特殊环境中甲烷氧化菌的研究进展

甲烷氧化菌在自然界中广泛分布,是一类独特的原核生物,同时也是环境中甲烷气体的重要生物过滤器.其生存环境不仅仅局限于普通的中性中温条件,现已从酸性泥炭藓沼泽湿地、酸性森林土壤、温泉及火山口附近的高温地热区域、苏打盐碱型湖泊及海洋沉积物等pH、温度范围较宽的多种特殊环境中被分离出来.本文详细阐述了特殊环境中甲烷氧化菌的分类...     

瘤胃甲烷菌第七目的研究进展

随着测序技术和体外培养技术的进步,越来越多的未知甲烷菌被发现。近年来,第七个甲烷菌目\"Methanomassiliicoccales\"(简称Mmc)被发现并建立。这一目甲烷菌在进化关系上与热原体古菌相近,但又存在较远距离,独立成簇。Mmc分布广泛,遍布哺乳动物和昆虫的消化道以及稻田、湿地等环境,但不同来源菌株表现出生境偏好性。Mmc缺少将CO2还原为甲基辅酶M的完整代谢途径,导致它们严格利用氢气还原甲基底物生成甲烷。全面深入地了解Mmc在反刍动物瘤胃中发挥的功能,将有助于新型高效反刍动物甲烷减排策略的提出。因此,本文主要综述了Mmc菌株的分离培养、生理生化和基因组特性及其在瘤胃甲烷生成中的作用。     

好客嗜酸两面菌W1寡营养酸性热泉环境的适应机制

【目的】从基因组水平揭示好客嗜酸两面菌(Acidianus hospitalis)W1对寡营养酸性热泉环境的适应机制。【方法】使用NCBI非冗余蛋白数据库、Uniport蛋白数据库以及Sulfolobus数据库对好客嗜酸两面菌W1基因组序列进行功能注释,使用KEGG数据库对基因组进行In slico代谢途径重构,在此基础之上,采用比较基因组学方法对代谢途径进行鉴定和完善。【结果】好客嗜酸两面菌W1具备多样化的代谢方式以适应寡营养酸性热泉环境。W1菌株通过3-羟基丙酸/4-羟基丁酸和乙二酸-4-羟基丁酸循环进行CO2固定、通过氧化还原型无机硫化物(Reduced inorganic sulfur compounds,RISCs)获取能量营自养型生长。但W1菌株与模式菌株Acidianus ambivalens的硫代谢方式不同,W1基因组中缺少编码亚硫酸-受体氧化还原酶(SAOR)、腺苷硫酸(APS)还原酶、硫酸腺苷酰转移酶(SAT)和腺苷硫酸:磷酸腺苷转移酶(APAT)的基因。此外,W1菌株可以通过非磷酸化的分支的ED途径和TCA循环进行葡萄糖代谢,糖类和氨基酸转运蛋白以及相应水解酶的存在表明W1能够利用部分有机物营兼性自养型生长。与A.ambivalens不同,W1菌株不能利用H2作为电子供体。【结论】多样化的代谢方式为好客嗜酸两面菌W1更好地适应寡营养酸性热泉环境提供了重要保障,对于W1菌株特有代谢方式的揭示也丰富了对于嗜酸两面菌(Acidianus)属物种代谢多样性的认知。     

嗜酸菌研究进展

极端环境微生物是当今生命科学领域的研究热点。嗜酸菌是极端环境微生物的重要类群,在人们生活生产中发挥着巨大的作用。介绍了嗜酸菌的主要类群及特征,阐述了它们在自然界的主要行为、适应酸和重金属的生理机制以及分子遗传学研究进展,最后介绍了嗜酸菌在实际生产中的主要应用。     

云南温泉高温菌的研究Ⅲ保山县摆洛塘温泉中的极端嗜热细菌

用1~#、7~#PPY三种培养基,从保山摆洛塘温泉(86℃,pH7.0)分离到生长温度范围为35—75℃的极端嗜热细菌4株,即“YN8617”、“YN8618”、“YN86290”,YN86291”。经鉴定,“YN3617”和“YN86291”为Bacillus stearother mophilus,“YN86290”为Becillus caldolyticus;“YN3618”暂定为“Extremely thermophilic strains of B.Coagulans”。没有分离到水生栖热菌属(Thermus)的细菌。     

极端嗜热古菌尿嘧啶DNA糖苷酶的研究进展

高温会加快碱基脱氨基反应形成损伤碱基的速率,进一步对脱氨基的碱基进行复制会导致突变。因此,极端嗜热古菌基因组的稳定性面临着其生存高温环境的挑战。胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶,是常见的脱碱基类型,复制DNA中尿嘧啶会造成GC→AT的突变。尿嘧啶DNA糖苷酶(Uracil DNA glycosylase,UDG)是修复DNA中尿嘧啶的关键酶。基于识别底物的特异性,UDG分为6个家族,广泛分布在细菌、古菌、真核生物以及一些病毒中。基因组序列显示,极端嗜热古菌至少编码一种UDG。目前,对于细菌和真核生物的UDG已进行了大量的研究,但是关于极端嗜热古菌UDG的研究相对较少,尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌UDG的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

极端嗜酸热古菌S5菌株的重新分类研究

对已经鉴定的嗜酸热硫球菌 (Sulfosphaerellusthermoacidophilumgen.nov .sp .nov)S5菌株的进一步研究发现 ,它既能在好氧条件也能在厌氧条件下代谢元素硫进行化能自养生长 ,结合其 1 6SrRNA基因的分子系统学分析 ,S5菌株应归于Acidianus属。另外 ,S5菌株与Acidianus属中三个已知种基因组DNA的同源性分别仅有 44%、2 2 %和 2 3% ,DNA中G +Cmol%为 38,与已知种 31 0和 32 7有较大差异 ;而且 ,在代谢特性上S5菌株为专性化能无机营养型 ,与Acidianusbrierleyi有明显不同。因此S5菌株应是Acidianus属中一个新种 ,建议定名为 :腾冲嗜酸两面菌 (Acidianustengchongensessp .nov .)。     

极端嗜热古菌8oxoG DNA糖苷酶的研究进展

7,8二氢-8-氧鸟嘌呤(7,8-dihydro-8-oxoguanine,8oxoG)是一种常见的DNA损伤碱基.由于8oxoG能够与腺嘌呤配对,在DNA中的8oxoG被修复之前进行复制,DNA将会产生GC→TA的突变,从而造成基因组的不稳定.目前,碱基切除修复(Base excision repair,BER)是修...     

细菌极端环境受迫生存机制

科学家在研究枯草芽孢杆菌时发现,细菌在受胁迫的环境中,整个细菌群落能够通过权衡以采取不同的策略生存,该研字封曷示了生物系统间相互作用的复杂性。     

常温环境中产嗜热蛋白酶菌资源

通过计数、分离与筛选,对常温环境嗜热菌和产嗜热蛋白酶菌的分布及资源状况进行了研究。结果表明,常温环境中存在着一定数量的嗜热菌和产嗜热蛋白酶菌。土壤与水体相比,其嗜热菌资源相对丰富,且耕作肥沃的土壤中产嗜热蛋白酶菌多于贫瘠土壤;在水环境中,无论湖水、江水还是处理中的废水,在常温条件下均有一定比例的嗜热菌和产嗜热蛋白酶菌。在啤酒废水曝气阶段,产嗜热蛋白酶菌占嗜热菌的比例较大,达45％。本研究筛选的1株嗜热菌其产嗜热蛋白酶活性较高,该菌株在pH7．6、温度68℃条件下其蛋白酶活力达到642U·ml^-1。该项研究为开发产嗜热蛋白酶菌资源,在工业和环境治理等方面的应用提供重要科学依据。     

代谢网络定量分析研究进展

综述了代谢工程中代谢控制分析、代谢通量分析、生化系统理论、途径分析、控制论模型等定量分析方法的基本理论,以实例说明了这些方法的应用,并对代谢分析方法的发展进行了展望。     

Isolation and characterization of marine methanotrophs

Four new methane-oxidizing bacteria have been isolated from marine samples taken at the Hyperion sewage outfall, near Los Angeles, CA. These bacteria require NaCl for growth. All exhibit characteristics typical of Type I methanotrophs, except they contain enzyme activities of both the ribulose monophosphate pathway and the serine cycle. All four strains are characterized by rapid growth in liquid culture and on agar plates, and all have temperature optima above 35° C. One strain, chosen for further study, has been shown to maintain broadhost range cloning vectors and is currently being used for genetic studies.     

古核生物ABC转运体系的重构及其基因组比较

代谢途径和调控网络的重建和比较研究是基因组功能预测的高级内容。运用多种生物信息学工具在基因组水平上重构了古核生物深海热球菌（Ｐｙｒｃｏｃｃｕｓ ａｂｙｓｓｉ）的ＡＢＣ（ＡＴＰ－ｂｉｎｄｉｎｇ ｃａｓｓｅｔｔｅ）转运体系,预测了它们的功能特性;并与另一古核生物詹氏甲烷球菌（Ｍ．ｊａｎｎａｓｃｈｉｉ）的对应体系作了进化比较,发现Ｍ．ｊａｎｎａｓｃｈｉｉ缺少负责短肽摄入的ＡＢＣ转运体系,推测与二者分属不     

大肠杆菌细胞工厂的创建技术

大肠杆菌作为一种重要的模式工业微生物,在医药、化工、农业等方面具有广泛的应用.近30年来,多种代谢工程改造的新策略和新技术,被用于设计、构建和优化大肠杆菌化学品细胞工厂,极大地提高了生物法合成化学品的生产速率和产量.文中将从大肠杆菌途径设计、合成途径创建与优化和细胞全局优化三个方面,对大肠杆菌代谢改造起重要推动作用的技...     

多组学技术在植物代谢通路解析中的联合应用

多组学技术是联合两种或两种以上组学;如基因组、转录组、蛋白质组或代谢组学;分析不同生物分子层次的批量数据;建立不同层次生物分子间的关联;以对生物样本进行系统性研究的方法;是研究复杂生物体系的良好工具。植物的代谢通路极为复杂;包含为植物提供生长所需能量和营养物质的主要代谢通路以及产生各种各样小分子的次级代谢通路。相关代谢产物不仅支持了植物的生长和发育;也在植物应对环境胁迫方面发挥了重要作用。同时;这些代谢物质也是食物、能源和生物材料的重要来源。另外;从植物代谢产物中发掘出的众多具有治疗作用的药物分子或先导化合物;为人类生命健康贡献了巨大价值。近年来;组学联用技术因其通量高、检测全面的优势;在植物代谢通路解析中得到了越来越广泛的应用;且取得了许多优秀成果。本文从抗环境胁迫、农艺性状研究及天然产物合成三个方面;对组学联用技术解析植物代谢通路相关研究进行了分类阐述;最后探讨了组学联用技术目前面临的挑战及未来应用的潜力。     

大肠杆菌木糖生物合成琥珀酸的代谢工程研究

目的:对大肠杆菌进行代谢网络改造,考察木糖好氧发酵生产琥珀酸的可行性。方法:以有氧条件下大肠杆菌木糖生物合成琥珀酸的代谢途径分析为基础,以大肠杆菌BL21为出发菌株,通过P1噬菌体一步敲除法敲除琥珀酸脱氢酶基因(sdhA)、磷酸转乙酰基酶基因(pta)、丙酮酸脱氢酶基因(poxB)及异柠檬酸裂解酶阻遏物基因(iclR),构建木糖好氧发酵生产琥珀酸的大肠杆菌工程菌JLS400(△poxB△pta△iclR△sdhA)。将携带磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的质粒pJW225转化到JLS400中。结果:摇瓶发酵结果表明,构建的工程菌能以木糖为碳源,在好氧发酵条件下琥珀酸产率较高,副产物仅有少量乙酸和丙酮酸。结论:基因工程大肠杆菌JLS400pJW225的构建,为有氧条件下以木糖为原料生产琥珀酸的进一步研究奠定了基础。