物组学技术分析热纤梭菌的水相代谢物，除了检测到常见的代谢物如氨基酸、有机酸、醇类、核苷酸等之外，还检测到热纤梭菌样品含有几种较特殊的代谢物，包括纤维糊精、磷酸烯醇式丙酮酸以及赤藓糖-4-磷酸.本文详细分析了这3种代谢物的归属，并讨论了他们的生理意义.在此基础上，利用多元统计学方法对热纤梭菌野生株和乙醇耐受株进行了初步代谢物组学研究.1 实验部分1.1 仪器及试剂NMR试剂：NaCl、K2HPO4·3H2O和NaH2PO4·2H2O为分析纯级试剂，购自国药集团化学试剂有限公司.D2O (99.9% D)和4,4-dimethyl-4-silapentane-1-sulfonic acid(DSS)购自剑桥同位素试剂实验室(Miami, USA).磷酸盐缓冲液(100 mmol/L, pH 7.4)使用含10% D2O配制，提供NMR锁场信号，0.02 mmol/L 4,4-dimethyl-4-silapentane-1-sulfonic acid (DSS)作为化学位移校正和浓度定量的内标.1.2 菌株、培养基和培养条件热纤梭菌野生株和乙醇耐受株由中国科学院青岛生物能源与过程研究所徐健研究员馈赠.菌种用25% (V/V)甘油管保存于-80℃冰箱备用.热纤梭菌培养使用的培养基为改良的GS-2培养基，其组分为(g/L)：KH2PO4 1.0，K2HPO4·3H2O 5.0，尿素1.0，MgCl2·6H2O 2.5，CaCl2·2H2O 0.05，FeSO4·7H2O 0.001 25，Cysteine hydrochloride 3.0，纤维二糖10.0，MOPS 6.0，酵母粉10.0，Na3C6HO7·2H2O 3.0和刃天青0.002；pH 7.6.所有培养基均在厌氧箱(10% CO2, 5% H2 和85% N2)中制备，用铝盖包裹的橡胶塞密封后，在115℃灭菌20 min.热纤梭菌接种后，在60℃培养箱培养.热纤梭菌的生长曲线使用600 nm的吸光度(OD600)测定.1.3 热纤梭菌胞内代谢物组提取热纤梭菌培养至对数生长后期时，离心(10 800 g，4℃)10 min收集菌体，菌体沉淀用磷酸缓冲液洗两遍，以去掉残余的培养基组分和细胞碎片，然后使用热乙醇法淬灭细胞代谢活动并提取其代谢物.具体步骤包括：使用磷酸缓冲液清洗菌体沉淀，用去离子水悬浮细胞，快速加入3倍体积的无水沸乙醇，95℃水浴保持5 min，随后室温下冷却.离心(13 000 g，4℃)5 min收集上清液，用旋转蒸发仪低温旋蒸去除乙醇至1 mL左右，然后用冷冻干燥机(-40℃，24 h)彻底除去水分，最后密封保存到-80℃冰箱备用.1.4 NMR实验大约40 mg冻干粉样品溶于500 μL D2O，加入100 μL磷酸盐缓冲液(100 mmol/L，pH 7.4，10% D2O，0.02 mmol/L DSS)，离心(13 000 g，4℃)5 min，上清液移入 5 mm NMR样品管进行分析.所有的NMR谱均通过Bruker AVIII 600型核磁共振谱仪（5 mm反向超低温探头）298 K采集，对应的质子共振频率为 600.13 MHz，脉冲序列为标准的noesypr1d.每个实验的90º脉宽设置约为10 μs，谱宽为12 kHz，采样点数32 768，采样时间1.36 s，FID累加64次.在傅立叶变换前，将所有1H NMR谱的FID乘以增宽因子为0.5 Hz的指数窗函数.为了对1H NMR信号进行归属，采集了样品的J-Res、1H-1H COSY、1H-1H TOCSY、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC等一系列2D NMR谱.J-Res的谱宽分别为50 Hz (F1)和6 313 Hz (F2)，采样数据矩阵为2 048×50，每个FID累加48次.对于COSY和TOCSY实验，1H-1H COSY的F2 (1H)和F1 (1H)维的谱宽均为6 000 Hz，采样数据矩阵为2 048×126，每个FID累加64次.TOCSY实验中，选用MLEV-17组合脉冲进行自旋锁定，混合时间为100 ms.HSQC的采样期间用强度为5 000 Hz的组合脉冲(GARP)对13C信号去偶，F2 (1H)和F1 (13C)维的谱宽分别为6 313 Hz 和26 410 Hz，采样数据矩阵为2 048×128；HMBC的F2 (1H)和F1 (13C)维的谱宽分别为6 786 Hz 和33 202 Hz，采样数据矩阵为2 048×126，每个FID累加200次.数据填零得到矩阵为4 096×2 048.在傅立叶变换前加sine或相移sine窗函数对2D NMR谱进行处理.1H NMR谱图首先用TopSpin (v2.0, Bruker Biospin)进行手动的相位和基线的校正.然后对NMR谱图δ 0.5～9.5区间通过AMIX软件包(v3.8.3，Bruker Biospin)均匀地划分成3 166个积分区间，每个区间长度为0.003 ppm (1.8 Hz).经分段积分的原始NMR数据可以获得一组二维n（观测样本数）× d（变量数即积分间隔）的数据矩阵，每个矩阵元素的值为相应区段的积分面积.使用总面积归一化方法，利用SIMCA-P+(v11.0，Umetrics, Sweden)软件包里面的PCA工具，均值中心化的NMR数据，结果分别用Scores图和Loadings图来表示.1.5 LC-MS分析为了确定热纤梭菌纤维糊精的聚合度，样品进一步使用ESI-MS进行分析.所用系统为Agilent 1290 Infinity超高效液相色谱和Agilent 6430三重四级杆质谱(Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA).色谱条件：色谱柱：ACQUITY UPLC® HSS T3(2.1 mm×150 mm×1.8 µm, Waters, Dublin, Ireland)；二元流动相：A，1‰甲酸水溶液；B，1‰甲酸乙腈溶液；洗脱梯度：0～8 min，0% B，8～10 min，0%～10% B，10～20 min，10% B, 20～28 min，10%～40% B，28～40 min，40%～80% B，40～45 min，80%～95% B，45～50 min，95% B，50～51 min，95%～0% B，51～60 min，0% B；流速：200 μL/min；进样体积：10 μL；柱温：25℃.质谱条件：电喷雾电离源正离子模式；喷雾温度：250℃；脱溶剂氮气流速：1 L·min-1；毛细管电离电压：3 kV；孔径电压：80 V；检测器电压：2.5 kV；质量扫描范围：200～2 000 D；试验气路：氮气.采用软件MassHunter(Version 1.3.0)进行数据采集及处理.2 结果与讨论2.1 热纤梭菌代谢物NMR信号归属使用获得的1H NMR谱及2D COSY，TOCSY，HSQC和HMBC等谱图，基于文献数据[10,11]和MMCD数据库[12], 对热纤梭菌的1H NMR谱中的代谢物进行了归属，共获得了39种水相代谢物的归属.这些代谢物主要包括氨基酸、糖类、有机酸、有机胺、醇类和核苷酸及其衍生物等.除了常见的水相代谢物，还鉴定到了几种较特殊的代谢物，包括纤维糊精(Cellodextrin，CD)、磷酸烯醇式丙酮(Phosphoenolpyruvate，PEP)、赤藓糖-4-磷酸(D-Erythrose-4-phosphate，E4P)，其结构式及其化学位移归属如图 1和表 1所示.下面对这几种特殊代谢物的归属及其生物学意义进行较为详细的分析和讨论.图1 纤维糊精(Cellodextrin, CD)、磷酸烯醇式丙酮酸(Phosphoenolpyruvate, PEP)、赤藓糖-4-磷酸(D-Erythrose-4-phosphate, E4P)的化学结构式.Fig.1 Chemical structures of Cellodextrin (CD), Phosphoenolpyruvate (PEP)andD-Erythrose-4-phosphate(E4P)表1 纤维糊精(Cellodextrin)、磷酸烯醇式丙酮酸(Phosphoenolpyruvate)和赤藓糖-4-磷酸(Erythrose-4-phosphate)的1H、13C化学位移值Table 1 1H, 13C chemical shifts of Cellodextrin (CD), Phosphoenolpyruvate (PEP)and D-Erythrose-4-phosphate (E4P)*为文献[13]中未明确归属的碳氢信号Assignment Position δC δH (J/Hz) HSQC 1H -1H COSY HMBC Cellodextrin 1 101.4 4.92 (m) + H-2 H-1, H-2(CD) 2 82.4* 3.59* (m) + H-1, H-3 H-1, H-3 3 75.9* 3.80* (m) + H-2, H-4 H-2, H-4 4 69.5* 3.52* (m) + H-3 H-2, H-3, H-5 5 76.5*3.46* (m) + H-6 H-4, H-6 6, 6’ 61.6 3.80*, 3.94* (m) + H-5 H-4, H-5 α-1 95.5 5.23 (d, 3.7) + / /β-1 98.14.64 (d, 7.8) + / /Phosphoenolpyruvate 3, 3’102.4 5.18/5.36 (s) + / /(PEP)2 151.0 / / / H-3, H-3’1 172.4 / / / H-3, H-3’Erythrose-4-phosphate 1 94.2 5.29 (d, 1.5)+ H-2 H-2, H-3, H-4(E4P)2 75.3 4.14 (m)+ / /3 81.4 4.38 (m)+ / /4, 4’ 71.5 4.03, 3.90 (m)+ / /2.1.1 纤维糊精的归属纤维糊精是由不同数量的葡萄糖分子间脱去1分子H2O以β-1, 4糖苷键结合构建成不同聚合度的纤维糊精.热纤梭菌水相代谢物的TOCSY [图2(b)]谱图表明：δ 4.92与δ 3.46、δ 3.52、δ 3.59、及δ 3.80 的质子形成耦合网络，HSQC谱图[图3(a)]给出其对应的C的化学位移，分别为δ 101.4、δ 76.5、δ 69.5、δ 82.4、δ 75.9；其中，δC 101.4为β-(1-4)糖苷键 C-1原子, δC 82.4为β-(1-4)糖苷键C-2原子，而δC 61.6与δH 3.80、3.94为糖环末端的亚甲基碳氢原子，而δ 69.5、δ 75.9、δ 76.5分别为连有-OH的糖环上的次甲基 C-4、C-3及 C-5的信号，两个异头碳质子α-H-1 δ 5.23 (d，3.7 Hz)及β-H-1 δ 4.64 (d，8.0 Hz)也可以观察到.这些信号与文献[13]中报道的纤维糊精C-1、C-6及两个异头碳质子α,β-H-1的化学位移一致，而C-2～C-5及H的化学位移值则补充了文献中归属不完整的数据.因此，这些信号被归属为纤维糊精.然而，纤维糊精的聚合度信息难以从NMR谱图中得到，为此，样品进一步使用ESI-MS进行分析（详见2.2节）.图2 热纤梭菌水相代谢物的2D COSY(a)、TOCSY(b)、HSQC(c)和HMBC(d)NMR谱图，纤维糊精(Cellodextrin，CD)、磷酸烯醇式丙酮酸(Phosphoenolpyruvate，PEP)、赤藓糖-4-磷酸(D-Erythrose-4-phosphate，E4P)信号归属如图所示Fig.2 2D COSY(a)、TOCSY(b)、HSQC(c)andHMBC(d)NMR spectra of extracts of Clostridium thermocellum.Signals for Cellodextrin (CD)，Phosphoenolpyruvate (PEP)and D-Erythrose-4-phosphate (E4P)are indicated2.1.2 磷酸烯醇式丙酮酸的归属热纤梭菌胞内代谢产物还发现了含有高能磷脂键的 PEP典型信号，在HSQC谱图中[图 2(c)]，低场δ 5.18(s)和δ 5.36(s)的两个质子连接在同一个碳原子上(δ 102.4)，提示这两个质子为“CH2 = C*”，且邻位碳(C*)为不对称碳原子；在HMBC谱图中[图2(d)]，δ 5.18和δ 5.36两个单峰分别与δ 150.6（烯基碳）和δ 172.4（羧/羰基碳）碳原子耦合，所以这个代谢物可能为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，实验观测到的化学位移值与MMCD数据库中PEP标准品(expnmr_00106)的化学位移一致，进一步确认了PEP的归属.2.1.3 赤藓糖-4-磷酸的归属热纤梭菌乙醇提取物中还可能存在磷酸戊糖途径（PPP途径）中的四碳糖—赤藓糖-4-磷酸，通过COSY谱δ 5.29与δ 4.14的质子耦合[图2(a)]，进一步通过2D HSQC谱[图 2(c)]和 HMBC 谱[图 2(d)]显示δH 5.29 (δC 94.2)与δC 81.4、δC 71.5、δC 75.3 耦合.以上信息结合 MMCD标准物数据库(expnmr_00050)的化学位移，推断此物质为赤藓糖-4-磷酸.2.2 纤梭菌纤维糊精ESI-MS鉴定为了确定热纤梭菌纤维糊精的聚合度，样品进一步使用ESI-MS进行分析，其结果如图 3 所示.不同聚合度的(N = 2～10)纤维糊精的重复单元葡萄糖残基的CH-1～6原子的归属如图2(c)所示，然而，纤维糊精的聚合度信息是难以从NMR谱图中得到的.从ESI-MS谱图（图3）可知，不同聚合度的纤维寡糖加钠离子峰(m/z)：365.0、527.0、689.0、851.3、1 013.0、1 175.0、1 337.0、1 499.3、1 661.6可以被检测到，各组分间的差值为1个葡萄糖残基的分子量162，分别对应纤维二糖至纤维十糖的分子量；此外，纤维寡糖加二钠离子峰(m/z)：517.9、599.1、680.3、761.2、842.3、923.1，由于带两个正电荷，故其组分间的差值为81，进一步证实了不同聚合度n（最大N = 10）的纤维糊精的归属.图3 热纤梭菌水相提取物的ESI-MS谱图, 不同聚合度(N=2～10)分子量相差162的纤维寡糖加钠离子的一系列峰(m/z): 365.0、527.0、689.0、851.3、1 013.0、1 175.0、1 337.0、1 499.3、1 661.6以及部分分子量相差81的纤维寡糖加二钠离子峰(m/z): 599.1、680.3、761.2、842.3、923.1如图所示Fig.3 ESI-MS spectra of aqueous extracts of Clostridium thermocellum. Characteristic signals for cellodextrin (CD)are indicated2.3 乙醇胁迫诱导的热纤梭菌CD、E4P及PEP的变化及其生理意义为了验证基于1H NMR的代谢物组能否反映热纤梭菌的生理生化状态，使用主成分分析(PCA)进一步处理野生型和乙醇耐受菌株的NMR数据.结果发现3组样本只用两个主成分就可以解释超过 98.1%的变量（数据未展示），这表明这 3种代谢表型之间存在潜在的本质区别.乙醇耐受型与野生型热纤梭菌在有/无乙醇胁迫下两两比较的PCA图表明（图4）：与野生型相比，CD和E4P在耐受型菌株中的含量较高；而在3%乙醇胁迫下，CD和E4P含量降低.首先对于E4P，由于热纤梭菌基因组缺少正常磷酸戊糖途径的关键酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶[14]，所以 E4P可能来源于非氧化的磷酸戊糖途径(noPPP).在微生物细胞内，磷酸戊糖途径主要是为合成代谢提供NADPH和5-磷酸核糖是生成的四碳、五碳、七碳化合物的重要的多功能代谢途径.E4P在耐受菌株中的积累表明，noPPP的增强可能增强其乙醇耐受性.至于 PEP，3个表型的热纤梭菌都检测到该化合物，且耐受型比野生型热纤梭菌中的含量要低，这表明乙醇可能抑制了热纤梭菌糖酵解途径.PEP通过丙酮酸把糖酵解路径和 TCA循环连接起来，处于糖酵解和TCA循环的重要节点上.Herrero等人利用31P NMR研究表明，乙醇抑制热纤梭菌生长主要与糖酵解路径的抑制有关[15].最后讨论一下CD的情况，由于本文所用培养基是以纤维二糖为唯一碳源，因此纤维糊精只能是热纤梭菌主动合成的，并且已有文献报道热纤梭菌野生株能以纤维二糖为唯一碳源合成平均聚合度为4～5的纤维糊精[16]，而本文NMR及LC-MS结果却证实热纤梭菌耐受株可以合成最大聚合度为 10的纤维糊精，这进一步说明了热纤梭菌野生型与乙醇耐受株存在生理学差异，后者可以合成聚合度更大的纤维糊精.此外，纤维糊精的1H NMR信号在整个氢谱中是最强的，这表明热纤梭菌合成了大量的纤维糊精，这可能是热纤梭菌的一种能量储备方式，同时也暗示热纤梭菌乙醇耐受性的获得可能是由于菌体把纤维二糖合成为纤维糊精以抵抗乙醇的胁迫的缘故.综合对以上3种特殊代谢物的讨论，我们初步认为热纤梭菌乙醇耐受性的获得可能与纤维二糖主动合成纤维糊精途径、非氧化磷酸戊糖途径的增强及糖酵解途径的抑制等代谢途径密切相关，实际情况还需要进一步分析验证.图4 乙醇耐受型热纤梭菌未添加乙醇(CT ET0)分别与野生型(CT WT0) (a)和乙醇耐受型添加3%乙醇(CT ET3)(b)的1H NMR数据的PCA分析的scores图（左）和loading图（右）Fig.4 PCA scores (Left) and loadings (Right)plot of 1H NMR spectra of ethanol-tolerant Clostridium thermocellum (CT)without ethanol (CT ET0)compared to wild-type (CT WT0)(a)and ethanol-tolerant with 3%ethanol (CT ET3)(b), respectively3 结论本文第一次报道了热纤梭菌水相代谢物组分析.综合运用1D与2D NMR和LC-MS等实验测试技术，除了检测到热纤梭菌水相中的氨基酸、糖类、有机酸、有机胺、醇类和核苷酸及其衍生物等常见代谢物之外，还解析归属了3种特殊的代谢物，即纤维糊精、磷酸烯醇式丙酮酸和赤藓糖-4-磷酸.并更正了文献[13]中信号的归属错误，完善了该化合物的NMR数据.这些特殊代谢物，反映了热纤梭菌中特殊的代谢和生理状况.最后利用检测结果，对热纤梭菌的野生型和乙醇耐受菌株进行了初步的多变量统计学分析，结果表明，热纤梭菌乙醇耐受性的获得可能与纤维二糖主动合成纤维糊精途径、非氧化磷酸戊糖途径的增强及糖酵解途径的抑制等代谢途径密切相关.实际情况还需要进一步深入研究.【相关文献】[1]Lynd L R, van Zyl W H, McBride J E, et al. Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass: an update[J]. Curr Opin Biotech, 2005, 16(5): 577－583.[2]Brown S D, Guss A M, Karpinets T V, et al. Mutant alcohol dehydrogenase leads to improved ethanol tolerance in Clostridium thermocellum[J]. P Natl Acad Sci USA, 2011, 108(33): 13 752－13 757.[3]Szeto S S W, Reinke S N, Sykes B D, et al. Mutations in the Saccharomyces cerevisiae succinate dehydrogenase result in distinct metabolic phenotypes revealed through H-1 NMR-based metabolic footprinting [J]. J Proteome Res, 2010, 9(12):6 729－6 739.[4]Zhao Xiu-ju(赵秀举), Wang Yu-lan(王玉兰). Applications of NMR based metabonomic approaches in the assessment of drug toxicity(代谢组NMR分析与药物毒理研究)[J]. Chinese J Magn Reson(波谱学杂志), 2011, 28(1): 1－17.[5]Ye Y F, Zhang L M, Hao F H, et al. Global metabolomic responses of Escherichia coli to heat stress[J]. J Proteome Res,2012, 11(4): 2 559－2 566.[6]Yang S, Giannone R, Dice L, et al. 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附件1中青年科技创新领军人才入选名单（共267名）序号姓名所在单位1 丁茂生宁夏回族自治区电力公司2 丁彩玲山东如意科技集团有限公司3 于敦波北京有色金属研究总院4 马忠华浙江大学5 马琰铭吉林大学6 王中中国船舶重工集团公司7 王均中国科学技术大学8 王兵中国科学技术大学9 王树中国科学院化学研究所10 王敏天津科技大学11 王强中国科学院广州地球化学研究所12 王鹏中国科学院长春应用化学研究所13 王聪华南理工大学14 王大志厦门大学15 王世强北京大学16 王立平中国科学院深圳先进技术研究院17 王庆生威海东生能源科技有限公司18 王丽晶公安部上海消防研究所19 王建华中国水利水电科学研究院20 王建春福建龙净环保股份有限公司—1—21 王爱杰哈尔滨工业大学22 王继军中国铁道科学研究院23 王新明中国科学院广州地球化学研究所24 王福俤浙江大学25 牛利中国科学院长春应用化学研究所26 牛远杰天津医科大学27 方亚鹏湖北工业大学28 尹浩中国（南京）未来网络产业创新中心29 尹周平华中科技大学30 孔庆鹏中国科学院昆明动物研究所31 孔宏智中国科学院植物研究所32 邓旭亮北京大学口腔医学院33 甘海云中国汽车工程研究院股份有限公司34 龙腾北京理工大学35 卢义玉重庆大学36 卢世杰北京矿冶研究总院37 申有青浙江大学38 田杰南京南瑞继保电气有限公司39 田见晖中国农业大学40 田志坚中国科学院大连化学物理研究所41 田洪池山东道恩高分子材料股份有限公司42 史宇光北京大学43 代斌石河子大学44 代世峰中国矿业大学（北京）45 白雪冬中国科学院物理研究所46 冯景锋国家广播电影电视总局广播电视规划院—2—47 师咏勇上海交通大学48 吕金虎中国科学院数学与系统科学研究院49 吕智强哈尔滨汽轮机厂有限责任公司50 朱旻昊西南交通大学51 朱嘉琦哈尔滨工业大学52 乔冠军江苏大学53 任劲松中国科学院长春应用化学研究所54 华长春燕山大学55 伊廷华大连理工大学56 庄卫东北京有色金属研究总院57 刘江中国科学院北京基因组研究所58 刘宇上海电气钠硫储能技术有限公司59 刘波重庆长安汽车股份有限公司60 刘钢哈尔滨工业大学61 刘俊中北大学62 刘耘中国科学院地球化学研究所63 刘峰西北工业大学64 刘翔兰州大学65 刘强大连医科大学66 刘强北京君正集成电路股份有限公司67 刘静中国地震局地质研究所68 刘乃安中国科学技术大学69 刘元法江南大学70 刘东红浙江大学71 刘永红三一集团有限公司72 刘青松中国科学院地质与地球物理研究所—3—73 刘承志山西太钢不锈钢股份有限公司74 刘勇胜中国地质大学（武汉）75 齐炼文中国药科大学76 关柏鸥暨南大学77 江涛中国科学院生物物理研究所78 孙伟圣久盛地板有限公司79 孙涛垒武汉理工大学80 阳虹上海电气集团股份有限公司81 苏怀智河海大学82 苏宏业浙江大学83 杜宝瑞沈阳飞机工业（集团）有限公司84 李昂中国科学院上海有机化学研究所85 李炜上海新傲科技股份有限公司86 李战南京长澳医药科技有限公司87 李小雁北京师范大学88 李云松西安电子科技大学89 李文英太原理工大学90 李玉同中国科学院物理研究所91 李秀清山东新华医疗器械股份有限公司92 李劲松中国科学院上海生命科学研究院93 李武华浙江大学94 李典庆武汉大学95 李建平中国科学院大气物理研究所96 李道亮中国农业大学97 李富友复旦大学98 李新海中国农业科学院作物科学研究所—4—99 杨弋华东理工大学100 杨松贵州大学101 杨超中国科学院过程工程研究所102 杨小康上海交通大学103 杨卫胜中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院104 杨光富华中师范大学105 杨华明中南大学106 杨庆山北京交通大学107 杨振忠中国科学院化学研究所108 肖睿东南大学109 吴波华南理工大学110 吴敬江南大学111 何正国华中农业大学112 何贤强国家海洋局第二海洋研究所113 何高文广州海洋地质调查局114 余克服中国科学院南海海洋研究所115 邹小波江苏大学116 沈彦俊中国科学院遗传与发育生物学研究所117 忻向军北京邮电大学118 宋西全烟台泰和新材料股份有限公司119 宋国立中国农业科学院棉花研究所120 张平中国科学院数学与系统科学研究院121 张永厦门乾照光电股份有限公司122 张农中国矿业大学123 张宏浙江大学—5—124 张宏中国科学院生物物理研究所125 张君中国重型机械研究院股份公司126 张罗首都医科大学附属北京同仁医院127 张健中海油研究总院128 张辉北京创毅视讯科技有限公司129 张锦北京大学130 张鹏中国科学院上海生命科学研究院131 张颖东北农业大学132 张元明中国科学院新疆生态与地理研究所133 张扬建中国科学院地理科学与资源研究所134 张幸红哈尔滨工业大学135 张英俊广东东阳光药业有限公司136 张治中重庆重邮汇测通信技术有限公司137 张学军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所138 张哲峰中国科学院金属研究所139 张晓晶宁波美晶医疗技术有限公司140 张勤远华南理工大学141 陆海南京大学142 陆其峰国家卫星气象中心143 陆佳政国家电力公司144 陆宴辉中国农业科学院植物保护研究所145 陆新征清华大学146 陈虎大连光洋科技工程有限公司147 陈玲中国科学院福建物质结构研究所148 陈敏厦门大学—6—149 陈瑜浙江大学150 陈曦清华大学151 陈巍清华大学152 陈卫忠中国科学院武汉岩土力学研究所153 陈仁朋浙江大学154 陈永东合肥通用机械研究院155 陈吉文钢研纳克检测技术有限公司156 陈金慧南京林业大学157 陈宝权中国科学院深圳先进技术研究院158 陈建勋长安大学159 陈险峰上海交通大学160 陈航榕中国科学院上海硅酸盐研究所161 陈新华国家海洋局第三海洋研究所162 陈增兵中国科学技术大学163 邵峰北京生命科学研究所164 范益群南京工业大学165 林程北京理工大学166 林志强广西玉柴机器股份有限公司167 林霄沛中国海洋大学168 易可可浙江省农业科学院169 罗坤浙江大学170 罗素兰海南大学171 罗敏敏北京生命科学研究所172 周小红中国科学院近代物理研究所173 周天华浙江大学174 周福宝中国矿业大学—7—175 周德敬银邦金属复合材料股份有限公司176 郑晔长春黄金研究院177 郑为民中国科学院上海天文台178 单保庆中国科学院生态环境研究中心179 单智伟西安交通大学180 房倚天中国科学院山西煤炭化学研究所181 屈延中国人民解放军第四军医大学182 孟松鹤哈尔滨工业大学183 赵劲北京大学深圳研究生院184 赵艳中国科学院地理科学与资源研究所185 赵长生四川大学186 赵全志河南农业大学187 赵嶷飞中国民航大学188 郝智慧青岛农业大学189 胡卫明中国科学院自动化研究所190 胡少伟水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院191 胡文平中国科学院化学研究所192 柳晓军中国科学院武汉物理与数学研究所193 段留生中国农业大学194 侯中军新源动力股份有限公司195 姜东南京农业大学196 姜久春北京交通大学197 姜开利清华大学198 洪平国家体育总局体育科学研究所199 贺雄雷中山大学200 勇强南京林业大学—8—201 秦松中国科学院烟台海岸带研究所202 袁运斌中国科学院测量与地球物理研究所203 袁慎芳南京航空航天大学204 耿延候中国科学院长春应用化学研究所205 贾永忠中国科学院青海盐湖研究所206 贾振华河北以岭医药研究院有限公司207 夏元清北京理工大学208 夏文勇新余钢铁集团有限公司209 柴强甘肃农业大学210 倪四道中国科学院测量与地球物理研究所211 徐健中国科学院青岛生物能源与过程研究所212 徐强华中农业大学213 徐立军北京航空航天大学214 徐赵东南京东瑞减震控制科技有限公司215 殷亚方中国林业科学研究院木材工业研究所216 翁继东中国工程物理研究院流体物理研究所217 高立志中国科学院昆明植物研究所218 郭旭大连理工大学219 郭玉海浙江理工大学220 唐智勇国家纳米科学中心221 黄丰中国科学院福建物质结构研究所222 黄俊浙江大学223 黄勇长城汽车股份有限公司224 黄飞敏中国科学院数学与系统科学研究院225 黄飞鹤浙江大学226 黄启飞中国环境科学研究院—9—227 梅之南中南民族大学228 曹宏中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院229 曹俊中国科学院高能物理研究所230 曹先彬北京航空航天大学231 曹际娟中华人民共和国辽宁出入境检验检疫局检验检疫技术中心232 章卫平中国人民解放军第二军医大学233 商洪才天津中医药大学234 梁运涛煤炭科学研究总院沈阳研究院235 逯乐慧中国科学院长春应用化学研究所236 董海龙中国人民解放军第四军医大学237 蒋浩民宝钢集团有限公司238 韩旭湖南大学239 韩继斌山推工程机械股份有限公司240 程亚中国科学院上海光学精密机械研究所241 程永亮中国铁建重工集团有限公司242 傅向东中国科学院遗传与发育生物学研究所243 储明星中国农业科学院北京畜牧兽医研究所244 鲁林荣浙江大学245 童小华同济大学246 童利民浙江大学247 游书力中国科学院上海有机化学研究所248 游劲松四川大学249 谢丹中山大学250 谢晶上海海洋大学251 雷军北京金山软件有限公司—10—252 雷光华中南大学253 雷晓光天津大学254 詹文章北京汽车集团有限公司255 窦慧莉中国第一汽车集团公司256 蔡伟伟厦门大学257 蔡树群中国科学院南海海洋研究所258 廖明华南农业大学259 樊春海中国科学院上海应用物理研究所260 颜学庆北京大学261 颜晓梅厦门大学262 潘世烈中国科学院新疆理化技术研究所263 潘洪革浙江大学264 薛冬峰中国科学院长春应用化学研究所265 薛红卫中国科学院上海生命科学研究院266 戴希中国科学院物理研究所267 戴彩丽中国石油大学（华东）—11—。

虾青素制剂技术及其对虾青素稳定性影响的研究进展彭宇;任晓丽;陈林;刘天中【摘要】天然虾青素的主要来源是雨生红球藻.虾青素具有极强的抗氧化性和良好的着色能力,在食品、水产养殖、化妆品和医药等领域具有广泛的应用.但是,由于虾青素的低水溶性和化学不稳定性等性质,目前市场上虾青素产品剂型不够丰富,难以满足多元化应用的需求.近年来,随着药剂学技术的发展和在虾青素产品开发上的应用,一定程度上丰富了虾青素产品的剂型.综述了近年来虾青素制剂技术的发展,针对传统虾青素制剂技术、新型虾青素制剂技术(包括虾青素微/纳米颗粒、虾青素水分散体系和虾青素超分子水溶液)和虾青素制剂包装技术对虾青素稳定性的影响,主要对虾青素原料、虾青素制剂的制备和虾青素保存等方面的研究成果进行归纳介绍,为虾青素保存和提高其产品的稳定性与生物利用度提供理论支持.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2019(044)004【总页数】7页(P115-121)【关键词】虾青素;雨生红球藻;制剂技术;稳定性;生物利用度;保存【作者】彭宇;任晓丽;陈林;刘天中【作者单位】中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国海洋大学食品科学与工程学院,山东青岛266101;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛266101【正文语种】中文【中图分类】R977.9;TS201.2虾青素(化学名称3，3′-二羟基-4，4-二酮基-β，β′-胡萝卜素，分子式为C40H52O4)是一种脂溶性的酮式类胡萝卜素，具有极强的抗氧化能力，其抗氧化活性是维生素E的500倍[1]，是β-胡萝卜素的38倍[2]。

临床实验和动物实验证明，虾青素在以下方面具有显著效果：①淬灭机体内自由基和活性氧、终止自由基链式反应，保护有机体免受氧化伤害[3]；②减小心肌血栓，降低血压，治疗心脑血管疾病；③防止胰腺β-细胞的高血糖氧化损伤和恢复淋巴细胞的功能，缓解糖尿病症状；④防止UV-C诱导的皮肤加厚和胶原蛋白降解等皮肤损伤；⑤治疗眼部感染；⑥缓解疲劳和焦虑；⑦免疫调节等。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所人才需求信息一、研究所简介中国科学院青岛生物能源与过程研究所由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于 7月开始共同筹建, 于 11月30日经过共建三方的验收经过, 为中国科学院直属科研机构。

研究所坚持”以技术立所、以应用立所、以服务地方经济社会发展立所”的应用目标导向为指引的建所理念。

凝练出了”积极、务实、和谐、发展”的办所理念, 与”人力资源动态化、科研组织规模化、支撑系统平台化、面向应用价值化”四大办所核心机制, 并将其渗透到研究所中长期发展规划的各个方面。

研究因此科研团队为科研活动组织的基本单元, 实施跨团队项目运作机制, 组建了生物资源、能源应用技术、生物材料、生物催化与转化等4个科研中心。

当前已有20个科研团队, 共有各类职工和研究生390余人, 研究员平均年龄37岁, 副研究员平均年龄35岁, 全所职工平均年龄30.1岁。

研究所与青岛市签订了全面战略合作协议, 在原来的基础上, 进一步组建”中国科学院能源科学与技术中心”。

科技目标将聚焦于生物资源、生物催化与转化、生物燃料、生物基化学品、生物医药中间体、生物基材料、节能技术、储能技术、非碳能源、清洁过程等十大优先研究领域。

到研究所将达到在职职工500人规模。

研究所欢迎广大海内外科技工作者加盟这支充满活力的创新队伍。

二、应聘流程1．海外应聘者请直接将您的简历发至:2. 国内应聘流程( 1) 应聘人员登陆研究所网站:招聘系统, 注册账号并填写完整个人简历。

或在网站上下载应聘登记表, 填写后发给招聘联系人。

( 2) 人事教育处会同科技处和科研团队对应聘人员简历进行筛选。

( 3) 对于符合研究所要求的候选人, 由人事教育处负责与其沟通确定到所答辩的时间。

( 4) 应聘人员按人事教育处的通知, 根据规范的格式提供答辩ppt, 并提前提交给人事教育处。

( 5) 招聘联系人员: 张瑞东、苏华邮箱: ;电话: 0086-, 80662786中国科学院青岛生物能源与过程研究所骨干人才需求信息人 招聘团队招聘岗位 专业学历 年龄 性别任职要求数酶 工 程 方 向: 项目负1.百人计划级项目负责人需符合中国科学院”引进国外杰出人才”条件。