Bacillus pumilus WL-11木聚糖酶A的纯化、鉴定及其底物降解方式

对一株BacilluspumilusWL_11木聚糖酶的纯化、酶学性质及其底物降解模式进行了研究。经过硫酸铵盐析、CM_Sephadex及SephadexG_75层析分离纯化,获得一种纯化的WL_11木聚糖酶A ,其分子量为2 6 0kD ,pI值9 5 ,以燕麦木聚糖为底物时的表观Km 值为16 6mg mL ,Vmax值为12 6 3μmol (min·mg)。木聚糖酶A的pH稳定范围为6 0至10 4 ,最适作用pH范围则在7 2至8 0之间,是耐碱性木聚糖酶;最适作用温度为4 5℃～5 5℃,在37℃、4 5℃以下时该酶热稳定性均较好;5 0℃保温时,该酶活力的半衰期大约为2h ,在超过5 0℃的环境下,该酶的热稳定较差,5 5℃和6 0℃时的酶活半衰期分别为35min和15min。WL_11木聚糖酶A对来源于燕麦、桦木和榉木的可溶性木聚糖的酶解结果发现,木聚糖酶A对几种不同来源的木聚糖的降解过程并不一致。采用HPLC法分析上述底物的降解产物生成过程发现木聚糖酶A为内切型木聚糖酶,不同底物的降解产物中都无单糖的积累,且三糖的积累量都较高;与禾本科的燕麦木聚糖底物降解不同的是,木聚糖酶A对硬木木聚糖降解形成的五糖的继续降解能力较强。采用TLC法分析了WL_11粗木聚糖酶降解燕麦木聚糖的过程,结果表明燕麦木聚糖能够被WL_11粗木聚糖酶降解生成系列木寡糖,未检出木糖,这说明WL_11主要合成内切型木聚     

计算机模拟短小芽孢杆菌木聚糖酶与底物木聚糖的对接

克隆测序短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)木聚糖酶基因,在同源建模所得三维结构的基础上寻找底物结合可能的活性口袋,用计算机模拟其与底物木聚糖的对接,预测酶与催化反应过程的关键氨基酸残基。所得的信息对木聚糖酶的定向改造有重要意义。     

计算机模拟短小芽孢杆菌木聚糖酶与底物木聚糖的对接

克隆测序短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）木聚糖酶基因,在同源建模所得三维结构的基础上寻找底物结合可能的活性口袋,用计算机模拟其与底物木聚糖的对接,预测酶与催化反应过程的关键氨基酸残基。所得的信息对木聚糖酶的定向改造有重要意义。     

耐碱性木聚糖酶基因在短小芽孢杆菌中高效分泌表达的研究

从木聚糖酶高产短小芽孢杆菌 (Bacilluspumilus)BP5 1中克隆得到木聚糖酶基因xynA ,将其构建在芽孢杆菌表达载体pWH1 5 2 0中得到重组质粒pWSX1 1。xynA由木糖诱导xylA启动子调控xynA表达。采用同源高效表达策略 ,以原生质体转化方法将pWSX1 1转回原始菌株BP5 1中 ,获得重组菌株BPX1 1。通过木糖诱导重组菌株中的xy nA基因高效分泌表达 ,使木聚糖酶产酶活力比原菌株BP5 1提高了 87% ,同时对重组表达的木聚糖酶的酶学性质进行了初步研究     

地衣芽孢杆菌H-1的鉴定及其产木聚糖酶性质的研究

本实验室分离到一株木聚糖酶高产菌,经形态、生理以及生化鉴定,确认为地衣穿孢杆菌,定名为H-1。对H-1的胞外木聚糖酶进行初步的研究。从碳源利用方面,认为 H-1的木聚糖酶为组成型合成。木聚糖和纤维二糖对它有诱导作用,而木糖和葡萄糖对酶的产生有阻抑作用。对酶解产物分析表明,有小分子糖产生、但并非都是单糖。H-1胞外木聚糖酶经60％硫酸铵沉淀,过DEAE-50柱,以及超过滤,得到了部分纯化酶。该酶作用的最适pH为7.6,在pH4～5范围较为稳定;最适温度为50℃; 70℃25min则完全失活。米氏常数为10.42×10~(-3)g/ml,最大反应速度为0.345μmol/min。2mM Ag~+使酶活增加了1.5倍,2mM EDTA抑制了 22％的酶活性,而2mM Cu~(++)则使酶完全失活。     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株,其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79U/mL,纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌,命名为Bacillus sp.QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14,并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃,最适pH为9.2;55℃处理1h仍保持50%的活力;在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力,且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活,显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定,提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

地衣芽孢杆菌H—1的鉴定及其产木聚糖酶性质的研究

本实验室分离到一株木聚糖酶高产菌,经形态、生理以及生化鉴定,确认为地衣芽孢杆菌,定名为Ｈ－１。对Ｈ－１的胞外木聚糖酶进行初步的研究。从碳源利用方面,认为Ｈ－１的木聚糖酶为组成型合成。木聚糖和纤维二糖对它有诱导作用,而木糖和葡萄糖对酶的产生有阻抑作用。对酶解产物分析表明,有小分子糖产生、但并非都是单糖。Ｈ－１胞外木聚糖酶经６０％硫酸铵沉淀,过ＤＥＡＥ－５０柱,以及超过滤,得到了部分纯化酶。该酶作用的     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株, 其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79 U/mL, 纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌, 命名为Bacillus sp. QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14, 并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃, 最适pH为9.2; 55℃处理1h仍保持50%的活力; 在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力, 且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活, 显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定, 提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

木聚糖酶高产菌株Bacillus pumilus H—101的筛选及产酶条件的研究

从34株细菌中筛选到一株木聚糖酶高产菌株BacilluspumilusH－101。适宜的产酶培养基含2．0％小麦秸半纤维素、0．2％（NH4）2SO4、0．1％NH4NO3、0.1％K2HPO4、0．01％MgSO4·7H2O、0.02％NaC1、0.02％CaCl2·2H2O和1.0％的酵母膏。在上述培养基中,32℃振荡培养48h,总半纤维素酶活力达235．6u／ml,木聚精酶活力达1164．2u／ml酶反应的最适温度为50℃,最适酸碱度为pH6．5;Na 、Mg2 等离子可提高木聚精酶的水解活性,而Zn2 、Cu2 等离子则对木聚糖酶活性有明显的抑制作用。     

球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)对抗生素的抗性

考查了27株球形芽孢杆菌有毒株对青霉素、链霉素、四环素、氯霉素、红霉素、卡那霉素、庆大霉素、麦迪霉素、核糖霉素、利福平、吖啶黄、磺胺和迭氮钠的自然抗性。结果表明,所有菌株对高浓度的链霉素和迭氮钠及低浓度的氯霉素有抗性,大部分菌株对四环素有抗性。所有菌株对所考查的其它几种抗生素敏感。     

一株苯酚降解菌的分离与鉴定

目的：筛选能高效降解苯酚的微生物,并进行初步鉴定。方法：从某焦化厂排水沟采集污泥,通过逐步驯化筛选苯酚降解菌株;利用形态观察、生理生化检测、16SrDNA序列分析进行初步鉴定。结果：筛选获得1株苯酚降解菌JDM-2—1,该菌能够以苯酚为惟一碳源,耐酚能力高达2200mg／L,在30℃和pH7．0条件下,42h内能将800mg／L的苯酚彻底降解;初步鉴定其为球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus）。结论：菌株JDM-2-1是一株高效降解苯酚的球形芽孢杆菌。     

酸性半纤维素降解细菌的筛选与鉴定

从南方酸性水稻土和腐烂秸秆中采集样品,经初筛、复筛获得4株产生明显水解圈且D/d值较大同时传代效果稳定的酸性半纤维素降解细菌。DNS法测定4株细菌半纤维素酶活力,最终结合其产酶速度及酶活大小得到菌株NB8,液体摇瓶发酵72 h其半纤维素酶活达85.12 U/mL。经形态学观察和生理生化指标测定,初步确定该菌为芽胞杆菌属。结合16S rDNA基因序列分析结果,可以初步鉴定NB8为短小芽胞杆菌(Ba-cillus pumilus)。     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因启动子的克隆、鉴定及其应用

利用TAIL-PCR(Thermal asymmetric interlaced PCR)从短小芽孢杆菌基因组中扩增到碱性蛋白酶基因编码区上游的启动子片段。对该片段的序列测定和分析表明, 此片段长797 bp, 但与基因表达有关的序列长约390 bp。对启动子片段进行不同长度的缺失突变, 以获得最小的基因启动子片段, 结果表明, 该基因起始密码子上游约160 bp的DNA片段就可以启动基因的表达。将含有该片段的碱性蛋白酶基因WApQ3插入大肠杆菌-芽孢杆菌穿梭质粒载体pSUGV4中, 构建了碱性蛋白酶基因表达质粒pSUBpWApQ3。将该质粒分别转入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌中表达, 可在胞外检测到碱性蛋白酶活性, 最高酶活分别为466.5 U/mL和3060 U/mL。     

嗜碱菌(Bacillus sp.) ZBAW6的木聚糖酶的分离纯化及其性质

通过硫酸铵分级沉淀,阴离子交换层析,凝胶过滤3步从嗜碱菌Bacillus sp. ZBAW6纯化了木聚糖酶。结果表明该酶分子量为45kD。N末端序列为DPFAAAVAPL。在pH5.5～10.5范围内均具有较高酶活性和稳定性;最适反应温度为65℃,酶活力基本不变。该酶作用于Beechxylan的Km为0.11mg/mL,Vmax为 23.89μmol/(min·mg)。 Hg2+对该酶有强的抑制作用。     

碱性木聚糖酶产生菌的筛选、XynG1-3基因克隆表达及酶学性质研究

从造纸厂周边碱性土壤中分离、筛选到一株产碱性木聚糖酶的细菌G1-3,根据形态和生理、生化特性并结合16SrDNA序列分析,鉴定菌株G1-3为短小芽孢杆菌,命名为Bacillus pumilus G1-3.利用克隆表达载体pET-22b(+),实现了Bacillus pumilus G1-3碱性木聚糖酶基因XynG1-3在E.coli BL21中的表达.经氨基酸序列分析,木聚糖酶XynGl-3属于GH11家族的小分子木聚糖酶.重组木聚糖酶XynG1-3经镍离子亲和层析一步纯化后,获得凝胶电泳条带单一的蛋白样品,经SDS-PAGE检测其分子量为24 kD.对酶学性质进行分析,重组酶XynG1-3最适作用温度为55℃,最适作用pH为8.0;该酶在60℃保温1h,残余酶活保持为原来的56％,pH作用范围较广,在pH10.0下保存1h,残余酶活仍能保持75％,为耐碱性木聚糖酶.     

高产木聚糖酶菌株筛选、鉴定及产酶条件的研究

以半纤维素、桦木木聚糖为唯一碳源,两步透明圈法从10种混合土壤样品中,分离到一株木聚糖酶高产菌株HJ-04,通过形态学观察、生理生化特征及16SrDNA序列分析,鉴定为短小芽胞杆菌（Bacillus pumilus）;通过因素轮换试验和正交试验结果得出最佳培养基及发酵条件为：麸皮5%,玉米芯2%,KH2PO41%,MgSO4.7H2O0.5%,尿素0.2%,NH4NO30.1%,Tween-800.2%,起始pH为9,培养温度38℃,180r/min振荡培养60h,酶活力可达358.8IU/mL。在最适反应体系及反应条件下,酶活力高达942.4IU/mL。HJ-04所产木聚糖酶的最适作用温度为60℃,最适作用pH为6.5。对该酶酶学性质的研究结果表明,其将有望应用于食品及饲料工业。     

一株培菌白蚁后肠木聚糖降解细菌的分离与鉴定

【目的】从培菌白蚁——黄翅大白蚁肠道微生物菌群中分离能降解木聚糖的细菌。【方法】以木聚糖为唯一碳源,利用刚果红染色,根据透明圈大小进行筛选。通过显微形态,革兰氏染色及16S r RNA基因序列分析进行菌株鉴定。二硝基水杨酸(DNS)法测定细菌生长过程中木聚糖酶酶活变化,比较酶活与菌株生长状况的关系。【结果】从黄翅大白蚁肠道中筛选到一株具有较高木聚糖降解活性的革兰氏阳性菌Mb1,16S r RNA基因序列分析表明为类芽孢杆菌属细菌,命名为Paenibacillus sp.Mb1。该菌培养72 h后菌体浓度达到最高,木聚糖酶酶活主要存在于培养液上清中,酶活在对数期增长快,在培养96 h时达到最高值,之后趋于稳定。【结论】从黄翅大白蚁肠道中分离出一株具有较高木聚糖酶活的类芽孢杆菌,可作为产细菌木聚糖酶的潜在优良菌株。     

拮抗植物病原真菌的纤维素/木质素降解菌株的筛选及鉴定

【背景】秸秆还田在改善土壤肥力和丰富营养等方面有重要作用,但是也存在秸秆难以快速降解利用和病原真菌病害威胁的问题。【目的】为解决还田秸秆的降解和病原真菌病害问题,从长期秸秆还田地区采集样品,从中筛选出具有降解秸秆和抑菌功能的菌株。【方法】采用稀释分离法、苯胺蓝染色法和刚果红染色法等对秸秆高效降解菌株进行筛选,通过16S rRNA基因测序及构建系统发育树进行菌株鉴定。采用对峙培养法测定筛选到的秸秆降解菌株对玉米大斑病菌(Setostphaeria turcica)、梨黑斑病菌(Alternaria kikuchiana)、马铃薯早疫病菌(Alternaria solani)、链格孢属真菌(Alternaria alternata) ACCC38230和ACCC38231等5种供试植物病原真菌的抑制作用。以玉米大斑病菌(Setostphaeria turcica)为后期供试植物病原真菌,测定拮抗菌株代谢产物的抑菌能力;通过观察拮抗菌株粗提液对玉米大斑病菌分生孢子萌发和菌丝生长的影响,从而测定菌株对病原真菌的抑制作用。【结果】从秸秆还田土壤中分离筛选获得3株高效降解纤维素及木质素菌株并命名为JY122、ZY133和JY215。通过形态学观察和16S rRNA基因测序鉴定上述菌株全部为芽孢杆菌属(Bacillus)。通过系统发育树分析结果表明,JY122与蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)相似性为99.4%,ZY133与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)相似性为100%,JY215与贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)相似性为99.1%。平板对峙实验结果显示,JY122、ZY133和JY215菌株对不同种属的植物病原真菌均有较强的抑制作用,抑制率高达43.74%-67.54%。此外,上述芽孢杆菌代谢产物具有抑菌活性及很强的热稳定性,经95℃处理后依然具有良好的抑菌效果。【结论】筛选获得的JY122、JY133和JY215菌株具有高效降解纤维素/木质素能力,抑制多种植物病原真菌生长,代谢产物抑菌能力强且热稳定性高。这为玉米秸秆还田提供菌株资源,也为进一步解决秸秆还田难点提供了新方法和思路。     

一株敌草胺降解菌的分离鉴定及降解性能

为探讨酰胺类除草剂敌草胺的微生物降解机理和土壤中敌草胺降解的生物强化性能,从长期使用敌草胺的烟田土壤中分离到一株敌草胺降解细菌菌株,命名为LGY06.经形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列分析将其鉴定为蜡状芽孢杆菌.在纯培养条件下,菌株LGY06对敌草胺的降解符合一级动力学特征,7 d内对50 mg·L^-1敌草胺降解率达到75.7%;LGY06降解敌草胺的最适温度和最适pH值分别为35 ℃和8.0.通过气相色谱-质谱鉴定了菌株LGY06降解敌草胺的降解产物并分析了其降解途径,α-萘酚和丙酰胺是主要的降解产物,LGY06对敌草胺的作用方式主要有脱烷基、氧化(或水解),为矿化过程.室内模拟条件下,LGY06能有效促进土壤中敌草胺残留的降解,与未接种灭菌土、非根际土和根际土相比,敌草胺在接种LGY06土壤中的降解半衰期分别缩短了79.5%、36.6%和41.1%.     

地衣芽胞杆菌ATCC9945A中γ-聚谷氨酸降解酶基因的克隆、表达及降解性能鉴定

目的:验证在地衣芽胞杆菌ATCC9945A中存在着γ-聚谷氨酸降解酶基因(ywtD),为下一步解决在γ-聚谷氨酸微生物发酵合成过程中产物γ-PGA降解的技术性难题提供依据。方法:通过在pET-28b(+)大肠杆菌表达系统克隆表达地衣芽孢杆菌ATCC9945A中的ywtD基因,对诱导表达条件进行优化,采用SDS-PAGE和Western Blot方法检测目的蛋白的表达,并体外酶解实验验证其活性。结果:PCR扩增得到了一个1 245bp的基因片段,预期编码414个氨基酸,诱导表达后得到一个分子量大小约为45.6 kDa的表达产物。Western Blot分析结果表明ywtD基因得到了有效表达。体外酶解实验表明该表达产物具有降解γ-PGA的活性。结论:证明在地衣芽胞杆菌ATCC9945A中存在着γ-聚谷氨酸降解酶基因。