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汕头大学生物医学与先进材料研究中心

汕头大学生物医学与先进材料研究中心

400-6699-117转1000

微生物实验室
实验室简介:海报下载

实验室主任:陈国强(暂代) 长江学者 自然科学基金委国家杰出青年,清华大学生物系


主要研究项目:

近二十多年迅速发展起来的生物高分子材料—聚羟基脂肪酸酯(简称PHA),是很多微生物合成的一种细胞内聚酯,是一种天然的高分子生物材料。PHA的应用如下:



1.作为材料的应用
PHA结构多元化,组成结构多样性带来的性能多样化使其在应用中有明显的优势。因为PHA兼具有良好的生物相容性,生物可降解性和塑料的热加工性,因此同时可作为生物医用材料和生物可降解包装材料,PHA已经成为近年来生物材料领域最为活跃的研究热点之一。更重要得是,PHA研究所带来得信息证明,生物合成新材料的能力几乎是无限的,随着研究的不断深入,还会有更多的PHA会被合成出来,从而带动相应的生物材料特别是生物医学材料的研究。PHA还具有非线性光学活性、压电性、气体相隔性和形状记忆等许多高附加值性能。正因为PHA汇集了这些优良的性能,使其除了在医用生物材料领域之外,可以在包装材料、粘合材料、喷涂材料和衣料、器具类材料、电子产品、耐用消费品、农业产品、自动化产品、化学介质和溶剂等广泛的领域得到应用。利用可再生资源获得新材料是目前解决石油危机的一条最重要的道路。陈国强教授研究微生物合成PHA的分子生物学,研究如何利用得到的PHA进行医学植入应用。以及如何利用现有的PHA开发新材料,以及PHA作为新材料的应用的开发。

2.作为微生物代谢调控工具
另一方面,PHA的合成极大的改变了微生物的物质代谢&能量代谢。合成了PHA的微生物抵御外界恶劣生存条件的能力得到了提高。我们的研究结果证明,合成了PHA的微生物在高温、酸碱、有机溶剂、重金属&高低渗透压环境下的生存能力相对于不合成PHA的微生物有了很大的提高。因此,我们通过使酵母、链球菌、乳酸&棒状杆菌菌表达PHA合成基因,提高了上述菌株抗高浓度酒精、乳酸、氨基酸的能力,从而使这些菌产酒精、透明质酸、乳酸&氨基酸的产量得到提高。这样,我们就可以利用PHA操纵子来提高微生物的发酵水平,进而提高微生物工程与化学工程的竞争性。

3.PHA单体的应用
PHA的单体具有手性,是合成一些药物的中间体。研究结果表明:PHA的单体对一些细胞有生长的促进作用。比如3-羟基丁酸(3HB)可以治疗许多得益于酮体水平提高的疾病(如包括癫痫和肌阵挛的神经紊乱疾病以及包括阿尔兹默症和痴呆等的神经退化性疾病);可以通过氧化辅酶Q来减少自由基伤害(如缺血症);3HB能加强代谢效率(提高训练效率以及运动成绩,治疗供养不足、心绞痛、心肌梗塞等);同时,对于糖代谢紊乱(如Ⅰ型糖尿病、Ⅱ型糖尿病、低血糖低酮体症等)具有很好的疗效。

已发表论文:科研通报