木质素降解菌的筛选及其产酶性质的研究

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本文以探索高效的木质素降解为宗旨,对木质素降解菌株的分离、筛选、产酶特性及对天然木质素的降解进行了较为系统的研究和分析,结果如下:1.从本实验室选育的12株菌株中筛选得到一株高效木质素降解菌,编号为m-6。通过液体产酶培养,发现该菌株主要分泌胞外漆酶,漆酶的最高活力达到127.78 U/L;对碱溶木质素的降解可达到61.25 %;固态产酶培养后,漆酶的最高活力达到143.06U/L,第60天时,稻草粉的失重可达72.13 %。该菌产酶最适pH为4,最适温度32℃。2.研究W/O十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中, m-6菌株固态发酵后产生的胞外木质素降解酶漆酶(Lac)、木质素过氧化物酶(Lip)、锰过氧化物酶(Mnp)酶促反应的最佳反应条件。通过对Lip(以2, 2’-连氮-二(3-乙苯基并噻唑-磺酸)为底物)、Mnp(以MnSO4为底物)和Lac(以藜芦醇为底物) 3种木质素降解酶在W/O型CTAB微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系中的酶活分别进行测定,以研究不同温度,pH和底物浓度对酶促反应进行的影响,找到最佳反应条件,并比较两种反应体系下的酶活。在W/O型CTAB微乳液体系中,Lip、Mnp和Lac 3种酶的酶促反应的最佳反应条件为:温度37℃,pH分别为4.5,4.5和3.5;在HAc-NaAc缓冲液体系中,3种酶的酶促反应的最佳反应条件为:温度37℃,pH分别为5.0,5.0和3.0。在两种反应体系中最佳反应底物的浓度相同,即藜芦醇、MnSO4、2, 2’-连氮-二(3-乙苯基并噻唑-磺酸)浓度分别为0.053,0.116,0.492 mmol/L。在W/O型CTAB微乳液中Lip和Mnp酶活比其在HAc-NaAc缓冲液体系中分别提高了81.45 %和36.75%,但Lac酶活却减少了2.914倍。3种木质素降解酶在W/O型CTAB微乳液体系和HAc-NaAc缓冲液体系的最佳反应条件有所差别,并且W/O型CTAB微乳液体系有利于Lip和Mnp酶促反应的进行,但该体系不利于Lac酶促反应的进行。3.探讨了采用木质素降解酶互补的产酶组合培养和碱溶木质素降解相结合的方法,对实验室保存和分离的8株木质素降解菌株进行组合培养试验,结果表明,编号为m-6, 55, m-8三株菌组合时,提高了整体产漆酶量,最高活力达到了808.31U/L,比单菌株m-6产酶提高了6.32倍。该组合菌的最适产酶pH为5.5,最适产酶温度为32℃。在对其产酶特性的研究中发现,藜芦醇为5 mmol/L、吐温-80为0.01 %和愈创木酚为3 mmol/L时,对组合菌株分泌漆酶有很大的促进作用,漆酶最高活力达到2152.78 U/L,比平行对照提高了166.33 %。固态产酶培养的第30天时,稻草粉的失重可达51.38 %,纤维素降解率为38.51 %,木质素的降解率为45.25 %。
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