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弧菌DS32褐藻胶裂解酶基因vralg1的异源表达和酶学性质研究

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应用海洋学学报 2024年第2期43卷 255-265页

作者：李慧敏邵宗泽路瑶杨江科周梅先武汉轻工大学生命科学与技术学院湖北武汉430023 自然资源部第三海洋研究所、自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005

对从福建省东山湾沉积物样品中筛选到的菌株Vibrio sp. DS32的褐藻胶裂解酶基因vralg1进行克隆和异源表达,并对其酶学性质进行评估。以DS32基因组为模板,克隆褐藻胶裂解酶基因vralg1,构建了pET-vralg1重组表达载体,并在大肠杆菌中实现... 详细信息

对从福建省东山湾沉积物样品中筛选到的菌株Vibrio sp. DS32的褐藻胶裂解酶基因vralg1进行克隆和异源表达,并对其酶学性质进行评估。以DS32基因组为模板,克隆褐藻胶裂解酶基因vralg1,构建了pET-vralg1重组表达载体,并在大肠杆菌中实现了异源表达,对重组酶VRALG1的酶学性质、底物特异性和完全降解产物等进行了测定。结果表明:重组酶VRALG1最适温度为35℃,在5~50℃范围内相对酶活力达到80%以上,最适pH为6.5~7.5,在pH为6.0~9.0范围内保温1 h后相对酶活力在90%以上;重组酶VRALG1最大反应速率为5.919 mmol/(L·min),米氏常数为3.712 mmol/L,最适条件下比活力为5.874 U/mg;K^(+)、Cs^(+)、Na^(+)、咪唑和乙醇对酶活性影响较小,5 mmol/L或50 mg/mL浓度下相对酶活力保持90%以上,EDTA对酶的抑制作用明显,1 mmol/L浓度下可使酶完全失活;重组酶VRALG1对海藻酸钠和聚古罗糖醛酸具有较高的降解活性,TLC分析显示产物主要为单糖、二糖和三糖混合物,结合底物特异性分析,推测重组酶VRALG1是具有明显聚古罗糖醛酸偏好性的内切型双功能褐藻胶裂解酶。本研究成功克隆了弧菌DS32中褐藻胶裂解酶基因并实现了其在大肠杆菌中的异源表达,所得重组酶VRALG1具有优良的海藻酸钠降解活性和明显的聚古罗糖醛酸偏好性,可以用于制备低聚合度的褐藻寡糖。

关键词：海洋生物学褐藻胶裂解酶褐藻寡糖克隆表达酶学性质聚古罗糖醛酸偏好性

微泡菌QZHA1褐藻胶裂解酶MAAL1的酶学性质研究

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应用海洋学学报 2024年第2期43卷 266-275页

作者：闫康路邵宗泽王万鹏谢珍玉周梅先海南大学海洋生物与水产学院海南海口570000 自然资源部第三海洋研究所、自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005

为探究Microbulbifer ***1褐藻胶裂解(Escherichia coli)酶MAAL1的酶学性质,将褐藻胶裂解酶基因maal1构建至pET-28a表达载体并利用大肠杆菌BL21(DE3)进行异源表达。研究发现:重组酶MAAL1与来源于Microbulbifer ***1菌株的褐藻胶裂解酶(WP_23625014.1)同源性最高,为93.69%,且与PL7家族蛋白聚为一支;重组酶MAAL1最适温度为35℃,最适pH为7.5,在pH为5.5~10.5范围内保存24 h仍能保持60%以上的酶活力;MAAL1具备良好的耐有机溶剂特性,在测试的9种有机溶剂中,除异丙醇外,其他有机溶剂在添加量达到30%(体积分数)后,酶活力依然保持在59%以上;重组酶MAAL1最适条件下酶活力为4.3 U/mg,米氏常数(K_(m))值为1.08 mg/mL,最大反应速率(V_(max))为4.75 mg/(mL·min),催化常数(Kcat)值为4.52 s^(-1);重组酶MAAL1对聚β-D-甘露糖醛酸(polymannuronic acid,PolyM)具有底物特异性,对聚α-L-古罗糖醛酸(polyguluronic acid,PolyG)无降解能力;薄层层析分析显示,MAAL1降解海藻酸钠的主要终产物是单糖、二糖和三糖,降解PolyM的主要终产物是二糖和三糖,降解MG杂合片段(heteropolymeric MG blocks,PolyMG)的主要终产物为单糖和二糖,故MAAL1是一种内切型聚甘露糖醛酸裂解酶。重组酶MAAL1具有良好的pH和有机溶剂耐受性,对PolyM具有底物特异性且不降解PolyG,该特性褐藻胶裂解酶首次在微泡菌属中被发现,该酶可为制备甘露糖醛酸寡糖(mannuronate oligosaccharides,MAOS)提供新的候选用酶。

关键词：海洋生物学微泡菌属褐藻胶裂解酶克隆表达聚甘露糖醛酸耐有机溶剂

西太平洋菲律宾海海山区微生物原位富集及其物种多样性分析

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应用海洋学学报 2024年第3期43卷 405-418页

作者：朱栩莹夏静宇李丁曾令宇董纯明王丽萍邵宗泽自然资源部第三海洋研究所、自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005

为了研究海山区微生物对外源有机物输入的响应情况,更好认识海山区微生物多样性以及它们在深海碳循环中的作用,本研究以硫粉烷烃混合物(CS)、活性污泥(HX)、几丁质(JDZ)、D型天冬氨酸(D-Asp)、二甲基砜(DMSO2)、聚-β-羟丁酸(PHB)等6种... 详细信息

为了研究海山区微生物对外源有机物输入的响应情况,更好认识海山区微生物多样性以及它们在深海碳循环中的作用,本研究以硫粉烷烃混合物(CS)、活性污泥(HX)、几丁质(JDZ)、D型天冬氨酸(D-Asp)、二甲基砜(DMSO2)、聚-β-羟丁酸(PHB)等6种不同有机物为底物,通过深海水体原位定植培养系统,分别在西太平洋菲律宾海的海山山顶(2929 m)和山麓(4707 m)进行了为期10个月的微生物原位富集培养。结合高通量测序技术和分离培养方法,对深海原位富集样品进行了微生物多样性分析以及可培养微生物分离鉴定。16S rRNA基因高通量测序结果表明,6个样品共富集得到属于细菌域的15门27纲61目96科150属200种。不同底物富集样品的细菌物种组成差异较大,表明不同底物选择性富集了特定类群微生物。其中,硫粉烷烃混合物富集样品优势属包括Roseobacter_clade_NAC11-7_lineage属、摩替亚氏菌属(Moritella)等;活性污泥富集样品优势属为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、Fusibacter属等;几丁质富集样品优势属为弧菌属(Vibrio);二甲基砜富集样品优势属为假交替单胞菌属、鲁杰氏菌属(Ruegeria)等;D型天冬氨酸富集样品的优势属为假交替单胞菌属;聚-β-羟丁酸富集样品优势属为鲁杰氏菌属、Fusibacter属等。对6个原位富集样品进行平板分离培养,共分离鉴定得到277株可培养细菌,分属于5门8纲19目35科63属92种,其中潜在新种62株和潜在新科5株,表明菲律宾海海山环境蕴含了丰富多样的海洋微生物。它们在深海物质循环中的代谢机制和生态贡献还有待进一步研究。

关键词：海洋生物学深海原位富集微生物多样性海山菲律宾海

南大洋罗斯海近海沉积物烷烃与塑料降解微生物多样性

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海洋学报 2024年第5期46卷 81-92页

作者：赵素芳刘仁菊董纯明吕世伟张本娟邵宗泽自然资源部第三海洋研究所海洋遗传资源重点实验室福建厦门361005 哈尔滨工业大学海洋科学与技术学院山东威海264209 哈尔滨工业大学环境科学学院黑龙江哈尔滨150090

石油污染以及塑料垃圾对海洋生态安全具有严重威胁,甚至在南大洋的罗斯海地区也发现石油污染和微塑料的存在。本研究为了获得该地区的低温烷烃降解菌和塑料降解菌,通过采集自南大洋罗斯海地区的12个沉积物样品用于富集分离南大洋低温烷... 详细信息

石油污染以及塑料垃圾对海洋生态安全具有严重威胁,甚至在南大洋的罗斯海地区也发现石油污染和微塑料的存在。本研究为了获得该地区的低温烷烃降解菌和塑料降解菌,通过采集自南大洋罗斯海地区的12个沉积物样品用于富集分离南大洋低温烷烃降解菌株,结果表明十四烷富集菌群优势属主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)、食烷菌属(Alcanivorax)、海单胞菌属(Marinomonas)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)等。进一步利用分离获得的烃类富集菌对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯(PE)进行降解验证,扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱技术(ATR-FTIR)证明了Pseudomonas pelagia R1-05-CR3、Pseudomonas taeanensis A11-04-CA4、Halomonas titanicae A11-02-7C2和Rhodococcus cerastii R1-05-7C3这4株细菌对PE可进行有效降解。高效液相色谱质谱技术(UPLC-MS)和SEM结果表明*** R1-05-7C3、Microbacterium maritypicum RA1-00-CA1、*** A11-02-7C2对PET塑料具有降解能力。研究结果表明南大洋罗斯海近海沉积物中存在多样性的低温烃类及塑料降解菌,在原位环境污染中发挥自净作用,同时也为低温下烃与塑料污染生物降解提供了菌种资源。

关键词：罗斯海烷烃聚乙烯聚对苯二甲酸乙二醇酯生物降解低温微生物

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)MCCC 1A15695抑菌蛋白分离纯化及应用研究

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应用海洋学学报 2024年第2期43卷 217-224页

作者：付欢李亚婷肖贵谦彭磊磊夏金梅邵宗泽曹军伟赖其良上海海洋大学海洋科学学院上海201306 自然资源部第三海洋研究所、自然资源部海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005

对虾“玻璃苗”病的暴发,会导致对虾幼苗大批死亡,给水产养殖带来巨大损失。利用本实验室最近鉴定的“玻璃苗”致病菌副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)vp-HL,从海洋来源芽孢杆菌中筛选拮抗菌,获得一株能够高效抑制vp-HL菌株的贝莱... 详细信息

对虾“玻璃苗”病的暴发,会导致对虾幼苗大批死亡,给水产养殖带来巨大损失。利用本实验室最近鉴定的“玻璃苗”致病菌副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)vp-HL,从海洋来源芽孢杆菌中筛选拮抗菌,获得一株能够高效抑制vp-HL菌株的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)MCCC 1A15695。经分离鉴定与活性测定,其有效抑菌物质为蛋白类,该蛋白抑菌谱较广,对包括多种弧菌病原在内的17种病原微生物有抑制作用。经Q Seharose Fast Flow阴离子柱层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)分离纯化鉴定,确定活性蛋白组分中的有效抑菌物质为枯草杆菌素(subtilisin)、未知蛋白(hypothetical protein)及α-淀粉酶(Alpha-amylase)。蛋白类物质具有高生物安全性,本研究为后续益生菌的开发利用提供了理论基础。

关键词：海洋生物学贝莱斯芽孢杆菌抗菌蛋白抑菌谱弧菌玻璃苗

深海热液区化能自养微生物多样性、代谢特征与环境作用

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科学通报 2018年第36期63卷 3902-3910页

作者：邵宗泽自然资源部第三海洋研究所海洋生物遗传资源重点实验室厦门361005

热液生态系统是如何形成的?深海热液活动在地球生命起源与演化中贡献是什么?作为深海热液生态系统初级生产者,化能自养微生物在热液区从无机到有机的物质能量转化、元素生物化学循环、热液生命起源演化、热液共生体与生态系统形成发挥... 详细信息

热液生态系统是如何形成的?深海热液活动在地球生命起源与演化中贡献是什么?作为深海热液生态系统初级生产者,化能自养微生物在热液区从无机到有机的物质能量转化、元素生物化学循环、热液生命起源演化、热液共生体与生态系统形成发挥着重要作用.深海热液生态系统的能量来源主要是地幔岩浆房水岩反应所产生的还原性物质,包括氢气、硫化氢、甲烷以及还原性金属离子等.化能自养微生物广泛分布于羽流、烟囱壁及热液沉积物等各种热液区生境,通过氧化热液中所携带的还原性物质获得能量、固定二氧化碳,形成热液生态系统初级生产力.通过长期的生物与非生物过程的交互作用,演化形成独特的深海暗能量生态系统.热液微生物的多样性分布特征与影响因素、热液区极端环境适应性机制与环境作用,以及热液生物共生机制等仍是目前重要研究内容,相关研究将有助于认识深海暗能量生态系统的形成机制以及深部生命过程.

关键词：深海热液区热液生态系统化能自养微生物共生菌与共生机制

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白的结构与功能研究进展

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生物化学与生物物理进展 2000年第5期27卷 476-480页

作者：邵宗泽刘子铎喻子牛华中农业大学微生物科学技术系农业部农业微生物重点开放实验室

苏云金芽胞杆菌 (Bacillusthuringiensis)杀虫晶体蛋白的毒性肽由三个典型的结构域组成 .结构域Ⅰ位于肽链的N端 ,为一组由 6～ 7个两亲的α螺旋围绕着一个疏水的α螺旋形成的α螺旋束 ,参与了细胞膜的穿孔 ;结构域Ⅱ位于肽链的中间 ,... 详细信息

苏云金芽胞杆菌 (Bacillusthuringiensis)杀虫晶体蛋白的毒性肽由三个典型的结构域组成 .结构域Ⅰ位于肽链的N端 ,为一组由 6～ 7个两亲的α螺旋围绕着一个疏水的α螺旋形成的α螺旋束 ,参与了细胞膜的穿孔 ;结构域Ⅱ位于肽链的中间 ,为三组以“希腊钥匙” (Greekkey)拓扑结构连接在一起的反平行的 β折叠片层 ,其顶端的突环参与了毒素与受体蛋白的结合 ;位于C端的结构域Ⅲ是由两组反平行的 β折叠片层组成的夹心结构 ,以 β果酱卷 (jellyroll)拓扑结构排列。

关键词：苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白结构域功能

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不动杆菌生物乳化剂活性成分研究

应用与环境生物学报 2008年第4期14卷 553-557页

作者：李晴邵宗泽国家海洋局第三海洋研究所海洋生物遗传资源重点实验室福建厦门361005 厦门大学生命科学学院福建厦门361005

通过乳化活性分析、化学成分分析和相关基因的分析,对3株海洋来源的不动杆菌分离株和2种不动杆菌模式菌的生物乳化剂产生能力和活性成分进行了分析,结果表明,这些菌都能产生生物乳化剂.通过PCR检测,其中只有深海菌株wp02421编码与乳化剂... 详细信息

通过乳化活性分析、化学成分分析和相关基因的分析,对3株海洋来源的不动杆菌分离株和2种不动杆菌模式菌的生物乳化剂产生能力和活性成分进行了分析,结果表明,这些菌都能产生生物乳化剂.通过PCR检测,其中只有深海菌株wp02421编码与乳化剂Emulsan产生密切相关的酯酶基因.气质联用仪证明该菌所产的乳化剂含有脂肪酸组分,主要是正十六烷酸和正十八烷酸,表明菌株wp02421产生的乳化剂与Emulsan类似,糖脂是主要活性成分之一.此外,通过PCR检测,证明了5株不动杆菌全部编码外膜蛋白A基因(ompA).它们的氨基酸序列与Acinetobacter radioresistens KA53的乳化剂Alasan中的主要活性蛋白AlnA的同源性为71.26%～80.23%.以上结果表明,5株菌的生物乳化剂中都可能含有AlnA的乳化蛋白,而菌株wp02421同时还产类似Emulsan的糖脂.

关键词：不动杆菌生物乳化剂酯酶外膜蛋白A Alasan

昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌伴孢晶体毒力的影响

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昆虫学报 2002年第3期45卷 384-390页

作者：邵宗泽喻子牛国家海洋局第三海洋研究所华中农业大学微生物科学技术系

综述了昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌Bacillusthuringiensis伴孢晶体毒力的影响。中肠液的酸碱度和蛋白酶是影响伴孢晶体溶解与原毒素活化的两大因素。中肠液的酸碱度不仅影响到伴孢晶体的溶解速度 ,还影响到各种蛋白酶的活性表现 ;... 详细信息

综述了昆虫中肠液性质对苏云金芽孢杆菌Bacillusthuringiensis伴孢晶体毒力的影响。中肠液的酸碱度和蛋白酶是影响伴孢晶体溶解与原毒素活化的两大因素。中肠液的酸碱度不仅影响到伴孢晶体的溶解速度 ,还影响到各种蛋白酶的活性表现 ;而蛋白酶则直接参与了原毒素的活化 ,其组成与活性影响着原毒素的活化速度和杀虫专一性。因中肠液蛋白水解能力过高而导致原毒素的过度降解是某些昆虫对苏云金芽孢杆菌低度敏感的主要原因 ,而中肠液对原毒素活化能力的降低则与昆虫抗性的形成有关。此外 ,中肠液的沉淀作用及其它生理生化特性也影响着原毒素毒力的正常发挥。

关键词：苏云金芽孢杆菌中肠液伴孢晶体毒力蛋白酶