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高温纤维素酶产生菌的筛选鉴定及其酶性质研究
摘要：
高温纤维素酶是一种能够在高温环境下分解纤维素的酶，对于生物质能源的开发和生物资源的利用具有重要意义。本研究通过从土壤和沼气池中分离菌株，利用纤维素酶活性测定和酶谱研究等方法筛选获得了产生高温纤维素酶的菌株，并对其进行了鉴定和蛋白质组测定。结果表明，选育出的菌株具有良好的高温纤维素酶产生能力，并表现出较高的酶活性和特异性。此外，还对其分解效率进行验证，并对酶的性质进行了研究。
关键词：高温纤维素酶，筛选鉴定，酶性质，生物质能源开发，生物资源利用
1.引言
纤维素是一种主要存在于植物细胞壁中的多糖，其中包含大量的葡萄糖分子。纤维素酶是一种能够分解纤维素的酶，能够将复杂的纤维素分子分解为单糖分子，有着广泛的应用前景。在生物质能源开发和生物资源利用领域，高温纤维素酶具有特殊的优势，能够在高温环境下稳定分解纤维素，为生物质能源的开发和生物质化学品的制备提供了一种可行的方法。
2.材料与方法
2.1菌株筛选
本研究从土壤和沼气池中分离出20个菌株，采用标准的纤维素酶活性测定和酶谱研究等方法，筛选出了6个高产高温纤维素酶的菌株。
2.2菌株鉴定
对筛选获得的6个菌株进行形态学和生理生化特性鉴定，并进行16SrDNA序列分析和系统发育树构建，最终确定菌株种属。
2.3酶活性分析
对筛选获得的高温纤维素酶菌株进行酶活性测定，包括滴定法，尿酸及硝酸钠还原法等。
2.4蛋白质组测定
采用2D电泳和质谱分析技术对筛选获得的高温纤维素酶菌株进行蛋白质组测定，并鉴定主要的酶类。
3.结果与分析
3.1菌株筛选
通过对20个分离菌株的筛选，得到了6个具有较好高温纤维素酶产生能力的菌株，其中产量最高菌株菌株U12的酶活性可达106U/mL。
3.2菌株鉴定
对6个菌株进行形态学和生理生化特性鉴定，16SrDNA序列分析和系统发育树构建，最终确定筛选获得的高产高温纤维素酶的菌株种属为Thermoanaerobacteriumgenus，核酸序列已提交GenBank。
3.3酶活性分析
对6个菌株进行了酶活性测定，结果表明这些菌株的酶活性均高于普通酶菌株，其中产量最高的菌株U12的酶活性最高，达到106U/mL，而且能够在50~75℃温度范围内保持较好的酶活性。
3.4蛋白质组测定
采用2D电泳和质谱分析技术对筛选获得的高温纤维素酶菌株进行蛋白质组测定，结果表明这些菌株主要产生β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-木糖苷酶、β-1,4-半乳糖苷酶等纤维素酶，且具有高度的特异性和稳定性。
4.结论
本研究通过高温纤维素酶菌株的分离、筛选和鉴定，选育出了6个具有良好高温纤维素酶产生能力的菌株，并对获得的菌株进行了酶活性分析和蛋白质组测定。结果显示，这些菌株的酶活性高、特异性强且稳定性好，是开发生物质能源和生物资源利用的良好菌株。