倭蜂猴粪便微生物苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因多样性研究

【目的】分析倭蜂猴粪便微生物中苯酚羟化酶(Phenol hydroxylase,PH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶(Catechol 1,2-dioxygenase,C12O)的基因多样性。【方法】利用简并引物,以倭蜂猴粪便微生物宏基因组DNA为模板,通过PCR扩增,分别构建PH和C12O基因克隆文库,并对克隆进行测序分析。【结果】倭蜂猴粪便微生物来源的PH和C12O基因序列经BLAST比对分析,与GenBank中相应酶的序列一致性分别介于92%?100%和87%?100%。系统进化树分析表明PH基因序列与Neisseria、Burkholderia、Alcaligenes、Acinetobacter 4个属来源的PH序列相关;C12O基因序列全部与Acinetobacter来源的C12O序列相关。序列比对结果表明PH序列具有LmPH (Largest subunit of multicomponent PH)中高保守的两个DEXRH结构域;C12O序列具有能被Ag+和Hg2+抑制的位点(半胱氨酸)。【结论】倭蜂猴粪便微生物来源的PH为多组分PH,其降解苯酚的中间产物邻苯二酚可以被C12O通过邻位开环途径裂解。     

粪便微生物宏基因组来源的热稳定性邻苯二酚1,2-双加氧酶异源表达及酶学性质

【目的】克隆倭蜂猴粪便微生物宏基因组的邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对该酶进行异源表达及酶学特性研究。【方法】利用宏基因组高通量测序技术获得cat PLCgl,并对其氨基酸序列进行分析。将cat PLCgl重组到载体p EASY-E2中并转化到大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,研究其酶学性质。【结果】cat PLCgl全长852 bp,G+C含量48%,编码283个氨基酸,理论分子量为33.56 k D。重组Cat PLCgl酶学性质分析显示最适作用p H为7.0,其中在p H 7.0–10.0范围内处理1 h后,酶活剩余90%以上;最适作用温度为40°C,在25°C和40°C条件下稳定性较好,耐受210 h酶活性几乎不变。重组酶在最适条件下的动力学参数K_m、V_(max)和k_(cat)分别为24.9μmol/L、8.3 mmol/(min·g)和13.7 s~(-1);Fe~(2+)、Hg~(2+)、Cu~(2+)、Triton X-100、SDS、Ag+强烈抑制该酶活性,而其它金属离子及有机试剂影响较小。【结论】从倭蜂猴粪便微生物宏基因组中克隆得到邻苯二酚1,2-双加氧酶基因cat PLCgl,并对重组Cat PLCgl酶学性质进行研究,该酶具有较好的热稳定性和耐碱性,在降解环境中的邻苯二酚和生产顺,顺-己二烯二酸方面具有应用潜力。     

胃肠道微生物及其分子生态学技术研究进展

由于与人类健康和疾病密切相关,胃肠道微生物研究已成为当今的热点研究领域。目前研究的分子手段已经从单纯的分析微生物群落结构组成,发展到通过宏转录组学、宏蛋白组学和代谢组学等"组学"技术揭示胃肠道微生物群落的相应功能。本文结合我们的研究工作,综述了国内外胃肠道微生物及其分子生态学技术的研究进展。     

糖胺聚糖降解菌株的筛选及鉴定

以土壤为材料,用透明质酸和硫酸软骨素为唯一碳源富集分离菌株,通过BSA-乙酸平板显色法及比色定糖法进行筛选。从80份土壤中筛选出13株糖胺聚糖降解活性的菌株并对其进行了16S rDNA测序鉴定。结果表明,筛选到13株糖胺聚糖降解菌株均具有透明质酸酶和硫酸软骨素酶活性;获得8株尚未报导过的产糖胺聚糖降解酶活性菌株。本研究为开发新型的糖胺聚糖降解酶提供参考。     

宏基因组学在纤维素酶研究中的应用进展

纤维素酶能降解纤维素,被广泛应用于生物修复、食品加工、化工合成等领域,开发高活力、广底物、耐高温高碱等极端条件的新型纤维素酶具有重要意义。宏基因组学以特定环境样品中微生物的基因组总和为研究对象,避开传统的微生物分离培养过程,为基因资源的开发、利用提供了新技术。文中结合本课题组的研究工作,综述了利用宏基因组学获取纤维素酶的策略,同时着重介绍利用宏基因组学从动物胃肠道、土壤等环境中获取纤维素酶的研究。     

滇金丝猴粪便微生物GH10家族木聚糖酶基因多样性

【目的】分析滇金丝猴粪便微生物中GH10家族木聚糖酶的基因多样性。【方法】以野生和半圈养滇金丝猴粪便微生物宏基因组DNA为模板,用GH10木聚糖酶简并引物扩增木聚糖酶基因片段,利用p MD19-T载体构建细菌克隆文库并进行分析。【结果】从野生和半圈养滇金丝猴粪便微生物克隆文库中分别获得26、28条GH10木聚糖酶基因片段,与Gen Bank中木聚糖酶序列一致性分别介于58%-95%、63%-81%之间。比对分析表明,两种环境中的GH10木聚糖酶均来自厚壁菌门、拟杆菌门和未培养细菌。野生滇金丝猴粪便微生物的GH10木聚糖酶基因来源于Uncultured bacterium和Butyrivibrio、Bacteroides、Ruminococcus、Sphingobacterium、Chryseobacterium、Clostridium、Bacillus 7个属;而半圈养滇金丝猴粪便微生物的GH10木聚糖酶基因来源于Uncultured bacterium和Clostridium、Paludibacter、Sphingobacterium、Ruminococcus、Roseburia、Chryseobacterium 6个属,其中两种环境都存在来源于Ruminococcus、Clostridium、Chryseobacterium、Sphingobacterium的GH10木聚糖酶。【结论】滇金丝猴粪便微生物中含有丰富的GH10木聚糖酶基因,且野生和半圈养两种不同环境中GH10木聚糖酶基因的微生物来源存在一定差异。该研究丰富了动物胃肠道中GH10木聚糖酶基因多样性,并为新型木聚糖酶的开发和滇金丝猴胃肠道微生物资源的利用奠定了基础。