绿色木霉粗纤维素酶液水解壳聚糖的研究

利用自制绿色木霉粗纤维素酶液降解壳聚糖制备低聚壳聚糖.采用粘度法、乙酰丙酮法和还原糖浓度分析,研究了温度、pH值及反应时间等因素对壳聚糖水解程度和产物相对分子质量的影响,并采用质谱法对水解产物进行定性分析.结果表明,粗纤维素酶液水解壳聚糖作用的最适pH为5.0、最适反应温度为50 ℃、最适反应时间为12 h.粗纤维素酶...     

海洋微生物纤维素酶的研究进展及其应用

海洋极端酶因在极端环境中具有更高的酶活性及更好的稳定性,因而具有重要的理论价值和工业应用前景.随着海洋微生物极端酶的研究开发,海洋微生物纤维素酶的研究也逐渐受到学者们的关注,并取得了较大进展.综述迄今为止分离出的产纤维素酶的海洋微生物种群及其酶学特性,海洋微生物纤维素酶基因克隆与表达的国内外研究现状,分析海洋微生物纤维素酶潜在的应用价值及未来发展前景.     

一株纤维素降解真菌的筛选、鉴定及酶学性质分析

通过对富含枯枝败叶的土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基初筛和酶活测定复筛得到产纤维素酶的一株真菌,将其命名为GC2-2,并对该菌株进行鉴定及酶学性质研究。结果表明该菌株是一株耐高温、碱性纤维素酶的真菌GC2-2。通过18S rDNA分子克隆测定,该菌为球孢枝孢菌,其滤纸酶的活力优于CMC酶的活力。该菌所产酶的最适反应条件为温度35°C,最适pH值7.5。     

交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DY3菌株产内切葡聚糖酶的性质研究及基因克隆

从深海样品ESO109中分离到一株具有高内切葡聚糖酶活力的细菌DY3,16SrDNA序列分析表明该菌与交替假单胞菌属(Pseudoalteromonas sp．)的Pseudoalteromonas citrea和Pseudoalteromonas elyakovii的同源性为99％。PCR扩增DY3的内切葡聚糖酶基因celX全长1479bp,编码一个492AA的蛋白质。酶的氨基酸序列分析表明CelX与Rseudoalteromonas haloplanktis的内切葡聚糖酶CelG有95％的相似性,包括一个糖基水解酶家族5的催化结构域,一个连接序列和位于C端的的CBM5结构域。对酶性质的初步研究发现,CelX的最适温度为40℃,酶的最适pH在6～7之间。     

里氏木霉VPS13基因缺失对菌丝分支、生孢和纤维素酶产量的影响

【目的】丝状真菌里氏木霉是纤维素酶生产的主要工业真菌。纤维素酶分泌过程中的蛋白运输途径是控制大量纤维素酶成功输出的重要环节,因此,研究蛋白分泌途径的特定靶标基因功能将有助于鉴定纤维素酶运输分泌过程的关键调控因子。本研究借助基因敲除方法将里氏木霉液泡蛋白分选相关基因VPS13缺失,分析了该基因缺失对菌株生长、生孢尤其是纤维素酶分泌的影响。【方法】利用Double-joint PCR技术和同源重组策略构建里氏木霉VPS13基因缺失突变株,通过菌丝培养、显微观察、生孢检测、蛋白与酶活测定,系统比较VPS13基因敲除前后菌株的生长特征、菌丝形态、孢子形成、蛋白分泌以及纤维素酶活等。【结果】成功获得两株VPS13基因缺失株。与出发菌株相比,该基因突变后菌丝蔓延速率明显减慢,但菌体生物量在对数生长期后显著增多。通过显微观察,发现该基因缺失株菌丝更加密集,分支明显增多。此外,该基因缺失也导致菌株生孢延迟。纤维素底物平板分析发现VPS13基因缺失株菌落周围透明圈更加清晰,且透明圈圈径比是出发菌株的4倍,说明降解纤维素的能力有明显提高。进一步的液体发酵实验结果显示,该基因缺失导致蛋白产量及纤维素酶活力分别提高16.4%和21.9%。【结论】里氏木霉VPS13基因在菌丝生长、生孢、蛋白分泌等不同生物学过程中具有功能多样性,且该基因在菌种改良上可以作为提高纤维素酶产量的重要靶点。     

木质纤维素降解酶生产菌株的遗传改造及应用

通过纤维素酶将木质纤维素向生物新能源的转化对经济社会的可持续发展具有重要意义,被用于纤维素酶制剂工业化生产的微生物大多属于丝状真菌,但丝状真菌的遗传操作困难,且纤维素酶诱导机制尚未阐明,严重制约了纤维素酶高产菌株选育与应用。本文综述了近年来纤维素酶高产菌株遗传操作方法的进展,重点论述了丝状真菌合成纤维素酶过程中的信号感应、信号传导、转录调控的研究,通过理性改造以提高纤维素酶生产菌株的产酶能力,并且总结展望了丝状真菌在工业生产中的应用。     

纤维素降解菌L-06的筛选、鉴定及其产酶条件的分析

从用于堆肥的水稻秸秆中初筛出一株高效纤维素降解菌L-06, 根据18S rRNA基因序列和菌株形态分析, 初步鉴定该菌为斜卧青霉(Penicillium decumbens)。研究了液体发酵培养基中氮源、碳源、表面活性剂、培养温度、起始pH以及接种量对该菌株各纤维素酶活力的影响。在最适条件下, 该菌的b-葡萄糖苷酶(BGL)、外切纤维素酶(CBH)于培养第3天酶活力分别达到1662 u/mL和2770 u/mL; 内切纤维素酶(EG)、滤纸糖化力(FPase)于培养第4天酶活力分别达到18064 u/mL和4035 u/mL。在产酶优化实验中, 该菌的EG和CBH在pH10的培养条件下分别保持了70%和43%的酶活性; 在50oC培养条件下EG和CBH分别保持了68%和59%的酶活性。表现出了耐热, 耐碱的特性。     

匍枝根霉纤维二糖合成酶胞内糖基供体的初探及结构功能研究

纤维二糖可有效诱导丝状真菌产纤维素酶,前期研究表明匍枝根霉Rhizopus stolonifer TP-02具有纤维二糖合成酶(CBS),可以尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)为糖基供体合成纤维二糖,从而开启纤维素酶的自诱导合成途径。为研究R. stolonifer中纤维二糖的胞内合成途径,通过重叠PCR在GDP-葡糖焦磷酸化酶基因ggp中引入硫胺吡啶抗性基因ptrA,分别转化原菌TP-02和△ugp突变株,构建△ggp和△ugp/△ggp突变株。利用液质联用(LC-MS)检测突变株的胞内糖组分,发现ggp的缺失对胞内纤维二糖合成的影响较弱,但同时缺失ugp则将直接导致二糖合成受阻。RT-qPCR结果显示△ggp突变株中纤维素酶基因转录水平较原株TP-02下调20%左右,而△ugp/△ggp突变株中被测基因的转录水平则出现了高达80%左右的下调。同时对突变株纤维素酶表达水平进行研究,发现△ugp/△ggp突变株中几乎检测不到纤维素酶活力。结果显示,UDPG为R. stolonifer胞内合成纤维二糖的主要糖基供体,而GDPG可能是UDPG的替代物,在UDPG不足时维持胞内二糖合成。此外,利用生物信息学方法对CBS结构功能深入分析,经丙氨酸扫描确定其合成纤维二糖的关键作用残基为Asp210和Asp300,为后续进一步研究及理性改造提供方向和理论依据。     

茶树新梢中纤维素酶活性及相关基因表达差异分析

为了解茶树新梢中纤维素酶的生理特征,对3个茶树(Camellia sinensis)品种新梢中纤维素酶活性的变化和相关基因的表达进行了研究。结果表明,3个茶树品种新梢中的纤维素酶活性差异显著,‘平阳特早’和‘凫早2号’随着叶片成熟度增加,内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶活性升高,‘舒茶早’则相反。β-葡萄糖苷酶活性在3个茶树品种都是在一芽三叶时期最低,且幼嫩部位的酶活性高于成熟部位,但其酶活性高于外切葡聚糖酶活性。半定量RT-PCR结果表明,5个纤维素酶相关基因在3个茶树品种新梢中均有表达,有2个β-葡萄糖苷酶同源基因的表达量差异显著。因此,纤维素酶可能在茶叶的品质形成中起作用。     

一株高效降解纤维素菌株的筛选及其产酶能力研究

目的筛选并鉴定一种产纤维素酶能力较高的菌株,为纤维素的高效利用贮备菌源。方法用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)平板筛选产纤维素酶菌株,通过LB培养基对其进行纯化,16SrDNA基因序列分析其分类地位,3,5-二硝基水杨酸法(DNS)测定其产酶能力。结果分离纯化得到的产纤维素酶菌株(S1)为芽胞杆菌属(Bacillus genus)的短小芽胞菌,在最佳产酶条件下产酶含量达到1 204U/mL,产纤维素酶能力与里氏木霉(Trichoderma reesei)相当,但其产酶速率较里氏木霉低。结论 S1是一株产纤维素酶能力较高的菌株,产酶条件温和,初步鉴定为一种新种,具有较高研究及应用价值。