Abstract Background Bacterial nanocellulose (BNC), a natural polymer material, gained significant popularity among researchers and industry. It has great potential in areas, such as textile manufacturing, fiber-based paper, and packaging products, food industry, biomedical materials, and advanced functional bionanocomposites. The main current fermentation methods for BNC involved static culture, as the agitated culture methods had lower raw material conversion rates and resulted in non-uniform product formation. Currently, studies have shown that the production of BNC can be enhanced by incorporating specific additives into the culture medium. These additives included organic acids or polysaccharides. γ-Polyglutamic acid (γ-PGA), known for its high polymerization, excellent biodegradability, and environmental friendliness, has found extensive application in various industries including daily chemicals, medicine, food, and agriculture. Results In this particular study, 0.15 g/L of γ-PGA was incorporated as a medium additive to cultivate BNC under agitated culture conditions of 120 rpm and 30 ℃. The BNC production increased remarkably by 209% in the medium with 0.15 g/L γ-PGA and initial pH of 5.0 compared to that in the standard medium, and BNC production increased by 7.3% in the medium with 0.06 g/L γ-PGA. The addition of γ-PGA as a medium additive resulted in significant improvements in BNC production. Similarly, at initial pH levels of 4.0 and 6.0, the BNC production also increased by 39.3% and 102.3%, respectively. To assess the characteristics of the BNC products, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and thermogravimetric analysis were used. The average diameter of BNC fibers, which was prepared from the medium adding 0.15 g/L γ-PGA, was twic e thicker than that of BNC fibers prepared from the control culture medium. That might be because that polyglutamic acid relieved the BNC synthesis from the shear stress from the agitation. Conclusions This experiment held great significance as it explored the use of a novel medium additive, γ-PGA, to improve the production and the glucose conversion rate in BNC fermentation. And the BNC fibers became thicker, with better thermal stability, higher crystallinity, and higher degree of polymerization (DPv). These findings lay a solid foundation for future large-scale fermentation production of BNC using bioreactors.

Flavonoids are widely found in plants and diets and are considered to possess a variety of biological activities. Therefore, in this study, 8 novel compounds derivating from the precursor compound 1a, were designed and synthesized, and their activities against ulcerative colitis(UC) were evaluated to provide the most active molecule 2d. Both a cellular inflammation model by LPS(Lipopolysaccharide)-induced RAW 264.7 cells and the UC model in 2 % Dextran Sulfate Sodium(DSS) intragastrically injected mice were established and employed to detect and validate the effects and mechanisms of compound 2d on ulcerative colitis. Cell experiments showed that compound 2d possesses the best anti-UC activity among all derivatives (2a-d, 3a-d). Compound 2d could significantly inhibit the release of inflammatory cytokines such as TNF-α, IL-6, IL-1β and IL-8 in RAW264.7 cells induced by LPS at 10 μM. RAW264.7 cells. In vivo experiments further demonstrated that compound 2d could effectively treat UC in mice induced by DSS. The results indicated that compound 2d restored MPO oxidative stress, reduced the secretion of inflammatory factors, and regulated the expression of NF-κB and MAPK pathway-related proteins, which was consistent with the results at the cellular level. The results of the relevant intestinal flora showed that compound 2d could normalize the intestinal flora of mice with ulcerative colitis. In summary, compound 2d may inhibit inflammation and oxidative stress by regulating NF-κB and MAPK pathways, and restore the diversity of intestinal microbiota to treat ulcerative colitis. It provides a new approach for the clinical application of flavonoids.

Carbonic anhydrase IX (CAIX), a zinc metal transmembrane protein, is highly expressed in 95% of clear cell renal cell carcinomas (ccRCCs). A positron emission tomography (PET) probe designed to target CAIX in nuclear medicine imaging technology can achieve precise positioning, is noninvasive, and can be used to monitor CAIX expression in lesions in real time. In this study, we constructed a novel acetazolamide dual-targeted small-molecule probe [