陳秀蘭

2002 年獲得微生物學專業理學博士學位。 2002 年晉升副教授， 2004 年破格晉升教授。 2003 年被聘為碩士生導師。自 1998 年以來，一直在從事海洋特別是深海微生物酶學和海洋生物技術研究。

主要教學和科研工作經歷

主要教學經歷：

· 主講山東大學本科生專業必修課《植物生理學》和《植物生理學實驗》

· 主講山東大學本科生專業必選課《植物組織和細胞培養》和《植物組織和細胞培養實驗》

· 主講山東大學本科生全校通選課：《生物技術概論》

· 主講山東大學生命學院生物工程專業本科生必修課、生物技術專業本科生必選課：《現代生物技術導論》。

1 、 2003.9- 至今 山東大學微生物技術國家重點實驗室，碩士生導師，

從 2003 年到2013年，共招收碩士生 4 名，其中已經畢業碩士生 2 名。

2 、協助張玉忠教授培養博士生 5 名，碩士生 10 名 。

3 、為碩士生、博士生主講學位選修課：《海洋生物技術專題》的部分內容。

· 1989.9-1992.7 ，在山東師範大學生物系完成碩士學位論文，主要研究內容為鹽脅迫對大麥種子萌發抑制機理的研究，導師：趙可夫教授

· 1992.7-1998.8 ，山東省農業科學院棉花研究中心，研究方向：棉花新品種的培育。

· 1998.9-2002.7 ，在山東大學微生物技術國家重點實驗室完成博士學位論文，研究方向：深海適冷菌及其適冷蛋白酶的適冷機制，導師：高培基教授。

1998.9- 至今，在山東大學微生物技術國家重點實驗室從事教學與科研工作。一直從事海洋生物技術研究。在“十五”期間主持承擔兩個國家“ 863 ” 課題，一個山東省傑出青年基金課題和一個山東省自然基金課題。 2002 年晉升副教授， 2004 年破格晉升教授。

近五年主要創新成果、創新點及其科學意義

主要研究方向：海洋生物技術

（ 1 ）海洋微生物酶學，主要研究海洋極端環境下的酶的結構與適應極端環境的機制。

（ 2 ）海洋生物資源高值化開發的酶工程技術研究

（ 3 ）海藻光合作用捕光色素系統的結構、功能與進化

當前應用的蛋白酶製劑大多為中温蛋白酶，酶的最適反應温度為 50~ 55 ℃ ，在蛋白的酶解過程中能耗較高，考慮到中温蛋白酶上述不足，進行了新的工具酶——適冷蛋白酶的開發，因為在低温下具有較高的催化效率 ，因此，適冷蛋白酶在洗滌劑、食品保鮮等方面也具有很好的應用前景（陳秀蘭，張玉忠等， 工業微生物 ， 2001, Vol.31(1), 52-53 ）。海洋，特別是深海樣品是研究適冷微生物的良好材料，深海微生物學的研究是2013年海洋微生物研究的熱點（陳秀蘭，張玉忠等， 海洋科學 ， 2004 ， 28(1), 60-66 ；陳秀蘭，張玉忠等， 中國生物工程雜誌 ， 2003 ， 23(2), 86-90 ）。為此，從 1999 年開始，我們實驗室對深海淤泥中的適冷微生物所產的適冷蛋白酶進行了系統的研究，主持承擔了國家海洋 863 課題，國家自然基金課題以及 山東省 博士基金、自然基金和科技攻關課題。取得了如下結果：

（1 ）從日本沖繩槽 1850 米 的深海淤泥中分離獲得了 200 多株產適冷蛋白酶的適冷菌，對 Pseudoaltermonas sp. SM9913 的產酶特性及適冷生長機制進行了研究，為海洋適冷蛋白酶的研究提供了菌株材料（陳秀蘭，張玉忠等， 海洋科學 ， 2001, 25(1), 4-8 ；陳秀蘭，張玉忠等， 高技術通訊 ， 2002 ， 12(5) ， 95-98 ）。

（2 ）從深海適冷菌 Pseudoaltermonas sp. SM9913 中分離純化得到典型的適冷蛋白酶 MCP-01 ，最適酶活温度為 30~ 35 ℃ ，較中温蛋白酶低 20 ℃ 左右， 0 ℃ 時仍可保持 12.2% 酶活力，有廣泛的應用前景（陳秀蘭，張玉忠等， 海洋科學 ， 2001, 25(1), 4-8 ； Chen Xiulan, Zhang Yuzhong et al ., Marine Biology , 2003, 989-993 ）。

（3 ） 觀察到適冷菌 Pseudoaltermonas sp. SM9913 ， Pseudomonas sp. SM9915 中除有適冷酶外，也具有同類的中温酶，提出了適冷進化適應過程中，同類酶不是同步進化適應的新的見解 ( 陳秀蘭，張玉忠等， 海洋與湖沼 ， 2003 ， 34(2), 155-160 ； Chen Xiulan, Zhang Yuzhong et al ., Marine Biology , 2003, 989-993) 。

（4 ）創造性地應用毛細管電泳觀察了適冷蛋白酶 MCP-01 的自溶動態過程。提出適冷蛋白酶 MCP-01 的熱敏感性主要在於酶的自溶所致的新見解。因此，防止其自溶的發生是適冷蛋白酶應用中的關鍵問題（孫彩雲，陳秀蘭，張玉忠，海洋科學， 2002 ， 26(11) ， 71-73; Chen XiulanZhang Yuzhong et al., Biotechnology Letters 2003 25:1763-1767 ），研究發現海藻糖對適冷蛋白酶 MCP-01 的穩定性具有很好的保護作用，主要機制是阻止適冷蛋白酶 MCP-01 的自溶（李建偉，陳秀蘭等，山東大學學報 2003 38 （ 4 ）： 116-119 ； Pan Jun, Chen Xiu-lan, Zang Yuzhong, Protein and peptide Letter , 2005, 12: 375-378 ），同時，探討了蔗糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖對適冷蛋白酶 MCP-01 的熱穩定性保護作用，其中，蔗糖和半乳糖具有較好的保護作用，而甘露糖和葡萄糖作用很小（ Chen Xiu-lan, Zhang Yu-zhong, J. of Protein Chemistry , 2006, submitted ），為進一步研究糖與蛋白質的相互作用奠定了基礎。利用多種單糖和二糖以及多種交聯劑對蛋白酶 MCP-01 進行了糖基化學修飾研究，並通過酶的反應動力學、熱失活動力學和紫外、熒光和圓二色譜等研究了修飾對酶穩定性的影響（ Lu Jingtao, Chen Xiulan, Zhang Yuzhong et al., J. of Molecular. Catalysis , 2006, submitted ）。

（5 ）發現適冷蛋白酶 MCP-01 在碳酸、磷酸、 Tris 及硼酸等 4 種不同緩衝液中的最適 pH 、最適酶活温度、在 0 ℃ 時酶活力及熱敏感性等性質均不同，研究結果還表明， MCP-01 在碳酸、磷酸、 Tris 及硼酸等 4 種緩衝液中自溶速度和自溶方式都不同，這為研究適冷酶結構與功能的關係提供了重要線索（ Chen Xiulan, Zhang Yuzhong et al . ， J .of protein Chemistry , 2002, 21(8): 523-527 ），應用 CD 光譜、吸收光譜及熒光光譜技術結合毛細管電泳技術，對適冷蛋白酶 MCP-01 適冷機制及熱敏感機制進行了研究，表明 MCP-01 的結構比較柔順、鬆散，易受緩衝液中離子強度和電荷等因素的影響是其適冷和熱敏感的主要機制（ ChenXiu-Lan, Zhang Yu-zhong, Eur. J. Biochem. 2006, submitted ）。

（6 ）克隆了適冷蛋白酶 MCP-01 的基因（ GenBank 索引號），對其進行了序列分析。通過 blast 分析發現， MCP-01 與數據庫中其它 10 個從基因組序列中解析出來的絲氨酸蛋白酶具有最高的同源性和相同的結構域組成，它們是絲氨酸蛋白酶中一類新的蛋白酶，而 MCP － 01 是唯一被進行了純化和性質研究的該類酶。研究發現，與中温酶和高温酶，蛋白酶 MCP-01 的氨基酸組成具有典型的適冷特徵，其催化結構域無規捲曲含量較高，導致其構象具有較高的柔性，從而能夠在低温下進行高效催化（ Chen Xiu-lan, Zhang Yuzhong, J. Biochem. 2006, submitted ）。

（7 ） 利用 毛細管電泳技術分析温度、蛋白濃度、 緩衝系統和 pH 對適冷蛋白酶 MCP-01 自溶的影響， 發現適冷蛋白酶 MCP-01 的自溶和穩定性具有 pH 依賴特性。 利用 SDS-PAGE 電泳和蛋白質轉膜技術分離了適冷蛋白酶 MCP-01 的自溶片段。通過對這些自溶片段進行 N 端測序，確定了適冷蛋白酶 MCP-01 的 5 個自溶位點。通過同源模建分析了 MCP-01 的三級結構，發現 4 個自溶位點都在 催化結構域的 Loop 中。這些研究為下一步利用蛋白質工程對 MCP － 01 進行改造奠定了基礎。（ Chen Xiu-lan, Zhang Yuzhong ， Protein Science , 2006, submitted ）。

（8 ） 將 Pseudoaltermonas sp. SM9913 產生的適冷蛋白酶應用於海洋優質蛋白類水產品的保鮮、增

鮮（味），取得了較中温蛋白酶更好的效果（ He Hailun, Chen Xiu-lan, Zhang Yuzhong et al ., Food Chemistry , 2004 l 84(2): 307-311 ），在國內外首次將適冷蛋白酶開發成風味酶。相關工藝申請並獲得了國家發明專利

1、適冷風味蛋白酶的製備工藝及應用，國家發明專利： ZL01127405.0

2 、海洋蛋白資源的高值化開發

（1 ） 應用發酵工程和酶工程技術，對海洋低值蛋白資源的高值化、生態化利用進行了系統的研究，開發出了酶解新蛋白源、活性肽類飼料添加劑、營養短肽食品添加劑等系列高值化產品（師曉棟，陳秀蘭，張玉忠等， 海洋科學 ， 2001 ， 25(3) ： 4-7 ；師曉棟，陳秀蘭，張玉忠等， 氨基酸與生物資源 ， 2000, 22(4) ： 13-16 ）有關依託發酵工程和酶工程技術進行海洋蛋白資源的高值化加工的研究成果，已經申請並授權了 3 項國家發明專利。

酶解新蛋白源的製備工藝， 國家發明專利： ZL00111375.5

水產養殖用營養活性肽添加劑的製備工藝，國家發明專利： ZL00111376.3

海洋短肽類食品添加劑的製備方法，國家發明專利： ZL01114974.4

（2 ） 完成了海洋毛蝦高值化利用的技術研究，開發出了具有抗氧化、降血壓功能的酶解短肽，利用酶解殘渣開發了幾丁質和殼聚糖，實現了資源的全利用技術研究。（ He Hai-lun, Chen Xiu-lan, Zhang Yu-zhong et al . , Bioresource Technology , 2006 ， 97 ： 385 － 390 ） ，新工藝獲得了國家發明專利。

海洋毛蝦高值生態化利用工藝

（3 ） 從酶解產物中篩選得到了 3 中新的氨基酸序列的具有降血壓活性的活性肽， IC 50 值分別為 12.3 μM, 3.4μM and 24.1 μM ，具有很好的開發前景，新工藝的發明專利正在申請之中。相關文章已經投稿（ He Hai-lun, Chen Xiu-lan, Zhang Yu-zhong et al . , J. Peptide Sci. , 2006 ， submitted ）。

（4 ） 建立了從海洋蛋白酶解產物中快速高通量篩選降血壓活性肽的篩選系統，對 12 種海洋蛋白的 4 種不同的酶酶解後的酶解物進行了降血壓肽的篩選（ He Hai-lun, Chen Xiu-lan, Zhang Yu-zhong et al ., Peptides , 2006, submitted ）。

3 、海洋紅藻和藍藻光合作用捕光色素蛋白複合體——藻膽蛋白和藻膽體的結構、功能及應用研究

2004年到2013年來開展紅藻和藍藻光合作用捕光色素蛋白複合體——藻膽蛋白和藻膽體的結構與功能的研究以及其應用基礎研究。主持承擔了國家 863 納米專項課題，參加了國家 973 前期專項課題。取得了如下成果：

（1 ） 將 STM 技術應用於鈍頂螺旋藻藻膽體的結構研究，發現了一種新的結構的藻膽體，提出了一種新的結構模型。證實藻膽蛋白聚集成“杆”狀結構是由藻膽蛋白分子自身的分子特性決定，

提出藻膽蛋白在體內以藻膽體的形式存在，主要決定於藻膽蛋白本身的結構，而連接蛋白主要起穩定作用的新觀點，文章得到了國外同行的好評（ Zhang Yu-zhong, Chen Xiulan, e t al ., Acta Biochimica Biophysiva Sinica , 2002, 34(1): 99-103 ）。

（2 ）發現藍藻中的藻膽體在空氣 / 水亞相表面具有很好的成膜性能，並且，藻膽體在 LB 膜中的排列方式與藻膽體在體內類囊體膜上的排列方式相同 (Chen Chao, Chen Xiulan, Zhang Yuzhong et al ., Acta Biochimica Biophysiva Sinica ， 2003, 35(10), 952-955) 。

（3 ）研究國內外關於藻類連接蛋白的研究資料，對所有有關連接蛋白的資料進行了綜述分析。利用生物信息學技術，建立了藻類連接蛋白的進化樹（ Liu Luning, Chen Xiulan, Yu-zhong et al ., Biochi. et Biophy. Acta, - Bioenergetics, 2005 ， 1708, 133 – 142 ） 。

（4 ）建立了從各種紅藻和藍藻中快速分離純化多種藻紅蛋白和藻籃蛋白的新方法。利用這些方法制備藻紅蛋白和藻籃蛋白，成本低，速度快，效率高，純度高（ Liu Luning, Chen Xiulan, Yu-zhong et al ., J. of Biotechnology , 2005 ， 116, 91-100 . ） 。有關技術已申請了國家專利

（5） 研究了鈍頂螺旋藻藻籃蛋白和別藻藍蛋白的抗氧化活性。利用酶工程對鈍頂螺旋藻藻籃蛋白進行酶解，通過酶解其抗氧化活性和降血壓活性都有明顯的提高。證明鈍頂螺旋藻藻籃蛋白降解後的色基多肽具有很好的生物活性（ Zhan-Ping Zhou , L-N Liu, X-L Chen et al . Journal of Food Biochemistry , 2005 ， 29, 313-322 ； 周站平 劉魯寧 陳秀蘭 張熙穎 張玉忠等， 海洋與湖沼， 2005 ， 36 （ 2 ）， 179-185 ； 周站平，陳秀蘭，陳超，張玉忠，海洋科學， 2003 ， 27 （ 5 ）， 77-81 ）。

（6 ）發明了一種從紅藻和藍藻中分離製備完整藻膽體的方法。利用該法制備了鈍頂螺旋藻和 6 種大型紅藻的藻膽體。有關技術已申請了國家專利

（7 ）發明了一種改裝鈍頂螺旋藻完整藻膽體的方法。利用該法將 R- 藻紅蛋白和鈍頂螺旋藻藻膽體通過交聯組裝成 RPE-CPC-APC 型人工藻膽體，斯托克位移由 80nm 提高到 160nm 。作為熒光標記物用於檢測，可顯著降低背景光干擾。由於藻膽體的熒光強度高，可顯著提高檢測的靈敏度。有關技術已申請了國家專利。 利用自行研製的製備藻紅蛋白和藻藍蛋白的方法從紅藻和藍藻中製備了藻紅蛋白和藻藍蛋白，將藻紅蛋白和藻藍蛋白通過交聯組裝成 RPE-CPC 型人工熒光納米顆粒，該納米顆粒體積小，熒光強度高，斯托克位移大。作為熒光標記物用於檢測，與熒光素相比，可顯著降低背景光干擾，並提高檢測的靈敏度。

（8 ）發明了一種紅藻和藍藻完整藻膽體的穩定化技術。該技術解決了 藻膽體做為熒光探針作為熒光標記物用於生物醫學檢測穩定性差的關鍵技術問題，為完整藻膽體用做熒光探針奠定基礎。有關技術已申請了國家發明專利

（9 ）製出了 R- 藻紅蛋白和藻膽體與二抗的交聯技術。利用該技術完成了 R- 藻紅蛋白和藻膽體與二抗的交聯，為其 用做熒光探針奠定基礎。首次將 R- 藻紅蛋白和藻膽體作為熒光標記物用於 乙肝病毒、漢坦病毒和 SARS 病毒的檢測，表明它們比熒光素具有更高的靈敏度，更低的假陽性率。首次將 R- 藻紅蛋白用於腦積水引流研究，為此類研究提供了一種比傳統方法更簡便、靈 敏和準確的新方法。首次將藻膽體用於細胞吞噬研究，使細胞吞噬研究可以由人工記數改為細胞流式儀自動檢測，比傳統方法更簡便、快速和準確（ Zhang Xi-ying, Chen Xiulan ， Zhang Yu-Zhong et al ., Chinese Chemical Letter ,2004, 15(9), 1083-1086）；張熙穎， 劉魯寧，陳秀蘭， 張玉忠等， 光譜學與光譜分析 ， ^[1]