具有工业应用潜力的微生物多糖

已报道的微生物多糖有黄原胶、盘核菌多糖、PS-10、PS-21和PS-53胶、来自粪产碱杆菌属的多糖、PS-7胶、胶凝多糖、热凝多糖、细菌藻酸盐、右旋糖酐、茁霉多糖、面包酵母烯聚糖、含6-脱氧-已糖多糖和细菌纤维素。本文简述一些微生物多糖商品化潜力的限制因素。如利用价值,流变学特性相聚合度。多糖按用作增粘剂和胶凝剂分类。具有特殊用途的多糖,其三分之一的种类包括特制右旋糖酐、茁霉多糖和用作底物制备某些稀有糖类的多糖。本文还指出了多糖在工业水平上发展所面临的困难。     

四氢嘧啶羟化酶的克隆表达、酶学性质及其在羟基四氢嘧啶合成中的研究

四氢嘧啶羟化酶(EctD)是双加氧酶超家族的重要成员,其底物四氢嘧啶和产物羟基四氢嘧啶的应用广泛,因此EctD在生物制造领域具有重要的应用价值。从来源于新疆盐湖的需盐色盐杆菌(Chromohalobacter salexigens)中获得四氢嘧啶羟化酶基因(ectD),并在E.coli BL21(DE3)中进行表达,对异源表达的EctD酶学性质进行研究。结果表明：EctD的最适温度是30℃、最适pH是7.5,在30℃、pH 6.5～8.0条件下具有较好的稳定性;Fe²⁺、Ba²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和Ca²⁺离子可增强EctD的酶活,而Co²⁺、Zn²⁺和Cu²⁺离子明显抑制EctD的酶活;动力学参数为K_m=7.63 mmol/L、k_cat/K_m =1.01 1 L/(mmol·s)、V_max ...     

北京西山油松Pinus tabuliformis和樟子松P.sylvestris var.mongolica人工林土壤-林木连续体微生物群落比较

油松Pinus tabuliformis和樟子松Pinus sylvestris var. mongolica是中国重要造林树种,但具有不同的地理分布。北京西山处于油松生长的适生区,但为樟子松引种的南界,成为探究树种在土壤-林木连续体微生物群落构建驱动作用的理想研究样本。本研究应用高通量测序技术获取了北京西山同一地点的油松和樟子松人工林土壤-林木连续体多个部位的微生物群落组成,探究了树种因素在这2种松树土壤-林木连续体微生物群落构建中发挥的作用。土壤作为林木微生物主要来源具有特殊地位,本研究进一步研究了与土壤微生物关系密切的土壤理化性质。研究结果表明,2种松树土壤-林木连续体微生物群落α多样性差异主要体现在土壤和根际土壤中;β多样性分析表明仅针叶中内生的细菌群落组成在两松树间差异不显著,其他部位的微生物群落在2种松树间均具有一定的组成差异,树种对土壤和根际土壤微生物群落组成方差的解释度最高,而对针叶微生物群落组成方差解释度最低,即树种在土壤和根际土壤微生物群落构建中发挥较大的作用,而在针叶内生微生物群落构建中发挥作用较小。油松比樟子松相同部位细菌群落具有更加复杂的网络结构,细菌生态网络...     

湿垃圾来源的蚯蚓粪肥对连作障碍土壤质量和黄瓜产量的影响

随着城市化的发展,湿垃圾产量与日俱增,湿垃圾资源化利用迫在眉睫。利用蚯蚓处理湿垃圾制作蚯蚓粪肥用于农田土壤改良,是一项有效的湿垃圾资源化利用途径以及有利于缓解蔬菜连作障碍方面问题。该文以常规有机肥为参照,选取以湿垃圾及其厌氧沼渣为原料制作的蚯蚓粪肥为研究对象,研究连续3年施加蚯蚓粪肥对黄瓜(Cucumis sativus)土壤综合质量和作物产量的影响。结果表明,经过3年的改良后,施加60.0 t/hm²蚯蚓粪肥的黄瓜产量提高了5.60%,土壤有机质含量提高了50.0%,且蚯蚓粪肥的效果要高于常规有机肥;土壤全氮含量达到最高,高于背景值33.0%;土壤的养分含量(硝态氮、速效磷、速效钾)也得到了提高,其中速效钾含量升高了94.0%。经过3年的改良,土壤中的细菌数量在施加了有机肥后明显增加,其中以添加30.0t/hm²蚯蚓粪肥的细菌数量最多;土壤细菌/真菌的比值有所提高,土壤生物性状得到改善。土壤的呼吸强度随着有机肥的施入而升高,以施加60.0t/hm²蚯蚓粪肥的最大;土壤pH略有降低,盐度无明显变化。因此,湿垃圾来源的蚯蚓...     

嗜热古菌Infirmifilum uzonense来源的双功能高温β-葡萄糖苷酶IuBgl3的原核表达及酶学性质分析

β-葡萄糖苷酶在食品、医药、生物质转化等领域具有重要的应用价值,因此发掘适应性强、性质优良的β-葡萄糖苷酶是国内外研究热点。本研究从嗜热古菌Infirmifilum uzonense中成功克隆出一个GH3家族的β-葡萄糖苷酶基因,命名为Iubgl3。基因序列分析显示Iubgl3全长为2109bp,编码702个氨基酸,理论分子量为77.0kDa。将该基因在大肠杆菌中进行克隆表达并对纯化后的IuBgl3进行酶学性质研究。结果显示,重组酶IuBgl3最适pH5.0,最适温度85℃。该酶具有良好的热稳定性,80℃处理2h后仍能保持85%以上的酶活力。其具有优良的pH稳定性,在pH4.0−11.0范围内处理1h,仍维持85%以上的酶活力。通过底物特异性测定发现,该酶对对硝基苯-β-d-吡喃葡萄糖苷(p-nitrophenylβ-d-glucoside,pNPG)和对硝基苯-β-d-吡喃木糖苷(p-nitrophenyl β-d-xylopyranoside,pNPX)均有很高的水解能力,是典型的双功能酶。以pNPG为底物时的动力学参数K_m和V_max分别为0.38mmol和248.55μmol/(mg·min),催化效率k_cat/K_m=6149.20s⁻¹mmol⁻¹。大多数金属离子对IuBgl3的酶活力没有显著影响,SDS可导致酶完全失活,而EDTA却能提高30%的酶活力。本研究丰富了高温古菌GH3家族的β-葡萄糖苷酶基因,获得了一个稳定性优良的高温酸性双功能酶,具有良好的工业应用前景。     

过氧化氢酶-无机杂化纳米花的制备及催化特性

过氧化氢酶(catalase,CAT)是一种在食品、医疗、纺织等领域广泛应用的工业酶,具有催化效率高、专一性强、绿色环保等突出特点。工业中游离过氧化氢酶无法回收再利用,导致以其为核心的工业生物转化过程成本较高。开发一种简单、温和、低成本并且体现绿色化学理念的方法对过氧化氢酶进行固定化有望提高其利用率并且强化酶学性能,具有迫切的现实需求。本研究将源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168的过氧化氢酶KatA在大肠杆菌中进行重组表达,之后将分离纯化得到的纯酶以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶并进行酶学性质研究。结果显示,利用乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析3步纯化,最终获得电泳纯的重组KatA,之后通过优化制备条件获得了一种新型KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花固定化酶。酶学性质研究结果显示,游离酶KatA的最适反应温度为35℃,KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花的最适反应温度为30−35℃,二者最适反应pH值均为11.0。游离酶KatA和KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花在pH4.0−11.0和25−50℃条件下均表现出较好的稳定性。KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花显示出比游离酶KatA更好的储存稳定性,在4℃储存14d后仍保留82%的酶活力,而游离酶仅具有50%的酶活力。此外,纳米花在进行5次催化反应后仍具有55%的酶活力,表明其具有较好的操作稳定性。动力学研究结果显示,游离酶KatA对底物过氧化氢的K_m为(8.80±0.42)mmol/L,k_cat/K_m为(13151.53±299.19)L/(mmol·s);而KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花的K_m为(32.75±2.96)mmol/L,k_cat/K_m为(4550.67±107.51)L/(mmol·s)。与游离酶KatA相比,KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花对底物过氧化氢的亲和力下降,同时其催化效率也有所降低。综上所述,本研究以Ca²⁺作为自组装诱导剂,成功将KatA以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶,不仅对部分酶学性能实现了强化,而且为固定化过氧化氢酶的绿色制备和规模化应用奠定了基础。     

北方常见绿化树种凋落物添加对城市土壤有机碳组成特征的影响

本研究将垂柳（Salix babylonica L.）、元宝枫（Acer pictum subsp. mono (Maxim.) H. Ohashi）、银杏（Ginkgo biloba L.）、龙爪槐（Sophora japonica L. var. japonica f. pendula Hort.）、油松（Pinus tabuliformis Carrière）、刺柏（Juniperus formosana Hayata）、侧柏（Platycladus orientalis (L.) Franco）和云杉（Picea asperata Mast.）等8种北方城市常见绿化树种的凋落物与延安市城区受到频繁扰动的表层土壤以2%（凋落物/干土）的比例混合,在模拟自然条件下的土壤容重和含水量的基础上进行120 d的室内培养实验,检测处理后土壤有机碳及其各组分的含量以及相应碳库指数的变化,并分析凋落物化学特性与上述指标的关系。结果显示,8种供试凋落物中,除五角枫和刺柏外的所有凋落物处理均显著提高了土壤总有机碳含量,除五角枫、银杏和刺柏外的凋落物处理显著提高了其稳定组分的含量,而所有凋落物处理普...     

重庆都市区残存常绿阔叶林的群落特征及其意义

重庆市是近年来中国经济发展的热点地区之一, 处于快速城市化进程之中。其都市区植被受到严重的破坏, 仅在平行山岭上残存有少量的自然植被。铁山坪国家森林公园内残存的常绿阔叶林是中亚热带低海拔地区典型的常绿阔叶林, 也是重庆都市区核心区内唯一保存较好的自然常绿阔叶林片断。作者选择代表性地段设置了2,000 m2的永久样方, 进行了详细的群落学调查, 在此基础上, 对群落的物种组成、外貌以及结构特征等进行了分析。结果表明, 群落中共出现维管植物58种, 分属32科46属, 单种科和单种属的数量大, 分别为20和39个。物种的区系地理成分相对简单, 以热带植物区系成分占优势, 同时温带和东亚植物区系成分也占较大比例。群落外貌由小型和中型革质单叶的高位芽植物所决定, 中型革质单叶的高位芽植物所占比例相对较高。群落垂直空间分化明显, 可以分为乔木层、亚乔木层、灌木层和林床, 树冠分布较为连续。刺果米槠(Castanopsis carlesii var. spinusa)为群落的唯一优势种, 其相对优势度达到73.38%, 且更新连续。群落木本层多样性指数(Shannon-Wiener指数)较低, 为1.75, 而林床则达到3.96。对该群落的生活型组成、叶性质以及主要种的种群结构的分析表明该群落属较为成熟的湿润型常绿阔叶林类型。作为重庆都市区内宝贵的乡土物种基因库和资源库, 该残存常绿阔叶林在区域生物多样性的保护中具有重要的价值。     

广西产眼镜蛇毒酸性磷脂酶A2的分离纯化及性质研究

目的　从广西产中华眼镜蛇毒 ( N aja naja atra)中分离了一种新的磷脂酶 A2 ( PLA2 ) ,并研究其性质。　方法　磷脂酶 A2 ( PLA2 )的分离纯化采用 CM5 2、CM-Sepharose CL-6 B离子交换柱和 SepharoseCL-6 B凝胶柱 ,磷脂酶 A2 ( PLA2 )的性质采用经典方法进行。　结果　分离后的磷脂酶 A2 经过聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和 HPLC检测 ,其为单一组分。SDS-PAGE测定它的分子量为1 5 0 0 0± 1 0 0 0。等电聚焦测得它的等电点为 6 .3。它的最适温度为 5 5℃ ,最适 p H值为 8.5。氨基酸成分分析表明该酶由 1 2 6个氨基酸组成 ,以 Asp、Ala、Gly、Cys居多。Fe3 、Zn2 、EDTA对其酶活力起抑制作用 ;K 、Ca2 、去垢剂对其活力起促进作用。荧光光谱分析表明该酶的色氨酸残基、组氨酸残基可能位于分子表面。药理实验表明 :该酶具有抗胰蛋白酶作用、抗凝血作用、间接溶血作用以及对青蛙具有心脏毒性。　结论　广西产中华眼镜蛇毒磷脂酶 A2 与其它来源的 PLA2 同源性高 ,但性质不尽相同。     

寡聚糖在饲料工业中的研究和应用进展

寡聚糖是由2～10个单糖组成的一类聚合物,它属于碳水化合物,其结构特征、理化性质和生理功能却与单糖和多糖有着重大差别.经研究表明:寡聚糖具有低热值、甜味、稳定、安全无毒、粘度低、吸湿性大、不被胃肠道消化等理化特征以及具有改善肠道微生物区系、降低血清胆固醇和中性脂肪含量、改善血糖含量等生理功能.最近,国外研究人员又发现寡果糖还具有提高动物的兔疫性能、降低死亡率、促进生长、提高饲料利用效率和改善畜产品质量等功能.