宋浩
- 作品数：28 被引量：70H指数：5
- 供职机构：天津大学化工学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划天津市自然科学基金更多>>
- 相关领域：生物学电气工程化学工程文化科学更多>>
- 从生物能源到能源合成生物学——创新合成生物技术,助力能源安全体系建设
- 2023年
- 能源是人类社会发展的基础和动力,能源供应关系到国家安全和社会稳定,建立能源安全体系对保证国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。化石能源在过去200年间支撑了人类文明的巨大发展,然而其资源储量有限、不可再生,且利用过程中伴随着大量温室气体排放和其他环境污染,难以满足未来可持续型能源结构体系的建设需求。可再生能源是指自然界中能够循环再生、不随人类利用而减少的能源,具有清洁、低碳的特点,是能源供应技术的重要发展方向。
- 吕雪峰宋浩
- 关键词：能源供应生物能源合成生物学能源结构资源储量
- 合成生物学强化产电微生物电子传递载体合成与传递的研究进展
- 2024年
- 产电微生物通过胞外电子传递将化学能转化为电能,以此开发的生物电化学系统应用十分广泛。具有氧化还原活性的小分子可以作为电子传递载体,在介导、增强产电微生物胞外电子传递过程中发挥重要作用。然而由于电子传递载体生物合成浓度低、跨膜传递效率差,严重限制了产电微生物的胞外电子传递速率。针对这一问题,本文首先总结了电子传递载体介导产电微生物胞外电子传递机制;然后从强化电子传递载体分子生物合成、促进电子传递载体跨膜传递两个方面分类综述了合成生物学工程技术策略;最后展望了电子传递载体的未来研究方向和应用领域。
- 张保财郭云雪李腾李腾李锋李锋
- 关键词：产电微生物生物合成
- 黄素介导的胞外电子转移研究与工程改造
- 2021年
- 产电微生物的胞外电子转移在能源、环境等诸多领域有着非常重要的应用价值。希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)作为模式产电微生物,其电催化系统引起了广泛的研究。黄素作为S.oneidensis重要的电子载体,其介导的胞外电子转移是电子传递过程中的一个限速步骤。然而自然环境中野生型S.oneidensis的黄素分泌量极低,对其工程改造也存在一定的局限性,因而严重阻碍了胞外电子的传递过程,这已成为限制其电子转移的主要瓶颈。基于S.oneidensis黄素介导的电子转移机制,系统地从黄素的合成路径及转录调控的角度阐明了黄素合成的调控因素,并综述近年来利用代谢工程、合成生物学以及电极材料修饰等方法来提高黄素介导电子转移的工程化策略,未来可利用一些系统的研究方法和表达工具来加速产电微生物黄素介导的胞外电子转移。
- 李媛媛李妍曹英秀宋浩
- 关键词：核黄素细胞色素代谢工程
- 生物光电化学电池复合系统:光电驱动生物转化被引量：1
- 2021年
- 生物催化以活性高、选择性高、条件温和及底物范围广泛等优势著称,其催化目标氧化还原反应时需消耗氧化还原力.光电化学电池可利用清洁、可持续的光能和电能从水中提取电子并转化为生物催化剂可用的还原力.生物光电化学电池复合系统将生物催化和光电化学电池的优势进行结合,利用光电化学电池为生物催化提供还原力,可实现光电驱动的绿色、可持续的生物催化转化过程.本文基于构成复合系统的功能组件,首先介绍复合系统中光电极的选择策略,随后从酶、微生物两类生物催化剂出发,分别综述了近年来的研究进展,最后展望了该研究领域的未来发展.
- 杨楠杨楠张劢田瑶宋浩
- 关键词：生物催化光电化学电池光电极
- 光催化-生物杂合系统设计优化用于燃料和化学品绿色合成被引量：3
- 2022年
- 光催化-生物杂合系统耦合了光催化对光能的高收集效率和广谱吸收性能,以及生物催化温和、高效且高特异性转化的优势,可实现多种高值化学品和燃料分子的绿色、可持续合成,符合“碳中和”发展大方向。按照生物催化载体的不同,光催化-生物杂合系统可分为:光催化-生物酶杂合系统和光催化-微生物杂合系统两大类。光催化-生物酶杂合系统根据作用机制细分为:辅因子介导的间接反应体系、直接电子传递的反应体系以及混合型光催化-生物酶杂合系统;光催化-微生物杂合系统分为:直接电子传递的胞外供能模式、化学物质介导的胞外供能模式以及胞内的能量供给模式。对这些模式的具体作用机制,以及存在的优缺点和关键问题做出了综合评述,并对该领域提出了未来展望。
- 张劢田瑶田瑶王叶窦广进宋浩
- 关键词：生物催化生物能源二氧化碳捕集光催化
- 产电微生物的筛选方法研究进展被引量：3
- 2020年
- 产电微生物是一类具有胞外电子转移能力的微生物,能够将有机物中储存的化学能转化为电能,其作为微生物电催化系统的催化剂,已经成为环境和能源领域的研究热点。但目前所发现的产电菌,产电机制有所差异,产电能力参差不齐,菌株的性能从根本上影响了其产电能力,其产电能力不足成为限制微生物燃料电池在工业上广泛应用的主要瓶颈。目前,通过理性设计或定向进化等改造方法,难以实现产电微生物在复杂多样环境中的广泛应用。通过定向筛选策略,建立一套快速、高效的筛选鉴定技术,挖掘环境中性能优异的产电微生物,是促进其广泛应用的有效途径。文中基于产电微生物的种类,总结回顾了现有的产电微生物的筛选鉴定方法,并对其研究前景进行了展望。
- 陈媛媛陈媛媛吴德光李锋李锋
- 关键词：产电微生物高通量菌株筛选
- 微生物胞外电子传递效率的合成生物学强化被引量：10
- 2017年
- 电活性微生物(产电微生物和亲电微生物)通过与外界环境进行双向电子和能量传递来实现多种微生物电催化过程(包括微生物燃料电池、微生物电解电池、微生物电催化等),从而实现在环境、能源领域的广泛应用,并为开发有效且可持续性生产新能源或大宗精细化学品的工艺提供了新机会。但是,电活性微生物的胞外电子传递效率比较低,这已经成为限制微生物电催化系统在工业应用中的主要瓶颈。以下综述了近年来利用合成生物学改造电活性微生物的相关研究成果,阐明了合成生物学如何用于打破电活性微生物胞外电子传递途径低效率的瓶颈,从而实现电活性微生物与环境的高效电子传递和能量交换,推动电活性微生物电催化系统的实用化进程。
- 李锋宋浩
- 关键词：合成生物学微生物燃料电池
- 甜菊糖苷的应用及生物合成研究进展被引量：5
- 2023年
- 甜菊糖苷是一种从甜叶菊叶片中提取的高甜度、零热量甜味剂,可用作食品添加剂。近年来,甜菊糖苷在国内外市场需求量剧增,引起了广泛关注。概述国际上对甜菊糖苷的安全性研究及评价,从经济价值角度分析甜菊糖苷的市场需求及应用前景,总结甜菊糖苷作为食品甜味添加剂的应用以及其在抗糖尿病、抗心脏纤维化、抗菌等保健功能方面的最新研究成果。综述甜菊糖苷的生物合成研究进展,重点介绍甜菊糖苷的微生物体从头合成以及生物催化低甜度糖苷生成高甜度、口感更优的甜菊糖苷,探讨提高甜菊糖苷产量的关键因素,为高端甜味剂绿色合成工艺的研究与开发提供理论依据。
- 李亚桐马媛媛汪振洋宋浩
- 关键词：甜菊糖苷甜味剂生物合成
- 解脂耶氏酵母基于木质纤维素原料生产化学品研究进展
- 2022年
- 解脂耶氏酵母具有遗传背景清晰、分子操作体系较为成熟、抗逆性强、底物谱广、有机酸和蛋白质分泌能力强等优点,在微生物发酵生产化学品领域极具应用潜力。木质纤维素是丰富的可再生生物质资源,以木质纤维素原料替代化石原料生产化学品对于缓解全球能源危机、保障粮食安全等意义重大。解脂耶氏酵母可以天然代谢木质纤维素水解产生的葡萄糖,但对其他水解产物(如木糖)的利用效率极低。综述解脂耶氏酵母利用木质纤维素原料的代谢途径及改造策略,以木质纤维素原料生产化学品为例,重点讨论该过程中的主要瓶颈问题及解决办法,为后续研究提供参考。
- 王露鑫房立霞陈雅如李孟旭牛小龙宋浩宋浩
- 关键词：解脂耶氏酵母木质纤维素木糖代谢工程
- 微生物几丁质酶研究进展及应用被引量：8
- 2022年
- 几丁质由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,是自然界中仅次于纤维素的第二大类聚合物。微生物几丁质酶来源丰富,是生物降解或利用几丁质的主要媒介。野生型菌株几丁质酶产量低、活性弱,故近年来有关几丁质酶的研究侧重于对其产量及催化活性的提升等方面。此外,几丁质酶具有水解病原真菌细胞壁、破坏害虫体壁、生产N-乙酰氨基葡萄糖寡聚体或单体的应用价值,在医药、农业、食品加工等领域表现出巨大的市场潜力。综述微生物几丁质酶的来源、分类及工程改造,为后续几丁质酶的研究及开发利用提供参考。
- 王琳王琳程湄婕宋浩宋浩
- 关键词：几丁质酶几丁质生物炼制壳寡糖生物医学应用
