几丁酶达到多少个单位才有抑菌影响酶活性的因素

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蝇蛆几丁低聚糖抑菌保鲜作用的研究
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植物几丁酶与植物对病虫害的自我防御
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产几丁质酶真菌菌株的筛选及产酶抑菌活性的检测21
第36卷第1期2010年1月吉林大学学报(医学版;Jan.2010;67;[文章编号]ú(;产几丁质酶真菌菌株的筛选及产酶抑菌活性的检测;张宇,贺丹,周鑫,田庄,郭亮,王丽(吉林大学基础;[摘要]目的:分离真菌菌株,筛选出几丁质酶高产菌;[文献标志码]A;Screeningoffungalchitina;determinati
第36卷 第1期2010年1月吉 林 大 学 学 报 (医 学 版)JournalofJilinUniversity(MedicineEdition)Vol.36No.1Jan.201067[文章编号] ú(204产几丁质酶真菌菌株的筛选及产酶抑菌活性的检测张 宇,贺 丹,周 鑫,田 庄,郭 亮,王 丽(吉林大学基础医学院病原生物学教研室,吉林长春130021)[摘 要] 目的:分离真菌菌株,筛选出几丁质酶高产菌株,检测其粗酶液对临床常见假丝酵母的抑菌作用,为抗真菌药物的开发提供研究基础。方法:利用刚果红几丁质平板法和3,52二硝基水杨酸(DNS)法筛选出几丁质酶高产菌株,并用纸片法检测粗酶液的抑菌作用。结果:从环境中分离的47株真菌菌株中得到产几丁质酶菌株6株,其中高产菌2株(烟曲霉JLC50134和木霉JLC31235);JLC50134粗酶液对白假丝酵母、热带假丝酵母的抑制作用强于JLC31235,抑菌圈直径分别为4~5cm和约2JLC31235粗酶液对克柔假丝酵母、光滑假丝酵母的抑制作用强于JLC50134,抑菌圈直径分别为约2cm和1cm。结论:烟曲霉JLC50134和木霉JLC31235是几丁质酶高产菌株,两种粗酶液对临床常见假丝酵母有抑制作用。[关键词] 真菌;几丁质酶;假丝酵母[中图分类号] R379[文献标志码] AScreeningoffungalchitinase2producingstrainsanddeterminationofenzymaticactivityZHANGYu,HEDan,ZHOUXin,TIANZhuang,GUOLiang,WANGLi(DepartmentofPathogenobiology,SchoolofMedicalSciences,JilinUniversity,Changchun130021,China)Abstract:Objective Toscreenthehighchitinase2producingfungifromthesamplesintheenvironment,andinvestigatetheinhibitoryeffectoftheenzymesfromthestrainsontheCandidaforthedevelopmentofantifungaldrug.MethodsCongored2chitinplatesandclassicalDNSmethodwereusedtoscreenthehighchitinase2producing2highchitinase2producingstrainsstrains,andthefilterpapercontainingthechitinasewasusedtodetecttheinhibitoryeffectoftheenzymes.Results 6chitinase2producingstrainswerescreenedfrom47strains.(AspergillusfumigatusJLC50134andTrichodermasp.JLC31235)wereobtained.TheenzymefromJLC50134hadbetterinhibitoryeffectonCandidaalbicansandCandidatropicalis,andtheindividualdiametersoftheinhibitionzonewere4-5cmandabout2whiletheenzymefromJLC31235hadbetterinhibitoryeffectonCandidakruseiandCandidaglabratathanJLC50134,andtheindividualdiametersoftheinhibitionzonewereabout2cmand1cm1Conclusion Highchitinase2producingstrains(JLC50134andJLC31235)areobtained,andtheyhavedifferentinhibitioryeffectsonCandida.Keywords:Candida广泛存在于土壤、根围、种子等生态环境中的丝状真菌可分泌多种细胞壁降解酶,如纤维素酶(cellulase)、几丁质酶(chitinase)等。后者可将真菌细胞壁的主要成分几丁质(chitin)降解,[收稿日期] [1]得到几丁寡糖和N2乙酰氨基葡萄糖,有效地抑制真菌的生长。有研究[2]表明,大多数几丁质酶产生菌对真菌具有拮抗作用,且几丁质酶也能抑制十几种植物致病菌及病原真菌的菌丝生长和孢子萌发。[基金项目] 吉林省科技厅科技发展计划重点项目资助课题()[作者简介] 张 宇(1981-),女,黑龙江省大庆市人,在读医学博士,主要从事病原生物学研究。[通信作者] 王 丽(Tel:6,E2mail:wli99@jlu1edu1cn)同时,几丁质酶基因在抗真菌病害方面也有良好的应用。另外,几丁质的降解产物在食品、医药、化妆品及动物饲料等行业具有广阔的开发前景[4]。常用的抗真菌药物主要是通过作用于细胞膜、细胞质中的某些位点发挥作用,该类药物种类少、作用时间长、毒副作用大,因此研究者们的注意力逐渐转向破坏真菌细胞壁结构,使内容物外泄导致真菌细胞死亡方面。由于哺乳动物无细胞壁,故该类药物对人体的毒性较低。而真菌细胞壁的主要成分是[3]高压灭菌20min,4e保存备用。114 刚果红几丁质平板法初筛 将47株发酵用菌株(木霉、曲霉和白僵菌)接种于PDA斜面,28e培养7d后,收集并制备1@106CFU#mL-1孢子悬液,再取20LL点种于刚果红几丁质平板,同时设立几丁质酶标准品为阳性对照(菌落周围出现透明圈)。28e恒温培养,逐日观察菌落的生长情况,测量菌落和透明圈直径,计算比值(透明圈直径/菌落直径)。比值越大,酶活性越强[7]。每株几丁质和葡聚糖,所以寻找能够降解几丁质的酶类已成为抗真菌药物研发的新方向。目前已有的作用于真菌细胞壁的药物如卡泊芬净等,主要抑制葡聚糖合成酶复合体,其中某些药物具有抗菌谱窄、抑制其他大分子生物合成等缺点。而国内外尚未开发出作用于几丁质的抗真菌药物,因此筛选出高效、作用范围广的几丁质酶产生菌尤为重要。本研究从47株丝状真菌中筛选出2株几丁质酶高产菌,并检测其粗酶液对临床常见假丝酵母的抑菌作用。1 材料与方法111 菌株及主要试剂 发酵用菌株共47株:木霉(Trichodermasp1)20株、曲霉(Aspergillussp1)17株及白僵菌(Beauveriasp1)10株;病原菌共40株:白假丝酵母(Candidaalbicans)、热带假丝酵母(Candidatropicalis)、克柔假丝酵母(Candidakrusei)和光滑假丝酵母(Candidaglabrata)各10株,均由吉林大学真菌研究中心保存。马铃薯葡萄糖琼脂(potatodextroseagar,PDA)购自北京路桥技术有限公司;几丁质和几丁质酶标准品购自北京欣经科生物技术有限公司;刚果红购自北京华美生科生物技术有限公司;KCl、FeSO4、K2HPO4、(NH4)2SO4等试剂为分析纯,购自北京化工厂。112 胶态几丁质的制备 参照文献[5]的方法,取5g几丁质加入225mL浓盐酸中,37e静置24h后,加入50%乙醇200mL,沉淀出胶态几丁质。将沉淀物反复水洗至中性,用蒸馏水定容至250mL,质量浓度为2%。113 培养基的配制 刚果红几丁质平板的配制方法参照文献[6],在胶态几丁质的浓度上稍作修改;液体产酶培养基配方:015g#L-1KCl,0101g#L-1FeSO4,110g#L-1K2HPO4,310g#L-1NaNO3,015g#L-1MgSO4,012g#L-1胶态几丁质;上述2种培养基均115e菌重复3次。阳性对照见透明圈判定该菌株为几丁质酶产生菌[8]。115 几丁质酶菌株粗酶液的制备 选择初筛获得的产酶菌株制备粗酶液。将菌株接种于PDA斜面,制备1@106CFU#mL-1分生孢子悬液。取1mL接种于150mL液体产酶培养基,28e、110r#min-1振荡培养。7d后用无菌滤纸过滤除去菌丝体后,再用0122Lm滤膜除去分生孢子和其他杂质,得到粗酶液。116 DNS法复筛 将制备的粗酶液各115mL分别与310mLMcllvaine.s缓冲液[9]、115mL2%胶态几丁质混合,37e作用30min后,沸水浴10min破坏酶活性以终止反应。DNS法[10]测定溶液中还原糖的生成量。每份样品重复3次。在37e、最佳反应条件下,每3min释放1mg还原糖所需的酶量,定义为1个酶活力单位(U)。根据酶活力进行复筛,通过酶活力大小的比较,筛选出几丁质酶高产菌株。117 粗酶液抑菌活性检测 制备病原菌(白假丝酵母、热带假丝酵母、克柔假丝酵母、光滑假丝酵母)的孢子悬液,浓度为1@106CFU#mL-1。取500LL均匀涂布于PDA平板培养基,37e培养12h后,取浸有高产菌株粗酶液的滤纸片(5=016cm)粘贴在培养基上[11],无菌蒸馏水作阴性对照,37e培养5d,记录抑菌情况。通过抑菌圈直径的大小,检测粗酶液抑菌作用。每份样品重复3次。118 统计学分析 采用SPSS1310软件,每种粗酶液对4种假丝酵母抑菌圈直径比较采用方差分析,2种粗酶液对同1种假丝酵母抑菌圈直径比较采用t检验。2 结 果211 刚果红几丁质平板法初筛及酶活力检测 分生孢子悬液接种于刚果红几丁质平板后,第1、2天培养基上肉眼未见菌体生长,第3天后可见透明或白色菌丝,未见透明圈。此后菌落生长速度加快,其背面呈红色,且颜色逐渐加深。同时,菌落周围出现透明圈,并随时间延长逐渐增大。阳性对照也见透明圈判定该菌株为几丁质酶产生菌[11]。经初筛得到6株产酶活力较高的菌株。其中2株黄曲霉(Aspergillusflavus),2株烟曲霉(Aspergillusfumigatus),1株木霉,1株白僵菌。烟曲霉JLC50134和JLC50143的透明圈直径/菌落直径比值最大。DNS法测定6株菌的酶活力,其中烟曲霉JLC50134和木霉JLC31235的酶活力相对其他4株菌较高。产酶菌菌落直径及几丁质酶活力检测结果见表1。表1 产酶菌菌落直径和几丁质酶活力检测结果Tab11 Thedeterminationresultsofdiameteroffungalchitinase2producingstrainsandenzymaticactivityassayofchitinaseStrainAspergillusfumigatusJLC50134AspergillusfumigatusJLC50143Trichodermasp.JLC31235AspergillusflavusJLC30584Beauveriasp.JLC31307AspergillusflavusJLC30784Hydrolysisofcolloidalchitin(diameteroftransparentcircle/diameterofcolony)1.291.291.221.091.081.04Enzymaticactivity(U)43.34.212 粗酶液抑菌作用 以40株假丝酵母为病原菌验证粗酶液的抑菌作用。以白假丝酵母为例,37e培养5天后,可见含有粗酶液的滤纸片周围出现明显的抑菌圈(图1)。A、B抑菌圈直径分别为510和410cm,且边缘清晰无菌生长;C较小,仅110D为阴性对照;又经48h后,直径无变化。酶活力最高的2种粗酶液抑制4种假丝酵母的抑菌圈直径为cm,木霉JLC31235粗酶液对4种假丝酵母的抑菌直径比较差异无显著性(P&0105),烟曲霉JLC50134粗酶液对白假丝酵母、热带假丝酵母抑菌直径大于克柔假丝酵母和光滑假丝酵母(P&0105)。烟曲霉JLC50134粗酶液对白假丝酵母、热带假丝酵母的抑菌直径大于木霉JLC31235粗酶液(P&0105),木霉JLC31235粗酶液对克柔假丝酵母、光滑假丝酵母的抑菌直径大于烟曲霉JLC50134粗酶液(P&0105)。见表2。图1 高产菌株粗酶液的抑菌圈Fig11 Inhibitionzoneofchitinasefromthehigh2producingstrainsA:AspergillusfumigatusJLC50134;B:Trichodermasp1JLC31235:C:AspergillusflavusJLC30584;D:Asepticphysiologicsaline(negativecontrol).表2 2种粗酶液作用下4种假丝酵母抑菌圈直径的变化Tab12 Thechangesofdiametersofinhibitionzoneof4kindsofCandidaaftertreatedwithenzymesEnzymeTrichodermasp. JLC31235Aspergillusfumigatus JLC50134*(x?s,d/cm)Candidaalbicans1.81?0.274.27?0.49*v#Candidakrusei1.98?0.330.79?0.28*Candidaglabrata2.07?0.280.93?0.32*Candidatropicalis1.84?0.264.76?0.33*v#P&0105comparedwithJLC31235;vP&0105comparedwithC#P&0105comparedwithCandidaglabrata.):3452360.3 讨 论在几丁质酶产生菌的筛选中,普遍采用透明圈法[12][3]DistefanoG,LaMalfaS,VitaleA,etal.Defence2relatedgeneexpressionintransgeniclemonplantsproducinganantimicrobialTrichodermaharzianumendochitinaseduringfungalinfection[J].TransgenicRes,):8732879.,由于存在接种量不同、观察困难等缺点,[4]认为该方法不适于快速、高通量筛选。本实验采用孢子悬液点种的方法等量接种,解决了接种量不同的问题,便于比较酶活力。同时借鉴了利用刚果红纤维素琼脂培养基筛选产纤维素酶菌株的原理,以刚果红作为指示剂,通过观察红色平板上的透明圈初步筛选产酶菌株,解决了阳性结果不容易观察的问题。该方法在产几丁质酶菌株的筛选中尚未见报道,可作为一种高通量、快速的初筛方法。本研究中初筛结果显示:烟曲霉JLC50134和JLC50143的酶活力比木霉JLC31235高,但是经过DNS法复筛后,发现木霉JLC31235的酶活力高于前两者,这可能是由于初筛时肉眼观察结果受到透明圈的明亮程度、菌体生长状态及菌落下培养基的液化程度等因素的影响。本研究从几丁质酶产生菌中筛选获得了2株高产菌株,检测出其粗酶液对临床4种常见假丝酵母的抑制作用较好。由于粗酶液中的几丁质酶与其他酶之间可能存在着协同作用,本文作者还将进一步分离纯化出几丁质酶单体并探讨其抑菌作用,为新型抗真菌药物的开发奠定理论基础。[参考文献][1]KredicsL,AntalZ,SzekeresA,etal.Extracellular[11][9][8][7][6][5]BuchnerP,RochatC,WuillemeS,etal.Characterizationofatissue2specificanddevelopmentallyregulatedbeta21,32glucanasegeneinpea(Pisumsativum)):1712186.李 华,刘开启,王 革.利用还原糖法测定木霉菌产几丁质酶特性[J].仲恺农业技术学院学报,):19222.KasanaRC,SalwanR,DharH,etal.Arapidandeasymethodforthedetectionofmicrobialcellulasesonagarplatesusinggram.siodine[J].CurrMicrobiol,):5032507.奚家勤,宋纪真,周汉平,等.产几丁质酶菌的分离、筛选及其对烟草病原真菌的抑制作用[J].烟草科技,58.姚 强,黄 攻,陈冠军.哈茨木霉SDU3187耐碱性纤维素酶液体发酵条件的研究[J].山东大学学报:理学版,):1102115.时 焦,韩锦锋,徐宜民,等.转几丁质酶基因烟草酶活性及抗病性研究[J].华北农学报,):124.HanMJ,BretonCI,etal.QuantitativeApplBiochem[J].PlantMolBiol,[10]KongruangS,analysisofcellulose2reducingends[J].Biotechnol,:2132231.冯惠勇,徐亲民,孙国志.溶菌酶的生物测定方法研究[J].食品与发酵工业,):60264.[12]司美茹,赵云峰.几丁质酶产生菌的筛选及其发酵液对病原真菌的拮抗作用[J].现代农业科学,):30232.proteasesofTrichodermaspecies[J].ImmunolHung,):]ActaMicrobiolLiDC.Reviewoffungalchitinases[J].Mycopathologia,5吉林大学学报(医学版)6荣获第二届吉林省新闻出版奖#期刊精品奖在日结束的第二届吉林省新闻出版奖评选工作中,吉林大学主办的5吉林大学学报(医学版)6荣获第二届吉林省新闻出版奖#期刊精品奖。这是吉林省新闻出版行业的最高奖项,对获奖作品、集体及个人以省政府名义进行表彰。为进一步全面落实精品战略,大力推进精优工程,努力提高出版物整体质量,调动和激励广大新闻出版工作者的积极性和创造性,繁荣新闻出版事业,发展新闻出版产业,2005年吉林省政府决定设立吉林省新闻出版奖。5吉林省新闻出版奖评审管理办法6规定,吉林省新闻出版奖每3年评选一次。2009年开展的第二届吉林省新闻出版奖评选工作共评选出精品奖82个(期刊精品奖11个,报刊栏目精品奖2个,图书类精品奖57个,出版产业类精品奖5个,印刷复制类精品奖3个,科技与数字出版类精品奖4个),特别贡献奖4个,优秀集体奖27个,优秀个人奖68个。5吉林大学学报(医学版)6始终坚持/尊重科学,鼓励创新,弘扬学术,追求卓越0的办刊理念,以报道医学科学研究的新理论、新方法及新技术为主,并根据学校重点学科分布及学术前沿研究动态的变化及时调整报道重点。5吉林大学学报(医学版)6先后被评为5中国综合性医药卫生类核心期刊6和5中国科技核心期刊6,已被十余家国内外著名的检索机构和数据库收录。包含各类专业文献、各类资格考试、行业资料、幼儿教育、小学教育、专业论文、高等教育、中学教育、产几丁质酶真菌菌株的筛选及产酶抑菌活性的检测21等内容。
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壳聚糖酶产生及其壳寡糖制备的研究
姓名:李风平
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专业:微生物学
指导教师:鲍晓明
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原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独
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