一株麦氏交替单胞菌的异养硝化-好氧反硝化特性研究

本文研究了以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为氮源时异养硝化-好氧反硝化菌Alteromonas macleodii 8D的脱氮特性。研究表明,当分别以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为唯一氮源时,培养48h,菌株对氨氮(NH_4^+-N)、亚硝态氮(NO_2^--N)和硝态氮(NO_3^--N)的去除率分别为58.64%、67.41%和50.28%。NH_4^+-N去除过程中并未检测到明显的NO_2^--N和NO_3^--N的积累,然而在NO_2^--N和NO_3^--N去除过程中却明显检测到了NH_4^+-N的积累。NH_4^+-N和NO_2^--N共存时,NO_2^--N抑制了菌株对NH_4^+-N的去除,而NH_4^+-N则将NO_2^--N去除效率提高了22.95%。NH_4^+-N和NO_3^--N共存时,NO_3^--N将NH_4^+-N去除效率提高了12.46%,而NH_4^+-N对NO_3^--N去除无显著影响。NO_2^--N和NO_3^--N共存时,将NO_2^--N和NO_3^--N的去除效率提高了29.19%和15.48%。NH_4^+-N、NO_2^--N和NO_3^--N共存时,将3种无机氮的去除效率提高了38.57%、27.17%和42.56%。研究结果显示,3种无机氮共存时菌株Alteromonas macleodii 8D有最好的除氮表现,作为除氮的理想菌株,该菌株可用于实际养殖水体无机氮的去除。

海洋麦氏交替单胞菌共代谢降解布洛芬研究

布洛芬已在海洋环境中被检出,然而对其在海洋环境中生物降解还未见报道.为了考察海洋细菌对布洛芬的降解,了解布洛芬在海洋环境中的归趋,利用从近海沉积物中分离得到的麦氏交替单胞菌GCW,考察布洛芬共代谢降解特性、降解过程中生理特性及胞外活性氧的变化.结果表明,GCW能够共代谢降解布洛芬,3 d降解率达90%;降解过程符合准一级反应动力学,速率常数为0.061 h-1.其次,布洛芬对GCW的生长无明显影响,但对胞外聚合物、脱氢酶等生理特性均有促进作用,且能够提高NADH氧化还原酶、L-氨基酸氧化酶和铁载体(均与胞外活性氧产生相关)的活性.布洛芬降解发生在胞外,是酶和活性氧的共同作用,活性氧中羟基自由基起到最主要作用.

A152G突变对GH43家族麦氏交替单胞菌木聚糖酶XynZT-2的影响

前期研究发现GH43家族近缘物种相同位点存在天然突变。为了探究保守位点区域的基因突变对酶催化性能的影响,对来源于麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)的木聚糖酶XynZT-2利用软件计算、随机突变及天然存在的突变进行分子改造,定点突变第152位丙氨酸为甘氨酸(A152G),将原酶与突变酶基因转化到大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达。酶学性质比较发现,突变酶XynZT-2A152G最适温度为55℃,相比原酶XynZT-2提高了10℃;突变酶XynZT-2A152G最适pH为7.0,而原酶XynZT-2最适pH为6.0,突变酶最适pH更偏中性;突变酶XynZT-2A152G在pH 3.0~9.0均保持80%以上相对酶活力,原酶仅在pH 3.0~7.0有80%以上相对酶活力,在碱性环境中,突变酶比原酶pH稳定性更好。定点突变A152G后,对酶的最适温度和pH稳定性均有显著影响。该研究为进一步了解GH43家族木聚糖酶的构效关系奠定了基础。

E49F对麦氏交替单胞菌木聚糖酶XynZT-2的活性分析

为了探究酶表面氨基酸残基对催化性能的影响,对麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)的木聚糖酶XynZT-2进行分子改造。基于计算机模拟,预测了潜在的有益突变体E49F,通过定点突变构建突变酶基因xynZT-2E49F,并将原酶与突变酶基因转化大肠杆菌BL21(DE3)异源表达。酶学性质分析发现,突变酶XynEF最适温度为70℃,相比原酶XynZT-2提高了25℃,酶活力提高了6.4倍。酶动力学分析发现,突变酶的k cat/K_(m)值相比原酶提高了10.1倍,突变酶的K_(m)值明显下降,对底物的亲和力增强。通过酶与底物分子对接,揭示了底物在突变酶催化活性口袋内的结合构象以及酶活力提高的潜在原因。为GH43家族木聚糖酶的分子改造研究提供了基础。

一株高效氨氮及亚硝态氮去除功能菌株的分离鉴定及在生物絮团对虾养殖中的应用

从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖水体中分离出具有高效氨氮及亚硝态氮去除功能的菌株Y2,生理生化和16S rRNA基因序列比对分析结果显示该菌株为麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)。进一步通过生长实验进行温度、酸碱度、盐度的培养条件优化,利用抗生素药敏实验筛选菌株特定抗性;通过卤虫浸泡感染的方法检测麦氏交替单胞菌Y2的安全性,并测定海水培养液OD600及含氮无机污染物的浓度,探究菌株Y2生长与水体中氨氮、亚硝态氮、硝态氮之间的动态变化关系;通过28 d对虾养殖试验,监测水质、生物絮团形成量、致病菌数量及对虾成活率生长速率,进一步阐明菌株在实际养殖中的功效。结果表明,该菌株Y2对苯唑西林、克林霉素有抗性;对卤虫的48 h半致死浓度高于1.9×10^8 cfu/mL,显著高于哈氏弧菌(102 cfu/mL)。此外,该菌具有持续去除水体中氨氮、亚硝态氮的功能。在养殖实验中能抑制潜在病原菌弧菌生长、提高对虾存活率及生长率,并且能在水体中稳定存活较长时间。综上所述,菌株Y2是养殖用益生菌制剂的优良备选菌株,可作为生物絮团养殖系统中调节水质的关键菌株。

Alteromonas macleodii木聚糖酶XynZT-3序列分析及表达研究

为了拓宽海洋微生物来源木聚糖酶在食品工业中的应用,利用生物信息学对实验室保藏的麦氏交替单胞菌木聚糖酶XynZT-3基因进行序列分析,将xynZT-3基因连入pPIC9K表达载体,经SalⅠ线性化后,电击转化毕赤酵母GS115,并对构建的重组菌进行诱导表达条件优化。结果显示:该序列全长2970 bp,编码989个氨基酸,无内含子和信号肽,预测分子量为107.74 kDa,属于GH10家族。重组菌P.pastoris GS115/xynZT-3经单因素优化及响应面分析后,在16℃、甲醇浓度1.50%、种龄28 h、pH 3.7,培养6 d的最优摇瓶条件下,重组酶活力为4.212 U/mL。本研究将为该酶的进一步研究奠定基础。