微生物降解纤维素机制的分子生物学研究进展

对纤维素酶的分子生物学，主要是该酶对天然纤维性底物的降解机制研究进展作了简要评述，包括纤维素酶的一、二、三级结构、酶分子的多形性、纤维素酶族、酶基因克隆方法及表达和分泌中存在的问题、新酶分子的构建等。并介绍对细胞融合、单克隆抗体、DNA体外定位诱变、活性中心测定和糖基化方法等在纤维素酶降解研究中的应用。

绿色木霉产生的葡萄糖苷酶类

由绿色木霉(Trichoderma viride)A10菌株的粗酶制剂中分离纯化得到 6个β-葡萄糖苷酶组分,对它们的物理、化学性质和对20种糖苷类化合物的水解作用进行了测试。其中5个组分都是既能水解β-构型的糖苷化合物,又能水解α-构型的糖苷化合物,表明它们对α-、β-异头专一性的要求并不象文献中报导的那样十分严格,对糖基和糖苷配基专一性的要求也并不十分严格。由此,对葡萄糖苷酶类的命名分类方法提出了讨论,并对在纤维素酶系研究中纤维二糖酶活力的检测方法进行了讨论。

纤维素酶降解机制及纤维素酶分子结构与功能研究进展

提出并证实了氢键断裂是纤维素酶降解过程的初始、限速步骤和存在氧化性降解过程等新见解,对提高酶降解效率的几种研究策略进行了分析。

微生物学方法转化纤维性材料为发酵产品中的问题及前景

纤维性材料是自然界中数量最大的可再生性物质,它的降解是自然界碳素循环的中心环节。利用微生物学方法转化纤维性材料为乙醇及其他化工产品或生产单细胞蛋白是近年来很多国家都注重开展的研究。虽不断有所进展,但迄今在经济上尚不能与以糖类、淀粉或石油为原料生产的同类产品相竟争。遇到的困难主要有以下几个方面:

天然纤维素在生物降解过程中超分子结构的变化——氢键断裂在纤维素降解中作用的探讨

应用扫描隧道显微技术(STM),在纳米级水平上,直接观察到棉纤维中,由纤维素分子链沿长轴平行排列组成的直径为2～4nm的基元原纤,和由其聚集排列成直径为10～25nm的微原纤和由微原纤聚集成的原纤及由基元原纤交替排列,周期性出现的有序和无序区域。结合对其在酶解过程中,红外光谱、X光衍射、结晶程度、微量热活性和聚合度的测定以及末端基分析等表明:由多肽类组分造成的氢键断裂所致纤维素超分子结构的破坏和短纤维形成是纤维素酶解过程中普遍存在的机制,是一种氧化性降解,与纤维素酶类水解糖苷键的作用机制明显不同。应用STM技术还直接观察到外切葡聚糖纤维二糖水解酶的全酶分子图象,为研究酶分子作用于纤维素时的动态过程提供了有力的支持。

绿色木霉的内切葡聚糖酶在纤维素水解中作用机制的研究

对由绿色木霉(Trichoderma viride A 10)菌株的粗酶粉中分离纯化得到的17个内切葡聚糖酶的某些物理、化学性质和对5种纤维性材料的水解作用进行了研究,当它们分别作用于5种结晶度和聚合度不同的纤维性材料时,表现的比活力值是高度相关的,纤维材料的物理性质对酶的比活力有重要影响.在葡聚糖纤维二糖水解酶协同下,它们都能水解棉纤维但当它们共同作用于棉纤维素时,却只有9个组分的主效应是显著的.进一步的研究表明,酶的浓度效应在各组分间的协同作用中有重要影响.对纤维素酶解利用研究的策略提出了讨论.

造纸厂“腐浆”生成原因的分析和药物防治试验

１前言制浆造纸厂中，在浆料流经的器壁上，常着生一类粘液状的附着物，质地柔软而粘滑，习惯称之为“腐浆”。但它并不是由于纤维素和半纤维素的降解而造成的纸浆的腐败，而是凯西称之的胶状物“Ｓｌｉｍｅ”［１］。显微检查可见，“腐浆”中除含有细小纤维和填料颗粒之...

绿色木霉产生的糖苷水解酶类

利用微生物的纤维素酶水解纤维素为可溶性糖类的研究是具有广泛应用前景的工作,但由于在植物残体中纤维素总是与半纤维素、木素以及甘露聚糖、果胶等聚合物形成复杂的高聚物,因而任一单独的酶类都不能对其进行有效的酶解。通常都需用物理、化学方法脱除半纤维素、木素之后,纤维素始可被有效酶解。但是,这类预处理方法又有成本高,能耗大,副产物不易被利用等缺点,因此,利用多种糖苷酶类对植物材料进行全组分水解,以实现生物量的全利用,被认为是解决上述难题的合理途径。

纤维素酶分子结构和功能研究进展

概述了近１０年来利用结构生物学和蛋白质工程技术在纤维素酶分子结构和功能方面研究的进展，包括：酶分子结构域的拆分、催化域和纤维素结合结构域的结构和功能的研究，纤维素酶的分子折叠．

细菌耐药性的诱导与消除

目的 比较传代前后细菌对抗生素和中药耐受性的变化 ,探讨细菌的耐药性机制。方法 分别在含有新霉素和中药的培养基中对大肠杆菌进行连续传代培养 ,然后在空白LB中再次传代 ,最后测定其最低抑菌浓度 (MIC)。结果 在含新霉素培养条件下很容易筛选出对自身和其他几种抗生素耐受性明显提高的细胞 (多重抗性 ) ,而相同条件下中药培养菌则没有表现出对自身和新霉素等抗生素耐受性的提高。在新霉素选择压力下获得的耐药性细菌群体 ,在去除选择压力后 ,对新霉素的敏感性可基本恢复到出发水平。结论 细菌群体对抗生素耐受性的提高是不稳定的 。

瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅲ基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

采用刚果红染色法从瑞氏木霉cDNA文库中分离到一株具有CMCase活性的阳性克隆 ,测序结果显示该基因所编码的蛋白质为瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅲ (EGⅢ )。对重组酿酒酵母所产生的EGⅢ进行了酶学性质分析 ,其最适pH为 5 0 ,最适温度为 60℃。检测了酿酒酵母蛋白质分泌系统组分SSO2和SEB1对EGⅢ分泌的影响。结果表明 ,在可过量表达蛋白质分泌系统组分SSO2的酿酒酵母H837中 ,EGⅢ的分泌量最高。由此分析 ,酿酒酵母SSO2蛋白可能在EGⅢ的分泌中 ,是一个限速步骤。通过PCR方法删除EGⅢ基因 5′端非翻译区的 98bp核苷酸序列使EGⅢ表达量提高了 5 3倍。这提示我们 ,瑞氏木霉的EGⅢ基因在酿酒酵母细胞中表达时 ,其mRNA 5′端先导序列中可能存在影响该基因表达水平的调控序列。

抑制姜瘟青枯假单胞菌的木霉菌株的筛选及其抑菌机理

筛选得到一株可有效抑制姜瘟青枯假单胞菌的木霉菌株SMF2 (TricodermasppSMF2 ) ,证实其胞外分泌的抗生素———木霉素是抑制姜瘟菌生长的主要物质 ,该物质对热稳定 .固体发酵是培养木霉制剂的有效方法 ,并对培养基的组成、培养条件进行了初步优化。

深海适冷菌SM9913产生的低温蛋白酶

从1855m深的深海泥样中分离纯化得到200多株分泌蛋白酶的适冷菌 ,其中3株产低温蛋白酶 ,本文对其中一株Pseudomonassp.SM9913(P.SM9913)生长的适冷性和它产生的蛋白酶的适低温特性进行了研究。该菌株能够在0℃下正常生长 ,其最适生长温度为15℃ ,最高生长温度为35℃。为一株适冷菌。该菌株所产蛋白酶的比合成速率在10℃时最高 ,催化酪蛋白水解的最适温度为35℃ ,在0℃仍具有3 %的酶活力。最适 pH为8.0。该蛋白酶的热稳定性很低 ,在40℃保温10min即丧失85 %的活力 ,40℃时的半衰期为6min,为一典型的低温酶。抑制剂试验表明 。

白腐菌产漆酶的纯化及部分酶学性质

对白腐菌W 1产生的漆酶粗酶液通过超滤浓缩、分子筛和离子交换层析进行纯化 .用SDS PAGE证明该酶的分子量大约为 6 2 4kD .等电聚焦电泳显示该酶的等电点为 3 5 .酶反应的最适温度为 5 0℃ ,最适pH值为 4 5 .此酶氧化DMP的Km 值为 3 84× 10 -5mol L .金属离子对酶活的影响很大 ,其中K+ 、Mn2 + 、Ag+ 对酶活有促进作用 ,Fe2 + 、Fe3 + 、Hg2 + 、Co2 + 、Ba2 + 等对酶活有明显的抑制作用 .

中药三黄汤、小檗碱对E.coli生长抑制作用与庆大霉素的比较

庆大霉素对E .coli的抑菌作用强 ,试管稀释法、琼脂稀释法和平板抑菌圈法抑菌试验得到一致的MIC(3～5 μg/mL) ;三黄汤、小檗碱抑菌作用弱而稳定 ,试管稀释法测得的MIC分别为 5 0 0mg/mL和 2 .5mg/mL ,而用平板抑菌圈法得不到明显的抑菌圈 .在亚MIC药物液体分批培养时 ,庆大霉素抑菌曲线起初 2h迅速下降 ,而后回升到初始浓度 ,而三黄汤抑菌曲线平缓稳定 ,说明中药和抗生素的抑菌机制明显不同 .庆大霉素与小檗碱混合使用时 ,与庆大霉素单独使用相近 ,而与三黄混合使用时 ,则主要表现三黄汤的抑菌作用 .因此中西药结合时需要慎用 .在接近MIC药物培养基中连续传代 2 0次后 ,庆大霉素MIC提高 8倍多 ,而三黄汤和小檗碱MIC无显著变化 ,无抗药性产生 ,也不产生对庆大霉素的交叉抗药性 .研究结果还表明 ,在 1/ 4MIC三黄汤中连续传代 2 0次 ,能消除E .coli已形成的庆大霉素抗性 ,这为解决抗生素抗药性提供了线索 .图 4参 2

An—76真菌木聚糖酶漂白NaOH一AQ麦草浆的研究

探讨了用Ａｎ—７６真菌木聚糖酶漂白ＮａＯＨ—ＡＱ麦草浆。结果表明，经酶处理后纸浆白度和聚合度提高，ＫＭｎＯ４值降低。酶处理浆的可漂性增加，尤其对过氧化氢漂白影响较大，白度提高３％～４％ＩＳＯ。酶处理浆的强度提高。

木聚糖酶在麦草浆漂白中的应用

对于单段次氨酸盐漂白，木聚糖酶处理（X）可明显改善麦草浆的漂白性能，纸浆白度提高约5％ISO或在相同的白度下减少用氯量28％左右，但与木浆相比处理麦草浆的酶用量较高（50IU／g浆）。采用XCH、CXH、CHX和CH／X漂序纸浆白度可达80％ISO以上，采用XCEH、CEHX或CEH／X漂序纸浆白度接近85％ISO，纸浆强度均有不同程序的提高。

废报纸酶法脱墨和纤维性能的改善

利用不同酶活性组分的纤维素酶对废报纸的酶法脱墨和纤维性能改善进行了研究。研究表明 ,纤维素内切酶是酶法脱墨的主要有效成分 ,而内切酶和外切酶的协同作用会进一步促进脱墨浆白度及滤水性能的改善 ;FPA活性的存在对纸浆强度产生不利的影响 ,而纤维素酶中木聚糖酶的存在对酶法脱墨和滤水性能的改善是微弱的。和化学脱墨浆相比 ,酶法脱墨浆具有更高的白度、相似的裂断长和稍低的撕裂强度 ,且酶法脱墨废水的污染负荷更低。

应用微量热法构建限制性条件下微生物生长模型

用微量热计测定了金黄色和白色葡萄球菌在给定条件下生长的热谱图,按限制性条件下微生物生长的模型进行了数学处理,得出了比生长速率,还测定了在不同温度和不同酸度下的热谱曲线.确定了最适生长温度和酸度。

限制性条件下药物对细菌抑制作用微量量热法研究

用微量量热计测定了福氏志贺氏菌(Shipella flexneri)中7株菌(6、2b、3b、5b、1a、x、y)在合成药物抑制作用下生长的热谱图,按限制性条件下微生物生长的模型进行了数学处理,得出了比生长速率(μ),由此确定了各细菌比生长速率(μ)与药物浓度(c)之间的定量关系,求出了比生长速率(μ)为零时的用药浓度,并对该合成药对各细菌的抑菌效果进行了分析。