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几丁质(chitin)又名甲壳素,是乙酰-D-氨基葡萄糖(NAG)单糖脱水缩合通过β-1,4糖苷键聚合而成的大分子多糖.几丁质酶可将大分子的几丁质催化水解成小分子的几丁寡糖或乙酰-D-氨基葡萄糖.通过酶法降解贝壳类废弃物生产几丁寡糖能够实现废弃物的高价值利用,增加经济效益.本文从15个环境样品中筛选得到40株产几丁质酶微生物，获得了25条几丁质酶基因片段，克隆其中两条基因全长，并对这两条基因进行表达和性质研究，研究结果如下:
1、从一些特殊环境(如广西北海红树林、大布苏盐碱湖等)采集样品，从中筛选得到40株能够分解几丁质产生透明圈的菌株。经分子生物学鉴定，筛选到的产酶微生物主要有弧菌属(Vibrio Sp.)，产微球茎菌属(Microbulbifer sp.)，气单胞菌属((Aeromonas sp.)等。对几丁质酶粗酶性质研究表明，其最适反应温度普遍在40℃-60℃之间，最适pH在5.0-6.0之间。
2、选择酶活力较高或酶学性质特异的菌株，设计简并引物，扩增几丁质酶基因片段，通过测序分析，共得到25条基因片段。序列分析表明这些基因片段与已知序列的一致性在67％-100%。其中，chiG31-2基因的一致性只有67%，属于比较新颖的基因。
3、利用TAIL-PCR方法从菌株Vibrio sp. GR52中克隆得到两个几丁质酶全长基因chiGR52-1和chiGR52-2。序列分析表明这两个基因全长分别为2553 bp与2385 bp，各编码850与794个氨基酸。Blastp分析表明这两个几丁质酶蛋白均与Vibrio fluvialis来源的几丁质酶一致性最高，分别为80%和78%属于比较新颖的酶蛋白。
4、几丁质酶基因chiGR52-1和chiGR52-2分别在大肠杆菌中实现了异源表达，并利用镍柱对重组蛋白进行纯化。重组蛋白rChiGR52-1最适反应pH和温度分别为6.0和50℃，在45℃以下及pH5.0-10.0稳定性良好：以胶体几丁质为底物时Vmax为4.829 μmol/(mg·min), Km为1.302 mg/mL。 rChiGR52-2最适反应pH和温度分别为6.0和50℃，以胶体几丁质为底物时Vmax为0.9606μmol/(mg·min), Km为2.777 mg/mL。
本课题通过从不同环境中筛选产几丁质酶微生物，并进行基因克隆表达以及酶学性质的研究，旨在为寻找新的几丁质酶基因和几丁质酶的开发应用奠定基础。