基本信息
- 项目名称：
- 中度嗜盐菌LY20的分离鉴定及其胞外产酶活性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究采用底物平板法从运城盐湖黑泥样品中分离获得一株高产胞外蛋白酶和淀粉酶的中度嗜盐菌LY20。16S rRNA序列分析，结合形态学观察及生理生化特征分析，鉴定并命名该菌为Salimicrobium halophilum strain LY20。
- 详细介绍：
- 本研究采用底物平板法从运城盐湖黑泥样品中分离获得一株高产胞外蛋白酶和淀粉酶的中度嗜盐菌LY20。16S rRNA序列分析，结合形态学观察及生理生化特征分析，鉴定并命名该菌为Salimicrobium halophilum strain LY20。粗酶性质研究表明，其胞外蛋白酶可在较宽pH（3.0-10.0）和盐浓度（0-20%）范围内保持高活性，最适作用条件为80℃，pH 10.0和12.5%的NaCl；其胞外淀粉酶最适作用条件为40℃，pH 6.0和10%的NaCl。DEPC和PAO可导致两种酶完全失活，表明其活性中心存在半胱氨酸和组氨酸残基；EDTA对淀粉酶抑制作用明显，表明该酶活性的发挥可能需要某种金属离子的参与。此外，它们对表面活性剂，如SDS、吐温-80和Triton X-100等，表现出了良好的稳定性。研究结果对促进运城盐湖嗜盐微生物资源的开发利用具有重要意义。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 运城是我国盐湖分布最密集的地区之一，气候特征和地理环境独特，物种资源丰富，是研究山西地区具有地域代表性嗜盐菌资源的绝佳地点。但目前国内外对运城盐湖嗜盐菌的研究尚属空白。因此，开展对运城盐湖嗜盐菌资源研究，不仅可以丰富我国嗜盐微生物物种库和基因库，同时也可为盐湖生物资源的开发奠定科学基础。
科学性、先进性及独特之处
- 盐湖中微生物多样性极为丰富，是嗜盐菌高度集中的极端环境。特殊的自然环境造就了嗜盐菌独特的生理结构和代谢机制，并产生了许多具有特殊功能的生物活性物质，具有极高的科学研究价值和应用价值。 LY20是从盐湖中分离的一株中度嗜盐菌，其结构较为特殊，可产胞外蛋白酶和淀粉酶，这在微生物中是比较少见的。其特殊的产酶特性，为对其结构和生理生化性质的研究提供了必要性。
应用价值和现实意义
- 嗜盐菌是一类只有在一定浓度的盐介质中才能良好生长的极端环境微生物。特殊的生存环境造就了嗜盐菌独特的生理结构和代谢机制，并产生了许多具有特殊功能的生物活性物质，在医药、食品、环保等领域有着重要的应用前景。因此，分离更多的嗜盐菌对微生物资源的开发利用具有重要意义。
学术论文摘要
- 摘要：本研究采用底物平板法从运城盐湖黑泥样品中分离获得一株高产胞外蛋白酶和淀粉酶的中度嗜盐菌LY20。16S rRNA序列分析，结合形态学观察及生理生化特征分析，鉴定并命名该菌为Salimicrobium halophilum strain LY20。粗酶性质研究表明，其胞外蛋白酶可在较宽pH（3.0-10.0）和盐浓度（0-20%）范围内保持高活性，最适作用条件为80℃，pH 10.0和12.5%的NaCl；其胞外淀粉酶最适作用条件为40℃，pH 6.0和10%的NaCl。DEPC和PAO可导致两种酶完全失活，表明其活性中心存在半胱氨酸和组氨酸残基；EDTA对淀粉酶抑制作用明显，表明该酶活性的发挥可能需要某种金属离子的参与。此外，它们对表面活性剂，如SDS、吐温-80和Triton X-100等，表现出了良好的稳定性。研究结果对促进运城盐湖嗜盐微生物资源的开发利用具有重要意义。
获奖情况
- 未发表
鉴定结果
- 未鉴定
参考文献
- [1] Rao M, Tanksale AM, Ghate MS, Deshpande VV. Molecular and biotechnological aspects of microbial proteases. Microbiology Molecular Biology Review, 1998, 62: 597-635. [2] Haki GD, Rakshit SK. Developments in industrially important thermostable enzymes: A review. Bioresource Technology, 2003, 89: 17-34. [3] Sivaramakrishnan S, Gangadharan D, Nampoothiri KM, Soccol CR, Pandey A (2006) α-Amylases from microbial sources-an overview on recent developments. Food Technol Biotechnol 44:173-184 [4] Ventosa A, Nieto JJ, Oren A. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiology Molecular Biology Review, 1998, 62(2): 504-544. [5] Lingfei H, Hailian P, Yanfen X, Ventosa A, Cowan DA, Jones BE, Grant WD, Ma Y. Halorubrum luteum sp. nov., isolated from Lake Chagannor, Inner Mongolia, China. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2008, 58(7):1705-1708. [6] 彭素萍, 林先贵, 王一明. 一株产高温蛋白酶耐热菌BY25 的产酶条件与酶学性质研究.土壤(Soils), 2010, 42(3): 410-414.
同类课题研究水平概述
- 人们利用分子手段研究微生物多样性的结果表明，盐域环境中确实存在丰富的嗜盐菌资源，但通过纯培养方法分离获得的可培养嗜盐菌的数量和种类却十分有限，这直接影响到对嗜盐菌多样性的认识和功能特性的研究。因此如何优化嗜盐菌纯培养技术就成为一项十分重要的研究内容。近年来，新种的发现较少，主要原因是对嗜盐菌的生长环境缺乏系统地认识。人们对嗜盐菌的分离过度依赖NaCl，而忽略了其原始生长环境中其它盐类的作用。因此用于分离嗜盐菌的培养基必须满足嗜盐菌的一些特殊需求，尽可能地模拟盐环境条件。对此，国内外开展了较多研究，主要是通过改变培养基配方、添加某些微生物生长因子和控制培养条件（如温度、pH）等来优化嗜盐菌的纯培养技术。嗜盐菌种类繁多，它们的分类主要采用多相分类的研究方法，依据三方面信息：表型特征、生理生化特征和分子生物学数据。 Rodríguez-Valera等于1982年首次报道了嗜盐菌素的存在。Torreblanca等在研究极端嗜盐杆菌之间的相互作用时，发现多株极端嗜盐杆菌可产生嗜盐菌素，而且它们的抗菌谱互不相同，不同的抗菌谱可能代表不同的嗜盐菌素。由此他们认为产生嗜盐菌素是极端嗜盐古菌杆菌的一个普遍特征。目前，已发现有上百株极端嗜盐古菌可产生嗜盐菌素，但其中研究比较深入的只有7种：蛋白类（≥10kDa）嗜盐菌素H1和H4，以及多肽类（≤10kDa）嗜盐菌素A4、H6、C8、S8和R1[5]。嗜盐菌素的产生时期较为特殊。除Hl是在菌株对数生长中期开始产生外，其它嗜盐菌素均是在对数生长末期向稳定期过渡的时候产生的。 嗜盐菌素是一种胞外分泌蛋白，对它们的分离纯化相对较为容易。然而到目前为止，只有6种嗜盐菌素获得了分离纯化。Meseguer等早在1985年就利用凝胶过滤层析纯化了H4，研究发现其抗菌谱较广，但对热和去盐作用都很敏感。Platas等采用亲和层析和离子交换色谱对H1进行了分离纯化。近年来，Li等通过切向流过滤、凝胶过滤层析以及离子交换色谱（DEAE-Sepharose）等分离获得了新型嗜盐菌素C8，分子量约为6.3kDa。某些嗜盐菌素，如S8和R1等，通常会结合较大的“携带蛋白”，从而使其分离纯化过程变得复杂。研究发现采用分子量截留（NMWC）过滤浓缩，结合凝胶过滤和HPLC技术可实现对此类嗜盐菌素的纯化。
