Aim Blue pigments have broad applications in foods, cosmetics, and clothing. However, natural blue pigments are rare. At present, the majority of blue pigments for sale are chemically synthetic. Owing to the safety risks of chemical pigments, it is an urgent demand to develop novel natural blue pigments. Methods and Results The fermentation medium and culture conditions of blue pigment produced by Quambalaria cyanescens QY229 were optimized by Plackett-Burman (PB) experimental design and response surface methodology (RSM) for the first time. The stability, bioactivity, and toxicity of the obtained blue pigment were studied after isolation and purification. Conclusion The results showed that the optimal fermentation parameters were 34.61 g & BULL;L-1 of peptone concentration, 31.67 & DEG;C of growing temperature, and 72.33 mL of medium volume in a 250-mL flask, and the yield of blue pigment reached 348.2 & PLUSMN; 7.1 U & BULL;mL(-1). QY229 blue pigment is stable to light, heat, pH, most metal ions, and additives, and has certain antioxidant and inhibitory activity of & alpha;-glucosidase in vitro. QY229 blue pigment at concentrations of 0-1.25 mg & BULL;mL(-1) was nontoxic to Caenorhabditis elegans in an acute toxicity trial.
土壤有机碳(SOC)、土壤无机碳(SIC)和土壤碳氮比(C/N)是土壤的重要化学性质,研究不同放牧策略对土壤化学性质的影响,对于维持草原生态系统可持续发展有重要意义.以锡林郭勒草原为例,分析不同放牧策略对土壤化学性质的影响,取锡林郭勒草原某指定区域不同放牧策略下的土壤化学性质数据,利用主成分分析中的因子分析法判断土壤各化学性质对环境影响的响应,得出土壤有机碳、土壤无机碳和土壤碳氮比受环境影响较大的结论.采用时间序列方法中的ARIMA模型(整合移动平均自回归模型),预测放牧区的有机碳、无机碳、全氮含量,给出相应的预测模型,不同放牧策略对土壤有机碳含量影响的预测模型为ARIMA(2,0,0),对土壤无机碳含量影响的预测模型为ARIMA(2,1,1),对土壤碳氮比影响的预测模型为ARIMA(3,0,0).
研究了连续推力航天器轨道转移燃料最优轨迹优化问题.考虑到实际工程需求,将3 个方向的推力控制分开进行独立优化.使用间接优化方法,利用同伦法将能量最优解过渡至燃料最优解,以克服bang-bang控制造成的不平滑积分问题.针对间接法的初值敏感问题,基于简化的动力学模型提出一种初始化方法,可以快速生成高质量的协状态初始猜测值,提高收敛性.数值仿真结果表明,利用此初始化方法生成的初始猜测值可以求得收敛且可行的能量最优解和燃料最优解,验证了此初始化方法的可行性与高效性.
在工件材料塑性应力波波速阶段脆性切削工件,可以避免材料因软黏性大而产生的难断屑、应变硬化、黏刀等问题.选用硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼(PCBN)刀具高速(线速度高达 8 000 m/min)脆性切削纯铁,观察各类刀具切削后刀具的磨损情况、切削力和已加工表面质量.结果表明:3 种刀具中,硬质合金刀具磨损最为严重,其次是PCBN刀具,陶瓷刀具磨损最小.硬质合金刀具后刀面发生剧烈的磨粒磨损,PCBN前刀面出现月牙洼磨损,在月牙洼内充满高温熔化物和脆性断裂碎片,陶瓷刀具无明显磨损特征,但前、后刀面上有大量的工件黏附.相比于硬质合金和PCBN刀具,陶瓷刀具加工的加工表面缺陷较少,有极少的侧向流动,粗糙度和硬化层最小,是高速切削纯铁比较理想的刀具材料.
左旋多巴(Levodopa,L-DOPA)能有效治疗帕金森病(Parkinson's Disease,PD),寻找能够专一性催化酪氨酸合成L-DOPA的新型酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)具有重要意义.研究将来源于青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的酪氨酸氧化酶(RsTYR)基因构建到重组质粒中化转至大肠杆菌中进行异源表达并对表达条件进行了优化.结果表明,在BL21(DE3)大肠杆菌中,当诱导温度达到 25℃,诱导剂异丙基β-D-1-硫代半乳糖苷(IPTG)的浓度为0.5 mmol/L,诱导时间设置为12h时,RsTYR蛋白能够获得较高表达量(0.4 mg/mL).随后,通过Ni树脂亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析等方法对RsTYR蛋白进行纯化,获得高纯度的重组蛋白.随后利用精制的RsTYR蛋白,对其进行了产物鉴定和酶学性质表征研究,结果表明RsTYR能特异性的将L-酪氨酸合成 L-DOPA.该酶的最适反应温度为 45℃,最适反应 pH 为 6.5.在 pH 为 7.0 时RsTYR催化性质最稳定,最适缓冲液为PBS缓冲液,在 pH 6.0～7.5 间,酶分子仍具有50%以上的残余活性,且K+能够提高RsTYR的活性.同时测定了RsTYR的酶动力学参数,其Km和kcat值分别为 0.63 μmol/L和9.61 s-1.同源序列分析结果表明RsTYR属于Tyrosinase Superfamily,并且通过同源建模及序列对比分析预测了该酶的保守催化活性位点His81、His93、His102、His227、His231、His253.本研究为生物合成L-DOPA提供了一种新酶选择,为L-DOPA的生物催化合成提供了一定的理论基础.
