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嗜热淀粉芽孢杆菌来源β-葡萄糖苷酶的重组表达与酶学性质 被引量：4
1
作者 刘洋 彭惠 +5 位作者 张汆 董艺凝 孙星 罗侠 蔡华 赵维萍 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2050-2059,共10页
【背景】β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21,β-glucosidase),是纤维素分解酶系中的重要组成部分,目前工业上应用的β-葡萄糖苷酶多数来源于植物和真菌,来源于细菌的较少,且应用中还存在酶活力偏低、热稳定性差、反应条件适用范围窄、酶活力易... 【背景】β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21,β-glucosidase),是纤维素分解酶系中的重要组成部分,目前工业上应用的β-葡萄糖苷酶多数来源于植物和真菌,来源于细菌的较少,且应用中还存在酶活力偏低、热稳定性差、反应条件适用范围窄、酶活力易受产物反馈抑制等问题,增加了经济成本。嗜热微生物具有特殊的遗传信息资源,极有可能从中挖掘到酶学性质优良的新型β-葡萄糖苷酶,从而解决工业难题。【目的】从嗜热淀粉芽孢杆菌(Bacillus thermoamylovorans)基因组中挖掘新型β-葡萄糖苷酶基因,通过基因重组、异源表达和蛋白纯化技术制备新型β-葡萄糖苷酶,并探究其酶学性质,为新型β-葡萄糖苷酶在纤维素水解等领域的应用奠定基础。【方法】人工合成新型β-葡萄糖苷酶基因bgl52,构建重组表达质粒pET22b-bgl52,并用电脉冲法转化到大肠杆菌BL21(DE3)中实现可溶性表达,利用Ni-NTA亲和层析纯化得到高纯度的β-葡萄糖苷酶Bgl52。【结果】实现重组表达质粒pET22b-bgl52在大肠杆菌BL21(DE3)中的可溶性表达,并获得β-葡萄糖苷酶Bgl52纯蛋白,蛋白分子量为52 kD,在70°C和pH 6.5条件下表现出最佳活性;以p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside(p NPG)为底物时的比酶活为223.7±5.3 U/mg;Km为9.3±1.2 mmol/L,Vmax为270.3±4.3μmol/(min·mg);Bgl52偏好性水解β-1,4糖苷键的底物;Fe2+和Mg2+对酶的激活作用明显,Co2+、Cu2+和SDS可抑制其活性;Bgl52是少有的几种葡萄糖和木糖激活型β-葡萄糖苷酶之一,当反应体系中外源添加0.2 mol/L葡萄糖时可提升活力至2.84倍,外源添加0.4 mol/L木糖时可提升活力至3.24倍,同时Bgl52在生理条件下基本不受产物的反馈抑制。【结论】利用嗜热微生物基因组中蕴藏的遗传信息资源,通过现代生物技术方法,可以从中挖掘到酶学性质优良的β-葡萄糖苷酶,为其在纤维素降解等工业领域的应用奠定基础。 展开更多
关键词 嗜热淀粉芽孢杆菌 Β-葡萄糖苷酶 重组表达 酶学性质
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一株嗜热聚对苯二甲酸乙二醇酯降解菌的分离及其降解特性解析 被引量：1
2
作者 周剑桥 黄青松 +4 位作者 李娟 金昶序 陈晓倩 吴敬 颜正飞 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2822-2834,共13页
【目的】大量聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)塑料作为废弃物被丢弃,严重危害生态健康。针对嗜热PET降解菌缺乏这一情况,本研究旨在获得能够降解PET的嗜热菌,并阐述其降解机制。【方法】采集云南腾冲热泉中的废弃... 【目的】大量聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)塑料作为废弃物被丢弃,严重危害生态健康。针对嗜热PET降解菌缺乏这一情况,本研究旨在获得能够降解PET的嗜热菌,并阐述其降解机制。【方法】采集云南腾冲热泉中的废弃PET瓶,分析其表面生物膜的微生物群落多样性,从中筛选能够以PET为营养源生长的嗜热菌,并基于16S rRNA基因序列加以鉴定;以菌株的定殖能力与生长曲线为指标,优选出降解能力较强的降解菌,并测定其最适pH、温度和NaCl浓度;降解能力较强的降解菌分别作用于PET及PET中间体双(羟乙基)对苯二甲酸酯[bis(hydroxyethyl)terephthalate,BHET]和对苯二甲酸单(2-羟乙基)酯[mono(2-hydroxyethyl)terephthalate,MHET],测定产物生成量与降解率;通过观察PET膜表面微观结构、活菌数、酯酶活性等探究降解菌与PET的互作过程。【结果】废弃PET瓶表面生物膜中的微生物群落多样性低;从生物膜中筛选出5株能够以PET为营养源生长的嗜热菌;其中,菌株JQ3以PET为唯一碳源生长最佳,作为降解能力较强的降解菌,被鉴定为嗜热淀粉芽孢杆菌(Bacillus thermoamylovorans),其最适生长pH为7.0、最适生长温度为50℃、最适生长NaCl浓度为0.5%;菌株JQ3以0.043 mg PET/d的速率降解PET,对苯二甲酸(terephthalic acid,TPA)产量在第7天达到峰值45.2 mmol/L;菌株JQ3对PET中间体降解效率显著,6 h可降解85.9%的BHET,60 h可降解50.1%的MHET。菌株JQ3能够定殖于PET表面并形成生物膜,侵蚀PET并造成开裂和剥落。【结论】B.thermoamylovorans JQ3作为一株嗜热PET降解菌,能够高温(60℃)降解PET及其中间体,为实现PET的有效降解提供了新策略。 展开更多
关键词 塑料污染 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)生物降解 嗜热淀粉芽孢杆菌 热稳定性 微生物筛选
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产嗜热酯酶菌株的筛选、鉴定及发酵特性研究
3
作者 赵妍 陈娟 +6 位作者 袁倩 王子卉 朱小辉 郝征红 毕文慧 任长博 孟维国 《中国果菜》 2023年第6期22-27,共6页
为获得可用于嗜热酯酶制备的高活性产酯酶微生物,满足果蔬制品精深加工用酶需求,本试验利用含三丁酸甘油酯的筛选培养基在堆肥高温期样品中筛选到一株高活性产嗜热酯酶菌株GRJ 2,对其进行了形态学、生理生化和分子生物学鉴定,并研究了... 为获得可用于嗜热酯酶制备的高活性产酯酶微生物,满足果蔬制品精深加工用酶需求,本试验利用含三丁酸甘油酯的筛选培养基在堆肥高温期样品中筛选到一株高活性产嗜热酯酶菌株GRJ 2,对其进行了形态学、生理生化和分子生物学鉴定,并研究了其最适发酵条件。结果发现,经鉴定筛选到的GRJ 2菌株为嗜热淀粉芽孢杆菌(Caldibacillus thermoamylovorans)。其最适生长温度为55℃;最适生长pH值为7,pH耐受范围5~9。菌种最佳活化时间为10 h,分批培养条件下嗜热酯酶最佳收获时间为16~22 h,及时补加新鲜培养液,可将产酶期延长4 h。菌株GRJ2具有较高的产酯酶活性,酸碱耐受性强,可以用于工业酯酶的制备。 展开更多
关键词 嗜热酯酶 嗜热淀粉芽孢杆菌 生长曲线 产酶曲线
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