嗜热β-甘露聚糖酶的研究进展

β-甘露聚糖酶在生物能源、饲料、食品和纺织等工业中均有着重要的应用前景。其属于半纤维素酶类,广泛存在于动植物和微生物中,微生物来源尤为广泛。随着极端微生物和极端酶的广泛研究,嗜热甘露聚糖酶因其在高温环境中具有较高酶活性和稳定性而倍受关注,并取得了较大的研究进展。本文综述了β-甘露聚糖酶的来源、分类和水解催化方式,以及嗜热甘露聚糖酶的优势和其在基因资源挖掘、重组表达以及分子改良方面的研究进展,展望了嗜热β-甘露聚糖酶未来可能的研究方向和发展前景。     

嗜盐古菌几种常见胞外酶研究进展

嗜盐古菌是一类生活于极端高盐环境的化能异养型原核微生物,其所分泌的胞外酶(外泌酶)具有在高盐条件下仍能保持活性的特点,在制革工业、高盐有机废水处理和泡菜加工等腌制食品方面发挥重要用途。本文对嗜盐古菌的胞外蛋白酶、淀粉酶、酯酶等几种常见胞外酶的来源和基本酶学性质的最新研究进展进行综述,为更好地开发利用嗜盐古菌胞外酶资源提供参考。     

极端微生物及其适应机理的研究进展

极端微生物是生物对极端环境适应的特殊种类 ,研究极端微生物的特性对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。从嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌、极端嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物等方面总结了极端微生物及其适应机理的多样性以及其研究进展 ,旨在为极端微生物的开发利用提供一定的参考依据。     

极端嗜热古菌DNA修复核酸内切酶的研究进展

极端嗜热古菌由于生活在高温环境,其基因组DNA面临着严重的挑战,因此,它们如何维持其基因组稳定是本研究领域最为关注的科学问题之一。极端嗜热古菌具有与常温微生物相似的自发突变频率,暗示着它们比常温微生物具有更加有效的DNA修复体系进行修复高温所造成的基因组DNA损伤。目前,极端嗜热古菌DNA修复的分子机制尚不清楚。核酸内切酶在DNA修复途径中发挥着重要的作用。基因组序列显示极端嗜热古菌编码多种DNA修复核酸内切酶,但是其研究尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌DNA修复核酸内切酶Nuc S、Endo V、Endo Q、XPF和Hjc的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

嗜热和嗜碱木聚糖酶研究进展

木聚糖酶是降解半纤维素主要成分木聚糖的关键酶,广泛应用在食品、饲料、制浆造纸、生物脱胶等行业。特别是在造纸工业中,木聚糖酶显示出巨大的应用潜力,已成为国内外研究的热点。纸浆漂白工艺中需要酶在高温碱性条件下发挥作用。目前,主要通过筛选野生型木聚糖酶资源和对现有中性中温木聚糖酶分子改造的方法获得嗜热碱木聚糖酶。文中就嗜热嗜碱木聚糖酶的筛选、嗜热嗜碱机制研究及分子改造进展进行了综述,并对其前景进行了展望。     

嗜极微生物的多样性

嗜极微生物(extremophilicmicrobes)指的是极端条件下生存及繁衍的微生物,也称极端环境微生物。这个微生物世界的成员,有的能培养,从中获得培养物;有的则否,但它是客观存在的,通过间接的方法推断其存在。这些年来,人们较为熟悉的嗜极微生物有嗜碱微生物、嗜酸微生物、嗜高温微生物、嗜冷微生物、嗜盐微生物、嗜高压微生物;还有把抗辐射微生物、耐干旱微生物列为嗜极微生物。这充分表明,嗜极微生物生存于地球、宇宙间的多样性。就那些嗜盐微生物而言,也有它的多样性,丰富多彩。在美国,研究人员发现结晶盐中存在着微生物世界,也就是说,在大块…     

极端嗜热微生物及其高温适应机制的研究进展

极端嗜热微生物在高温条件下生长繁殖,其必然具有适应高温环境的特殊细胞结构、基因类型以及生理生化机制。极端嗜热微生物的研究对探索生命的起源以及极端嗜热微生物的开发和应用具有重要意义。对极端嗜热微生物中细胞膜、核酸分子、蛋白质分子、代谢产物和辅酶的高温适应机制的研究进展进行了概述,旨为极端嗜热微生物以及来源于极端嗜热微生物的各种生物分子的开发和应用提供理论依据。     

极端微生物蛋白质组学的研究现状

本文概述了近年来蛋白质组学技术在极端微生物研究领域中存在的关键问题、解决途径和研究现状。迄今为止,虽然蛋白质组学技术快速发展,但极端微生物的蛋白质组学的研究仍然存在很多困难。由于极端微生物的蛋白质-蛋白质复合物解离不彻底,而嗜中温微生物的蛋白质解离和变性条件不适用于极端微生物合成的大多数蛋白质等特殊问题,致使蛋白质组学技术还没有广泛应用于嗜盐、嗜热/冷、嗜酸/碱等微生物的研究中。当然,蛋白质组学技术应用的潜能和前景吸引人们积极尝试各种各样的方法。目前,通过研究已经有效地解决了嗜盐蛋白质的分离、嵌合膜蛋白的鉴定和新蛋白质的功能推测,证实了基因组预测的一些结论,并揭示基因组不能充分解析的某些特性和新蛋白质。极端微生物蛋白质组学的研究表明,全面展示蛋白质表达谱需要不止一种蛋白质组学方法。此外,蛋白质组学和基因组学的互相印证和结合,将加速极端微生物的研究进程,深入全面地揭示微生物适应极端环境的特殊机制,进而阐明极端微生物生存的机理,为改善胁迫因素导致的伤害提供新的研究方向。     

极端微生物：一种新型的酶资源

极端微生物具有自身独特的特点和代谢产物 ,在食品工业、化工、药用工业和环境生物技术领域都有潜在的应用。一些酶已经得到纯化 ,其基因在宿主中已成功克隆。主要介绍和讨论极端微生物的类型、基因组及极端酶类的生产、分离与应用。     

太空嗜极微生物研究进展

曾经报道在-198℃和 160℃环境下不怕阳光和冰冷而维持生存的硅酸盐细菌,它们算是一类兼性极端嗜冷、嗜热细菌。近有报道,俄罗斯研究人员发现某些微生物在太空中100℃~-100℃极端温度条件下长时间存活,不仅具耐热能力,而且在-100℃亦可生存。2005年做过一种实验,在空间站的外表     

嗜冷酶及其工业应用

生物圈中超过 80 %的地方温度低于5℃ ,在生态学上低温环境的影响范围更广。生活在这些低温环境中的嗜冷菌对低温有特殊的适应性。相对于嗜温菌而言 ,嗜冷微生物在低温条件下调节其膜流动性和膜通透性的能力更强 ,含有更多的不饱和脂肪酸和短链脂肪酸 ,还可通过合成冷激蛋白来响应冷激作用。嗜冷菌也可通过基因调控和自身的抗生素作用来适应低温。近来有研究报道 ,南北极严寒地区的海洋鱼类依靠血液中的抗冻蛋白来适应低温。生物体内的大多数生化反应都是由酶催化而成的 ,所以考虑嗜冷微生物的适应机制时首先应研究嗜冷酶的适冷机制。1 .嗜…     

微生物对低温极端环境适应性的研究进展

嗜冷微生物是地球寒冷环境中最主要的生物类群,并且是驱动全球生物地球化学循环的关键环节。嗜冷微生物在适应策略上显示出应对多种极端环境因素的巨大潜力,研究其适应和进化机制有助于更好地理解微生物与环境之间相互作用过程,并有效利用极端环境微生物资源。近年来,随着分子生物学和基因组学技术的高速发展,对微生物适应寒冷环境的机制及嗜冷微生物在指示气候变化和工农业应用方面均有一系列的突破。在此,本文将从基因组的GC含量、蛋白质稳定性、转录翻译调控、细胞膜流动性、渗透压调节、抗氧化损失和基因组适应性进化等方面总结当前在微生物适应低温环境机制上所取得的进展,并展望低温环境微生物在指示气候变化和工农业应用中的前景。     

固态发酵在食品加工中的应用研究进展

固态发酵起源于传统食品生产领域,具有节水、节能、高得率、清洁等优势。现代固态发酵技术在保留传统的基础上突破创新,逐渐拓展应用于现代食品工业多个领域。介绍了食品固态发酵过程的特点、影响因素和规模化装备,综述了固态发酵在食品工业中传统食品、酶制剂、有机酸、食用菌、香料和其他天然活性产物等领域的应用及研究进展,并对固态发酵技术在食品工业中的应用前景进行了展望,为实现食品工业固态发酵规模化绿色制造奠定基础。     

嗜盐微生物在生物医药领域的应用研究进展

近年来抗生素耐药性问题日趋严重,患癌人数也在逐年增加,亟需开发新型药物。嗜盐微生物作为一类特殊的极端环境微生物,具有代谢多样性丰富、营养需求较低和能适应恶劣条件等特点,是发现新型药物的希望。目前,国内外学者已从嗜盐微生物中分离出了多种代谢产物和酶,具有明显的抗菌和/或抗肿瘤等活性。文中综述了嗜盐微生物及其相关产物在抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗氧化、生物医学材料以及药物载体等生物医学方面的作用,尤其对近年来在嗜盐微生物中发现的新型抗菌和抗肿瘤物质以及嗜盐微生物特有的代谢产物四氢嘧啶等进行了总结,并对其后续在生物医药领域的开发和产业化应用进行了展望。     

科技信息

极端嗜冷微生物本刊(2000,33(6):67)曾报道永久冻土层(有数万年之久)中发现简单的细胞生物。冻土融化后释放出甲烷气体,表明此冻土层中存在甲烷产生菌。其实,极端嗜冷微生物不仅在永久冻土层存在及“长眠”,而且在极地冰冻块中也能找到它们的踪迹。比如在南极冰川封存800万年的     

嗜极性木聚糖酶

木聚糖酶内切水解木聚糖主链的1,4-β-D-糖苷键,木聚糖是植物细胞壁中一种主要的多糖。自然界中木聚糖是多种糖类的复合体,这就使得木聚糖酶呈现多态性和多域性,由此需将繁多的木聚糖酶进行归类。木聚糖酶的催化反应属于双置换机制。在已研究的真菌或细菌性木聚糖酶中,大多数在温和的条件下表现出最佳活性,但有很多在极端环境下生长的生物体,为了适应极端环境而产生嗜极性的酶,其中嗜酸的、嗜碱的、嗜热的木聚糖酶,现在已有广泛的研究。对嗜极性木聚糖酶的研究进展作了论述。     

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。     

极端嗜热古菌的热休克蛋白

随着生物工程产业对于耐高温酶和菌体的需求, 极端嗜热古菌热休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)的研究更受重视, 其热休克蛋白体系非常简洁, 不含HSP100s和HSP90s, 就是HSP70(DnaK)、HSP40、(DnaJ)和GrpE等嗜温古菌可能含有的在极端嗜热古菌中几乎不含有, 即仅包括HSP60, sHSP, prefoldin和AAA+蛋白四大类, 因此对其结构、功能和作用机制的研究在理论和实践上都特别有意义。系统地介绍了这四大类组分的结构、功能和作用机制和协同作用的研究进展, 论述了极端嗜热古菌热休克蛋白的系列研究难点和困惑, 展望了进一步的研究方向和重点。     

温度对嗜冷酵母糖代谢途径某些关键酶的活性效应

对嗜冷酵母Y18和酿酒酵母细胞中EMP途径和TCA循环中一些关键酶的温度特性进行了比较研究。Y18细胞中,1,6二磷酸果糖醛缩酶、琥珀酸脱氢酶和己糖激酶对温度很敏感,符合Feller提出的冷活性的概念属于冷活性酶类。柠檬酸合成酶的温度特性类似于中温酶。Α酮戊二酸脱氢酶存在不同温度特性的同功酶。通过对嗜冷酵母和中温酶母细胞中琥珀酸脱氢酶的Km值进行比较,结果显示嗜冷酵母琥珀酸脱氢酶在20℃具有较低的Km值。另外还对嗜冷菌细胞中代谢酶类的一些特点进行了讨论。     

嗜极菌的极端酶

近年来,嗜极菌极端酶的分离鉴定取得了很大进展。本文简述了极端酶的分离纯化及其某些生化特性、极端酶的稳定因素和应用。极端酶的发现与研究,拓宽了传统的生物催化及应用的范围。但是,关于极端酶的稳定机制及其工业应用,仍有许多难题需要解决。