极端嗜热菌Thermotoga hypogea细胞抽提液中醇脱氢酶和氢化酶的活性检测

极端嗜热菌Thermotogahypogea(T.h.)是一株来自中非油田井下的,能够生长在90℃高温下的短杆状厌氧嗜热菌,经研究发现,在T.h.菌体细胞抽提液中存在一种特殊的NADP依赖性醇脱氢酶(ADH)。该酶在T.h.菌的醇醛代谢途径中起着关键性的催化作用,可催化多种醇醛底物的脱氢反应。同时,当以二氯联卞吡啶为作用底物时,T.h.菌的细胞抽提物显示很高的氢化活性(Km=0.29mmol·L-1,Vmax=41.69)。

极端嗜热菌Thermotoga hypogea生长条件的研究

以DSMZ(DeutscheSammlungvonMikroorganismenundZellkulturenGmbH ,Germany)提供的原始培养基配方为基础 ,对来源于中非油田井下的极端嗜热菌Thermotogahypogeasp .nov .(T .h .)的生长及扩菌条件进行了研究。结果表明 ,葡萄糖和木糖可作为T .h .菌生长的碳水化合物来源 ;胰蛋白胨和胰蛋白酶均可被T .h .菌利用作为其生长氮源 ;在T .h .菌的生长过程中 ,Na2 S2 O3 可被还原为H2 S而作为电子受体刺激T .h .菌生长 ,因此 ,培养基中若不含硫代硫酸钠时T .h .菌生长非常缓慢 ;但培养基内若不含原始配方中的氯化钠和醋酸钠时 ,T .h .菌仍然生长良好。扩菌培养基的最佳pH值为 7.0 ,最佳厌氧培养温度为 70℃。

中度嗜热菌Leptospirillum ferrooxidans和Acidithiobacillus caldus对砷的耐受性研究

以难处理金矿生物预氧化过程中使用的L.ferrooxidans(Leptospirillum ferrooxidans,氧化亚铁钩端螺旋菌)和A.caldus(Acidithiobacillus caldus,喜温嗜酸硫杆菌)这2种中度嗜热菌为主要研究对象,通过摇瓶实验研究不同价态的砷[As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]对2种中度嗜热菌生物氧化处理金矿效果的影响,并与A.ferrooxidans(Acidithiobacillus ferrooxidans,嗜酸氧化亚铁硫杆菌)和T.thiooxidans(Thiobacillus thiooxidans,氧化硫硫杆菌)这2种嗜中温菌进行比较。结果表明,中度嗜热菌对As(Ⅲ)的耐受性明显弱于嗜中温菌,但对As(Ⅴ)的耐受性与嗜中温菌接近。同时,As(Ⅲ)对铁氧化细菌生长的影响大于硫氧化细菌。实验发现,提高菌种接种量并对细菌进行驯化有利于中度嗜热菌对砷毒性的适应,在实际矿浆体系中通过提高接种量可以使中度嗜热菌最终适应高砷环境,最高质量浓度可达约1.54 g/L,获得较好的矿物氧化浸出效果,砷浸出率达到70%以上仅需10 d。

超嗜热菌对乡村有机固体废弃物发酵过程减量化的影响研究

传统发酵在废弃物资源化处理中已经广泛应用,但是存在发酵周期长、发酵温度低、容量大、水分高、减量化效果不佳等缺陷。采用超高温好氧发酵技术对乡村有机固体废弃物进行处理,将超高温环境下培养出的以芽孢杆菌(Bacillus)为核心的超嗜热菌剂添加到有机固体废弃物中,采用高通量测序技术,对堆体不同阶段的微生物种群进行分析,同时,对堆体温度、含水率、碳氮比(C/N,质量比)、pH、种子发芽指数(GI)和电导率(EC)等指标进行分析。结果表明:堆体的最高温度为86℃,以80℃为节点,发酵超高温期占比达到2/3,含水率从44.57%下降到29.09%,总减重率和总减容率分别为85.50%、50.51%,发酵结束时C/N、pH分别为15.56、7.55,发酵结束时物料的GI和EC分别为110.24%和3.72 mS/cm,发酵过程中芽孢杆菌目(Bacillales)和放线菌目(Actinomycetales)是达到堆体减量化效果的主要菌目。综上所述,超嗜热菌对好氧堆肥有一定的促进作用,是乡村固体废弃物减量化处理较为理想的发酵菌剂。

嗜热菌筛选及其促进沼渣和虫粪共堆肥的效果

于餐厨有机浆液厌氧沼渣和黑水虻虫粪共堆肥的高温期筛选嗜热菌,通过酶活分析,优选能够高效降解有机物的菌株复配成嗜热菌剂进行接种,考查接种嗜热菌剂后沼渣和虫粪共堆肥的效果。结果表明,本研究共筛选得到4株细菌和4株真菌,其中,属于地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和空气芽孢杆菌(Bacillus aerius)的细菌菌株具有较高的糖化酶、纤维素酶、漆酶、脲酶、蛋白酶和木聚糖酶活性,属于疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)和烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的真菌菌株具有较高的纤维素酶和漆酶活性。将上述4种菌株复配并接种于沼渣和虫粪共堆肥后,与不接种的空白组相比,高温期延长了2 d,有机质降解率、种子发芽指数、腐殖质含量和胡富比分别由12.09%、85.98%、107.95 g·kg^(-1)、2.67提高到15.08%、90.77%、117.40 g·kg^(-1)、3.01。此外,接种嗜热菌剂后,堆肥第5天的厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度分别提高到76.84%和18.12%,而酵母菌目(Saccharomycetales)的相对丰度下降到1.70%。综上,接种嗜热菌剂可延长堆肥高温期,降低植物毒性,促进腐殖化进程,优化微生物群落结构,提高堆肥质量和效率。

嗜热菌筛选及其腐熟菌剂制备和应用

传统食用菌栽培基质使用前需要高温灭菌,增加了能耗。通过高温培养和纤维素酶活法从温泉样品中筛选一款嗜热菌,对其进行分子生物学鉴定,并通过制备腐熟菌剂及其栽培平菇试验探究该嗜热菌的堆肥效果和其在食用菌栽培中的效果。结果表明,筛选出的嗜热菌属贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),温度适应性强,能够在45~75℃生长,在55~65℃生长最快,且能够分泌大量高活性纤维素酶;以该嗜热菌制备的腐熟菌堆肥最高温度可达81℃,连续超过55℃的高温期为7 d,有机质含量为55.5%,C/N比为14.6,种子发芽指数为94.2%;用该腐熟菌剂栽培的平菇出菇率达118.2%,染菌率仅为2.5%。

嗜热菌是怎样炼成的

在遥远的细菌古国,突然降临的高温无情地夺走了细菌们的生命。危难当前,细菌国王修炼起“嗜热神功”来提高细胞膜和蛋白质的耐高温性,并率领族人登上“诺亚方舟”以实现繁衍生息。细菌们在适应高温的同时也爱上了高温,成为了“嗜热菌”。通过与人类科学家的合作,嗜热菌们在工业生产等领域发挥了巨大作用,发现了实现自我价值的“新大陆”。

源自嗜热菌的α-L-鼠李糖苷酶交联聚集体的制备及应用

研究了一种制备嗜热菌Thermotoga petrophila DSM 13995来源的α-L-鼠李糖苷酶交联聚集体的方法。试验结果表明:在酶蛋白与Pluronic F127质量比为1∶8、沉淀剂硫酸铵质量浓度为75 mg/mL、戊二醛浓度为40 mmol/L时固定α-L-鼠李糖苷酶,酶活回收率可达49.45%。以硫酸铵-戊二醛(CLEA)的常规顺序制备固定化酶(PAG-R)时,酶活回收率仅为30.87%,而在Pluronic F127-硫酸铵-戊二醛(PL-AS-GL)顺序下制备PAG-R,酶活回收率达到60.90%,固定化剩余酶活力为34 U/mL。此外,研究了固定化酶PAG-R的酶学性质,结果表明PAG-R的最适温度为90℃,最适pH为5.0,与游离酶TpeRha的酶学性质相近,但在不同温度和pH条件下PAG-R的比酶活更高。PAG-R在90℃保温3 h后剩余酶活力为77.11%,而游离酶TpeRha则完全丧失活力,说明固定化酶的温度稳定性得到了较大的提升。以芦丁为底物,比较了PAG-R与TpeRha催化芦丁生成异槲皮素的产率差异。在温度80℃、pH 6.5、加酶量4 U/mL、反应时间90 min时,PAG-R能完全转化3 g/L底物,摩尔转化率为100%,产物的生成量是游离酶的2.31倍。连续反应10次后,芦丁相对转化率仍能保持在60%以上,由此可知固定化后的鼠李糖苷酶其催化效率得到了提高,且重复使用性能良好,更有利于工业化应用。

一株嗜热菌的分离鉴定及其苯酚降解特性

从油田地层水中分离到一株嗜热并高效降解苯酚的BF80菌株,其最适生长和降解苯酚的温度为60℃65℃。利用API50CHB/E系统和16SrDNA序列分析对菌株BF80进行了分类鉴定,该菌株的形态和生理生化特性与Geobacillusthermoglucosidasius基本相同,其16SrDNA序列与GeobacillusthermoglucosidasiusBGSCW95A1(=ATCC43742)的相似性为99·22%。在接种量为1%的条件下,该菌在20h内能完全降解3mmol/L的苯酚;在pH值5·59·0范围内能保持对苯酚良好的降解能力,并在12mmol/L苯酚的无机盐培养基中也能生长和降解苯酚,表明该菌能耐受高浓度苯酚并可用于高温含酚废水的生物处理。

Thermotoga maritima普鲁兰酶的基因克隆与酶学性质研究

以海栖热袍菌（Thermotoga maritima）MSB8基因组DNA为模板，PCR扩增出普鲁兰酶基因pulA，克隆入表达载体pET28a，转化Escherichia coli BL21-CodonPlus（DE3）-RIL，经IPTG诱导，测定普鲁兰酶酶活性。结果表明，重组转化子的细胞破碎液有普鲁兰酶活性，SDS-PAGE电泳结果显示出分子量约为96ku特异性蛋白质条带。酶学性质分析表明，其最适反应温度达到95℃,在30～80℃均保持最大酶活力的80％以上，最适反应pH值为6．0，且在碱性条件下稳定。

极端嗜热菌海栖热袍菌木聚糖酶B的克隆和表达

极端嗜热菌海栖热袍菌MSB8(ThermotogamaritimaMSB8)能够利用木聚糖代谢 ,并具有两个产木聚糖酶的基因 .本研究首次克隆和在大肠杆菌中表达海栖热袍菌MSB8的第 2个木聚糖酶基因即xynB基因 .以基因组DNA为模板 ,根据xynB基因的全序列设计了两对引物 ,在合适的PCR反应条件下有效地扩增出了xynB基因片段 .选用pET2 8a(+)表达载体 ,NcoI-HindⅢ酶切位点并编码了羧基端 6×His标签的阳性克隆表达成可溶且具有生物活性的蛋白质 .xynB结构基因由 10 4 4对碱基组成 ,编码 347个氨基酸 .根据已知木聚糖酶蛋白质氨基酸的同源性分析 ,XynB与T .sp.strainFjSS3-B .1的XynA的同源性最大 ,为 85 % ,与T .neapolitana的XynB同源性次之 ,为 82 % ,与其它木聚糖酶的同源性小于 4 3% .另外 ,XynB属于F/ 10族木聚糖酶 ,且含有单一功能区 .表 3图 3参

嗜热菌——工业用酶的新来源

综述了嗜热菌和极端嗜热菌产生的热稳定性的淀粉酶、纤维素酶、环糊精酶、木聚糖酶、几丁质酶、葡萄糖异构酶、蛋白酶等的研究进展及其在食品、化工、环保等方面的应用前景。

温度对厌氧嗜热菌群产甲烷能力的影响

为提高厌氧发酵的效率,实现沼气发酵的可控化,采用序批次反应器来研究嗜热性微生物菌群在不同温度条件下对不同底物产甲烷潜力的变化规律.玻璃反应器(108 mL)中分别加入8 mL嗜热微生物菌群和0.5 mL的底物(乙酸或丙酸)以及31.5 mL的营养液,然后放置在9个不同处理温度(25～65℃)的生化培养箱中进行培养.反应器中甲烷的产量用气相色谱(Shimadzu GC-8A)来分析和测定.结果表明,当以乙酸作为底物时,该嗜热菌群的甲烷最大生产率在各处理温度都要高于以丙酸作为底物时平行样的产气率;试验所用嗜热菌群的最佳产气温度为40℃和55℃;在低温(≤30℃)和高温(＞60℃)条件下,该菌群表现为极低的产气率,同时表明该菌群对此温度范围极为敏感.

用嗜热菌蛋白酶进行人肠上皮细胞分离培养

目的 探讨人肠上皮细胞 (intestinalepithelialcell,IEC)的分离、培养及鉴定方法 ,为进一步研究IEC提供合适的细胞模型。方法 取 4～ 6个月合法引产胎儿小肠 ,用嗜热菌蛋白酶消化分离IEC ,接种于含多种促IEC生长的营养成分的DMEM培养液内 ,根据IEC和成纤维细胞贴壁时间的差异来纯化IEC ,通过观察IEC生长状态、形态特征、超微结构及检测上皮细胞膜抗原对IEC进行鉴定。结果 嗜热菌蛋白酶消化 2h可分离出大量的健全绒毛隐窝单位 ,进一步培养获得的IEC ,上皮细胞膜抗原均呈阳性。结论 选用嗜热菌蛋白酶作为分离IEC的消化酶 ,可获得较纯的IEC ,完全可供相关实验研究之用。

嗜热菌的筛选及菌种的初步鉴定

从自然堆肥中分离嗜热细菌 ,通过纯化获得 11株 (编号TH1～TH11)能在 6 0℃条件下生长的高温细菌。将所分离菌株接入浓度为 2 0 % (w v)的新鲜奶牛粪水中 ,检测菌株适应性能力。试验结果显示 ,TH9在粪水中生长良好 ,6 0℃培养 36h活菌数达到 6 .4× 10 8CFU ml。经初步鉴定 ,TH9为微杆菌 (Microbacteriumspp .)

嗜热菌来源的生淀粉酶分离纯化及其酶学性质

从嗜热菌库中分离到两株能水解生淀粉的菌株173和174,通过扩增和测定两株菌的16S rDNA序列并进行比对结果表明,所分离两株菌属于Geobacillus属的细菌。液体摇瓶发酵菌株173、174,其产生的生淀粉酶(简称RSDE173、RSDE174)活力分别达14.5 U/mL和12.9 U/mL。通过生淀粉吸附-熟淀粉洗脱系统和TOYOPEARL HW-55F系统进行分离纯化,得到纯化的RSDE173和RSDE174,纯化倍数分别为50和29,活力回收率分别为34%和41%。有关RSDE173和RSDE174酶学性质研究显示,对熟淀粉水解的最适作用温度均为70℃,而对生淀粉水解则分别在50℃～60℃和40℃～60℃下表现出高水解活力;对不同底物的最适作用pH值均为5.0～5.5;它们对大多数试验离子的敏感性较低,但个别离子如Co^(2+)、Cu^(2+)对RSDE173或Cu^(2+)对RSDE174的酶活力有一定的抑制作用。纯化的这两种生淀粉酶对不同来源生淀粉的底物专一性并不相同。RSDE173底物专一性顺序为红薯淀粉>小麦淀粉>玉米淀粉>木薯淀粉>糯米淀粉;而RSDE174的糯米淀粉>小麦淀粉>红薯淀粉>玉米淀粉>木薯淀粉。RSDE173对生红薯淀粉有很好的降解,其水解糊化淀粉与生红薯淀粉的比值为1.48:而RSDE174优先降解生糯米淀粉,其相应比值为1.69。

嗜热菌耐热机理的研究进展

只在55℃以上的环境中生长的微生物叫嗜热菌。从嗜热菌细胞膜的组成、酶的热稳定性,以及DNA、RNA的耐热机理等方面予以综述,介绍国内外近年来的研究进展。

嗜热菌对高砷金精矿氧化-氰化提金试验研究

HQ-0211嗜热菌是一种良好的浸矿菌种,具有良好的耐砷性能,适合处理高砷金精矿.采用HQ-0211嗜热菌对含砷质量分数为11.78%金精矿进行氧化6 d后,金精矿含砷质量分数下降到0.20%,液体砷质量浓度达到11.41 g/L,脱砷率达到99.24%,失重率63.38%.含砷质量分数为11.78%的金精矿经过嗜热菌的氧化预处理,金的回收率大大提高,从直接氰化的18.25%提高到92.12%.试验表明含砷11.78%金精矿的细菌氧化-氰化试验取得了很好的工艺技术指标,不需要配矿降砷,该菌氧化时间短,脱砷、脱硫效果良好.

超嗜热细菌Thermotoga maritima酯酶Tm1350克隆、表达及其酶学性质研究

以超嗜热细菌Thermotoga maritima基因组DNA为模板,通过PCR法扩增酯酶Tm1350基因,构建重组质粒p ET15b-Tm1350,在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中实现表达,并采用p-NPA方法测定其酶活性。研究结果表明,酯酶Tm1350可以水解不同碳链长度(10C)的对硝基苯酚酯,其中对硝基苯酚戊酸酯(p NP-C5)是该酶最适合底物;该酶最适反应温度和p H分别为70℃和6.5,90℃处理5h,仍有50%以上的酶活力,具有较强的热稳定性。酯酶Tm1350对金属离子、抑制剂、变性剂和有机溶剂具有较强的抗性。

接种嗜热菌对剩余污泥的溶解效果研究

研究了在65℃、微曝气条件下接种嗜热菌对剩余污泥溶解和污泥中各种营养成分变化的影响。将嗜热脂肪芽孢杆菌AT07-1的培养液接种到2种不同浓度(TSS分别为14、21 g/L)的剩余污泥中,并与不接种的进行对比。结果表明,接种嗜热菌AT07-1能够促进污泥中悬浮固体的溶解,2 d时TSS的溶解率分别为38.58%、31.98%,比不接种的分别提高了14.23%、10.14%,挥发性悬浮固体(VSS)的溶解率分别为53.83%、46.64%,比不接种的分别提高了21.99%、18.64%;微曝气条件下溶解性COD(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFA)得到累积,SCOD的最大累积量分别为5 459、7 838 mg/L,VFA的分别为4 285、5 578 mg/L,这有利于厌氧消化产气;污泥溶解产生的蛋白质被蛋白酶快速水解,蛋白质浓度先升高后降低;总糖浓度总体呈现先升高后降低的趋势;pH则是先升高后略微降低。