如何分離土壤中的產(chǎn)纖維素酶的微生物？
中國微生物菌種查詢網(wǎng) / 2019-03-13 09:07:45
土樣破碎，無菌水沖懸，低速離心取上清，梯度稀釋，平板涂布，挑單菌落液體培養(yǎng)，并在平板上畫線培養(yǎng)（菌落較單一的話可以省略），在畫方格的纖維素平板上挑單菌落培養(yǎng)，挑水解圈的菌落液體培養(yǎng)，利用濾紙條鑒定水解能力，做生長曲線，優(yōu)化培養(yǎng)條件。要做鑒定的話就是看菌落形態(tài)，理化性質，16s測序做進化樹……自然界中蘊藏著巨大的微生物資源，它們散布于整個地球的各個角落，而且在不同的環(huán)境下生存的微生物都有其完全不同的代謝方式，能分解利用不同的底物。
這一特征就為微生物酶品種的多樣性提供了物質基礎。特別是當基因工程介入時，動植物細胞中存在的酶，幾乎都能夠利用微生物細胞獲得。因此，有計劃和仔細地篩選微生物菌種，通?？梢垣@得能夠生產(chǎn)幾乎任何一種酶的適當菌株。
土壤和海水這兩大類資源寶庫的開發(fā)具有重要意義。我們可以從土壤、腐木篩選相應的產(chǎn)酶微生物，從污水中篩選各種能夠產(chǎn)生分解糖類、脂類、蛋白質、纖維素、木質素、環(huán)烴、芳香物質有機磷農(nóng)藥、氰化物及某些人工合成的聚合物酶的微生物。在極端環(huán)境可篩選嗜熱微生物、嗜堿微生物、嗜鹽微生物、嗜酸微生物、耐高壓微生物等，并開發(fā)極端微生物酶品種。
進21世紀以來，各國已在生物產(chǎn)業(yè)研究中投入了巨大的財力和科研力量。隨著能源、資源和環(huán)境問題的日趨嚴重，生物資源利用已被全球廣泛重視，成為世界各國的戰(zhàn)略性研究重點。在自然界中，纖維素類物質是最廉價、最豐富的一類可再生資源，是人類社會賴以生存的基本物質來源。全世界植物體生成量每年高達1 500億t干物質，其中有50%以上為纖維素和半纖維素。采用生物酶催化技術可將農(nóng)作物、樹木和其他植物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物等生物質轉化為工業(yè)原料，達到合理、可循環(huán)利用自然生物資源的目的。擔子菌亞門Basidiomycotina)、層菌綱(Hymenomycetes)、半知菌亞門(Deuteromycotina)、絲孢綱(Hyphomycets)和子囊菌亞門(Ascomycotina)的部分真菌都具有很強的產(chǎn)生纖維素酶和漆酶的能力，備受生化工業(yè)領域的關注。其中，白腐菌、褐腐菌和軟腐菌是自然界中降解木材的主要真菌。在過去的30多年里，有關白腐菌的研究主要集中在木素降解酶系方面；有關軟腐菌的研究則集中在纖維素降解酶系方面；而有關褐腐菌的研究主要集中在降解木質纖維素機制方面。
細菌的纖維素酶存在于細胞內(nèi)，當纖維素與細胞接觸時才能被分解，這種酶不易從培養(yǎng)基中提取出來。真菌的纖維素酶為胞外酶，可分泌到細胞體外進入培養(yǎng)介質中，容易被提取，可制成酶制劑，在各種酶解生產(chǎn)中廣泛使用。真菌和細菌纖維素酶的纖維素結合結構域( Cellulose Binding Domain 簡稱CBD)的三維結構不同，真菌CBD由33~ 36個氨基酸組成，具有高度同源性，而細菌CBD 由100~110個氨基酸組成，同源性較低。真菌外切酶的CBD 結構形狀呈，楔型，一面親水，另一面疏水。真菌纖維素酶合成后分泌到胞外，其對纖維素的降解是內(nèi)、外切酶之間的協(xié)同作用。而細菌枯草桿菌、假單孢桿菌、纖維單孢菌可產(chǎn)生胞外內(nèi)切纖維素酶，但無外切纖維素酶的形成。通常，細菌纖維素酶的降解效率低于真菌。細菌纖維素酶產(chǎn)量少、活性低、酶系單一，不能分泌到胞外。絲狀真菌具有諸多優(yōu)點: 產(chǎn)生纖維素酶為胞外酶，便于分離和提??；產(chǎn)酶效率高，產(chǎn)生纖維素酶的酶系結構較合理。
產(chǎn)酶真菌，擔子菌、子囊菌和半知菌是產(chǎn)生纖維素酶和漆酶的主要菌種，雖然不同菌種產(chǎn)生的酶和作用底物具有差異，使用目的也不同，但其所產(chǎn)酶服務人類的目的是相同的，即提高自然界現(xiàn)有資源的利用率。目前，已研究過的產(chǎn)酶微生物有：擔子菌黃孢原毛平革菌、彩絨革蓋菌、毛云芝菌、粗毛蓋菌、三色革裥菌、射脈菌、鳳尾菇、糙皮側耳、朱紅密孔菌、血紅栓菌、多孔菌、冬擬多孔菌、層孔菌、豹斑革耳、偏腫擬栓菌、密粘褶、硫色絢孔菌、茯苓、臥孔菌、靈芝、蜜環(huán)菌、雙孢菇、從孢薪菇、灰蓋鬼傘、金針菇、平菇、糙皮側耳、茶薪菇、潔麗香菇、香菇。
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