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极端微生物为了适应极端的温度、pH、盐度、压力等环境条件而形成了一系列的特殊机制,正受到越来越多的关注。大兴安岭地区是典型的低温环境,大量的低温微生物存在于这样的高寒地区,是值得研究和开发的宝贵资源。低温酶具备独特的冷适应性和催化活性,已成为酶学研究的热点。本实验以黑龙江省漠河县兴安落叶松林为主的林下土壤为研究对象,通过传统平板培养法分离、纯化土壤中的微生物,筛选产低温脂肪酶的高活性菌株。利用单因素试验结合响应面法对菌株的发酵产酶条件进行优化。通过硫酸铵沉淀法初步纯化所产酶,初步研究该酶的酶学性质。试验结果如下:1、利用不同的平板培养基,从黑龙江省漠河县兴安落叶松林为主的林下土壤中,分离得到不同的细菌菌株30株。在平板筛选培养基上培养,获得产脂肪酶菌株5株,通过酶活力测定获得一株高产菌株X16,通过观察菌株形态学、对菌株进行相应生理生化实验、16S rDNA测序结果比对,确定其为普城沙雷氏菌(Serratiaplymuthica)。2、经过菌株生长特性测定试验,确定菌株X16最适生长温度在20℃左右,在15-30℃生长状况良好,属于低温菌的范畴。经过单因素试验,对产酶条件(温度、pH、装液量、接种量)和产酶培养基(碳源、氮源、金属离子、诱导剂)不同因素进行了优化。得到菌株X16最佳产酶条件:麦芽糖20g/L,蛋白胨15g/L,Mg2+0.5g/L,橄榄油40mL/L,培养温度设置为20℃,pH设置为7.5,装液量为20mL/50mL,接种量为0.5%。利用Plackett-Burman设计实验进一步验证,结果表明这8个因素对产酶并没有显著影响。3、利用硫酸铵沉淀法初步纯化菌株X16所产脂肪酶,在饱和度为70%的硫酸铵沉淀下纯化结果最好。探究其酶学性质,菌株X16的最适反应温度为30℃,最适反应pH为7.0,在温度为30℃条件下以及在中性或偏碱性的环境下相对稳定。对热较敏感,40℃条件下处理40min后酶活开始显著降低,50℃条件下处理30min后酶活性明显降低。60℃时酶活虽然变化不大,但酶活性也不高。在0℃时具备一定的酶活性,在低温脂肪酶的范畴之内。Mg2+、Mn2+和Zn2+明显可以促进酶活性。有机溶剂中甲醇和乙醇明显抑制了酶活性,而正己烷明显可以促进酶活性。