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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 中度嗜鹽菌LY20的分離鑒定及其胞外產(chǎn)酶活性研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究采用底物平板法從運(yùn)城鹽湖黑泥樣品中分離獲得一株高產(chǎn)胞外蛋白酶和淀粉酶的中度嗜鹽菌LY20。16S rRNA序列分析，結(jié)合形態(tài)學(xué)觀察及生理生化特征分析，鑒定并命名該菌為Salimicrobium halophilum strain LY20。
- 詳細(xì)介紹：
- 本研究采用底物平板法從運(yùn)城鹽湖黑泥樣品中分離獲得一株高產(chǎn)胞外蛋白酶和淀粉酶的中度嗜鹽菌LY20。16S rRNA序列分析，結(jié)合形態(tài)學(xué)觀察及生理生化特征分析，鑒定并命名該菌為Salimicrobium halophilum strain LY20。粗酶性質(zhì)研究表明，其胞外蛋白酶可在較寬pH（3.0-10.0）和鹽濃度（0-20%）范圍內(nèi)保持高活性，最適作用條件為80℃，pH 10.0和12.5%的NaCl；其胞外淀粉酶最適作用條件為40℃，pH 6.0和10%的NaCl。DEPC和PAO可導(dǎo)致兩種酶完全失活，表明其活性中心存在半胱氨酸和組氨酸殘基；EDTA對(duì)淀粉酶抑制作用明顯，表明該酶活性的發(fā)揮可能需要某種金屬離子的參與。此外，它們對(duì)表面活性劑，如SDS、吐溫-80和Triton X-100等，表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。研究結(jié)果對(duì)促進(jìn)運(yùn)城鹽湖嗜鹽微生物資源的開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 運(yùn)城是我國(guó)鹽湖分布最密集的地區(qū)之一，氣候特征和地理環(huán)境獨(dú)特，物種資源豐富，是研究山西地區(qū)具有地域代表性嗜鹽菌資源的絕佳地點(diǎn)。但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)運(yùn)城鹽湖嗜鹽菌的研究尚屬空白。因此，開(kāi)展對(duì)運(yùn)城鹽湖嗜鹽菌資源研究，不僅可以豐富我國(guó)嗜鹽微生物物種庫(kù)和基因庫(kù)，同時(shí)也可為鹽湖生物資源的開(kāi)發(fā)奠定科學(xué)基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 鹽湖中微生物多樣性極為豐富，是嗜鹽菌高度集中的極端環(huán)境。特殊的自然環(huán)境造就了嗜鹽菌獨(dú)特的生理結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)制，并產(chǎn)生了許多具有特殊功能的生物活性物質(zhì)，具有極高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。 LY20是從鹽湖中分離的一株中度嗜鹽菌，其結(jié)構(gòu)較為特殊，可產(chǎn)胞外蛋白酶和淀粉酶，這在微生物中是比較少見(jiàn)的。其特殊的產(chǎn)酶特性，為對(duì)其結(jié)構(gòu)和生理生化性質(zhì)的研究提供了必要性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 嗜鹽菌是一類(lèi)只有在一定濃度的鹽介質(zhì)中才能良好生長(zhǎng)的極端環(huán)境微生物。特殊的生存環(huán)境造就了嗜鹽菌獨(dú)特的生理結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)制，并產(chǎn)生了許多具有特殊功能的生物活性物質(zhì)，在醫(yī)藥、食品、環(huán)保等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。因此，分離更多的嗜鹽菌對(duì)微生物資源的開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 摘要：本研究采用底物平板法從運(yùn)城鹽湖黑泥樣品中分離獲得一株高產(chǎn)胞外蛋白酶和淀粉酶的中度嗜鹽菌LY20。16S rRNA序列分析，結(jié)合形態(tài)學(xué)觀察及生理生化特征分析，鑒定并命名該菌為Salimicrobium halophilum strain LY20。粗酶性質(zhì)研究表明，其胞外蛋白酶可在較寬pH（3.0-10.0）和鹽濃度（0-20%）范圍內(nèi)保持高活性，最適作用條件為80℃，pH 10.0和12.5%的NaCl；其胞外淀粉酶最適作用條件為40℃，pH 6.0和10%的NaCl。DEPC和PAO可導(dǎo)致兩種酶完全失活，表明其活性中心存在半胱氨酸和組氨酸殘基；EDTA對(duì)淀粉酶抑制作用明顯，表明該酶活性的發(fā)揮可能需要某種金屬離子的參與。此外，它們對(duì)表面活性劑，如SDS、吐溫-80和Triton X-100等，表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。研究結(jié)果對(duì)促進(jìn)運(yùn)城鹽湖嗜鹽微生物資源的開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。
獲獎(jiǎng)情況
- 未發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 未鑒定
參考文獻(xiàn)
- [1] Rao M, Tanksale AM, Ghate MS, Deshpande VV. Molecular and biotechnological aspects of microbial proteases. Microbiology Molecular Biology Review, 1998, 62: 597-635. [2] Haki GD, Rakshit SK. Developments in industrially important thermostable enzymes: A review. Bioresource Technology, 2003, 89: 17-34. [3] Sivaramakrishnan S, Gangadharan D, Nampoothiri KM, Soccol CR, Pandey A (2006) α-Amylases from microbial sources-an overview on recent developments. Food Technol Biotechnol 44:173-184 [4] Ventosa A, Nieto JJ, Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiology Molecular Biology Review, 1998, 62(2): 504-544. [5] Lingfei H, Hailian P, Yanfen X, Ventosa A, Cowan DA, Jones BE, Grant WD, Ma Y. Halorubrum luteum sp. nov., isolated from Lake Chagannor, Inner Mongolia, China. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2008, 58(7):1705-1708. [6] 彭素萍, 林先貴, 王一明. 一株產(chǎn)高溫蛋白酶耐熱菌BY25 的產(chǎn)酶條件與酶學(xué)性質(zhì)研究.土壤(Soils), 2010, 42(3): 410-414.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 人們利用分子手段研究微生物多樣性的結(jié)果表明，鹽域環(huán)境中確實(shí)存在豐富的嗜鹽菌資源，但通過(guò)純培養(yǎng)方法分離獲得的可培養(yǎng)嗜鹽菌的數(shù)量和種類(lèi)卻十分有限，這直接影響到對(duì)嗜鹽菌多樣性的認(rèn)識(shí)和功能特性的研究。因此如何優(yōu)化嗜鹽菌純培養(yǎng)技術(shù)就成為一項(xiàng)十分重要的研究?jī)?nèi)容。近年來(lái)，新種的發(fā)現(xiàn)較少，主要原因是對(duì)嗜鹽菌的生長(zhǎng)環(huán)境缺乏系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)。人們對(duì)嗜鹽菌的分離過(guò)度依賴(lài)NaCl，而忽略了其原始生長(zhǎng)環(huán)境中其它鹽類(lèi)的作用。因此用于分離嗜鹽菌的培養(yǎng)基必須滿(mǎn)足嗜鹽菌的一些特殊需求，盡可能地模擬鹽環(huán)境條件。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了較多研究，主要是通過(guò)改變培養(yǎng)基配方、添加某些微生物生長(zhǎng)因子和控制培養(yǎng)條件（如溫度、pH）等來(lái)優(yōu)化嗜鹽菌的純培養(yǎng)技術(shù)。嗜鹽菌種類(lèi)繁多，它們的分類(lèi)主要采用多相分類(lèi)的研究方法，依據(jù)三方面信息：表型特征、生理生化特征和分子生物學(xué)數(shù)據(jù)。 Rodríguez-Valera等于1982年首次報(bào)道了嗜鹽菌素的存在。Torreblanca等在研究極端嗜鹽桿菌之間的相互作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)多株極端嗜鹽桿菌可產(chǎn)生嗜鹽菌素，而且它們的抗菌譜互不相同，不同的抗菌譜可能代表不同的嗜鹽菌素。由此他們認(rèn)為產(chǎn)生嗜鹽菌素是極端嗜鹽古菌桿菌的一個(gè)普遍特征。目前，已發(fā)現(xiàn)有上百株極端嗜鹽古菌可產(chǎn)生嗜鹽菌素，但其中研究比較深入的只有7種：蛋白類(lèi)（≥10kDa）嗜鹽菌素H1和H4，以及多肽類(lèi)（≤10kDa）嗜鹽菌素A4、H6、C8、S8和R1[5]。嗜鹽菌素的產(chǎn)生時(shí)期較為特殊。除Hl是在菌株對(duì)數(shù)生長(zhǎng)中期開(kāi)始產(chǎn)生外，其它嗜鹽菌素均是在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)末期向穩(wěn)定期過(guò)渡的時(shí)候產(chǎn)生的。 嗜鹽菌素是一種胞外分泌蛋白，對(duì)它們的分離純化相對(duì)較為容易。然而到目前為止，只有6種嗜鹽菌素獲得了分離純化。Meseguer等早在1985年就利用凝膠過(guò)濾層析純化了H4，研究發(fā)現(xiàn)其抗菌譜較廣，但對(duì)熱和去鹽作用都很敏感。Platas等采用親和層析和離子交換色譜對(duì)H1進(jìn)行了分離純化。近年來(lái)，Li等通過(guò)切向流過(guò)濾、凝膠過(guò)濾層析以及離子交換色譜（DEAE-Sepharose）等分離獲得了新型嗜鹽菌素C8，分子量約為6.3kDa。某些嗜鹽菌素，如S8和R1等，通常會(huì)結(jié)合較大的“攜帶蛋白”，從而使其分離純化過(guò)程變得復(fù)雜。研究發(fā)現(xiàn)采用分子量截留（NMWC）過(guò)濾濃縮，結(jié)合凝膠過(guò)濾和HPLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)此類(lèi)嗜鹽菌素的純化。
