粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）对稻根氧化还原特性及水稻多元酚和内根际激素水平的影响

联合固氮粪产碱菌结合于水稻根表时能增强水稻根部还原力和稻根超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性。实验室和田间试验证明粪产碱菌能提高水稻幼苗对高、低温不良环境的抗逆性。经浸种处理的水稻幼苗植株内多元酚含量增加了１２．５％。粪产以菌对接种水稻多元酚抽提物有强烈的趋化性,而该抽提物对粪产碱菌的固氮活性有明显的刺激作用。多元酚抽提物经双向纸层析和薄层层析表明接种诱导了至少一个特征组分含量提高。采用粪产减菌野生型Ａ１５０１（ｎｉｆ＋）和固氮缺陷型Ａ１５０６（Ｎｉｆ－）浸种能改变宿主水稻内源激素水平,提高内根际的ＩＡＡ和Ｚ的含量,促进植株及根系的生长发育,使其侧根和根毛数目明显增多。在根际联合体系形成过程中,多元酚或激素可能充当植物与细菌间相互作用的一类特异信号分子。     

固氮粪产碱菌谷氨酰胺合成酶的分离纯化及其特性

联合固氮细菌粪产碱菌Ａ１５０１菌体经超声破碎后,无细胞粗提液以ＰＥＧ－６０００分级沉淀,丙酮沉淀,再经蓝球脂糖亲和层析分离、纯化。获得的纯谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和４－３０％梯度ＰＡＧＥ上均呈均一的一条带。ＧＳ亚基及整酶分子量分别为５５ＫＤ和６４５ｋＤ,亚基由４５６个氨基酸残基组成。ＧＳ的Ｋｍ值。在以Ｇｌｕ为源的介质中培养时分别为２０ｍｍｏｌ／Ｌ（Ｇｌｕ）,５０ｍｍｏｌ／Ｌ（ＡＴＰ     

粪产碱菌(Alcaligenes faecalix)基因文库的构建和nifH基因同源顺序的克隆

采用λ噬菌体置换型载体EMBL4,构建了Alcaligenes faecalis A-15 H1菌株总DNA的基因文库。用Sau3AⅠ限制酶完成部分酶切,取13—20kb大小的片段进行克隆。载体DNA经BamHⅠ和SaiⅠ完全双酶切,左右臂“退火”形成左右臂载体分子后再与外源片段连接。左右臂载体分子与外源片段按照1:1的分子比进行体外连接。用E.coli BHB2688和E.coli BHB2690制备的包装抽提物进行体外包装,所得基因文库效价测定为1.2×10~6 pfu,远远超过理论上所需的库容量。以nif H基因作为探针,经3轮噬菌斑原位杂交,从基因文库中筛选出含有其同源顺序的克隆,并得到了梯度点杂交的验证。对所得重组噬菌体克隆之一进行Southern转移杂交,结果证实,其3.5kb的EcoRⅠ酶切片段为nif H阳性杂交条带。将其克隆到质粒pUC19 DNA上后,转入受体菌JM101中。再次经Southern转移杂交,证明所得重组质粒克隆(pAFH)含有粪产碱菌中的与nifH基因有同源顺序的片段。     

固氮粪产碱菌谷氨酰胺合成酶的构象变化及调节作用

应用园二色谱测定了粪产碱菌谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）各构象,结果表明在Ｇｌｕ培养下ａ螺旋为２８％,β折叠为２２％,无规则卷曲占５０％;而在ＮＨ４＾＋培养下,三者相应为２０％,２０％,６０％。荧光光谱及付立叶红外光谱也证明,两种培养条件下ＧＳ的构象存在着差异。不同氮源对粪产碱菌ＧＳ的形成有显著的影响。高浓度ＮＨ４＾＋培养下ＧＳ合成受到阻遇,而Ｇｌｕ或低浓度ＮＨ４＾＋则对ＧＳ合成无明显的影响。ＮＨ４＾＋培     

固氮粪产碱菌谷氨酰胺合成酶的分离纯化及其特性

联合固氮细菌粪产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓ）Ａ１５０１菌体经超声破碎后,无细胞粗提液以ＰＥＧ－６０００分级沉淀,丙酮沉淀,再经蓝琼脂糖（ＢｌｕｅＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ－６８）亲和层析分离、纯化。获得的纯谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和４－３０％梯度ＰＡＧＥ上均呈均一的一条带。ＧＳ亚基及整酶分子量分别为５５ｋＤ和６４５ｋＤ,亚基由４５６个氨基酸残基组成。ＧＳ的Ｋｍ值,在以Ｇｌｕ为氮源的介质中培养时分别为２０ｍｍｏｌ／Ｌ（Ｇｌｕ）,５０ｍｍｏｌ／Ｌ（ＡＴＰ）和４５ｍｍｏｌ／Ｌ（ＮＨ~＋_４）;在以ＮＨ~＋_４为氮源的介质中培养时则分别为７０ｍｍｏｌ／Ｌ（Ｇｌｕ）,４９ｍｍｏｌ／Ｌ（ＡＴＰ）和８０ｍｍｏｌ／Ｌ（ＮＨ~＋_４）,表明ＮＨ~＋_４培养下形成高度腺苷化的ＧＳ对Ｇｌｕ及ＮＨ~＋_４的亲和力有所下降。     

紫云英根瘤菌109菌株吸氢特性及碳底物的调节

紫云英根瘤菌109菌株完整细胞的吸氧活性,在空气气相中衰减快,加氢或降低温度,衰减延缓。完整细胞的吸氢反应受体,包括甲基蓝、氧、铁氰化钾、TTC、甲基紫精、Cyt C_3、硝酸钾、DCPIP和反丁烯二酸盐的表现不相同。当氧为受体时,气相氧浓度为5％,吸氢值最大,甲基蓝为受体时,吸氢活性高。另外,氧为受体的吸氢受到碳水化合物抑制,并与基础吸氧速率相关。紫云英根瘤菌的氢氧化与碳水化合物氧化竞争电子传递途径。     

热凝胶的高产策略及功能研究进展

热凝胶（curdlan）又名β-（1→3）-D-葡聚糖,在食品、医药、保健品等领域具有重要的应用潜力。由粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）或土壤杆菌（Agrobacterium sp．）生物合成的热凝胶以成本低廉、提取与纯化技术成熟而成为研究热点。笔者主要针对提高热凝胶产量的菌株改造和发酵控制策略以及热凝胶生物活性的研究进展和相关专利进行综述。     

Polycaprolactone depolymerase produced by the bacterium Alcaligenes faecalis

Several microorganisms were isolated as bacteria degrading polycaprolactone (PCL), and one of them, a strain B273 identified as Alcaligenes faecalis, was selected. Because this strain produced only slight PCL depolymerase activity, the hyper-producing mutant, TS22, was isolated after UV irradiation. Synthesis of PCL depolymerase was derepressed, probably based on the altered regulation of metabolic pathways in strain TS22. The partially purified enzyme hydrolyzed p-nitrophenyl fatty acids and triglycerides other than PCL, but not poly(3-hydroxybutyrate), indicating that PCL depolymerase may be a kind of lipase.     

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶在大肠杆菌中组成型表达及分离纯化

将粪产碱杆菌青霉素G酰化酶基因构建重组表达质粒pKKFPGA ,pKKFPGA再转化宿主菌DH5α,所得重组菌不需诱导便能高效表达青霉素G酰化酶 ,表达量达 2590u L ,比野生型粪产碱杆菌表达量高432倍 ,其菌体比活力达300 (u L) A₆₀₀。菌体破碎后的上清液经DEAE-SepharoseCL 6B离子交换层析和Butyl-SepharoseCL 4B疏水层析 ,即可得纯度提高 20倍、比活为 686u mg的青霉素G酰化酶 ,两步纯化的总收率达 91%。Western印迹分析表明5%的原前体青霉素酰化酶在胞内形成了包涵体 ,说明其成熟的限速步骤在胞内的运输阶段.     

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达、纯化及其性质

利用PCR技术克隆了粪产碱杆菌 (Alcaligenesfaecalis,CICCAS1.76 7)青霉素G酰化酶 (pencillinGacylase ,PGA)基因 (GenBank登录号AF4 5 5 35 6 )。通过构建工程菌E .coli(pETAPGA) ,该酶在大肠杆菌中获得了表达 ,表达产物分泌到周质空间。进一步构建的工程菌B .subtilis (pMAPGA)和B .subtilis(pBAPGA)实现了该酶的胞外分泌表达。分泌表达的最高表达量为 6 5 3u/L ,比野生型A .faecalis表达量高 10 9倍。表达产物经硫酸铵分级沉淀和DEAE SepharoseCL 6B两步纯化 ,纯度提高 86倍 ,活力回收率达到 81% ,纯化后的PGA活力为 1.4 6 9u/mg。研究表明 ,PGA家族成员中只有粪产碱杆菌PGA和巨大芽孢杆菌PGA可以在枯草芽孢杆菌中分泌表达。与巨大芽孢杆菌PGA相比 ,粪产碱杆菌PGA的最适pH值为 8.0 ,最适温度为 6 0°C ,而且在有机溶剂中具有更强的稳定性。该酶在水相中具有较低的头孢氨苄合成活力。本研究为粪产碱杆菌PGA的获得提供了新的途径。     

固氮粪产碱菌谷氨酰胺合成酶的构象变化及调节作用

应用园二色谱测定了粪产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｆａｅｃａｌｉｓ）谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）各构象,结果表明在Ｇｌｕ培养下α螺旋为２８％,β折叠为２２％,无规则卷曲占５０％;而在ＮＨ~＋_４培养下,三者相应为２０％,２０％,６０％。荧光光谱及付立叶红外光谱也证明,两种培养条件下ＧＳ的构象存在着差异。不同氮源对粪产碱菌ＧＳ的形成有显著的影响。高浓度ＮＨ~＋_４培养下ＧＳ合成受到阻遇,而Ｇｌｕ或低浓度ＮＨ~＋_４则对ＧＳ合成无明显的影响。ＮＨ~＋_４对固氮酶活性瞬间抑制可以被ＧＳ的抑制剂部分消除,但ＧＳ活性也受抑制。     

氮源NH4Cl浓度对粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的影响

研究了利用粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)发酵生产热凝胶的发酵条件,氮源是菌体生长的限制性底物,单纯地提高初始底物(氮源)浓度并不一定能促进细菌的生长和产物的合成.在分批发酵过程中,底物消耗导致培养环境pH的改变也是影响细菌进一步生长和产物合成的重要因素.通过增加培养基中初始氯化铵的浓度并同时控制发酵过程的pH条件,得到了较高的菌体浓度,热凝胶的合成水平也得到了显提高.当培养基中NH4Cl浓度提高到3.6g/L时,菌体浓度达到7.2g/L,热凝胶合成的产量可达30.5g/L,比原来NH4Cl浓度为1.1g/L时提高了51.7%.提高菌体浓度意味着需要提高溶氧水平来满足细菌的生长和代谢.初始氮源NH4Cl浓度的增加虽然能使菌体浓度得到提高,但发酵过程对溶氧的需求也相应增加,需要提高搅拌转速和通风以增加供氧水平.但高搅拌速率产生的高剪切力对热凝胶的凝胶性能将产生破坏作用,因此在发酵过程中需要综合考虑细菌培养密度对合成热凝胶产量和质量的影响.     

乙酸驱动条件下粪产碱杆菌Y5的碳氮共脱除特性

【目的】研究微生物的碳氮共脱除特性及其关键影响因素。【方法】以乙酸为唯一碳源分离获得的碳氮共脱除菌株Y5为模式菌株,分析菌株Y5的16S r RNA基因序列、碳源和氮源去除动力学,以及碳源种类、碳氮比(C/N)、溶解氧浓度(DO)、温度和p H等影响效果。【结果】菌株Y5归属于粪产碱杆菌。与葡萄糖及多种有机酸相比,菌株Y5在以乙酸为唯一碳源的条件下具有较高的TOC和NH4+-N去除速率。在好氧条件下,当起始TOC浓度为1 000 mg/L,氨氮浓度为110 mg/L时,菌株Y5的NH4+-N、TOC和总氮(TN)去除率分别达99.54%、92.95%和86.55%,最大NH4+-N、TOC和TN去除速率分别为903.58、505.81和406.03 mg/(L·d)。【结论】粪产碱杆菌Y5在以乙酸为唯一碳源的条件下具有较强的碳氮共脱除能力,其最佳反应条件为:C/N=10,p H 7.0-8.0,溶氧6.20 mg/L,反应温度为30°C。