极端嗜热厌氧纤维素分解菌基因文库的构建及其内切葡聚糖酶基因片段的克隆

以从云南邦拿掌温泉中分离、纯化的高温厌氧纤维素分解菌邦2菌(Cadicellulosiruptor)为材料,制备其总DNA,经限制性核酸内切酶EcoRⅠ部分酶切后,在T4DNA连接酶的作用下与经EcoRⅠ完全酶切、去磷酸化的质粒载体pUC18连接,然后转化E.coliJM109,建立了邦2的基因文库,经筛选鉴定得到6.3×103个重组子;重组子经刚果红平板验证:约有23.5%菌落呈现透明圈;重组子经EcoRⅠ酶切验证显示:重组质粒均含有外源DNA插入片段.结果表明已克隆到邦2菌纤维素酶系中的内切葡聚糖酶基因(ED基因)片段.

极端嗜热厌氧纤维素菌的分离鉴定、系统发育分析及其酶学性质的研究

从云南高温温泉、油井等热源地区采集的大量样品中,获得了一株特殊的极端嗜热厌氧纤维素分解菌B2.分离菌株直杆,革兰氏阴性(G-),未观察到孢子,细胞单个或成对出现.菌体大小为0.4μm×(2-4)μm,严格厌氧,生长温度范围50-70℃,最适生长温度65℃.pH范围4-8,最适pH 7.0.在纤维素粉琼脂上菌落直径2-4 mm,乳白色.分离菌株能利用纤维二糖、葡萄糖、蔗糖、松子糖、淀粉、覃糖等作为碳源,分离菌株还可利用纤维素滤纸、纤维素粉、微晶纤维素、纤维素粉MN300和甘蔗渣、水稻秸杆.发酵纤维素产生乙醇、乙酸.在菌株B2的纤维素酶系中,C1酶、Cx酶和β-葡萄糖苷酶的最适温度分别为80℃、80℃和70℃,其比值为1:9:10,同时发现Cx酶具有较高的热稳定性.部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离菌株B2与Thermoanaerobacter ethanalicus具有99.8％相似性.分离菌株B2为Thermoanaerobacter属.

一株极端嗜热厌氧纤维素分解细菌的分离和生理性状研究

从新西兰Ｒｏｔｏｒｕａ热温泉中分离出一株厌氧、极端嗜热的纤维素分解细菌。该菌株革兰氏染色阴性。不运动。不形成芽抱。细胞单个、成对或成链，呈直杆状，宽１．０—１．２μｍ，长３．０—７．０μｍ，在纤维素琼脂滚管上７０℃培养４天以后的菌落形态呈不规则状，不透明，产生淡黄色色素。发酵纤维素、一纤维二糖、葡萄糖产生氢、二氧化碳、乙醇、乙酸、微量乳酸。

极端嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor木质纤维素降解研究

随着能源危机的加剧,木质纤维素作为生产生物能源的重要原料得到人们的广泛关注。目前,极端嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor属已发现8个种,具有高效的木质纤维素降解能力,甚至可以作用于未经预处理的木质纤维素。自从20世纪80年代以来,人们在Caldicellulosiruptor属的菌株生理生化性质、木质纤维素降解机制及转化能力、基因组、转录组及蛋白质组、遗传转化体系等方面,都取得了一系列研究成果。笔者对嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor属木质纤维素降解的研究现状及前景进行综述及展望。

极端嗜热纤维素分解菌分子特征

从云南邦拿掌温泉中采集样品,经过多次富集、筛选,最后分离出6株高温严格厌氧纤维素分解细菌.通过随机扩增多态性DNA(RAPD)分析,研究了这6株形态、生理、代谢特性相似的高温严格厌氧纤维素分解菌的遗传多样性,并根据实验统计数据作出6株菌的亲缘关系图.同时对产酶活性较高的B7细菌进行16SrDNA序列分析,确定了其系统分类地位.

嗜热厌氧纤维素降解菌对纤维素的粘附及其酶活性研究

本项研究表明 ,嗜热厌氧纤维素降解细菌 Clostridium sp.EVA1在降解纤维素的过程中 ,菌体对不溶性纤维素底物具有强烈的粘附作用 .在透明圈中参与纤维素降解的菌体周围具有波纹状突起结构 ,并且菌体与纤维素的粘附位点是一个电子致密区域 .该菌株产生的纤维素酶是与细胞相连的胞外酶 ,培养液中无纤维素酶活性 .以脱脂棉花为碳源培养产生的纤维素酶活性最大 .该菌株纤维素酶在

一个水解纤维素的嗜热厌氧菌新种

本文报告了一株分解纤维素的嗜热厌氧菌。该菌株细胞革兰氏阴性,直或微弯杆状,大小0.3—0.6×1.5—9.0μm,以单端丛生鞭毛游动,形成端生膨大芽孢。可利用多种碳水化合物。在纤维素培养基中产生黄色。发酵纤维素的主要产物为乙醇、乙酸、CO_2和H_2。最适生长温度60℃,生长温度范围40—70℃;最适生长pH7.3—7.5。DNA中G+C含量为34mol%。经鉴定,它与已知的嗜热纤维素水解菌均有较大差别,定名为产黄纤维素梭菌(Clostridium celluloflavum sp.nov.)。

嗜热厌氧细菌Caldicellulosiruptor bescii降解木质纤维素研究进展

嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor bescii具有强大的木质纤维素降解能力,能以多种模式植物细胞壁多糖如微晶纤维素Avicel和木聚糖,甚至未经预处理的木质纤维素如柳枝稷作为唯一碳源快速生长,该菌还具有少见的厌氧降解木质素的能力。对基因组注释发现,该菌所编码的蛋白大多为多结构域双功能酶,即在多肽链的N端和C端分别是不同家族的糖苷水解酶,间隔以2-3个碳水化合物结合结构域。该菌降解纤维素相关的酶基因多集中于一个植物细胞壁多糖降解利用的基因簇,例如纤维素酶/木聚糖酶、纤维素酶/甘露聚糖酶和纤维素酶/木葡聚糖酶等。C.bescii的木聚糖酶主要属于GH10家族,该家族的酶底物特异性较为宽泛,氨基酸序列的同源性在18.7%-59.5%间。Caldicellulosiruptor属细菌进化出了一系列的机制使得糖苷水解酶和底物、细菌和木质纤维素能更好的吸附在一起,从而有利于木质纤维素的酶解。C.bescii有12个含SLH结构域的蛋白,以及新发现的黏附蛋白Tāpirin,可能参与了木质纤维素的吸附与利用。综述了近年来对C.bescii降解植物细胞壁的糖苷水解酶的基因资源挖掘方面和降解分子机制方面的研究进展,对高效、多功能高效木质纤维素降解酶的设计和优化具有积极的意义。

嗜热厌氧梭菌直接发酵造纸污泥的基本特性

为有效利用造纸污泥中的纤维素和半纤维素,研究了嗜热厌氧梭菌Clostridiumthermocellum在不同底物特别是在造纸污泥中发酵的基本特性及相应的纤维素酶和木聚糖酶基本性质.结果表明:C.thermocellum能够直接发酵没有经过任何预处理的造纸污泥,具有作为生物联合加工(CBP)菌株的良好潜力;在化学制浆污泥中其乙醇产量最高达到7.41g/L,较商业纤维素中的乙醇产量提高了77.90%,纤维素酶酶活和木聚糖酶酶活最高分别达到1.92U/mL和1.30U/mL;在脱墨污泥里其发酵受到明显的抑制,乙醇产量只有1.31g/L,纤维素酶酶活和木聚糖酶酶活分别为1.64U/mL和0.90U/mL;纤维素酶最适温度为60℃,最适pH值为5.5;木聚糖酶最适温度为70℃,最适pH值为7.0;两种酶都表现出较强的金属离子适应性.

厌氧纤维素降解菌从人参总皂苷中发酵转化Compound K的研究

选用1组兼性厌氧纤维素降解复合菌系PSW和从该复合菌系分离的1株严格厌氧嗜热纤维素分解细菌HCp,对人参总皂苷进行生物转化。通过TLC和LC-MS检测,发现并证实这2株厌氧菌可以转化产生人参皂苷CompoundK。该试验为稀有人参皂苷的生物转化提供新的思路。

一个高温厌氧直接转化纤维素为乙醇的高纯富集物

运用亨盖特厌氧技术 ,从牛粪中获得了高温厌氧直接转化纤维素为乙醇的高纯度富集物 .该富集物中在数量上占绝对优势的是一大小为 0 .5 4μm× 4.86～ 9.72 μm的梭状芽孢杆菌 ( Clostridiumsp.) ,G+,芽孢圆形 ,直径为 0 .86～ 1.19μm,端生 .产乙醇最适温度为 5 5～ 60℃ ,最适 p H7.5 .该富集物能直接转化稻草和麦秆产乙醇 ,以稻草、麦秆为唯一碳源时最高乙醇浓度分别为 0 .2 5 7g/ L和 0 .12 9g/

海栖热袍菌鞘的提纯及其成分和敏感性

海栖热袍菌(Thermotoga maritima MS8)是一种极端嗜热厌氧菌,细胞始终被一种鞘结构所包围,并且鞘在细胞两端呈现气囊状.通过膜截留法、透析法和等密度梯度离心法对鞘进行提纯,其中密度梯度离心法提纯的效果较理想.通过TLC分析,鞘由糖、蛋白、脂类组成,偏向膜的性质.通过对鞘的敏感性研究,发现蛋白酶K可以帮助鞘形成孔洞,并且仍可保留细胞的完整性,这可能有助于进一步促进T.maritima MS8基因转化工作的发展.

热纤维梭菌不同菌株的纤维素降解和酒精生产能力

以高温厌氧细菌热纤维梭菌(Clostridium thermocellum LQRI和VPI菌株)和嗜热厌氧乙醇菌(Thermoanaerobacterethanolicus X514和39E菌株)为对象,以不同浓度纤维素为底物,分析了热纤维梭菌不同菌株的纤维素降解和酒精生产能力.结果表明,在热纤维梭菌纯培养体系中,LQRI对纤维素的降解能力明显高于VPI,前者约为后者的1.2倍,但两者的酒精生产能力没有显著差异,LQRI在1%纤维素条件下酒精终浓度约为12 mmol/L,VPI约为10 mmol/L.随着底物纤维素浓度的增加(1%、2%、5%),两者对纤维素降解和酒精生产能力均呈明显下降趋势.在热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌混合培养体系中,LQRI对纤维素的降解能力明显高于VPI,前者约为后者的1.28～1.58倍.随着底物浓度的增加,两者的纤维素降解率均逐渐下降,但热纤维梭菌对纤维素降解的绝对数值还受到其它混合培养菌种的影响.此外,LQRI+Thermoanaerobacter混合培养体系的酒精生产能力明显高于VPI+Thermoanaerobacter,前者约为后者的1.27～1.77倍.随着底物浓度的增加,混合培养体系酒精生产能力没有明显下降趋势.