冷水鱼肠道产低温酶菌株的分离鉴定及其酶学性质的研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:dafsgdfgd
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目的:工业生产和环境修复等领域对低温酶的需求量越来越大,而目前能够应用于实际生产的低温酶资源却相当有限,这就需要大量开发低温酶资源来满足各种生产的实际需求。近年来国内外学者对产低温酶的微生物研究主要集中在地球两极、深海、冰川、冻土、雪线以上等冷环境中,从冷水鱼肠道中分离产低温酶菌株的研究报道较少。与地球两极、深海、冰川、冻土及雪线以上地域的环境相比,冷水鱼肠道微环境有着天然厌氧、营养物质丰富等特点。从工业生产和环境修复实际需求来看,从冷水鱼肠道中筛选分离优良产酶菌株更具有实际应用的价值。经过本次研究,期望能够从不同冷水鱼肠道中筛选到产低温酶的优良菌株,以丰富低温酶资源。方法:本研究依托新疆独特的地理环境,通过纯培养法分离赛里木湖和阿勒泰额尔齐斯河流域冷水鱼肠道中的产酶菌株,并测序研究其系统发育多样性。从纯培养分离的产酶菌中筛选最适生长温度较低、水解圈较大的产酶菌株进行发酵复筛,选出产低温酶的优良菌株并对其酶学性质进行研究。结论:①根据菌落形态、颜色、细胞形态,初步从采自赛里木湖和阿勒泰额尔齐斯河流域的冷水鱼肠道中筛选到了50株产酶菌,其中15株是酵母菌。采自阿勒泰额尔齐斯河流域的冷水鱼肠道中共分离到39株产酶菌,其中从丁鱼岁(Tinca tinca L.)肠道中分离到12株细菌,9株酵母菌;江鳕(Lotalota L.)肠道中分离到3株细菌,3株酵母菌;五道黑(Perca fluviatilis L.)肠道中分离到5株细菌;红眼(Scardinius erythrophthalmus L.)肠道中分离到1株细菌;银鲫(Carassius auratus gibelio Bloch)肠道中分离到6株细菌。从采自温泉县的冷水鱼肠道中共分离到11株产酶菌,其中七彩鲑(Salvelinusfontinalis Mitchill)肠道中分离到7株细菌,3株酵母菌;高白鲑(Coregonus peled Gmelin)肠道中仅分离到1株细菌;金鳟(Oncorhynchus mykiss var Walbaum)和虹鳟(Oncorhynchus mykiss Walbaum)肠道中没分离到产酶菌株。可见赛里木湖和阿勒泰额尔齐斯河流域冷水鱼肠道中可培养产酶菌株数量较少。②本次研究所分离的35株产酶细菌隶属于6个系统发育类群,其中假单胞菌属(Pseudomonas)14株、气单胞菌属(Aeromonas)3株、沙雷氏菌属(Serratia)11株、单胞菌属(Stenotrophomonas)5株、马赛菌属(Massilia)1株、黄杆菌属(Flavobacterium)1株。15株酵母同源性很高,全部隶属于掷孢酵母属(Sporobolomyces)。从分子鉴定结果来看,本次研究分离获得的产酶菌株同源性较高。③35株细菌全部能够分泌胞外蛋白酶,其中有10株能够产生复合酶。在产复合酶的菌株中,菌株P-Y-4、P-J-1、P-D-9、P-D-7和P-D-4-15能够同时产生蛋白酶和脂肪酶,菌株P-Q-3、A-Q-1、P-Q-1、A-R-1和A-Y-1能够同时产生淀粉酶和蛋白酶。分泌三种酶的复合酶菌株和产纤维素酶的菌株未能检测到。15株酵母都能够产生蛋白酶和脂肪酶。平板初筛结果表明:产脂肪酶的菌株在紫外灯下产生的荧光较弱,产淀粉酶的菌株在筛选平板上的D/d不超过3.45,而分泌蛋白酶的菌株在选择培养基上产生的水解圈与菌落直径之比达到了6.90。可见产蛋白酶的菌株在数量和酶活力上均占绝对优势。④对P-D-10胞外蛋白酶酶学性质的初步研究表明,该酶在0-60℃均有催化活性,具有10℃和40℃两个最适酶活温度;热稳定性较差,在70℃水浴10min后剩余酶活力仅为20.14%;在pH4.0-10.0范围内均有催化活性,最适催化pH为8.5。除了Tween80有助于该酶酶活力的提高之外,其它金属离子、表面活性剂、还原剂和金属离子螯合剂对该酶酶活力均有不同程度的抑制作用。与金属离子相比,表面活性剂、还原剂和金属离子螯合剂对该酶酶活力的抑制作用较大,在加入β-ME的反应体系中,检测到的相对酶活力仅为2%。由本次研究结果可见,P-D-10胞外蛋白酶热稳定性差,最适催化温度较低,属于低温酶的范畴。
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