极端嗜热菌的酶应用进展

极端嗜热菌一般在６０℃以上的环境中生长,其研究历史已持续一百多年。极端嗜热菌所产生的酶,因其耐高温（５０℃─９４℃）,酶活力性能稳定,已被广泛应用在聚合酶链反应,糖发酵,以及蛋白质、淀粉、纤维素和脂肪的分解等工艺技术方面,显示出了可喜的苗头。有关极端嗜热菌的基因结构及其嗜热机理正在探索之中,可以预见人们将采用酶工程技术,开发出更多的嗜热菌酶制剂市场。     

嗜热菌的耐热分子机制

对嗜热菌耐热机制在其细胞表层结构、ＤＮＡ螺旋的热稳定性和嗜热菌酶耐热性等方面的研究作一综述。     

嗜热菌——工业用酶的新来源

综述了嗜热菌和极端嗜热菌产生的热稳定性的淀粉酶、纤维素酶、环糊精酶、木聚糖酶、几丁质酶、葡萄糖异构酶、蛋白酶等的研究进展及其在食品、化工、环保等方面的应用前景。     

金属离子对嗜热菌BF80生长及苯酚降解的影响研究

探测了17种金属离子对嗜热菌BF80菌生长和降解苯酚的影响。结果表明：与对照相比, 0.01%的Cu2+、Zn2+、Co2+、Ba2+、Hg2+、Ni2+、Ag+ 和Al3+对嗜热菌BF80有强抑制作用; Cr2+对嗜热菌BF80的苯酚降解特性有强抑制作用, 而其生长量只受到一定的抑制作用; Sn2+、Fe2+、Fe3+和Pn2+ 对嗜热菌BF80的生长和苯酚降解有一定抑制作用, 该作用随金属粒子浓度的增加而增大; 低浓度Mn2+ 和Mo2+可以使其生长量增大且促进苯酚降解, 但超过0.1%的浓度则抑制其生长; Ca2+ 和Mg2+可以加速嗜热菌BF80的生长和降解苯酚的速率, 但对苯酚的最大降解率却几乎没有影响; Mo2+ 和Mn2+的复合作用使嗜热菌BF80的生长量更大, 但是苯酚降解率却比分别单独添加Mo2+ 和Mn2+时低。     

乳粉中嗜热菌污染研究进展

嗜热菌是乳粉中的常见污染菌,是影响乳粉品质的一个重要因素。本文综述乳粉中嗜热菌的种类、污染源对乳品工业的危害及其控制手段的研究进展,为国内相关领域研究提供参考。     

嗜热菌在纤维素乙醇中的研究进展及应用前景

利用纤维素生产乙醇的研究中,传统的中温微生物在基质范围、酶活性及热稳定性等方面存在不足,难以满足工业需求.嗜热菌具有独特的降解纤维素、半纤维素和生产乙醇的耐高温酶系和代谢途径,不但热稳定性高、而且底物范围广泛,在生物质能学领域有重要的研究价值和应用潜力.综述了在纤维素乙醇研究中具有潜力的嗜热菌的种类、特性、代谢机理和研究进展,并对嗜热菌的应用前景进行了分析与展望.     

小分子封闭提高固定化嗜热菌蛋白酶的热稳定性

为了提高固定化嗜热菌蛋白酶的热稳定性,在制备共价固定化嗜热菌蛋白酶的基础上,通过选择氨基酸和醇类小分子来封闭载体表面未反应的活化基团,并考察了固定化酶的催化活性及热稳定性。结果发现：L-Trp和L-Val封闭修饰固定化酶时,在80℃的水浴中加热150 min后其剩余活力仍为93.4%和98.6%,其效果约为未经小分子封闭的固定化嗜热菌蛋白酶的2倍。所筛选的几种小分子物质中,叔戊醇、L-Trp、L-Val及L-Ala不仅能提高固定化嗜热菌蛋白酶的热稳定性,而且也可以提高固定化酶的相对活力,从而更有利于其在工业生产中的应用。     

嗜热细菌

长期以来人们一直对嗜热菌注以极大兴趣,对嗜热菌的研究无论在理论上或在商业应用上都有极大意义。本文在大量有关嗜热细菌的最新文献的基础上,讨论了嗜热真细菌和嗜热古细菌的主要特性及其差别,并对嗜热细菌的多样性,生态学和进化进行了概括论述。     

温泉嗜热菌LY的分离鉴定及质粒的初步研究

目的:从海南温泉中分离鉴定嗜热微生物,并了解其生理生化特征,同时对其质粒进行初步研究.方法:稀释平板法分离嗜热菌;形态学、生理生化和分子生物学方法进行菌种鉴定;氯化铯超速离心法测定菌株(G+ C) mol％含量;利用吖啶橙消除菌株质粒并分析质粒消除前后的生物学特性.结果:获得1株温泉嗜热菌菌株LY,其最适生长温度在80 ～ 85℃之间,最适pH值为6.0,对链霉素、卡那霉素、四环素、氨苄青霉素、氯霉素敏感.结合形态学、生理生化测试和16S rRNA序列分析鉴定菌株为Bacillus sp.LY.菌株的(G+C)mol％含量为66.90％.菌株质粒大于3000 bp,质粒消除前后,其生物学特性无明显差异.结论:温泉嗜热菌LY可作为耐热候选菌株进行后续深入研究.     

一种有效的嗜热真菌杜邦嗜热菌靶向基因替代系统

以嗜热真菌杜邦嗜热菌Thermomyces dupontii NRRL 2155为研究材料,利用同源重组原理和真菌原生质体转化方法,以潮霉素抗性基因替换嗜热真菌目标基因,获得抗潮霉素的靶向基因敲除突变菌株。优化的遗传转化体系为：用15mg/mL裂解酶,在28℃下酶解2g杜邦嗜热菌菌丝5.5h以获得原生质体,经STC缓冲液洗涤重悬后,利用PEG（polyethylene glycol）介导的遗传转化方式,将10μg线性敲除全长片段转化至杜邦嗜热菌原生质体中,通过潮霉素筛选及PCR验证得到基因替换突变菌株,同源重组率达到20%。本研究首次将原生质体转化方法应用在杜邦嗜热菌,并成功建立稳定高效的基因替换体系,为快速构建杜邦嗜热菌的遗传转化体系和研究该嗜热真菌的基因功能提供有效方法。     

海南温泉嗜热菌的16S rDNA分析

目的:确定24株海南温泉嗜热菌菌株的分类地位。方法:Blastn分析菌株16S rDNA序列同源性;邻接法构建菌株16SrDNA序列系统发育进化树并分析菌株的进化位置;Clustax比对分析菌株的相似度和进化距离。结果:菌株LY5和LY4的16SrDNA序列与Geobacillus pallidus strain B1,partial sequence(GenBank:HM030740.1)的16S rDNA序列同源性分别为98%和97%,其他菌株的16S rDNA序列与Geobacillus subterraneus,strain R-35641(GenBank:FN428689.1)的16S rDNA序列的同源性均大于96%。Clustax比对分析表明26株菌16S rDNA序列前段(1～70bp)、中段(70bp～1 420bp)、后段(1 420～1 484bp)的相似度分别为40%、100%和60%,进化距离分析表明菌株GT7、LY4和LY5与其他菌株进化距离较远,其余菌株之间进化距离差异不明显。综上所述,初步将24株温泉嗜热菌鉴定为土芽孢杆菌属(Geobacillus sp.)。结论:16S rDNA序列分析可用于温泉嗜热菌的鉴定。     

高效嗜热聚磷菌的构建

以一株能聚磷但不耐热的芽孢杆菌和一株嗜热但不聚磷的嗜热菌为亲本,PEG诱导原生质体融合,筛选出2株既耐高温又能聚磷的融合菌株。对2株融合子进行传代培养,同时对未传代培养的融合子和传代培养后的融合子进行聚磷及耐热性测定,2株菌株的聚磷能力均比亲株高,其对无机磷的聚积能力分别为27.8%和5.8%,对有机磷的聚积能力分别为39.2%和56.1%,,耐热温度达55℃。该稳定的融合子具有嗜热和聚磷的双重遗传标记,可以作为研究基因重组的材料及高温生物除磷的生产菌株,对研究聚磷菌的聚磷机理和嗜热菌耐热机理,解决夏季污水处理曝气池发泡过多现象提供一定的依据。     

金属离子对嗜热菌BF80生长及苯酚降解的影响研究

探测了17种金属离子对嗜热菌BF80菌生长和降解苯酚的影响.结果表明:与对照相比,0.01%的Cu2 、Zn2 、CO2 、Ba2 、Hg2 、Ni2 、Al 0和Al3 对嗜热菌BF80有强抑制作用;Cr2 对嗜热菌BF80的苯酚降解特性有强抑制作用,而其生长量只受到一定的抑制作用;Sn2 、Fe2 、Fe3 和Pn2 对嗜热菌BF80的生长和苯酚降解有一定抑制作用,该作用随金属粒子浓度的增加而增大;低浓度Mn2 和Mo2 可以使其生长量增大且促进苯酚降解,但超过0.1%的浓度则抑制其生长;Ca2 和Mg2 可以加速嗜热菌BF80的生长和降解苯酚的速率,但对苯酚的最大降解率却几乎没有影响;Mo2 和Mn2 的复合作用使嗜热菌BF80的生长量更大,但是苯酚降解率却比分别单独添加Mo2 和Mn2 时低.     

嗜热菌玉米黄质在不同酸碱介质中对脂质体膜的稳定性

嗜热菌玉米黄质（thermozeaxanthins,TZS)是从嗜热菌的磷脂提取物中分离得到的胡萝卜素单葡萄糖脂肪酸酯化合物,具有两亲性结构,通过检测包裹在脂质体内的荧光物质的漏出程度,来评价在不同pH缓冲液中TZS对脂质体膜的影响。脂质体由天然卵磷脂（eggPC)、大肠杆菌磷脂酰乙醇胺（E.coliPE)或不同碳链长度和饱和度的二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）、二油酰磷脂酰胆碱（DOPC）磷脂形成,结果表明：在pH5.0的缓冲液中,含0.01molTZS的脂质体比单纯由磷脂形成的脂质体要稳定,在pH8.2和9.0的环境中,其稳定作用不明显;由eggPC或E.coliPE与TZS形成的脂质体的稳定性在同样条件下要优于由DPPC或DOPC与TZS形成的脂质体。在pH6.5的缓冲液中,含有TZS的脂质体与对照脂质体的稳定性相近。TZS对脂质体的影响取决于TZS与磷脂双层膜的相互“匹配”,邓与磷脂的脂肪烃链的长度、饱和度有关。     

嗜热菌Anoxybacillu sp.产淀粉酶培养基优化及产酶条件研究

目的：对产淀粉酶嗜热菌Anoxybacillu sp.菌株进行培养基优化及产酶条件研究,以便提高菌株的产酶能力,并为下一步菌 株的诱变育种研究提供基础。方法：常规方法液体培养菌株,用平板初筛和DNS法复筛选择产淀粉酶能力较高的菌株;单因素筛 选培养基最适的碳源、氮源、Ca2+浓度和Mg2+浓度,对单因素筛选的最佳碳源、氮源、Ca2+和Mg2+的三个较佳浓度进行四因素三 水平正交试验优化培养基;对培养基不同pH值及不同培养温度进行培养条件研究。结果：产淀粉酶菌株筛选结果显示：六株菌中 淀粉酶酶活力值最大的是菌株Anoxybacillu sp.DL4,差异有统计学意义（P＜0.05）。培养基单因素筛选结果显示：最适碳源为麦芽糖、最适氮源为 硝酸铵、最适Ca2+、Mg2+浓度均为0.02%,差异有统计学意义（P＜0.05）。培养基优化结果显示：C 源0.1 %,N源0.2 %,Mg2+ 0.04%, Ca2+ 0.04 %为最佳的培养基成分组合。产酶条件筛选结果显示：培养基pH 值为6、培养温度为55 ℃时菌株产酶水平最高,差异有 统计学意义（P＜0.05）。结论：培养基的优化及最适的产酶条件能提高嗜热菌Anoxybacillu sp.DL4 产淀粉酶能力,Ca2+、Mg2+离子 对菌株产淀粉酶有促进作用。     

耐热型α-葡萄糖苷酶基因在大肠杆菌中的克隆及表达

应用PCR法从火山口嗜热菌中克隆出了α-葡萄糖苷酶基因,并将该基因导入大肠杆菌,获得了稳定表达的大肠杆菌菌株。同时对其表达产物进行了酶学性质分析。结果表明：该基因长1587bp,编码501个氨基酸,为新舡葡萄糖苷酶同源基因,已将该序列在Genbank中登记;其表达产物经SDS-PAGE分析表明,相对分子质量约为66kD;该α-葡萄糖苷酶的最适温度为90℃,最适pH值为7．0,在80℃放置3h,酶活仍能达到94％以上。结果表明该酶具有优良的耐热性,将有广泛的工业应用前景。     

几种分子生物学方法在菌种鉴定中的应用

REP-PCR指纹法、PCR-RFLP分析法、16S rDNA序列分析法在生物多样性研究、菌种鉴定、及微生物资源的开发应用中得到了广泛的应用,但最高分辩能力及适用性各不相同。该文采用上述方法对从厦门温泉分离刊的嗜热菌进行了鉴定分析,并对GeneBank数据库中的同源性较近的细菌16S rDNA序列进行比较,结果发现：在这三种鉴定方法中,REP-PCR法最简单,分辨能力最强,可鉴别16S rDNA序列同源性大于99.5％甚至完全相同的不同菌株;16S rDNA分析能快速准确地对微生物进行分类鉴定,它在分类学中的核心地位不可替代,但当16S rDNA序列同源性大干99.5％时难以获得准确的鉴定结果;PCR-RFLP法分辨力弱,可用于种到属水平的研究,16S rDNA序列相似性在96％以上,酶切图谱就难以区分了,但在不经过微生物分离培养的原位微生物多样性的研究中仍具有重要的作用。     

超嗜热羧酸酯酶的性质和应用研究

摘要 来源于超嗜热菌的超嗜热羧酸酯酶,结构上与激素敏感性脂肪酶(HSL)家族近似,属于α/β-水解酶,但是其空间结构比HSL更加紧密而有韧性,具有很强的热稳定性。性质研究表明,温度和有机溶剂对超嗜热羧酸酯酶的活性和对映选择性影响显著;其最适底物一般是对硝基苯酯,部分酯酶的基因含有GGGX基序,能够水解叔醇酯结构。由于超嗜热羧酸酯酶的独特结构和性质,其应用潜力巨大,尤其在拆分手性的外消旋酯方面独具优势。     

人绒毛膜促性腺激素酶解片段抗原性的研究

 本文应用制备电泳从人绒毛膜促性腺激素(hCG)的嗜热菌蛋白酶酶解混合物中,分离制备出了三个hCG酶解片段。经聚丙烯酰胺凝胶电泳和酶标免疫染色鉴定,表明它们具有较高纯度。用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定了这三个hCG酶解片段的表观分子量分别为4.35×10~4,4.20×10~4和4.00×10~4;而完整hCG分子的表观分子量为4.75×10~4。用DNS-Cl法测知这三个酶解片段各含有两个N末端氨基酸,分别为Leu/Gly,Ile/Gly和Val/Gly,这些末端与完整hCG的N末端氨基酸不同。用ELISA法测定了这三个酶解片段对抗hCG单克隆抗体9C_2的反应性,发现它们的抗原活性分别是完整hCG分子的1.44倍、1.50倍和1.63倍。表明经酶解后,片段的抗原活性有所提高,这可能是其抗原决定区经酶解后向外暴露,使单克隆抗体更加可及之故。     

超嗜热菌中逆促旋酶的研究进展

逆促旋酶是存在于超嗜热菌中的一种能够诱导ＤＮＡ形成正性超螺旋的ｔｙｐｅ Ｉ－５’拓扑异构酶。基因测序结果显示其具有典型的二区域结构：位于氨基末端的类解旋酶区与位于羧基末端的拓扑异构酶Ｉ区。２个区域共同作用催化ＤＮＡ形成正性超螺旋。系统发育学分析表明,目前所有已知的逆促旋酶共同形成了一个ｔｙｐｅ Ｉ－５’拓扑异构酶的新分支－ＴｏｐＲ。