【摘 要】
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微生物作为自然界的重要组成部分,在生物转化等方面发挥着重要作用。土壤中含有很多种微生物,其种类繁多,数量巨大,是最丰富的“菌种资源库”。探索土壤微生物的潜力巨大,相关的科研工作为世界的可持续发展、环境污染治理以及药物耐药性问题的解决提供可能。随着经济的发展,一些农业废弃物、工业染料废水被大量排放到自然环境中造成污染。农业废弃物是数量巨大,可再生能力强,具有潜力的生物质资源。但因其外部总会包裹着难以
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微生物作为自然界的重要组成部分,在生物转化等方面发挥着重要作用。土壤中含有很多种微生物,其种类繁多,数量巨大,是最丰富的“菌种资源库”。探索土壤微生物的潜力巨大,相关的科研工作为世界的可持续发展、环境污染治理以及药物耐药性问题的解决提供可能。随着经济的发展,一些农业废弃物、工业染料废水被大量排放到自然环境中造成污染。农业废弃物是数量巨大,可再生能力强,具有潜力的生物质资源。但因其外部总会包裹着难以降解的木质素,导致难以被利用。工业染料对水资源和环境造成严重污染的同时还会致癌和致突变。疟疾是世界上最致命的疾病之一,而青蒿素是治疗疟疾的特效药。然而近年来却发现疟原虫对青蒿素产生耐药性,开发高效的青蒿素衍生物应对耐药性势在必行。在本论文中,我们利用微生物对木质素、染料和青蒿素进行转化研究。我们从自然界中的腐木及秸秆中筛选出降解木质素的菌株FY3。根据形态学与分子生物学鉴定为Penicillium rubens（产红青霉）。对该菌株产酶条件进行优化后进行发酵培养,在最优条件（9.5天、p H=5.0、32.4℃,接种量5.2%）下,木质素过氧化物酶（Li P）产量为2670 U/L,锰过氧化物酶（Mn P）产量为1688U/L,漆酶（Lac）产量为785 U/L。利用P.rubens FY3对稻草进行固态发酵降解木质素,在31天内将稻草木质素从24.23%降解到10.5%,其降解率达到57.06%,利用纤维素酶降解去木质素稻草,从稻草纤维素中释放0.245 mg/m L葡萄糖,再利用超声波将酶解后的稻草制成纤维素纳米晶体（CNC）。制备的CNC为平均粒径177.2 nm的均匀稳定纤维,产率为13.61%。以偶氮类染料甲基橙、三苯甲烷类染料结晶紫和蒽醌类染料活性亮蓝RBBR的脱色率为指标,筛选出具有较高脱色能力的菌株FK3-1,经菌种鉴定为Fusarium solani（腐皮镰孢）。对F.solani FK3-1菌株的发酵后粗酶液进行硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose FF阴离子交换层析和Sephadex G-75分子筛纯化,纯化得到的酶分子量约为48 KDa,比活为31.33 U/mg,纯化倍数为23.79。该酶最适温度为30℃、最适p H为4。金属离子和化学试剂对该酶活性均有影响。在Cu2+浓度低于10m M/L时,对漆酶活力有促进作用,而在Fe2+的存在下,酶几乎失活。1 m M/L的DTT、ASC可完全抑制该酶活性。进一步研究纯化漆酶对染料的脱色效果,得到最适脱色温度为40℃,最适底物浓度为0.2 mg/m L。与未纯化粗酶进行比较,纯化酶对活性亮蓝RBBR脱色率提高了55%。利用黑曲霉Aspergillus Niger CICC 2487转化青蒿素,对转化产物进行分离纯化,得到一个新的青蒿素衍生物和三种已知产物。对新的青蒿素衍生物进行液相色谱-质谱（LC-HRMS）、气相色谱-质谱（GC-MS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1D和2D NMR）鉴定,得到其结构为4-甲氧基-9,10-二甲基八氢呋喃-（3,2-i）-等色聚糖-11（4H）-酮（2）。与青蒿素相比,新的衍生物分子中的过氧桥消失。用单步裂解和生物发光试验测定新的青蒿素衍生物的抗疟原虫活性(IC50),其抗疟活性几乎完全消失,说明过氧桥在青蒿素抗疟功能上起关键作用。
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