Halolysin SptA有助于嗜盐古菌Natrinema sp.J7-2长期生存

【背景】嗜盐古菌可以在盐沉积物中存活长达几百万年,是著名的长寿菌。许多嗜盐古菌分泌胞外蛋白酶,大多数分泌的胞外蛋白酶被称为Halolysin,具有以下特征：属于枯草杆菌蛋白酶类蛋白酶;在胞内折叠后经Tat途径高效分泌至胞外;可自加工形成成熟酶;尤其在天然宿主中大多数Halolysin在对数生长后期表达并在稳定期达到最高水平。目前Halolysin的酶学性质、加工成熟及分泌机制已被广泛研究,然而其生理功能的研究较少。Halolysin SptA是嗜盐古菌Natrinema sp.J7-2的主要胞外蛋白酶,前期研究发现多个顺式调控元件协同调节SptA的生长期依赖性表达,使SptA参与J7-2菌株不同生长期之间的转变,而且在衰亡期之后SptA有助于J7-2菌株继续生存。【目的】研究Halolysin SptA对Natrinema sp.J7-2长期生存的作用。【方法】将J7-2菌株和突变体ΔsptA1分别在寡营养、无外源营养物质（液体）及营养丰富（固体）条件下长期培养,通过比较二者的生长、生存和SptA的表达分泌情况进一步探讨SptA的作用。【结果】J7-2菌株在寡营养条件下产生更多SptA,培养后期（33 d） J7-2菌株活细胞数显著高于ΔsptA1。在无外源营养物质情况下长期温育,J7-2菌株和ΔsptA1经历多次细胞分裂和细胞死亡,在延长温育期间（73—200 d）存活的J7-2菌株细胞数量均显著多于存活的ΔsptA1细胞数量。在营养丰富的固体平板上培养的后期（160 d）,由于营养物质消耗,J7-2菌株通过SptA吸收和利用来源于死细胞蛋白的降解产物,帮助其群体长期生存。【结论】SptA介导的细胞死亡和死细胞蛋白降解,促进J7-2菌株利用来源于死细胞的营养物质,从而有助于菌株群体在营养缺乏条件下长期存活。本研究提供了关于Halolysin生理作用的新见解。     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌(Archaea)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1],大多生活在极端或特殊环境,主要包括产甲烷古菌(Methanogenic Achaea)、极端嗜盐古菌(Extremely Halophilic Archaea)和极端嗜热古菌(Extremely Thermophilic Archaea)等三大类.极端古菌是极端环境微生物的重要成员,也是极端环境微生物资源开发的重要领域.其中,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素,称为嗜盐菌素(halocin).     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌 (Ａｒｃｈａｅａ)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1] ,大多生活在极端或特殊环境 ,主要包括产甲烷古菌 (ＭｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃＡｃｈａｅａ)、极端嗜盐古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＨａｌｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)和极端嗜热古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＴｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)等三大类。极端古菌是极端环境微生物的重要成员 ,也是极端环境微生物资源开发的重要领域。其中 ,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素 ,称为嗜盐菌素 (ｈａｌｏｃｉｎ)。与细菌素相似[2 ] ,嗜盐菌素是由质粒编码、核糖体合…     

极端嗜盐古菌遗传转化系统的研究

对极端嗜盐古菌遗传转化系统的研究进展进行了综述,内容包括抗性标记基因的选择,基因克隆和表达载体系统的发展以及受体系统的改造。     

极端嗜盐菌的保藏研究

研究了在极端嗜盐菌的液氮超低温冻结保藏和真空冷冻干燥保藏中,不同种类的保护剂和保护剂的不同盐浓度对存活性的影响．结果表明：在极端嗜盐菌的保藏中,一定浓度的NaCl是保护剂中不可缺少的组成成分之一,但保护剂的盐浓度没有必要达到或接近生长需要的最适盐浓度（20％—25％NaCl）;在真空冷冻干燥保藏中,用6％的海藻糖代替脱脂牛奶作为保护剂,可以得到较高的细胞存活率。77株嗜盐古细菌保藏12个月后检测,全部存活,其中19株菌保藏24个月,检测结果为全部存活．     

极端嗜盐菌冷冻干燥保藏研究

本文报道了不同浓度的海藻糖和蔗糖作为保护剂对盐生盐杆菌（Ｈａｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｈａｌｏｂｉｕｍ）Ｒ＿１菌株冷冻干燥存活性的影响。结果表明：６％海藻糖,１２％蔗糖和１５％ＮａＣｌ组成的混合保护剂,是冷冻干燥保藏Ｒ＿１菌株极佳的保护剂。采用该保护刑冷冻干燥２５株极端嗜盐菌,于４℃保藏１４个月,经液体培养基和斜面培养基培养检测,全部存活。     

极端嗜盐古菌中CRISPR结构的生物信息学分析

摘要：【目的】利用生物信息学方法了解目前拥有全基因组序列的极端嗜盐古菌中CRISPR结构的特征。【方法】通过比对,保守性分析,GC含量分析,RNA结构预测等方法对已有全基因组序列的嗜盐古菌基因组进行研究。【结果】在5株嗜盐古菌基因组中发现CRISPR结构,在leader序列内得到具有回文性质的保守motif。发现在大CRISPR结构内repeat序列具有很强的保守性。同时根据第四位碱基的不同,repeat序列可形成两类不同的RNA二级结构。【结论】leader序列中回文结构的发现对其可能为蛋白结合位点的假     

极端嗜盐菌新种的鉴定

从青海省大柴旦盐湖及塘沽晒盐池中分离到数株极端嗜盐杆菌。其中F3及F5两株菌在15—25％NaCl的培养基中生长,最适NaC：I浓度为18％．低于12％不生长。两株菌的细胞壁中不含二氨基庚二酸,细胞膜内含有具甘油二醚键的不皂化性磷酸甘油醚衍生物,均产色素。F3及F5两株菌均为好气菌,不运动,单个,革兰氏阴性杆菌。细胞大小分别为1一15×2．5—3.5μm(F3)及0.6一0.7×1.7—4.2μm(F5)。在牛奶一盐一琼脂上的菌落呈圆形,边缘整齐,表面光滑。F3菌株的菌落中间略有突起,朱红色,直径约ll~l;F5菌株的菌落扁平,浅粉至淡红色,直径约1．5mm。两株菌生长的最适温度为37—45℃;由硝酸盐产生亚硝酸盐并产气;由色氨酸产生吲哚,但不产H：s,不代谢糖类及醇类。不具有氧化酶、尿酶及精氨酸双解     

嗜盐古菌噬菌体研究进展

嗜盐古菌噬菌体是噬菌体的一个重要分支,在群体生态学以及生命的起源与进化历程中扮演重要的角色.综述了嗜盐古菌噬菌体的形态多样性、研究方法、起源与进化几方面的研究报道,指出目前研究中存在的问题,对未来研究进行了展望.     

嗜盐古菌分类学研究进展

嗜盐古菌是一类需要高盐维持生长的古菌。到目前为止,已发现的嗜盐古菌都属于古菌域的广古菌门,主要包括:嗜盐甲烷古菌类群、嗜盐古菌纲的全部成员以及尚不能培养的纳米嗜盐古菌类群。嗜盐古菌是盐环境的土著类群,驱动着盐环境生态系统的生物地球化学循环。作为极端微生物,嗜盐古菌在理论研究和应用领域具有重要的研究价值。本文从嗜盐古菌分类学地位的变迁、分类学方法、分类学研究现状及我国的嗜盐古菌分类学研究等方面综述了嗜盐古菌分类学的最新研究进展。     

中度嗜盐菌 Halomonas sp.BYS-1的渗透调节

Halomonassp BYS 1是一株从活性污泥中分离的中度嗜盐菌 ,它能在 0 1～ 2 6mol LNaCl的以苯乙酸为唯一碳源的基础培养基中生长。BYS 1在不同NaCl条件下生长时 ,胞内的Na 含量基本不发生变化 ;它主要通过积累K 、谷氨酸和甜菜碱来调节胞内外的渗透压平衡。当培养基中的NaCl浓度从 0 1mol L上升到 2 0mol L时 ,其胞内的K 、谷氨酸和甜菜碱分别提高了 1 9、 2 4和 1 3 6倍。     

嗜盐古菌资源的研发

极端嗜盐菌有嗜盐古菌(halophilic archaea)之称,可分为6个属：(1)嗜盐碱杆菌(Natronobacterium),(2)嗜盐碱球菌(Natronococcus),(3)嗜盐杆菌(Halobacterium),(4)嗜盐球菌(Halococcus),(5)嗜盐富盐杆菌(Haloferax),(6)盐盒菌(Haloarcula),后又增加了6属：即Halorubrum、Haloaculum、Natrialba、Haloterrigena、Natronorubrum、Natronomonas共12个。其实不止这些属。其中有一种来自大盐湖的嗜盐碱杆菌(Hatronobact sp．)不仅具嗜盐性,且有嗜碱性(pH10～12),在5．5mol／L的钠盐溶液中生长。     

嗜盐古菌Halorubrum sp. CY的分离、鉴定及胞外淀粉酶特性初步研究

本研究从云南一平浪盐矿分离到一株产胞外淀粉酶的嗜盐古菌, 通过形态观察, 生理生化特性实验, 并结合16S rRNA序列分析, 初步鉴定为嗜盐古菌Halorubrum属, 命名为Halorubrum sp. CY。另外对该菌产生的胞外淀粉酶的性质进行初步研究, 结果显示其胞外淀粉酶发挥最大活性的pH值和温度分别为6.0和60oC, Zn2+、Cu2+、Al3+、SO32-对胞外淀粉酶的活性有抑制作用, 而Mn2+则有促进作用。     

极端嗜盐古生菌(Natrinema sp.)R6-5胞外嗜盐蛋白酶的纯化和性质研究

采用bacitracin-Sepharose 4B亲和层析的方法得到凝胶电泳均一的来自极端嗜盐古生菌(Natrinema sp.)R6-5的胞外嗜盐蛋白酶。经SDS-PAGE分析该酶亚基分子量为62kDa。PMSF对它的活性完全抑制,表明它是一种丝氨酸蛋白酶,该酶反应的最适NaCl浓度为3mol/L,最适温度为45℃,最适pH值为8.0。在高盐条件下能维持高活性并十分稳定,具有重要的潜在应用价值。     

嗜盐古菌Haloferax sp. D1227中超氧化物歧化酶功能鉴定及其增强细菌耐盐性的研究

【背景】细菌、酵母或植物来源的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)编码基因在异源宿主中表达并提高宿主耐盐性的研究已有一些报道,其异源宿主也多为植物,而古菌来源的超氧化物歧化酶编码基因在细菌中成功表达并提高其耐盐性的研究尚无报道。【目的】寻找嗜盐古菌Haloferax sp.D1227中的超氧化物歧化酶编码基因并鉴定其功能,将其在4-硝基苯酚降解细菌Burkholderia sp.SJ98中表达,研究该古菌的超氧化物歧化酶对菌株SJ98耐盐性和降解4-硝基苯酚功能的影响。【方法】通过生物信息学方法寻找嗜盐古菌D1227中潜在的超氧化物歧化酶编码基因,利用表达载体p ET-28a和广泛宿主载体p BBR1MCS-2将其分别在E.coli BL21(DE3)和4-硝基苯酚的降解菌株SJ98中异源表达,检测细胞抽提液和纯化蛋白的超氧化物歧化酶比活力。分别以葡萄糖和4-硝基苯酚为碳源,在M9培养基和添加500 mmol/L Na Cl(Na Cl含量约3%)的M9培养基中分别培养细菌SJ98的重组菌株和空载体重组菌株,利用全自动生长曲线分析仪和高效液相色谱等方法检测重组菌株的生长能力和对4-硝基苯酚的降解能力。【结果】通过生物信息学分析,在嗜盐古菌D1227基因组中发现了潜在的超氧化物歧化酶编码基因sod A,其在E.coli BL21(DE3)和菌株SJ98中分别异源表达均具有超氧化物歧化酶活力[细胞抽提液的比活力分别为21.07±0.02 U/mg和84.56±0.16 U/mg,从BL21(DE3)菌株纯化的蛋白Sod AD1227比活力为179.46±3.43 U/mg]。在添加500 mmol/L Na Cl的M9培养基中培养时,以葡萄糖为碳源,重组菌株SJ98[p BBR-sod A]仍可正常生长,而空载体对照菌株SJ98[p BBR1MCS-2]几乎丧失了生长能力;以4-硝基苯酚为碳源,菌株SJ98[p BBR-sod A]保持了利用底物生长和降解底物的能力,而菌株SJ98[p BBR1MCS-2]的生长和降解能力几乎丧失。用软件Phyre2模拟分析Sod AD1227的单体结构,该蛋白拥有Fe/Mn-SOD家族的典型结构特征,推测其属于Fe/Mn-SOD家族。【结论】本研究为利用古菌SOD对细菌进行改造以适应高盐环境中降解有机污染物的应用提供了潜在的可行性。     

嗜盐古菌启动子的研究及应用

嗜盐古菌是古菌域的一个重要代表类群,在遗传与代谢、进化与适应、前沿生物技术及合成生物学领域都显示了其重要的研究价值。嗜盐古菌启动子的认识和利用,可以为嗜盐古菌的基础和应用研究提供必要的条件。本文从古菌启动子的结构与功能出发,就启动子的研究方法、嗜盐古菌启动子的特征及嗜盐古菌启动子的应用3个方面综述了嗜盐古菌启动子的研究现状,并对嗜盐古菌启动子未来研究的重点和方向进行了展望。     

新疆罗布泊周边地区极端环境嗜盐菌的研究

为了研究分析新疆罗布泊周边地区pH值5-6的盐湖嗜盐古菌资源。从湖中分离筛选出一批嗜盐古菌,对其进行了生理生化特性研究,发现其中6株菌的生理特性和产酶特性比较特殊,并采用PCR方法扩增出其16SrRNA基因（16S rDNA）,并测定了基因的核苷酸序列。基于16S rDNA序列的同源性比较以及16S rDNA序列的系统发育学研究表明,菌株B20-RDX是盐盒菌属Haloarchaeon属中新种成员,GenBank登录号为FJ561285,该菌株为革兰氏阴性菌,最适盐浓度25%,最适pH 8.0,能产过氧化氢酶、淀粉酶,对四环素有抗性,能利用精氨酸和丁二酸盐。迄今为止,国内极少有关罗布泊周边地区极端环境微生物研究的报道,该研究可为今后研究同类极端环境中新的物种资源开发应用以及微生物多样性研究提供素材和参考。     

中度嗜盐菌Martelella sp. AD-3 降解菲过程中水杨酸-5-羟化酶的酶学性质

[目的]研究中度嗜盐菌Martelella sp.AD-3在降解菲过程中水杨酸-5-羟化酶的活性与菲降解效率的关系及其酶学性质.[方法]通过HPLC分析菲的降解效率和AD-3菌粗酶液催化水杨酸的产物,根据NADH在340 nm处的吸光度变化计算水杨酸-5-羟化酶的活性.[结果]水杨酸-5-羟化酶是一种诱导酶,在AD-3菌的对数生长期和稳定初期时活性较高,酶活力大小与该菌对菲的降解速率基本一致.在菲浓度为200 mg/L、生长盐度为3％、pH为9.0的培养条件下,AD-3菌株表达的水杨酸-5-羟化酶的活力最高,为132.8 nmol/(min·mg).水杨酸-5-羟化酶催化水杨酸降解时的最适温度、pH和盐度分别为30℃、7.5和3％,酶的最大反应速率为200 nmol/(min· mg)、米氏常数Km为8.7μmol/L.[结论]AD-3菌在降解菲的过程中表达水杨酸-5-羟化酶,该酶的活性与菲降解速率具有相关性.     

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。