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深海、南极等极端环境中蕴藏着丰富的资源,其中微生物资源是国内外研究的热点。它们经过长期的进化、选择,在各种极端的环境条件下形成了独特的组织结构、酶系统及代谢机制以进行生存和繁衍。对适冷酶独特的生理结构及机能进行研究,探讨生物适应恶劣的生存环境而产生的解毒机制,无论在科学上还是实际开发应用上都具有重大的意义。由于极端环境样品采集方面的限制,目前大部分的极端微生物仍未得到认识和研究。
本文对东太平洋深海沉积物、印度洋深海沉积物、南极普里兹湾沉积物样品开展研究。采用传统分离微生物手段获得可培养微生物共323株,并从中筛选到83株耐受甲醛浓度在50mg/L以上的甲醛耐受菌株及7株产适冷脂肪酶的菌株。
在甲醛耐受菌中,FA15菌的甲醛耐受能力最强,其在完全生长的条件下,能耐受至少4000mg/L浓度的甲醛,大大高于多数现有文献的记载。同时,FA15菌能在以甲醇或乙醇为唯一碳源的M9培养基上生长,显示了部分“甲基营养菌”的特征。并且将FA15菌体破碎后,其破碎液在3h内能完全降解100mg/L的甲醛。说明FA15菌株发酵产生能够降解甲醛的物质,用于降解甲醛时,不需要FA15活菌,这为实际开发应用提供了极大便利。
同中温酶相比,适冷脂肪酶具有极高的催化常数(Kcat)值,同时有较低和较稳定的米氏常数(Km)值,特别是具有较低的活化能和低温下的酶活力,使其在许多领域有着中温脂肪酶所不可比拟的优越性,因此在洗涤业、食品加工、生物制药、环境生物技术等领域有着广阔的应用前景。本文以7株产脂肪酶菌株为研究对象,应用16S rDNA作为分子指标对其进行分类鉴定,并对其生长与产酶特性、酶学性质进行初步研究,为今后极地微生物适冷酶的低温适应机制研究及其应用打下基础。