Alkalitalea saponilacus产木聚糖酶的碳源优化及酶学特性

【目的】确定厌氧盐碱细菌Alkalitalea saponilacus产木聚糖酶所需的碳源,优化木聚糖粗酶的提取条件并分析酶学性质。【方法】应用GC技术分析A.saponilacus发酵木聚糖的主要产物;利用二硝基水杨酸法(DNS)测定木聚糖酶活力以获得最优的碳源、提取粗酶的最佳条件及其酶学特性。【结果】A.saponilacus以不同来源木聚糖为底物时,发酵产生的主要产物丙酸含量都在80%以上。若以0.4%(W/V)蔗糖+0.1%(W/V)桦木木聚糖为复合碳源时,木聚糖酶活力是以桦木木聚糖或者蔗糖为单一碳源时的3.2倍。木聚糖酶的酶活力在盐度2%–6%、pH 7.0和55°C达到最佳且在该条件下的酶活力为590 IU/mg。此外,该酶活力在0.2%Tween 20存在时增加,而在5 mmol/L Mg~(2+)和0.2%Triton X-100存在时无显著影响,但在Cu~(2+)、Fe3+和Ni~(2+)等金属离子存在时则被显著抑制。【结论】A.saponilacus发酵主产物丙酸以及生物合成的木聚糖酶在工业生产中具有广泛的应用前景。     

嗜盐细菌中四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶的生物合成及其生物学功能

在嗜盐细菌盐适应中,四氢嘧啶(1,4,5,6-四氢-2-甲基-4-嘧啶羧酸)和羟基四氢嘧啶(1,4,5,6-四氢-2-甲基-5-羟基-4-嘧啶羧酸)发挥着十分重要的作用。四氢嘧啶的生物合成以L-天冬氨酸-β-半醛(ASA)为底物,依次由2,4-二氨基丁酸转氨酶(EctB),2,4-二氨基丁酸乙酰基转移酶(EctA)和四氢嘧啶合成酶(EctC)催化反应,分别生成L-2,4-二氨基丁酸(DABA),N-乙酰-L-2,4-二氨基丁酸(ADABA)和四氢嘧啶。羟基四氢嘧啶则由四氢嘧啶羟化酶(EctD)将四氢嘧啶羟基化产生。通常,四氢嘧啶合成基因以ectABC基因簇的形式存在,而羟基四氢嘧啶合成基因ectD单独存在。四氢嘧啶生物合成基因在微生物菌株和转基因经济作物中的表达可以提高其耐盐碱旱等抗逆能力,羟基四氢嘧啶合成基因的表达可以增强宿主耐热和耐干燥的能力。四氢嘧啶类相容性溶质的生物学功能及其潜在应用已成为前沿性研究热点。     

嗜盐菌中甘氨酸甜菜碱的合成途径及其生物学功能

在嗜盐菌长期的盐适应或短期的盐胁迫过程中,甘氨酸甜菜碱(又名三甲基甘氨酸,N,N,N-trimethylglycine)发挥着极为重要的作用。甘氨酸甜菜碱在嗜盐菌中的生物合成有2种途径:胆碱氧化途径和甘氨酸甲基化途径。前者以胆碱为底物,由胆碱脱氢酶(cholinedehydrogenase,BetA)和甜菜碱乙醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BetB)经2次氧化生成甜菜碱;后者以甘氨酸作为底物,由甘氨酸肌醇甲基转移酶(glycine sarcosine N-methyltransferase,GSMT)和肌氨酸二甲基甘氨酸甲基转移酶(sarcosine dimethylglycine N-methyltransferase,SDMT)经3次N-甲基化生成甜菜碱。目前在JGI-IMG和EZBioCloud数据库中公布了134株嗜盐菌标准菌株的全基因组序列。其中,约56.0%的嗜盐细菌和约39.6%的嗜盐古菌拥有胆碱氧化途径所需的2个基因;约9.7%的嗜盐细菌和约0.7%的嗜盐古菌携带甲基化途径所需的2个基因。其中,8株嗜盐细菌同时拥有胆碱氧化途径和甘氨酸甲基化途径所需的全部基因。甘氨酸甜菜碱生物合成基因在典型微生物菌株或经济作物中的表达可以提高其耐盐抗逆能力,这种独特的优势已经引起科学家们强烈的兴趣,相信未来,嗜盐菌中甘氨酸甜菜碱生物合成领域内的科学理论和技术应用会有重大的突破。     

松嫩平原盐碱土细菌群落结构及环境互馈关系

【背景】松嫩平原盐碱土中孕育着能抗衡外界盐碱双重胁迫的细菌群。【目的】通过分析松嫩平原盐碱土的理化性质、细菌群落组成及其主控环境因子,为阐明未培养细菌在盐碱土的生物地球化学循环过程中的作用和定向培养功能细菌提供数据支持。【方法】以松嫩平原西部的黑龙江省大庆和吉林省的松原、白城3个地区采集的21份盐碱土样为样本,以细菌16S rRNA基因V4高变区为靶向序列,应用Illumina MiSeq平台,结合生物信息学手段进行深入解析。【结果】松嫩平原盐碱土属于“苏打型（Na₂CO₃和NaHCO₃）”,主要含Na⁺和K⁺及HCO₃^-,pH范围为8.47–10.40。黑龙江省大庆市萨尔图区DC11样本细菌的多样性最高,而黑龙江省肇州县DC2样本的多样性最低。21个样本中的细菌群被归为26个门423个科845个属。其中,以放线菌门（47.3%）、变形菌门（30.3%）、绿弯菌门（7.5%）、芽单胞菌门（7.0%）、拟杆菌门（2.5%）、厚壁菌门（1...