微生物酶催化腈水解反应的研究进展

腈的酶法水解不仅反应条件温各,而且高效性、高选择性,在光学活性羧酸及其衍生物的合成中具有巨大的应用潜力。综述了催化腈水解的酶类、反应类型、反应特性、影响反应的因素及其在工业上的应用前景。     

腈转化酶在精细化学品生产中的应用

腈化合物是一类重要的用于合成多种精细化学品的化合物,它们容易制备,并且可以合成多种化合物。传统化学水解方法将腈化合物转化为相应的羧酸或酰胺通常需要高温、强酸、强碱等相对苛刻的条件,腈转化酶(腈水解酶、腈水合酶和酰胺酶)由于其生物催化过程具有高效、高选择性、条件温和等特点,在精细化学品的合成中越来越受到人们的关注。许多腈转化酶已经被开发出来并用于精细化学品的生产。以下介绍了腈转化酶在医药及中间体、农药及中间体、食品与饲料添加剂等精细化学品生产中的应用。随着研究的不断深入,将会有更多的腈转化酶被开发出来并用于精细化学品的生产。     

腈类物降解菌多样性和产腈水合酶研究进展

腈水合酶催化反应在有机合成领域已有广泛的应用。作为一类重要的催化剂,腈水合酶可以将腈类物质转化为相应的酰胺。由于这种酶具有固有的立体和区域选择性,在精细化工领域已成为绿色、温和、对同分异构体具有选择性的催化剂。同时腈水合酶在生物修复和环境保护中也起着重要作用。综述了目前国内外腈水合酶的研究进展,包括降解腈类的微生物多样性、腈水合酶的催化特性、产腈水合酶菌株的改造以及腈水合酶相关基因的克隆与研究。对固定化酶和腈水合酶的应用也进行了叙述。     

原核微生物的多样性

微生物是一群以分解代谢为主的重要生物类群,其生物学多样性十分丰富。但由于它们的微观性,尤其原核微生物简单的单细胞结构、以无性方式进行快速地繁殖而造成的无准确的基线难以对其进行种群数目和数量的统计,因而对微生物的多样性研究远没有宏观生物那样深入和受到重视。本文根据原核微生物的特性,从其物种、所代表的进化分支、生理代谢类群及遗传背景几个方面简述了它们的多样性及重要意义,意在引起科学界和全社会对这类生物资源的认识和保护的重视。     

微生物酶催化腈水解反应的研究进展*

腈的酶法水解不仅反应条件温和 ,而且高效性、高选择性 ,在光学活性羧酸及其衍生物的合成中具有巨大的应用潜力。综述了催化腈水解的酶类、反应类型、反应特性、影响反应的因素及其在工业上的应用前景。     

腈的微生物代谢及酰胺生产的新酶学方法

腈化物(nitriles)的微生物降解代谢,自50年代以来一直作为微生物学研究领域中的一个重要方面而得到广泛重视。随着微生物工程技术的不断发展,发现能降解腈化物的微生物种类和数量越来越多,可被生物降解的腈化     

海洋微生物多样性的研究进展

海洋微生物多样性（marine microorganisms diversity)是指所有海洋微生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称。本文介绍了海洋微生物多样性方面的研究和利用进展,包括研究微生物多样性方法的改进,有价值的海洋微生物功能性产品的开发;关于海洋微生物抗肿瘤、抗病毒药物的研究等。     

不同药用植物根际土壤原核微生物多样性研究

为研究不同药用植物根际土壤中的原核微生物多样性,分别采集白术(Atractylodes macrocephala)、白芍(Paeonia sterniana)、牡丹(Paeonia suffruticosa)、玄参(Scrophularia ningpoensis)四种药用植物的根际土壤以及非种植区的土壤,针对16S rRNA基因的V3～V4区进行测序,分析土壤细菌群落的组成。结果表明,药用植物根际土壤中的细菌群落多样性指数显著高于非种植区土壤。五组样本的优势类群差异不大,总体相对丰度较高的有变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)等,药用植物根际中的放线菌相对丰度高于非种植区。属水平上四种药用植物根际细菌和非种植区的群落结构有较大差异,四种中药材的根际土壤中各自富集了特异性的有益细菌属。药用植物根际土壤中的NMD1、Dongia、Gaiella、Streptomyces等相对丰度高于非种植区,而非种植区土壤中Lysoba...     

湖泊微生物多样性研究进展

随着不依靠培养的分子生物学技术的迅速发展,湖泊微生物多样性研究越来越受到人们的重视并取得了较大的成果.从从古细菌域、细菌域、真核生物域3个方面概述了湖泊微生物多样性的研究进展并简单介绍了宏基因组技术在湖泊微生物多样性研究中的运用.     

功能化磁性纳米粒子在固定化酶研究中的应用

酶是高效的生物催化剂,在生物技术领域有广泛的应用。然而,不可再生催化的高成本和酶的有效成分分离回收,是实现大规模工业化应用需要解决的关键问题。磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles,MNPs)具有优异的磁回收性质。通过设计和制备功能化MNPs作为固定化酶的多功能载体,是解决这一问题的有效途径之一,可为酶的工业化大规模应用提供条件。近年来,功能化磁性纳米粒子在酶的固定化领域基于载体性质、固定化方法和应用有广泛研究。文中重点介绍了近年来各种功能化磁性纳米载体,特别是Fe3O4纳米粒子,在固定化酶中的应用。根据功能化试剂的差异分类,实例讨论了不同功能化修饰的磁性纳米载体对酶的固定化,包括硅烷修饰的磁性纳米载体、有机聚合物修饰的磁性纳米载体、介孔材料修饰的磁性纳米载体以及金属-有机骨架材料(metal-organic framework,MOF)修饰的磁性纳米载体。同时,结合可持续工业催化的发展要求,对磁性复合载体固定化酶的发展前景进行了展望。     

未培养微生物的研究与微生物分子生态学的发展*

近年来现代分子技术和基因组学逐渐渗透到有关生命科学的整个领域,也为微生物生态学提供了新的研究方法和机遇。16S rRNA基因序列分析、DNA-DNA杂交、核酸指纹图谱以及宏基因组学等分子技术检查自然环境中的微生物,可以克服传统纯培养技术的不足,是一条探知未培养微生物、寻找新基因及其产物的新途径,开启了我们认识微生物多样性和获得新资源的大门。     

叶际微生物及其与外界互作的研究进展

叶际微生物及其生存环境共同形成了一个复杂的生态系统。建立在纯种分离和纯培养技术基础之上的传统研究方法只能了解其中部分叶际微生物,但对物种组成、种群结构和生态学作用等方面的认识都比较片面。近年来随着分子生物学和生物信息学的进步,人们对叶际微生物总群落的分析逐渐揭示了叶际微生物组成的多样性及其特点,以及与外界互相作用的复杂性。研究表明,植物种类、地理位置和季节差异等都不同程度地影响着叶际微生物群落的构成。本文综述了近年来国内外叶际微生物群落结构组成及其与外界互作方面的研究进展,有利于加深对叶际微生物的了解,也有助于深入理解叶际微生物与植物生长和植物病虫害防治的关联关系。     

微生物适冷酶及其应用研究新进展

生物圈的80%是由低温环境构成,大约90%的海水平均温度为5℃或者更低,这里孕育着极为丰富的微生物。根据微生物对环境温度的耐受性和其生长温度上限/下限的不同,将微生物分为嗜冷微生物和适冷微生物两大类。由这些微生物产生的适冷酶在低温下具有较高的催化效率和特异性,因而在生物技术领域具有巨大的应用潜力和开发价值。总结了近5年适冷酶新酶的筛选、发现及适冷酶稳定性的改造和低温表达系统等方面的最新研究进展,并对该领域的研究方向进行了展望。     

人工模拟酶研究的新动向

以主－客体化学和超分子化学为理论,评述了人工模拟酶研究的两个新动向：催化抗体和分子印迹及其最近的研究进展。     

Nitrile hydrolysing activities of deep-sea and terrestrial mycolate actinomycetes

Nitrile metabolising actinomycetes previously recovered from deep-sea sediments and terrestrial soils were investigated for their nitrile transforming properties. Metabolic profiling and activity assays confirmed that all strains catalysed the hydrolysis of nitriles by a nitrile hydratase/amidase system. Acetonitrile and benzonitrile, when used as growth substrates for enzyme induction experiments, had a significant influence on the biotransformation activities towards various nitriles and amides. The specific activities of selected deep-sea and terrestrial acetonitrile-grown bacteria against a suite of nitriles and amides were higher than those of the only other reported marine nitrile-hydrolysing R. erythropolis, isolated from a shallow sediment. The increase of nitrile chain length appeared to have negative influence on the nitrile hydratase activity of acetonitrile-grown bacteria, but the same was not true for benzonitrile-grown bacteria. The nitrile hydratases and amidases were constitutive in 10 of the 16 deep-sea and terrestrial actinomycetes studied, and one strain showed an inducible hydratase and a constitutive amidase. Most of the deep-sea strains had constitutive activities and showed some of the highest activities and broadest substrate specificities of organisms included in this study. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

中国东海海洋微生物种群多样性初步研究

以东海海洋微生物群落为研究对象,用稀释平板分离法,从海泥和海水中得到542株分离物。随机选取58株发酵培养,将所有发酵菌株的16S rDNA基因扩增,并用限制性内切酶HinfI对PCR产物进行ARDRA(Amplified rDNA restriction analysis)多态性分析,共得到16种不同的操作分类单元(Operational Taxonom ic Un it,OTU)。其中OTU5和OTU7所包含的菌株分别占总分离物的32.7%和19.0%,为优势分离物。优势分离物的ER IC-PCR基因组指纹图分析表明,前者的19株分离物共有12种不同的指纹图类型,而后者的11株分离物有4种。结果显示,东海海域的海水和底泥具有明显的微生物种群多样性特征。     

Nitrile hydratases (NHases): At the interface of academia and industry

Nitrile hydratase (NHase, EC 4.2.1.84) is one of the key enzymes of nitrile metabolism in a large number of microbes that catalyses the hydration of nitriles to corresponding amides, and has been successfully adopted in chemical industry for production of acrylamide, nicotinamide and 5-cyanovaleramide. However, NHase is still under active consideration of enzymologists to expand its potential for synthesis of various amides. Most of the NHases have been reported for their limited substrates acceptability, low enantioselectivity and thermostability and therefore a considerable improvement is required for developing as robust biocatalyst for synthesis of a range of organic amides. Studies on biochemical properties, gene configuration, active-site chemical models and site-directed mutagenesis have given the insight into the structural and functional characteristics of NHase. Keeping in view, the present review critically describes the available information on natural sources (based on activity and phylogenetic analysis), biochemical properties, catalysis–structure relationship, molecular expression and potential applications of this enzyme.