居瘤胃解纤维素菌细胞密度与纤维素酶的合成

居瘤胃解纤维素菌(Cellulosilyticum ruminicola)H1是本实验室分离自青海牦牛瘤胃的一株新的纤维素降解细菌。前期研究发现,菌株H1在滤纸纤维素上连续传代数次后无法生长,只有在纤维素降解产物纤维二糖中培养后方能继续在纤维素中生长,并恢复其纤维素降解活性。这与纤维素酶合成受"代谢产物抑制"的传统认识相悖。【目的】证明菌株H1的纤维素酶合成受细胞密度调控。【方法】检测菌株H1的纤维素酶活和转录水平在高和低密度细胞培养物中差异,并检测高密度细胞培养物中的寡肽对低密度细胞纤维素酶活和转录水平的促进作用。【结果】菌株H1的高密度细胞培养物的纤维素酶活和转录水平比低密度细胞的高3-10倍;并且高密度细胞培养液能显著提高低密度细胞纤维素酶活和转录水平。【结论】居瘤胃解纤维素菌(Cellulosilyticum ruminicola)H1纤维素酶的合成受细胞密度调控。     

瘤胃纤维素降解细菌的研究进展

反刍动物瘤胃是自然界中最有效的纤维素降解系统，其纤维素降解能力主要源于寄居于其中的纤维素降解细菌、真菌和原虫。其中，瘤胃纤维素降解细菌因数量庞大、种类繁多以及代谢途径丰富，在木质纤维素降解及利用方面发挥着重要作用。本文综述了国内外瘤胃纤维素降解细菌的种类，分析了瘤胃纤维素降解细菌的特性；阐述了瘤胃纤维素降解细菌通过纤维小体对纤维素的降解过程，以及瘤胃微生物之间的相互作用和相互制约关系；简述宏组学技术在开发新纤维素降解菌和新纤维素酶方面的应用，旨在为进一步研究纤维素降解细菌的降解机理，开发新的纤维素菌种和酶资源提供新的思路。     

利用基本培养基初步筛选牛瘤胃中纤维素降解菌

目的初步筛选牛瘤胃中纤维素降解菌。方法分别采用基本培养基（牛肉膏蛋白胨培养基、马丁培养基）,利用好氧、兼性和厌氧3种不同的培养方法进行初选,初步分离牛瘤胃中的细菌与真菌,再通过复选培养基（加入微晶纤维素）,筛选降解纤维素的菌种。结果筛选分离出降解纤维素的1株厌氧细菌和1株厌氧真菌。结论此实验方法简单易行,能够有效地从牛瘤胃中筛选出生长良好的纤维素降解菌。     

瘤胃微生物对纤维素降解机理

城市有机垃圾中木质纤维素难以被降解的根本原因 ,在于其木质素的物理屏障作用及纤维素本身的结晶结构 ,瘤胃微生物能够高效降解木质纤维素 ,是因为瘤胃菌群中存在各种可以分别降解木素和结晶纤维素微生物 ,它们分泌的各种酶类是降解的关键所在。     

瘤胃微生物对纤维素的降解及其应用

瘤胃微生物主要包括细菌、真菌和原生动物。其中,瘤胃细菌和瘤胃真菌能分泌纤维素酶,对纤维素有较强的降解能力,主要介绍了瘤胃微生物对纤维素的降解作用及其广阔的应用前景。     

微生物降解纤维素的新机制

自然界中能够降解纤维素的微生物分布广泛,纤维素降解的方式也呈现很高的多样性。Cytophaga hutchinsonii属于拟杆菌门,具有很强的结晶纤维素降解能力,但是其降解机制既异于已经发现的游离纤维素酶降解体系,也不同于纤维小体的降解模式,推测其存在第3种细胞结合型纤维素降解模式。本文简要阐述以C. hutchinsonii为代表的一种新的纤维素降解策略。     

一株瘤胃纤维素降解菌的分离鉴定及其纤维素降解特性

从蒙古绵羊瘤胃内容物中分离到一株纤维素降解细菌WH-1, 通过形态、生理生化特征、G+C mol%含量和16S rRNA序列分析对分离菌株进行鉴定, 鉴定为溶纤维丁酸弧菌属(Butyrivibrio fibrisolvens)的溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)。同时, 用Mega 4.1软件构建的系统发育树显示分离菌株WH-1与多株溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)的亲缘关系最近。对该菌株纤维素降解特性的初步研究表明：当温度为37°C、     

瘤胃木质纤维素降解菌及降解酶基因的研究进展

反刍动物瘤胃是公认的木质纤维素高效降解的天然反应器,对瘤胃微生物的研究已成为开发生物能源的热点领域之一。目前的研究手段已经从传统的依赖分离培养从瘤胃中获得木质纤维素降解菌,并对降解菌中的木质纤维素降解酶逐一分析,发展到通过基因组/元基因组学技术,直接从瘤胃中发现并获得大量新的木质纤维素降解酶基因/基因簇,进而探讨其降解的分子机理。已有的研究结果表明,瘤胃微生物降解木质纤维素的过程非常复杂,涉及大量不同种类的微生物及基因/基因簇,随着新分析技术的建立和完善,对这些微生物和基因的研究已取得了诸多进展。本论文综述了近期有关该方向的研究进展。     

瘤胃中木质纤维素降解菌及降解酶基因的研究进展

摘要：反刍动物瘤胃是公认的木质纤维素高效降解的天然反应器,对瘤胃微生物的研究成为开发生物能源的热点领域之一。其研究手段已经从传统的依赖分离培养从瘤胃中获得木质纤维素降解菌,并对降解菌中的木质纤维素降解酶逐一分析,发展到通过基因组/元基因组技术,直接从瘤胃中发现获得大量新的木质纤维素降解酶基因/基因簇,进而探讨其降解的分子机理。已有的研究结果表明,瘤胃微生物降解木质纤维素的过程非常复杂,其中涉及到大量不同种类的微生物、酶及基因/基因簇,随着新分析技术的建立和完善,对这些微生物、酶和基因的研究已取得了诸多进展。本论文综述报道了近期有关该方向的研究进展。     

褐腐真菌产生的低分子化合物对纤维素的解聚作用研究

糙皮侧耳（Pleurotusostreatus）、密粘褶菌（Gloeophyllumtrabeum）、洁丽香菇（Lentinuslepideus）等8株褐腐菌在滤纸上进行固体培养时,在培养初期,纤维素的聚合度均呈现大幅度下降,但不表现失重。培养过程中也未能检测出滤纸酶活力,只有少量内切葡聚糖酶活力。而且这8株菌都具有络合Fd3+和产生羟基自由基·OH的能力。由降解和解聚能力最强的密粘语菌的胞外酶液在SephadexLH-20上分离得到一可络合Fe3+的低分子多肽组分,它与H2O2具有协同降解纤维素的作用,其机制与Fenton's试剂作用相似。Fe2+与H2O2反应生成的·OH可使纤维素氧化断裂,使之成为短小纤维,从而大幅度降低聚合度。     

纤维二糖脱氢酶的纤维素降解中的作用研究

裂褶菌纤维二糖脱氢酶（ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ,ＣＤＨ）可以提高纤维素酶对纤维素的降解。以纤维二糖为电子供体,ＣＤＨ作用于羧甲基纤维可降低其溶液的粘度,作用纤维素ＣＦ１１和磷酸膨胀纤维素,分别使其悬浊液的浊度提高７％和１４．４％。ＣＤＨ与纤维二糖水解酶或切纤维素酶在降解棉花纤维素时没有表现出协同作用。但若棉花事先在纤维二糖存在下用ＣＤＨ预处理,则变得易于被水解。     

木质纤维素的定量测定及降解规律的初步研究

为了准确地测定稻草及其发酵物中纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过差重法进行定量测定,并以此评价白腐菌株Pleurotus sapidus对稻草秸秆的降解状况,结果表明：利用差重法测定稻草发酵物中纤维素、半纤维索、木质素的百分含量是可行的,并能很好地评价白腐菌对稻草的降解规律,即降解过程中纤维素、半纤维素、本质素在前20d降解的很快,之后降解减缓,在50d内,纤维素被降解34．02％,半纤维素被降解56．29％,木质素被降解61．65％。     

生孢噬纤维细菌的滤纸纤维素的降解过程研究

生孢噬纤维细菌(Sporocytophaga)是能够降解纤维素的滑动细菌,它可将滤纸和棉花纤维素完全降解;但其可测得的纤维素酶活性极低。为研究其纤维素降解机制,本文采用扫描电子显微镜观察了一株生孢噬纤维细菌(Sporocytophaga sp.) JL01对滤纸纤维素的降解过程,分析了在此过程中滤纸纤维素的降解与菌体形态变化之间的关系。结果表明：生孢噬纤维细菌在纤维素降解过程中,形成长度为2.5μm～4.0μm可弯曲的细长杆状细胞,该细长杆状细胞通过与纤维素分子的吸附或嵌入纤维素中完成对纤维素的降解;在降解后期,杆状细胞转化为直径约为0.6μm的小孢囊休眠细胞。     

一个分解纤维素的瘤胃梭菌新种

报道了一个厌氧中温分解纤维素的瘤胃梭菌新种。在RGCA培养基中,细胞杆状、0.6～1.0×4.0～6.0lm,单生或成对,革兰氏阳性,能运动。芽孢卵～球形,端生或次端生,使细胞膨大。菌落圆形、黄色、边缘不整齐。在纤维素琼脂滚管中培养24～48h,菌落周围产生溶纤维透明圈。生长的最适条件是37～40t和pH6.5～7.0。所需要的生长因子为多种挥发脂肪酸(VFAs)、生物素、对氨基苯甲酸和盐酸吡哆醇。纤维素、纤维二糖、糖原、淀粉和麦芽糖等可作为生长底物。不能发酵葡萄糖、果糖、七叶灵、苦杏仁苷、阿拉伯糖、乳糖、甘露糖、核糖、蔗糖,木糖、鼠李糖、甘露醇、肌醇和山梨醇等。不能水解明胶。发酵纤维二糖产生乙酸和丁酸。DNA的G+c含量为35.9mol％(Tm)。该分离菌株与已知梭菌均有不同,故命名为瘤胃梭菌新种(Clostridlum rurnenum sp. nov. Zhang, Tan & Liu)。保藏号为AS 1.1862。     

纤维二糖脱氢酶在纤维素降解中的作用研究*

裂褶菌纤维二糖脱氢酶（ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ, ＣＤＨ）可以提高纤维素酶对纤维素的降解。以纤维二糖为电子供体, ＣＤＨ作用于羧甲基纤维素可降低其溶液的粘度,作用于纤维素 ＣＦ１１和磷酸膨胀纤维素,分别使其悬浊液的浊度提高７％和１４．４％。ＣＤＨ与纤维二糖水解酶或内切纤维素酶在降解棉花纤维素时没有表现出协同作用。但若棉花事先在纤维二糖存在下用ＣＤＨ预处理,则变得易于被水解。     

一株产细菌纤维素菌株的筛选鉴定及其产物分析

从红茶菌液中筛选获得一株产细菌纤维素的菌株BC-41,经生理生化分析和分子生物学鉴定,现证实该菌株为中间葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter intermedius)。对该菌株所产生的细菌纤维素进行了物理特性的表征和分析,获得以下数据:BC-41所产的纤维素纯度达到91.32%,湿纤维素膜含水率达99.16%,每克干纤维素膜能吸水28.59 g;扫描电子显微镜观察,显示该纤维素具有网状结构,且纤维束宽度分布在40-100 nm之间;X射线衍射分析,证实该纤维素的晶型为纤维素I型,结晶指数为48.8%;通过黏度测定法,得出该纤维素的平均聚合度达2 100。     

高效厌氧纤维素降解细菌的分离及酶特性研究

采用透明圈初筛和滤纸降解率复筛的方法从内蒙古绵羊瘤胃内容物中分离到高效厌氧纤维素降解细菌4株.通过形态学、生理生化反应、生态特性和遗传型的鉴定,所分离的4株菌WHQ、LYQ、LBG-1和NDF-3分别归为溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisollvens)、黄色瘤胃球菌(Ruminococcus flavefaciens)、产琥珀酸丝状杆菌(Fibrobacter succinogenes)和解多糖梭菌(Clostridium polysaccharolyticum).测定了4株菌对滤纸的降解率,WHQ、LYQ、LBG-1和NDF-3的2周滤纸降解率分别为25.1%、14.3%、21.0%和20.6%.本研究同时对4株菌的滤纸酶活力、羧甲基纤维素酶活力和β-葡萄糖苷酶活力进行了测定.     

微紫青霉外切葡聚糖纤维二糖水解酶（CBHI）的纤维素结合结构域及其链结区非水解性破坏纤维素结晶区结构

天然纤维素的结晶区必需在内、外切纤维素酶的协同作用下,始可被降解,这是纤维素降解的限速步骤。内、外切纤维素酶均为β－1,4－糖苷键的水解酶,但单一的内、外切纤维素酶却都不能水解天然纤维素的结晶区。内、外切纤维素酶怎样协同降解纤维素的机理一直未得阐明,是天然纤维素降解机制研究中的难点。纤维素酶分子是由具有催化功能的催化结构域（catalytic domain,CD）和具有结合纤维素功能的纤维素结合（吸附）结构域（cellulse biding domain,CBD）及涟结它们的链结区（linker）序列组成。已知一细菌的CBD在吸附纤维素后,纤维素聚合物断裂形成短小纤维,但这一现象还未在真菌中有类似发现,通过对插入质粒pUC-18上的微紫青霉外切葡聚糖纤维二糖水解酶CBHI的 cDNA基因,进行系列序列定向缺失等体外操作,得到了催化结构域序列缺失的重组质粒,转化大肠杆菌JM109后,利用纤维素结合结构域CBD可吸附纤维素的特性,筛选到含CBD编码区的转化子PUC18G,生产出了LacZ－CBD融合蛋白,经木瓜蛋白酶有限酶切后,分离纯化得到了CBD结构域及其链结区称为：CBDCBHI。经X光衍射、红外光谱分析、热活力测定和扫描电镜观察表明,CBDCBHI吸附纤维素后,能够导致纤维素聚合物氢键断裂,结晶度减低和形成短纤维,从而在底物可及性上为内切葡聚糖酶的水解糖化作用提供了条件,为真菌内、外切纤维素酶协同降解天然纤维素的作用机制提供了实验支持,并提出了内切纤维素酶的水解作用可为外切纤维素酶吸附纤维素提供能量的推论。     

解糖热解纤维素菌F32降解未预处理秸秆及产纤维素酶特性分析

【目的】明确极端嗜热厌氧木质纤维素降解菌解糖热解纤维素菌F32代谢特征,并分析其产酶特性。【方法】使用细胞计数法绘制菌株的生长曲线,使用离子色谱及气相色谱进行产物和残糖量分析,以DNS法及对硝基苯酚法检测菌株胞外蛋白的酶活性。【结果】解糖热解纤维素菌F32在以葡萄糖、微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源时生长状况优于解糖热解纤维素菌DSM 8903。在以葡萄糖为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32具有产乳酸较多,而产氢气较少的特点。在以微晶纤维素和未经预处理小麦秸秆为碳源进行培养时,与菌株DSM 8903相比,菌株F32胞外蛋白具有较高的内切纤维素酶活性和木聚糖酶活性。【结论】解糖热解纤维素菌F32表现出较强的木质纤维素降解能力,其与DSM 8903的产物组成及胞外蛋白的酶活性具有明显差异。     

纤维素分解菌对不同纤维素类物质的分解作用

经过CMC平板、滤纸液化和摇瓶培养试验 ,发现 6株菌中 ,产黄纤维单胞菌 (CellulomonasFlav igena)和康氏木霉 (Trichodermakonigii)分解纤维素类物质的能力比较强 ,对来源不同的纤维素类物质分解能力差异很大 ;真菌与细菌一起接种时 ,分解纤维素类物质的速度明显高于其中任何一个单一菌株 ,说明纤维素类物质的分解需要多种微生物的联合作用