海洋微生物酶研究进展

海洋中蕴含着丰富的微生物资源,海洋微生物逐渐成为新型酶制剂的重要来源。多种海洋微生物如细菌、放线菌和真菌能够产生活性酶。对海洋微生物来源的多糖酶、脂类水解酶、蛋白酶和漆酶等的研究进展进行了综述,以期为海洋微生物资源利用研究提供参考。     

海洋微生物来源的岩藻多糖降解酶

近年来研究发现,岩藻多糖及其降解产物具有多种重要的生物学活性,对岩藻多糖降解酶的关注日益增多。本文概述了海洋微生物来源的岩藻多糖降解酶的发现、活性检测方法、性质、应用等方面的研究进展。同时展望了现代组学及结构生物学技术快速发展对海洋微生物来源的新型岩藻多糖降解酶研究的推动作用。     

微生物信号分子降解酶研究进展

微生物细胞之间存在的信息交流称为群体感应。群体感应在实现微生物的生物学功能方面具有重要作用,包括调节致病性、参与生物膜的形成等。微生物能够分泌特定的信号分子,通过对信号分子的检测及应答,调控目的基因的表达。抑制信号分子的积累,能够干扰群体感应系统,使微生物丧失生物学功能。研究较为全面的一类信号分子是酰基高丝氨酸内酯(acylhomoserine lactone,AHL),此类信号分子可以通过酶法降解。目前已鉴定出的AHL降解酶主要分为AHL内酯酶和AHL酰化酶两类。综述了信号分子降解酶的来源、筛选方法、纯化技术、酶学性质、作用机制及在病害防治方面的应用。对信号分子降解酶的研究有助于完善群体感应系统的调控机制,并为微生物疾病的防治提供新策略。     

海洋来源硫酸软骨素降解酶的研究进展

硫酸软骨素作为糖胺聚糖的一类,广泛分布于细胞膜表面及细胞基质中,参与了一系列生理和病理过程。硫酸软骨素的功能多样性与其结构多样性密切相关,而硫酸软骨素降解酶在硫酸软骨素/硫酸皮肤素构效关系研究中发挥了重要作用。该文结合笔者工作,全面阐述了目前商品化硫酸软骨素降解酶的种类、作用机制,以及近期在海洋细菌中发现和鉴定的硫酸软骨素降解酶。最后,对海洋来源硫酸软骨素降解酶进行了展望。     

海洋微生物有机磷降解酶的纯化与性质研究

从长期受有机磷农药污染的海水中分离得到1株能高效降解农药的芽胞杆菌M-1,通过离子交换层析、凝胶过滤层析等方法从发酵液中分离纯化了有机磷农药降解酶,SDS-PAGE测得该酶的分子质量约为45 kD。酶反应最适pH为7.5,最适反应温度为30℃,30℃下保温30 min,酶活力基本不变,高于30℃酶活力则迅速下降;K 、Na 、Ca2 、Mn2 对酶活性有促进作用,Hg2 、Zn2 和Cu2 等对酶有抑制作用。     

海洋微生物胞外多糖结构与生物活性研究进展

海洋微生物胞外多糖结构和功能的特异性源于海洋特殊环境,对其研究具有重要的理论和应用价值。综述了海洋微生物胞外多糖的结构及其生物活性研究进展,展望了研究及应用前景。     

海洋石油降解微生物及其降解机理

微生物修复作为一种新型环保的生物修复技术,已成为海洋石油污染生物修复的核心技术。对海洋石油降解微生物的种类即细菌、蓝藻、真菌以及藻类进行了总结,对微生物对石油烃的降解途径与降解机理进行了综述。微生物降解烷烃的过程包括末端氧化、烷基氢过氧化物以及环己烷降解3种形式。微生物对芳香烃的降解是通过芳香烃被氧化酶氧化导致苯环开环来实现的。微生物对多环芳烃的降解是在单加氧酶或双加氧酶的催化作用下被最终降解为二氧化碳和水而被分解。并对影响石油烃降解微生物的因素包括温度、营养物质等因素进行了分析。     

海洋微生物酶的开发

海洋酶（marizyme）制剂的开发将成为酶制剂工业一个较活跃的领域,应用前景广泛。海洋微生物是获取海洋酶的重要来源。美国一家公司已获得500种不同的海洋微生物分离物,成为筛选酶和药物的好材料,得到10种海洋生物酶如蛋白酶、琼脂糖酶和胶原酶等。海洋极端环境如海底火山口附近微生物产生的耐热酶有着开发潜力。美国研究人员从这种特殊环境火山口壁（105—113℃）找到嗜极微生物（exeemophiles）,如神rolobusfUI）larii的细菌能在这种高温环境中生长繁殖,在90℃以下则不能生长;还有一种在150℃下能生存的产甲烷大古单细胞生物如Met…     

微生物木聚糖降解酶研究进展及应用前景

木聚糖是植物半纤维素的主要成分,它是除纤维素外,自然界中最为丰富的多糖。木聚糖的基本结构单元是由β－１．４或β－１．３糖苷键连接的多聚木糖链,在Ｄ－木糖的第二位氧上连接有Ｄ－葡萄糖醛酸或４－Ｏ－甲基葡萄糖醛酸或在第三位氧上连接有Ｌ－阿拉伯呋喃糖。有些木聚糖还在第二或第三位氧上发生乙酰化。不同来源的木聚糖在结构上有一定差异。木聚糖酶是一类木聚糖降解酶系（表１）,对降解自然界大量存在的半纤维素起着重要作用。它们不但可以降解木聚糖生成木糖,而且能以农作物残渣中的半纤维素为原料生产经济价值较高的产品。由…     

草酸青霉的植物多糖降解酶基因表达调控的研究进展

植物生物质是地球上最丰富的可再生资源,对其生物炼制可生产高附加值的生物基产品。生物炼制需要使用植物多糖降解酶(plant-polysaccharide-degrading enzymes,PPDEs),如纤维素酶、木聚糖酶和生淀粉酶。丝状真菌草酸青霉(Penicillium oxalicum)能分泌完整的具有高活力的植物多糖降解酶,但其产量低限制了大规模生产及应用。草酸青霉中植物多糖降解酶的生物合成受到多种调控因子包括转录因子的严格调控。本文主要介绍在以植物生物质甘蔗渣和木薯生淀粉为原料的生物炼制中,涉及的一些关键微生物方面的问题,如从高产植物多糖降解酶的真菌菌株的筛选、育种,到草酸青霉植物多糖降解酶合成及其基因表达的调控基因的鉴定,以及酶产量提高的工程菌株的构建等,为丝状真菌资源的开发与利用提供理论指导。     

多菌灵微生物降解研究进展

多菌灵是一种高效广谱的内吸性杀菌剂,广泛应用于作物的病害防治和工业杀菌。其化学性质稳定,在环境中残留期较长,对环境和人类的健康均构成严重威胁。本文从微生物菌株资源、代谢途径及关键酶和基因等几个方面综述了国内外对多菌灵微生物降解的最新研究进展。为多菌灵污染环境的微生物修复提供参考。     

煤微生物降解研究进展

煤是重要的化石燃料,但其不合理利用造成了资源浪费和环境污染等问题,煤微生物降解是煤在微生物的作用下将煤这种具有复杂结构的大分子降解成可利用小分子的过程。根据作用微生物的不同主要将其分为真菌和细菌两种降解方式。本研究从碱性物质、螯合剂、酶促以及降解基因等方面,综述了真菌类和细菌类微生物在煤降解方面的研究进展,比较了煤微生物降解相对于化学降解和热降解的优越性,并总结了煤微生物降解研究过程中存在的几点问题及研究思路。煤的微生物降解将在减少环境污染、缓解能源危机等方面发挥巨大作用。     

海洋褐藻多糖的复杂结构、降解酶系以及生物学功能

海洋大型藻类(包括褐藻、红藻和绿藻)具有生物质资源产量高、生长过程中不占用耕地和淡水资源等优点,是未来生物炼制的优良原料。2021年,中国褐藻产量为190万吨,远高于其他经济藻类。但是与绿藻相比,褐藻所含的褐藻酸盐和红藻所含的3,6-脱水-L-半乳糖等多糖组分不容易发酵,极大地限制了其高值转化的进程。本文针对褐藻多糖的高效降解与高值转化这一研究热点,总结了褐藻的系统发育与褐藻多糖(褐藻胶、岩藻多糖以及昆布多糖)的复杂结构组成,分析了3类海洋多糖降解酶系的家族、空间结构及其特异性识别专一底物的活性架构等特征,并对褐藻多糖降解产物及其衍生寡糖的生物学功能进行了构效分析,以期揭示海洋多糖降解酶系的高效催化机制和特异性识别机理,推动褐藻的高效生物降解转化,为精准定制生物活性寡糖,构建绿色低碳工业化生产工艺提供参考。     

布洛芬微生物降解研究进展

布洛芬是苯丙酸类非甾体类抗炎药物的典型代表,属于重要的药物及个人护理品类物质。大量生产和广泛使用的布洛芬在为人类减轻病痛的同时,也带来诸多环境污染危害,已经成为重要潜在环境污染物之一。本文简要介绍布洛芬的使用情况和环境中布洛芬残留的潜在风险,重点总结布洛芬的微生物降解及降解机理研究,提出应当关注污水、脱水污泥、河流沉积物和湿地中布洛芬的微生物降解,强调开展布洛芬降解基因克隆和功能分析以及从分子水平阐明布洛芬降解机理研究的必要性及紧迫性。     

甲基叔丁基醚微生物降解研究进展

汽油添加剂甲基叔丁基醚（Methyl tert—Butyl Ether,MTBE）的水体污染问题近年引起广泛关注,因而微生物降解MTBE的研究也渐成热点。对MTBE的微生物降解研究现状进行简要综述,总结好氧条件下降解菌对MTBE的降解情况,以关键中间代谢物-叔丁基醇（tert-butyl alcohol,TBA）为分界点探讨微生物降解MTBE的两步可能途径,浅论MTBE微生物降解的影响因素。     

微生物降解多氯联苯的研究进展

多氯联苯是一种持续性有机污染物,在自然环境中很难降解。在目前研究的降解方法中,微生物降解最具潜力。本文对多氯联苯微生物降解的研究进展进行了综述,包括厌氧还原脱氯,好氧氧化以及生物表面活性剂的作用,介绍了几种降解方法耦合应用的现状和前景,指出了应用中存在的问题和今后的发展方向。     

微生物降解苯甲酸的研究进展

苯甲酸在工业中的广泛应用使其成为环境中的常见污染物,对微生物好氧降解苯甲酸的邻位途径、间位途径、龙胆酸途径和原儿茶酸途径及厌氧降解途径等进行总结,并对苯甲酸降解过程中发挥重要作用的苯甲酸双加氧酶的种类、不同组分及苯甲酸降解基因和调控基因的基因簇进行介绍,同时展望微生物降解污染物的发展方向。     

萘的微生物降解研究进展

萘是一类具有严重"三致"效应(致癌、致畸、致突变)的多环芳烃类有机化合物,严重威胁人类健康。萘的微生物降解由于具有操作简单、经济实用及不产生二次污染等优点,近年来成为治理萘污染的主要手段之一。对不同环境中筛选的萘降解菌的系统生物学分类、培养条件对萘微生物降解效率的影响、萘的微生物降解途径、关键基因和酶及其实际应用方面进行了综述,指出了目前萘微生物降解研究领域存在的问题,并对未来的研究方向做出了展望。     

海洋微生物信号降解酶基因aiiA克隆与表达载体的构建

根据已知的微生物信号降解酶基因aliA的序列设计、合成特异性引物探针,以从海洋分离的微生物ZD02的基因组为模板,PCR扩增编码蛋白alia信号降解酶的基因aliA序列,产物经PCR验证后用于构建克隆载体pMD18-ZD02aiiA,并以此克隆载体为模板,以带酶切位点的引物扩增基因,经BamHI和EcoRI双酶切后将其插入表达载体pET-17b,构建原核表达质粒pET—ZD02aiiA。经酶切、PCR鉴定及序列测定等,结果表明：克隆基因已正确插入到载体的多克隆位点,序列和读码框正确,为海洋微生物ZD02信号降解酶基因的体外重组和诱导表达研究打下基础。     

微生物代谢环境难降解性有机物的酶学研究进展

随着人类社会的快速发展,工业化水平不断提高,产生大量的污染物并排放到环境中,给人类的生活和身体健康造成了严重的影响。这些污染物中包含种类繁多的难降解有机物,如多芳香烃(PAHs)、环硝胺类物质(RDX、HMX和CL-20)、多氯联苯(PCBs)及烷烃类化合物等,对自然界的污染危害大。微生物可以消除它们对污染的影响,研究结果表明微生物的代谢或共代谢活动是降解这些物质的有效途径,降解起始阶段需要一些关键酶的参与活动,以氧化还原酶为主。这些氧化还原酶一般与细胞膜上其他的活性组分在一起,形成一个氧化还原系统氧化底物。被氧化的中间物质再通过一系列酶催化继续氧化成三羧酸中间代谢产物被微生物所利用。以下综述了与这些物质降解相关的代谢途径和关键的酶,展望今后在开展这类研究工作时要加强降解微生物的筛选和相关酶学的研究,进一步研究这些污染物的代谢或共代谢途径和机理,为工程化治理环境污染提供依据。