嗜热微生物的研究进展及应用VIP专享VIP免费

嗜热微生物的研究进展及应用宜春学院化学与生物工程学院03生物教育张志刚指导老师：姜琼摘要嗜热微生物是一类最适生长温度高于45C的微生物，嗜热酶是从嗜热微生物中分离得到的一类热稳定性酶，由于嗜热酶分子内部有很多氢键、二硫键及紧密而有韧性的空间结构的存在，所以嗜热酶在高温条件下具有很强的稳定性，高温反应活性，以及对有机溶剂、去污剂和变性剂的较强抗性，嗜热酶在许多方面都有广泛的应用。当前获得嗜热酶的方法主要有：直接从嗜热微生物中提取、利用基因工程技术在中温宿主中表达和利用定向分子进化技术筛选。目前酶的纯化主要采用层析法、高效液相色谱法和电泳法等方法。由于环境恶化,能源危机,全球变暖等原因,嗜热酶的开发和应用将出现更加诱人的前景。关键词嗜热微生物；嗜热酶；嗜热机制；应用ThermophilicmicroorganismresearchprogressandapplicationZhangZhigangCollegeofChemistryandBioengineering,Bioengineering(Biologyeducation),YiChunUniversityAdvisor:JiangQiongAbstractThermophilicmicroorganismsisatypeofmicroorganismsthatthemostsuitablegrowthtemperatureisabove45C,thethermophilicenzymeisatypeofathermostableenzymeseparatedfromthethermophilicmicroorganism,becausethereisalotofhydrogenkeysandtwo-sulphurkeysinthethermophilicenzymemolecule,sothethermophilicenzymehaveaverystrongstabilityinthehotcondition,aswellasthereisastrongerfastnesstoorganicsolvent、eradicatoranddenaturant,thethermophilicenzymehaveanextensiveapplicationinmanyfields.Themethodwhichobtainedthethermophilicenzymeincludesthreekindsatpresent:distilleddirectlyfromthethermophilicmicroorganism,expressedinthemildhostmakinguseofageneticengineeringtechniqueandsievedwiththedirectionalmoleculeevolutiontechnique.Atpresenttheenzymepurificationmethodsare:chromatography、HPLCandelectrophoresis.Duetothecauseofworseningenvironment,energycrisis,warmerweather,thedevelopmentandapplicationofthethermophilicenzymewillappearmorecaptivatingforeground.KeywordsThermophilicmicroorganisms;Thermophilicenzyme;Thermophilicmechanism;Application最适生长温度高于45C的微生物称为嗜热微生物，是在高温环境下生存的一类微生物，它们有其自己的适应机制和特定的新陈代谢能力，具有独特的基因类型、特殊的生理机制及代谢产物，是地球上的边缘生命形式。嗜热酶是从嗜热微生物中分离得到的一类热稳定性酶，具有化学催化剂无法比拟的优点，尤其是在高温条件下保持极好的稳定性，使很多高温化学反应得以实现从而将极大的促进生物技术产业的发展。近年来，人们已从嗜热微生物中分离得到多种嗜热酶。今后，还应继续在嗜热酶的结构与功能、应用等方面作深入而全面的研究。本文主要对嗜热酶的研究进展及应用作一综述。1嗜热微生物的分类及其酶的种类和特点1.1嗜热微生物的分类嗜热微生物是一类生长温度跨度在40～150℃之间的微生物,它可分为轻度嗜热(最适生长温度低于60℃)、中度嗜热(最适生长温度低于85℃)和极度嗜热(最适生长温度大于85℃),主要分布于地热环境(海底温泉和陆地温泉)和其它高温环境(如堆肥、厩肥、高温水处理厂)[1]。见诸报道的能产嗜热蛋白酶的嗜热微生物中,以芽孢杆菌最多。例如,Bacillussp.MO21,B.sp.EA.1,B.thermoproteolyticus,B.licheniformis及B.circulans,B.sp.AK1,B.sp.B18,B.smithii,B.sp.BT1,B.sp.wai21a,B.pumilusMK65,B.sp.JB299.此外,在真菌、古细菌、放线菌中也有过报道[2]。1.2嗜热酶的种类嗜热酶有许多种，各种酶的作用各不相同，目前已开发的嗜热酶有：1）降解淀粉类的嗜热酶：极端耐热淀粉酶、热稳定的葡萄糖糖化酶(1,4-glucanohydrolase)、热稳定的支链淀粉酶(pullulanase)、热稳定的环糊精糖基转移酶(cycodextringlycosytransferases,CGTase)；2）降解纤维素类物质的嗜热酶：热稳定性纤维素酶；3）热稳定的木聚糖酶(xylanases)；4）降解几丁质的热稳定性酶：热稳定的几丁质酶；5）降解蛋白质...