为研究盐度胁迫对硝化型生物絮团中氨氧化和亚硝酸盐氧化活性的影响,实验设置盐度0,5,10,15,25,30,生物絮团中分别加入氯化铵和亚硝酸钠,在有底物浓度限制(一级)和无底物浓度限制(零级)的条件下,探究急性盐度胁迫对硝化速率的影响,利用高通量测序技术对生物絮团微生物群落结构进行分析。盐度较低时(≤5)氨氮和亚硝酸盐降解速率较快,当盐度突然升高至25及以上时,对氨氮和亚硝酸盐的去除完全受到抑制。不同盐度水平(0,5,10,15,25,30)导致了生物絮团中的细菌群落结构出现差异,通过克氏秩和检验(Kruskal-Wallis H test)在门水平上对各反应器的微生物物种进行显著性差异分析,找出各反应器间存在显著差异的物种,存在差异的有放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、硝化螺旋菌门(Nitrospirota)、芽单胞菌门(Nitrospirota)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteriota)。急性盐度胁迫使生物絮团的细菌群落在短时间内发生变化,且对硝化型生物絮团硝化过程影响显著。
转氨酶被认为是一种绿色、高效制备手性胺的催化剂。由于自然界中的转氨酶热稳定性较差,因此开发热稳定性较好、可以适应复杂工业生产条件的转氨酶更具有意义。利用计算机虚拟筛选来提高转氨酶M16AT((R)-enantioselective type IV amine transaminase from Mycobacterium sp.ACS1612)热稳定性,首先使用AlphaFold2预测转氨酶M16AT结构,然后利用Discovery Studio对转氨酶氨基酸进行虚拟突变,通过计算机辅助计算突变体的能量变化对突变体库进行虚拟筛选,最后选择有益突变体进行突变,实验确认最佳突变体为A263F。在45℃时,A263F突变体剩余酶活相较于野生型转氨酶提高了30个百分点,A292W突变体在40~65℃的区间内也表现出优于野生型蛋白的活性。研究展示了通过氨基酸突变引入更多疏水作用力,从而增强蛋白质在高温环境下稳定性的方法,为其他酶的定向改造提供了一种可借鉴的策略。