Hello~大家好，今天為大家分享化學(xué)和微生物課程的一些研究文章，希望對(duì)同學(xué)們今后的學(xué)習(xí)提供幫助。其實(shí)這方面的學(xué)士研究文章有很多，希望同學(xué)們多多發(fā)現(xiàn)，對(duì)自己以后的學(xué)術(shù)論文等研究會(huì)有偶一定的幫助。

推進(jìn)化學(xué)微生物學(xué)

幾千年來(lái)，大自然一直在產(chǎn)生抗菌化合物，但直到20世紀(jì)，人類才發(fā)現(xiàn)操縱和控制微生物的離散分子。一個(gè)里程碑是保羅·埃爾利希合成了阿散那明——一種治療梅毒的“靈丹妙藥”。自這一發(fā)現(xiàn)以來(lái)，研究人員在化學(xué)和微生物學(xué)之間建立了許多聯(lián)系。然而，加強(qiáng)這一接口再緊急不過(guò)了。人類的當(dāng)務(wù)之急是抗擊新型冠狀病毒SARS-Cov-2。這些努力受益于化學(xué)生物學(xué)，化學(xué)生物學(xué)提供了加深對(duì)病毒的理解和確定疫苗和治療目標(biāo)的工具。雖然新冠肺炎就像一團(tuán)我們必須立即撲滅的熊熊烈火，但微生物的耐藥性是一種緩慢的燃燒——如果不加以控制，其后果也是毀滅性的。因此，必須進(jìn)行研究以了解和對(duì)抗廣泛的感染。沒有對(duì)抗病毒、細(xì)菌、真菌或寄生蟲感染的新工具，我們將無(wú)能為力。

兼性厭氧路德維希腸桿菌SYB1誘導(dǎo)的單羥基方解石晶體對(duì)氨基酸的選擇性吸附

生物礦物的形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)和元素組成通常不同于化學(xué)合成的礦物，但其原因尚未完全了解。一種兼性厭氧細(xì)菌，路德維希腸桿菌SYB1，用于實(shí)驗(yàn)中，以記錄生物礦化的水化學(xué)、礦物結(jié)晶和細(xì)胞表面特征。發(fā)現(xiàn)碳酸鹽脫水酶和氨的產(chǎn)生是影響封閉生物系統(tǒng)堿度和飽和度的主要因素。x射線衍射(XRD)光譜顯示方解石、單羥基方解石(MHC)和dypingite形成于具有細(xì)菌細(xì)胞的樣品中。還發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比，MHC的(222)平面是優(yōu)選的取向。細(xì)胞切片的掃描透射電子顯微鏡(STEM)分析提供了細(xì)胞外聚合物(EpS)表面濃縮鈣和鎂離子的直接證據(jù)。此外，高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)顯示，結(jié)晶的納米粒子形成的聚苯乙烯。因此，路德維希大腸桿菌SYB1誘導(dǎo)的生物礦化機(jī)制可分為三個(gè)階段:1)碳酸鹽脫水酶和氨的產(chǎn)生增加了米盧的堿度和飽和狀態(tài)，2)游離鈣和鎂離子被吸附和螯合到EpS上，3)納米礦物在EpS中結(jié)晶和生長(zhǎng)。在生物MHC和SYB1胞外多糖中鑒定出17種氨基酸，而在MHC谷氨酸和天冬氨酸的含量顯著增加(p%3C0.05)。此外，計(jì)算了各種氨基酸在7個(gè)衍射晶面上的吸附能，在(111)和(222)晶面上顯示出優(yōu)先吸附。同時(shí)，對(duì)于同一晶面，最低吸附能始終是谷氨酸和天冬氨酸。這些結(jié)果表明，天冬氨酸和谷氨酸總是優(yōu)先混合在MHC晶格中，氨基酸在晶面上的不同吸附可以導(dǎo)致它們的優(yōu)先取向。而且礦物結(jié)構(gòu)中氨基酸的混合也可能對(duì)礦物晶格位錯(cuò)產(chǎn)生一定的影響，從而增強(qiáng)熱力學(xué)特性。

擴(kuò)展的多樣性和系統(tǒng)發(fā)育最大有效生產(chǎn)率基因拓寬了耐汞范式，揭示了嗜熱古菌中默拉的起源

汞(Hg)是一種高毒性元素，因?yàn)樗鼘?duì)蛋白質(zhì)巰基具有高親和力，一旦結(jié)合，會(huì)破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并降低酶活性。原核生物已經(jīng)進(jìn)化出酶機(jī)制，分別通過(guò)汞還原酶(MerA)和有機(jī)汞裂解酶(MerB)的活性來(lái)解毒無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞(如甲基汞)。在這里，MerAB的分類分布和進(jìn)化在84，032個(gè)古細(xì)菌基因組、集合基因組和單細(xì)胞基因組中進(jìn)行了研究。MerA和MerB的同源物分別在7.8%和2.1%的基因組中被鑒定。MerA在10個(gè)古細(xì)菌門和28個(gè)細(xì)菌門的基因組中被鑒定，而以前對(duì)編碼這種功能是未知的。同樣，MerB在2個(gè)古菌門和11個(gè)細(xì)菌門中被鑒定，這些細(xì)菌門以前未知編碼這種功能。令人驚訝的是，在許多不編碼MerA的基因組(占所有MerB編碼基因組的50%)中發(fā)現(xiàn)了MerB的同源物，這表明了汞(II)一旦在細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生就解毒的替代機(jī)制。MerA的系統(tǒng)發(fā)育重建將其起源定位于嗜熱熱蛋白酶(Crenarchaeota)，與地?zé)岘h(huán)境中高水平的汞(II)相一致，地?zé)岘h(huán)境是這種古菌的自然棲息地。MerB似乎被招募到最大有效生產(chǎn)率操縱子相對(duì)較新，可能是歐亞大陸和泰國(guó)的嗜溫祖先。這與MerB對(duì)MerA的功能依賴性以及在較低溫度下甲基化汞(II)的嗜溫微生物的廣泛分布是一致的?？偟膩?lái)說(shuō)，這些結(jié)果擴(kuò)展了最大有效生產(chǎn)率編碼的功能，并表明汞(二)和甲基汞解毒的選擇不僅取決于環(huán)境中汞化合物的可用性和類型，還取決于居住在這些環(huán)境中的微生物的生理潛力。MerAB的多樣性和環(huán)境分布的擴(kuò)大確定了未來(lái)研究的新目標(biāo)。

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