海洋微生物纤维素酶的研究进展及其应用

海洋微生物纤维素酶的研究进展及其应用

刘杰凤１薛栋升２姚善泾２

１广东石油化工学院生物工程系，茂名５２５０００２浙江大学化学工程与生物工程学系，杭州３１００２７

摘要：海洋极端酶因在极端环境中具有更高的酶活性及更好的稳定性，因而具有重要的理论价值和工业应用前景。随着海洋微生物极端酶的研究开发，海洋微生物纤维素酶的研究也逐渐受到学者们的关注，并取得了较大进展。综述迄今为止分离出的产纤维素酶的海洋微生物种群及其酶学特性，海洋微生物纤维素酶基因克隆与表达的国内外研究现状，分析海洋微生物纤维素酶潜在的应用价值及未来发展前景。

海洋微生物；纤维素酶；极端酶

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ　ｆｒｏｍ　Ｍａｒｉｎｅ　

Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　

Ｌｉｕ　Ｊｉｅｆｅｎｇ１Ｘｕｅ　Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ２Ｙａｏ　Ｓｈａｎｊｉｎｇ２

２０１１－０７－２８

广东省科技计划项目（２０１０Ｂ０３０８０００１７）

刘杰凤，女，硕士，副教授，研究方向：生物技术相关专业课程的教学和科研工作；Ｅ－ｍａｉｌ：　ｇｄｍｍｌｊｆ＠　１２６．ｃｏｍ

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　＠＠［　１　］　Ｒａｓｍｕｓｓｎｅｎ　ＲＳ，　Ｍｏｒｒｉｓｓｅｙ　ＭＴ．　Ｍａｒｉｎｅ　ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ　ｆｏｏｄ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ．　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００７， ５２：２３７－２９２．

　＠＠［　２　］　Ｇｉｂｂｓ　ＭＤ，　Ｒｅｅｖｅｓ　ＲＡ，　Ｆａｉｒｉｎｇｔｏｎ　ＧＫ．　Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ　ａｎｄ　ｍｕｌｔｉｆｕｎｃ ｔｉｏｎａｌ　ｇｌｙｃｏｓｙｌ　ｈｙｄｒｏｌａｓｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅ　Ｃａｌｄｉｃｅｌｌｕｌｏ ｓｉｒｕｐｔｏｒ　ｉｓｏｌａｔｅ　Ｔｏｋ７Ｂ　・　１．　Ｃｕｒ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，２０００，４０（５　）　：３３３－３４０．

　＠＠［　３　］　Ｂｒｏｎｎｅｎｍｅｉｅｒ　Ｋ，　Ｋｅｒｎ　Ａ，　Ｌｉｅｂｌ　Ｗ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｈｅｒｍｏｔｏｇａ ｍａｒｉｔｉｍａｅｎｚｙｍｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．　Ａｐｐｌ　Ｅｎ ｖｉｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，　１９９５，６１　（４）　：１３９９－１４０７．

　＠＠［４］　Ｈａｋａｍａｄａ　Ｙ　，Ｈａｔａｄａ　Ｙ，Ｏｚａｗａ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉ ｌｉｚｉｎｇ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ　ｉｎ　ａ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ａｌｋａｌｉｎｅ　ｃｅｌｌｕｌａｓｅ　ｂｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｉ ｍｅｒａｓ　ｆｒｏｍ　ｍｅｓｏｐｈｉｌｉｃ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ　ｅｎｚｙｍｅｓ　ａｎｄ　ｓｉｔｅ－ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ．　ＦＥＭＳ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ　Ｌｅｔｔ，２００１，１９５（　１　）　：６７－７２．

　＠＠［　５　］　Ｔａｙｌｏｒ　ＬＥ，　Ｂｅｍａｒｄ　Ｈ，　Ｐｅｄｒｏ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｃｅｌｌｕｌａｓｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ ｔｈｅ　ｍａｒｉｎｅ　ｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｓａｃｃｈａｒｏｐｈａｇｕｓ　ｄｅｇｒａｄａｎｓ　ｓｔｒａｉｎ　２－４０．　Ｊ　Ｂａｃｔｅ ｒｉｏ１，２００６，１８８　（　１１　）　：３８４９－３８６１．

＠＠［６］曾胤新，俞勇，陈波，等．低温纤维素酶产生菌的筛选、鉴定、生长 特性及酶学性质．高技术通讯，２００５，１５（４）：５８－６２．

＠＠［７］熊鹏钧，文建军．交替假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏａｌ　ｔｅｒｏｍｏｎａｓ　ｓｐ．）ＤＹ３菌 株产内切葡聚糖酶的性质研究及基因克隆．生物工程学报， ２００４，２０（２）：２３３－２３７．

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＠＠［１０］钱文佳，阚光锋，徐仲，等．产低温纤维素酶南极细菌的筛选、生 长特性及酶学性质的初步研究．食品科技，２０１０，３５（１）：１５－１８．＠＠［　１１　］　Ａｌｆｒｅｄｓｓｏｎ　ＧＡ，　Ｋｒｉｓｔｊａｎｓｓｏｎ　ＪＫ，　Ｈｊｏｒｌｅｉｆｓｄｏｔｔｉｒ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｒｈｏｄｏｔｈｅｒ ｍｕｓ　ｍａｒｉｎｕｓ，　ｇｅｎ．　ｎｏｖ．　，　ｓｐ．　ｎｏｖ．　，　ａ　ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ，　ｈａｌｏｐｈｉｌｉｃ　ｂａｃｔｅ ｒｉｕｍ　ｆｒｏｍ　ｓｕｂｍａｒｉｎｅ　ｈｏｔ　ｓｐｒｉｎｇｓ　ｉｎ　ｉｃｅｌａｎｄ．　Ｊ　Ｇｅｎ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，　１９８８， １３４（２）　：２９９－３０６．

＠＠［１２］刘军，张帅帅，杨娜，等．北极海泥菌群的分离鉴定及生物学特 性的初步研究．生物技术通报，２０１０（１）：１３６－１４１．

＠＠［１３］徐庆强，张志明，王延明，等．产碱性纤维素酶海洋细菌的筛选、 鉴定及酶学性质研究．海洋科学，２００９，３３（７）：１－５．

＠＠［　１４］　Ｌｅｅ　ＢＨ，Ｋｉｍａ　ＢＫ，Ｌｅｅ　ＹＪ，ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｓｃａｌｅ　ｏｆ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　

ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ　ｃｅｌｌｕｌａｓｅ　ｆｒｏｍ　ｒｉｃｅ　ｂｒａｎ　ｂｙ　ａ　ｍａ ｒｉｎｅ　ｂａｃｔｅｒｉｕｍ，Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ　ｓｕｂｓｐ．　ｓｕｂｔｉｌｉｓ　Ａ－５３．　Ｅｎｚｙｍｅ　Ｍｉｃｒｏｂ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２０１０，４６（　１　）　：３８－４２．

＠＠［　１５　］　Ｔｒｉｖｅｄｉ　Ｎ　，Ｇｕｐｔａ　Ｖ，　Ｋｕｍａｒ　Ｍ　，ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　ａｌｋａｌｉ－ｈａｌｏｔｏｌｅｒａｎｔ　ｃｅｌｌｕｌａｓｅ ｆｒｏｍ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｆｌｅｘｕｓ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｇｒｅｅｎ　ｓｅａｗｅｅｄ　Ｕｌｖａ　ｌａｃｔｕｃａ．　Ｃａｒ ｂｏｈｙｄｒ　Ｐｏｌｙｍ　，２０１１，８３　（　２　）　：８９１－８９７．

＠＠［　１６　］　Ｔｒｉｖｅｄｉ　Ｎ，　Ｇｕｐｔａ　Ｖ，　Ｋｕｍａｒ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｓｏｌｖｅｎｔ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｍａｒｉｎｅ　ｂａｃｔｅｒｉ

ｕｍ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ａｑｕｉｍａｒｉｓ　ｓｅｃｒｅｔｉｎｇ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｏｌｖｅｎｔ　ｓｔａｂｌｅ　ａｌｋａｌｉｎｅ　ｃｅｌ ｌｕｌａｓｅ．　Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ，２０１１，８３（５）　：７０６－７１２．

＠＠［１７］游银伟，汪天虹，岳寿松．海洋青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｓｐ．）ＦＳ０１０４４１ 的形态学观察和产纤维素酶性质初步研究．山东农业科学， ２００５，１：１１－１３．

＠＠［　１８　］　Ｆｅｌｌｅｒ　Ｇ，　Ｐａｙａｎ　Ｆ，　Ｔｈｅｙｓ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　

α－ａｍｙｌａｓｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｎｔａｒｃｔｉｃ，　ｐｓｙｃｈｒｏｐｈｉｌｅ　Ａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ　ｈａｌｏｐｌａｎｃｔｉｓ Ａ２３．　Ｅｕｒ　Ｊ　Ｂｉｏｃｈｅｍ，　１９９４，２２２　（２）　：４４１－４４７．

＠＠［１９］张亮，池振明．１株产纤维素酶海洋酵母菌的筛选、鉴定及发酵 条件优化．中国海洋大学学报，２００７，３７（　Ｓｕｐ．Ⅱ）：１０１－１０８．＠＠［２０］　Ｃｈｉ　ＺＭ，　Ｃｈｉ　Ｚ，　Ｚｈａｎｇ　Ｔ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ ｇｅｎｅ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ　ｅｎｚｙｍｅｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｍａｒｉｎｅ－ｄｅｒｉｖｅｄ　

ｙｅａｓｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｄｖａｎｃｅｓ， ２００９，２７（３）　：２３６－２５５．

＠＠［２１］李相前，邵蔚蓝．海栖热袍菌内切葡聚糖酶Ｃｅｌ１２Ｂ与木聚糖酶 ＸｙｎＡ　ＣＢＤ结构域融合基因的构建、表达及融合酶性质分析． 微生物学报，２００６，４６（５）：７２６－７２９．

＠＠［２２］乐易林，邵蔚蓝．嗜热真菌纤维素酶的ＣＢＤ与海栖热袍菌的纤 维素酶融合表达．微生物学通报，２００９，３６（６）：８３７－８４１．＠＠［２３］　Ｋｉｍ　ＪＤ，Ｓｅｏ　ＨＪ，　Ｈａｙａｓｈｉ　ＫＳ．　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ ｎｏｖｅｌ　ｃｈｉｍｅｒｉｃ　β－ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ　ｇｉｌｖｕｓ（ＣＧ）　ａｎｄ　Ｔｈｅｒ ｍｏｔｏｇａ　ｍａｒｉｔｉｍａａｎｄ（　ＴＭ　）ｂｙ　ｏｖｅｒ－ｌａｐｐｉｎｇ　ＰＣＲ．　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ　Ｂｉｏｐｒｏ ｃｅｓｓ　Ｅｎｇ，２００９，１４：２６６－２７３．

＠＠［　２４　］　Ｓｐｉｌｌｉａｅｒｔ　Ｒ，　Ｈｒｅｇｇｖｉｄｓｓｏｎ　ＧＯ，　Ｋｒｉｓｔｊａｎｓｓｏｎ　ＪＫ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｌｏｎｉｎｇ　ａｎｄ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ　ｏｆ　ａ　Ｒｈｏｄｏｔｈｅｒｍｕｓ　ｍａｒｉｎｕｓ　ｇｅｎｅ，　ｂｇｌＡ，　ｃｏｄｉｎｇ　ｆｏｒ　ａ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ　ｂ－ｇｌｕｃａｎａｓｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃｏｌｉ．　Ｅｕｒ Ｊ　Ｂｉｏｃｈｅｍ，　１９９４，２２４：９２３－９３０．

＠＠［　２５　］　Ｂｏｋ　ＪＤ，　Ｙｅｍｏｏｌ　ＤＡ，　Ｅｖｅｌｅｉｇｈ　ＤＥ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｐｕｒｉｆｃａｔｉｏｎ，　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ

ｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ　ｃｅｌｌｕｌａｓｅｓ　ＣｅｌＡ　ａｎｄ ＣｅｌＢ　ｆｒｏｍ　Ｔｈｅｒｍｏｔｏｇａ　ｎｅａｐｏｌｉｔａｎａ．　Ａｐｐｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，１９９８， ６４（１２）　：４７７４－４７８１．

＠＠［　２６　］　Ｙｅｒｎｏｏｌ　ＤＡ，　ＭｃＣａｒｔｈｙ　ＪＫ，　Ｅｖｅｌｅｉｇｈ　ＤＥ　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｌｏｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃ

ｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｌｕｃｏｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　ｃａｔａｂｏｌｉｃ　ｐａｔｈｗａｙ　β－Ｇｌｕｃａｎ　

ｇｌｕｃｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ　ａｎｄ　ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｅ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｒｉｎｅ　ｈｙｐｅｒ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅ　Ｔｈｅｒｍｏｔｏｇａ　ｎｅａｐｏｌｉｔａｎａ．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ　，２０００， １８２（１８）　：５１７２－５１７９．

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