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酯酶是一种催化酯键水解和合成的酶的总称,它广泛存在于动植物和微生物中。由于自然界中微生物资源相对丰富,同时利用微生物发酵产酶具有便于工业化生产等优点,微生物酯酶得到关注,并且已经广泛应用于农业、食品业、医药化学、污水处理和生物修复等领域,而酯酶的酶促反应具有较高的底物专一性、区域选择性或者对映选择性,它是合成手性化合物(如手性药物,农药等)的高效生物催化剂,微生物酯酶已成为研究热点。而红树林这一特殊环境蕴藏了丰富微生物资源,可以分离到产生多种具有特殊生物活性物质的微生物。 本文从深圳福田红树林自然保护区土壤样品中分离纯化获得一株高酯酶活性的菌株,通过形态学和分子生物学初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),命名为Bacillus sp.W77。该菌株是耐盐菌,其最适生长温度为37℃,最适pH为9.0,且在碱性范围内适应性较好。 对所产的粗酶液进行酶活测定,发现该菌产的酯酶的最适反应温度是50℃,最适pH为8.0,且在碱性条件下较稳定;采用响应面法(RSM)对土壤菌株Bacillus sp.W77的产酯酶条件进行了优化,确定最优条件为:培养基(g/L):葡萄糖1.0 g,酵母粉6.67 g,K2HPO40.56 g,MgSO4·7H2O0.36 g,NaCl0.05 g,(NH4)2SO40.1 g,pH7.0,2%接种量接种到起始30 mL培养基的250 mL摇瓶中,37℃在转速180 r/min的摇床上培养24 h,在最佳产酶条件下,优化后酯酶活力的OD405值由0.829提高到1.235,实际值达到理论预测值的97.5%。 为了获得菌株的酯酶基因,本论文构建了该菌株的基因组文库,通过酯酶的选择培养基初步筛选具有酯酶活性的转化子,其中一个含有1494 bp的HindⅢ酶切片段转化子具有较强酯酶活性,经测序比对,该片段内含一个由1470 bp的开放阅读框架,编码489个氨基酸,G+C含量49.5%,等电点预测为4.96,预测编码产物分子量约为54 kDa。同源性分析表明,该ORF与Bacillus subtilis subsp. subtilis str.168所产的对硝基苯酯酶有一定的同源性,该序列已被提交到GenBank,登录号为JQ701700。