不同活性氧胁迫下Bacillus sp．F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应

采用不同的活性氧发生源,研究了O_2^-·、H_2O_2和OH·胁迫下Bacillus sp.F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应。结果表明,细胞对氧胁迫的应激响应程度取决于活性氧种类、胁迫程度和形式(瞬时和持续)。Bacillus sp.F26对H_2O_2胁迫的响应程度最高,过氧化氢酶的快速合成对细胞抵抗H_2O_2胁迫至关重要,当细胞及时分解进入胞内的H_2O_2,胁迫对细胞的氧化损伤程度并不高,相反会刺激细胞的生长和底物消耗,当胁迫超过过氧化氢酶的分解能力时,H_2O_2会迅速抑制细胞生长和过氧化氢酶合成;由于O_2^-·与细胞作用的方式和效果与H_2O_2不同,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的快速合成并不能保证细胞及时有效地清除胞内的活性氧,因此,细胞对O_2^-·胁迫的响应程度要低于H_2O_2胁迫;在所考察的3种活性氧中,OH·胁迫(Fenton反应体系)对细胞的氧化损伤程度最大,胁迫强烈地抑制了细胞生长和抗氧化物酶的合成。由此表明,由于不同活性氧的化学性质有所不同,细胞对不同种类、程度和形式的活性氧胁迫会表现出不同的生物学效应,为了提高自身对氧胁迫的抵抗能力,微生物会通过自身的代谢调节适应新的环境,包括调整抗氧化物酶合成水平、改变生长速度以及底物消耗速率等。

枯草杆菌Bacillus sp F26产过氧化氢酶的发酵条件

从内蒙古呼伦贝尔草原的盐碱湖中分离到的一株低度嗜盐嗜碱细菌Bacillus sp F26，能积累高水平过氧化氢酶（CAT）。对Bacillus sp F26发酵产过氧化氢酶的环境与营养条件的研究结果表明，其积累高水平过氧化氢酶的适宜环境条件为：温度37℃，种龄20-22h，接种量5％，装液量50mL／（250mL的摇瓶）。适宜发酵培养基组成（g／L）为：葡萄糖15，牛肉膏10，玉米浆10，酵母膏5，磷酸二氢钾1，氯化镁0．2，氯化钠50，碳酸钠10。采用上述条件进行摇瓶分批发酵实验，发酵20h，过氧化氢酶酶活达到16．32U／mL，细胞干重为4．12g／L。进一步研究发现，在对数生长后期（16h）添加2mmol／L的H2O2可以明显刺激产酶，在5L的发酵罐上进一步以指数速率方式流加H2O2，由于该流加方式可降低H2O2对细胞的毒害作用，过氧化氢酶酶活达到29．89U／mL，与分批发酵相比提高了92．8％。

Bacillus sp.B110胞内麦芽糖淀粉酶基因克隆与酶学特性

目的:对菌株Bacillus sp.B110的胞内麦芽糖淀粉酶BMAL进行基因克隆、异源表达、纯化及酶学性质研究,为后期开发新的淀粉加工用酶打下基础。方法:使用PCR技术对Bacillus sp.B110的胞内麦芽糖淀粉酶bmal基因序列进行全长克隆,异源表达,使用Ni2+-NTA进行纯化,再对其酶学特性进行测定,使用序列分析工具BioEdit、MEGA等对其氨基酸序列进行分析,使用AlphaFold2对其三级结构进行预测分析。结果:BMAL基因全长1770 bp,编码一个589氨基酸残基的蛋白。重组酶rBMAL经Ni2+-NTA亲和层析纯化后,SDS-PAGE电泳结果显示其分子量大小为63 kDa。氨基酸序列分析和三维建模表明BMAL与来源于B.subtilis 168和B.subtilis SUH4-2的麦芽糖淀粉酶有较高的一致性,且BMAL具有一个麦芽糖淀粉酶所独有的N端结构域以及由Asp328-Glu357-Asp424三个氨基酸残基所构成的催化中心。重组酶rBMAL最适反应温度为45℃,最适反应pH为6.0。重组酶rBMAL在30℃条件下保藏7 h残留酶活为60%,但在60℃条件下保藏2 h残留酶活力下降98%,说明BMAL对热敏感。重组酶rBMAL在4℃,pH7.0~9.5保藏12 h活性稳定。当存在1 mmol/L的金属离子Mg2+时,重组酶rBMAL活力提高36%,而Ni2+、Fe3+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Al3+、Ca2+对重组酶rBMAL有抑制作用,酶活力减少85%~48%。有机溶剂和化学试剂甲醇、乙醇、丙酮、异腈、EDTA和SDS对重组酶rBMAL有较强的抑制作用,酶活力减少至32.3%~64.8%。底物特异性实验结果证实BMAL最适底物为环精糊。结论:Bacillus sp.B110的胞内麦芽糖淀粉酶BMAL具有良好的催化特性和pH稳定性,在面包烘焙工业上具有潜在的应用价值。

U(Ⅵ)在芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2上的矿化动力学研究

微生物诱导的U(Ⅵ)生物矿化会影响铀在环境中的化学形态和迁移行为,但目前对于生长和繁殖阶段的微生物诱导U(Ⅵ)矿化的动力学行为研究不多,相关的机制也不明确。本文从某拟用作极低放射性废物处置场场所的土壤中分离出1株芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2,考察了pH值、甘油磷酸钠(SGP)、U(Ⅵ)初始浓度等因素对Bacillus sp.dwc-2在生长繁殖过程中诱导U(Ⅵ)矿化动力学行为的影响,并对其矿化机制进行了探讨。结果表明,Bacillus sp.dwc-2可诱导U(Ⅵ)形成钠铀云母(NaUO_(2)PO_(4)·3H_(2)O)的晶体矿物,该过程作为一种酶促反应,受pH值、SGP浓度、U(Ⅵ)初始浓度等因素的显著影响;当U(Ⅵ)初始浓度从50 mg/L增加至150 mg/L时,刺激了处于生长迟滞期至对数期(培养0~12 h)菌体磷酸酶活性的表达和磷酸盐的代谢,使其诱导U(Ⅵ)的矿化行为发生在生长对数期(培养12 h);SGP浓度的增加促进了磷酸酶的催化反应速率,进而促进了U(Ⅵ)的矿化,当SGP的浓度从25 mmol/L增加到125 mmol/L时,Bacillus sp.dwc-2诱导U(Ⅵ)的矿化时间从其生长稳定期(培养24 h)提前至生长对数期(培养12 h);中性和碱性条件下,磷酸酶活性在生长迟滞期至对数期(培养0~12 h)快速增加,从而促进了磷酸盐的消耗和U(Ⅵ)的矿化,特别是在碱性条件下,沉积物在生长对数期(培养8 h)时即转化为明显的晶体矿物。

食品污水中异养硝化-好氧反硝化菌Bacillus sp.JG441的筛选鉴定及其脱氮特性

高氨氮、高盐、含有机物的食品工业污水处理难度大、周期长,添加高效硝化菌株可以大幅提高污水处理效率。本研究通过高盐培养基,从腌渍食品厂排放污水中筛选出一株对复杂环境有较强耐受性的新型高效异养硝化-好氧反硝化菌株JG441,经鉴定为Bacillus sp.,对其脱氮条件、异养硝化、好氧反硝化、极端环境耐受和脱氮通路进行研究。结果表明,菌株JG441可以利用(NH_(4))_(2)SO_(4)和KNO_(3)为氮源进行异养硝化和好氧反硝化;在NaCl浓度为30g·L^(-1),苯酚浓度为400mg·L^(-1)时,24h NH_(4)^(+)-N去除率可达99%,在NH_(4)^(+)-N浓度为500mg·L^(-1)时,24h NH_(4)^(+)-N去除率为57.4%。菌株JG441脱氮能力强,在高盐含氮和成分复杂的污水处理方面具有较好应用潜力。

二苯醚类除草剂降解菌Bacillus sp.Za微生物制剂的研发与初步应用

以二苯醚类除草剂高效降解菌株Bacillus sp.Za为材料制备微生物制剂,优化液体制剂保护剂的物质配比,筛选固体制剂的最适材料,对固体制剂进行初步应用并评价其降解效果。研究结果表明:(1)液体制剂保护剂(0.20%柠檬酸钠、0.20%羧甲基纤维素、0.30%KCl)可使活菌数提高35.71%,保存30 d的液体制剂对50 mg/L乳氟禾草灵的降解率为83.50%;(2)筛选得到猪粪有机肥作为固体制剂的最适材料,保存60d时固体制剂活菌数为8.26×10^(8)cfu/g,对土壤中10mg/kg乳氟禾草灵的降解率为85.52%;(3)添加固体制剂可有效缓解乳氟禾草灵残留对玉米所产生的药害。

异养硝化细菌Bacillus sp. LY脱氮性能研究

研究了异养硝化细菌Bacillus sp. LY的脱氮性能.结果表明,Bacillus sp. LY是1株具有脱氮能力的异养硝化细菌.在NH4+-N浓度分别为40、80和120 mg/L 3种情况下,120 h反应后,氨氮的去除率分别是100%、85.7%、73.7%,总氮的去除率分别是76.6%、53.4%、64.8%,在菌液初始浓度相同的情况下,随着NH4+-N浓度的增加,细菌的硝化速率以及脱氮速率呈现下降的趋势.有机物浓度是影响Bacillus sp. LY脱氮性能的重要因素,低的有机物浓度会阻碍细菌脱氮性能的发挥,中的有机物浓度会促进细菌脱氮性能的发挥,使体系的脱氮效果达到最佳,高的有机物浓度并不能再次提升细菌的脱氮性能.在Bacillus sp. LY作用下,有机氮经过氨化作用生成氨氮,通过2条可能的途径转化为氮气.1条途径是氨氮先硝化生成亚硝酸盐与硝酸盐,然后反硝化生成氮气.另1条途径是氨氮被氧化生成羟胺,然后脱氢生成氧化亚氮并进一步转化为氮气.这些研究可为开发新型高效生物脱氮工艺提供参考.

海洋细菌Bacillus sp.次生代谢产物的分离与鉴定

目的研究1株海洋细菌Bacillus sp.（No.DY1979）的次生代谢产物。方法采用各种色谱手段进行分离和纯化,根据各种光谱技术对单体化合物进行结构鉴定。结果分得12个化合物,分别鉴定为2,2′-二硫代二苯并噻唑（2,2′-dibenzothiazolyl disulfide,1）、2（3H）-苯并噻唑酮（2（3H）-benzothiazolone,2）、环（甘-脯）二肽（cyclo（Gly-Pro）,3）、环（亮-脯）二肽（cyclo（Leu-Pro）,4）、环（甘-丙）二肽（cyclo（Gly-Ala）,5）、色氨酸（tryptophan,6）、1,2,3,4-四氢-3-羧基-2-卡波林（1,2,3,4-tetrahydro-3-carboxy-2-carboline,7）、胸腺嘧啶（thymine,8）、尿嘧啶（uracil,9）、苯乙酸（phenylace-tic acid,10）、邻苯二甲酸二异丁酯（1,2-benzenedicarboxylic acid diisobutyl ester,11）、邻苯二甲酸二正丁酯（1,2-benzenedicarboxylic acid dibutyl ester,12）。结论化合物1、2为含硫含氮的杂环类化合物,化合物1为细菌中首次分离,化合物2曾从另一株海洋细菌中分离得到;化合物3-9为含氮成分,其中化合物3-5为常见的细菌代谢产物环二肽,化合物6、7属氨基酸及其衍生物。

Bacillussp.fmbJ224发酵产新型抗菌肽培养基的优化研究

采用Plackett_Burman设计(Plackett_BurmanDesign,PB)法,对影响Bacillussp.fmbJ224产新型抗菌肽的17个因素进行了筛选。结果表明:影响该菌发酵产新型抗菌肽的主要培养基成分为葡萄糖、NH4NO3、谷氨酸、CaCl2、MnSO4。在此基础上,再采用响应曲面法(ResponseSurfaceMethodology,RSM)对其5个显著因子的最佳水平范围进行研究。通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量分别为葡萄糖8·13g/L、NH4NO36·14g/L、谷氨酸4·2g/L、CaCl23·98mg/L、MnSO44·87mg/L时,新型抗菌肽的产量从1304·21μg/mL提高到了1487·58μg/mL。

高效降酚菌Bacillus sp.JY01的固定化及降解特性研究

以海藻酸钠作为载体将降酚菌株Bacillussp.JY01进行固定化包埋,并通过正交实验确定了该菌株固定化细胞制备的最优条件;研究并对比了固定化细胞和游离细胞的降酚性能,研究结果表明最佳固定条件为:海藻酸钠质量分数3%菌液量:海藻酸钠水溶液体积比4:30、氯化钙含量为3%、钙化交联时间8h;固定化细胞降解苯酚的最适温度是32℃,最适pH值范围为7.0～7.5,最适条件下能高效降解质量分数为1300mg/L的苯酚溶液,固定化细胞重复利用8次苯酚降解率仍可达到96.8%,该固定化细胞降酚性能优于游离细胞。这将为该细菌进一步应用于含酚工业废水的生物处理提供可靠的控制条件。

海洋细菌Bacillus sp.中环二肽类代谢产物的研究

目的研究海洋细菌Bacillus sp.发酵液的正丁醇萃取物中的化学成分。方法采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、高效液相色谱等分离手段从海洋细菌Bacillussp.发酵液的正丁醇萃取物中分离得到8个化合物,利用理化性质和波谱分析鉴定它们的结构。结果与结论分离得到8个已知的环二肽类化合物,分别鉴定为3-苄基哌嗪-2,5-二酮(1)、3-甲基哌嗪-2,5-二酮(2)、3-异丁基哌嗪-2,5-二酮(3)、3-异丁基-6-甲基哌嗪-2,5-二酮(4)、吡咯并哌嗪-1,4-二酮(5)、(3S,8aS)-3-甲基-吡咯并哌嗪-1,4-二酮(6)、3-异丁基-吡咯并哌嗪-1,4-二酮(7)、3-异丁基-8-羟基-吡咯并哌嗪-1,4-二酮(8)。8个化合物均为首次从该细菌代谢物中分离得到。

Bacillus sp.处理锑矿选矿废水的优化试验

用某芽孢杆菌属微生物(Bacillus sp.)处理锑矿选矿废水。通过正交实验,研究该微生物在处理锑矿选矿废水过程中微生物接种量、pH值、处理时间、温度对去除效果的影响。结果表明:Bacillus sp.对废水中锑的去除效果影响程度由大到小的顺序为:微生物接种量、pH值、处理时间、温度;最优实验条件:微生物接种量为5%、pH值为2.5、处理时间为3d,处理温度为30℃。

Bacillus sp. fmbJ224发酵产新型抗菌肽发酵条件的优化研究

采用响应面方法对Bacillussp.fmbJ224发酵产新型抗菌肽发酵条件进行了优化。首先采用Plackett-Burman设计(Plackett-Burman Design,PB)法,对影响Bacillus sp.fmbJ224产抗菌肽的6个发酵外部条件进行了筛选。结果表明:影响深层该菌发酵产抗菌肽的主要因子为温度、装液量、发酵时间。在此基础上,然后用Box-Boken设计及响应面分析法确定关键因子的最佳水平及交互作用。通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量分别为温度33.08℃,装液量为71.93ml,发酵时间为43.45h时抗菌肽的含量提高了199.19μg/mL。

南极芽孢杆菌Bacillus sp.107生长特性及抑制植物病原真菌的研究

从南极海泥中筛选获得对植物病原真菌有抑制作用的芽孢杆菌Bacillussp.107,以常见植物病原真菌为主要指示菌,测定菌株发酵上清液的抑菌谱;研究温度、NaCl质量分数和初始pH值对其生长和抑菌活性的影响,并测定菌株发酵液对黄瓜白粉病的防治作用。结果表明,芽孢杆菌Bacillussp.107发酵上清液对常见植物病原真菌尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、茄交链孢菌（Alternaria solani）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）、大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）和辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）均有抑制作用。产抑菌物质的适宜培养条件：温度为15~30℃,NaCl质量分数为0%~4.5%和初始pH值为5.0~9.0;当NaCl质量分数为3.0%,温度为25℃,初始pH值为7.0时抑菌活性最高。芽孢杆菌Bacillussp.107发酵液的5倍稀释液对黄瓜白粉病的防效达62.05%。该菌株在植物病害的生物防治中,具有潜在的应用价值。

Bacillus sp．EL31410产弹性蛋白酶水解丝素蛋白特性的研究

研究了Bacillus sp.EL31410发酵生产的弹性蛋白酶粗酶水解可溶性丝素蛋白的特性,并采用凝胶过滤色谱(SEC)方法分析了丝素蛋白弹性蛋白酶解物的相对分子质量分布情况。结果表明,该弹性蛋白酶水解丝素能力强于胰蛋白酶、木瓜蛋白酶以及Alcalase等几种蛋白酶。弹性蛋白酶水解丝素蛋白的米氏常数K_m= 2.473 mg/mL,最大初速度V_m=0.367μmol/(L·min),最适作用温度是45～55℃,最适作用pH是9.0。凝胶过滤色谱结果显示水解产物的相对分子质量主要在1 000以下(90%以上),主要组分的相对分子质量为565、134,二组分所占比例分别为7.60%和81.80%。

响应面法优化芽孢杆菌(Bacillussp.)A4的培养参数

为了提高芽孢杆菌(Bacillus sp.)A4的菌浓度,采用响应面法对其培养参数进行优化。以单因素实验为基础,筛选适合A4菌生长的碳源和氮源,采用Plackett-Burman实验方法确定影响菌浓度的显著因子;通过最陡爬坡实验逼近菌浓度最大值响应稳定区域;最后根据Box-Behnken实验确定显著因子的最佳水平,建立相关参数的回归方程,得到优化培养参数,并以摇瓶培养实验验证理论参数及方程的科学性。结果显示,最适碳源、氮源分别为玉米浆、大豆蛋白,且它们与温度均为显著影响A4菌浓度的因子,其最适水平分别为20.06 g·L^(-1)、13.29 g·L^(-1)、30.26℃。采用优化后的参数进行摇瓶培养(24 h),A4菌浓度达1.19×109CFU·mL^(-1),与理论计算值(1.24×109CFU·mL^(-1))无显著差异(P>0.05),但显著高于未优化菌株培养浓度(2.69×107CFU·mL^(-1))(P<0.01)。可见,运用响应面法优化芽孢杆菌A4的培养参数,能显著提高A4菌的菌浓度。

碳氮源对Bacillus sp.B_(53)发酵产聚谷氨酸的影响

考察了 8种不同碳源和 7种不同氮源对Bacillussp B53 发酵产聚谷氨酸的影响。结果表明 ,柠檬酸、甘油和硫酸铵是合成聚γ 谷氨酸比较适宜的碳源和氮源 ,前体物质L 谷氨酸的存在是聚谷氨酸高产所必需的。经过正交试验和回归分析 ,确定最佳碳氮源配比为 :L Glu 2 0 g/L ,CTA 9 86 4g/L ,Glycerol 80 36 g/L ,(NH4) 2 SO47g/L ,其他培养基成分有MgSO4·7H2 O 0 5 g/L ,FeCl3 ·6H2 O 0 0 2 g/L ,K2 HPO41g/L ,CaCl2 ·2H2 O0 2 g/L ,MnSO4·H2 O 0 0 5 g/L。在既定发酵条件下 ,Bacillussp B53 在优化培养基上产生γ PGA 19 12 g/L比基础发酵培养上的 8 87g/L提高了 115 5 6 %。

海洋细菌Bacillus sp.发酵液中化学成分的研究

目的:研究海洋细菌Bacillussp.菌株发酵液的化学成分,研究其成分对稻瘟霉的抑制情况,为从海洋微生物代谢产物中寻找新型抗肿瘤、抗真菌活性物质奠定基础。方法:利用各种色谱层析技术进行分离,根据光谱数据鉴定其结构。结果:从中分离得到8个成分,分别鉴定为吡咯并哌嗪2,5-二酮(I)、3-异丁基-吡咯并哌嗪2,5-二酮(II)、3-甲基-哌嗪-2,5-二酮(III)、胸腺嘧啶(IV)、尿嘧啶(V)、曲酸(VI)、丁四醇(VII)、苯丙氨酸(VIII)。结论:其中化合物I,II,III对稻瘟霉分生孢子或菌丝体有一定抑制作用;化合物VI为首次从本属菌中分离得到。

一株产脱毛蛋白酶菌株(Bacillus sp.HX-318)的产酶发酵条件与特性研究

从自然界分离得到的产蛋白酶野生型芽孢杆菌菌株HX 318,其适宜的发酵培养基为 (g/L) :可溶性淀粉 2 0 .0 ,豆粉 2 0 .0 ,麸皮 2 0 .0 ,CaCO35 .0 ,KH2 PO4 0 .3 ,Na2 HPO4 ·12H2 O 4.0 .该菌株在 16 0r/min的旋转摇床上 34℃下振荡培养 48h ,发酵液中蛋白酶活力可达 2 30 0U/mL .该发酵液对小牛皮具有很好的脱毛效果 .

Cd(Ⅱ)对多环芳烃降解菌Bacillus sp.P1产酶及酶促降解过程影响研究

为研究重金属对多环芳烃降解过程中降解菌产酶及酶促降解过程的影响,本实验以菲和Cd(II)为代表物质,探究了多环芳烃降解菌Bacillus sp.P1降解菲的过程中,不同浓度Cd(II)对Bacillus sp.P1产生的蛋白浓度、组成及降解菲程中的关键开环酶邻苯二酚2,3-双加氧酶酶活以及其对菲酶促降解率的影响.结果表明,Cd(II)对Bacillus sp.P1的产酶过程和酶促降解过程均有抑制作用:当Cd(II)浓度由0mg/L增加到150mg/L时,蛋白分子条带的表达量明显减少,胞外蛋白及胞内蛋白条带总浓度分别由8.37×106,1.54×107降至5.49×106,6.01×106(Gelpro软件分析值);且当体系中Cd(II)浓度由0mg/L增加到300mg/L时,胞外和胞内酶中的邻苯二酚2,3-双加氧酶酶活分别由266.96,886.30U/mg下降至38.93,290.26U/mg;且胞外酶和胞内酶对菲的酶促降解率分别由79.86%,87.96%下降至64.59%,74.83%.以上实验结果共同表明Cd(II)对降解菌Bacillus sp.P1的产酶过程及酶促降解过程的影响是其影响多环芳烃降解菌降解能力的重要机制.