報告標(biāo)題

非培養(yǎng)微生物纖維素酶的發(fā)掘與優(yōu)化

纖維素是自然界中存量最大的可再生多糖，并在纖維素酶的作用下可降解為可利用的單糖和低聚糖。纖維素酶在食品、造紙以及生物能源行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。微生物是纖維素酶的重要來源，但由于大部分微生物在實驗室條件下的不可培養(yǎng)性，微生物纖維素酶資源的開發(fā)與利用受到了極大的限制。我們課題組利用不依賴于微生物培養(yǎng)的宏基因組學(xué)技術(shù)，建立了發(fā)掘非培養(yǎng)微生物活性酶的方法，并從包括雪山、森林和人類腸道等不同的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了多個具有特殊生物活性和結(jié)構(gòu)特性，歸屬于不同糖苷水解酶家族的纖維素酶，其中包括以單催化結(jié)構(gòu)域水解纖維素、甘露聚糖和木聚糖等多種底物的糖苷水解酶，具有特殊跨膜結(jié)構(gòu)的土壤纖維素酶，以及具有多種生物活性和極強(qiáng)酸堿耐受性的腸道纖維素酶。同時，我們通過酶的序列和結(jié)構(gòu)域改造，提高了纖維素酶的活性，增強(qiáng)了纖維素酶的穩(wěn)定性，拓寬了纖維素酶的底物范圍，使其對不溶性微晶纖維素也具備了水解能力，為生物活性酶的發(fā)掘和利用提供了研究參考。