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常压室温等离子体(ARTP)诱变选育生产耐热木聚糖酶的嗜热毁丝霉突变体

来源:   作者: 发布日期:2023-06-14 访问量:1033

     本期为您推荐南京林业大学蒋剑春教授研究团队发表在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》(IF=6.064)上的一篇文章:Breeding of a thermostable xylanase-producing strain of Myceliophthora thermophila by atmospheric room temperature plasma (ARTP) mutagenesis. 该研究使用嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)生产木聚糖酶,并通过常压室温等离子体(ARTP)诱变获得一个耐热突变体M 2103,其最适温度为75°C,比原始菌株高15°C,木聚糖酶活性比原始菌株提高21.71%[1]。

      半纤维素是木质纤维素材料中的重要成分,仅次于纤维素,占植物干重的15%-35%。在能源短缺的现状下,充分利用木质纤维素材料生产燃料乙醇已成为解决能源问题的重要途径。大多数天然木聚糖酶是中温酶,这限制了它们的工业应用,因此筛选和构建耐高温耐酸木聚糖酶尤为重要。作为一种新型物理诱变法,ARTP已成功应用于细菌、真菌和微藻等40多种微生物的诱变育种,可以改变微生物的遗传物质、蛋白质结构、代谢水平等因素,提高微生物代谢物的产量,在微生物诱变育种和生物医学领域日益受到关注,并已成为一个相当活跃的跨学科研究领域。

      在本研究中,通过ARTP诱变嗜热毁丝霉获得一个耐热突变体M 2103。研究ARTP诱变对嗜热毁丝霉的抗氧化酶系统[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和抗氧化能力(AOC)]的影响,当诱变时间为300s时,多酚氧化酶活性比原始菌株提高486.04%。对于突变体M 2103,木聚糖酶生产的反应温度在70°C–85°C范围内保持稳定,最适温度为75°C,比原始菌株高15°C,木聚糖酶活性比原始菌株提高21.71%。M 2103在酸性(pH 4.0–7.0)范围内显示出明显高于原始菌株的相对木聚糖酶活性,并且木聚糖酶活性在pH 6.0–8.5范围内相对稳定。本研究提供了一种低聚木糖生产的替代式生物催化剂及ARTP在耐热突变体诱变中的潜在用途。

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[1] Zhang N, Jiang Y, Sun Y-J, Jiang J-C and Tong Y-J (2023), Breeding of a thermostable xylanase-producing strain of Myceliophthora thermophila by atmospheric room temperature plasma (ARTP) mutagenesis. Front. Bioeng. Biotechnol. 10:1095323.

论文链接:   https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.1095323


     本期为您推荐南京林业大学蒋剑春教授研究团队发表在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》(IF=6.064)上的一篇文章:Breeding of a thermostable xylanase-producing strain of Myceliophthora thermophila by atmospheric room temperature plasma (ARTP) mutagenesis. 该研究使用嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)生产木聚糖酶,并通过常压室温等离子体(ARTP)诱变获得一个耐热突变体M 2103,其最适温度为75°C,比原始菌株高15°C,木聚糖酶活性比原始菌株提高21.71%[1]。

      半纤维素是木质纤维素材料中的重要成分,仅次于纤维素,占植物干重的15%-35%。在能源短缺的现状下,充分利用木质纤维素材料生产燃料乙醇已成为解决能源问题的重要途径。大多数天然木聚糖酶是中温酶,这限制了它们的工业应用,因此筛选和构建耐高温耐酸木聚糖酶尤为重要。作为一种新型物理诱变法,ARTP已成功应用于细菌、真菌和微藻等40多种微生物的诱变育种,可以改变微生物的遗传物质、蛋白质结构、代谢水平等因素,提高微生物代谢物的产量,在微生物诱变育种和生物医学领域日益受到关注,并已成为一个相当活跃的跨学科研究领域。

      在本研究中,通过ARTP诱变嗜热毁丝霉获得一个耐热突变体M 2103。研究ARTP诱变对嗜热毁丝霉的抗氧化酶系统[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和抗氧化能力(AOC)]的影响,当诱变时间为300s时,多酚氧化酶活性比原始菌株提高486.04%。对于突变体M 2103,木聚糖酶生产的反应温度在70°C–85°C范围内保持稳定,最适温度为75°C,比原始菌株高15°C,木聚糖酶活性比原始菌株提高21.71%。M 2103在酸性(pH 4.0–7.0)范围内显示出明显高于原始菌株的相对木聚糖酶活性,并且木聚糖酶活性在pH 6.0–8.5范围内相对稳定。本研究提供了一种低聚木糖生产的替代式生物催化剂及ARTP在耐热突变体诱变中的潜在用途。

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[1] Zhang N, Jiang Y, Sun Y-J, Jiang J-C and Tong Y-J (2023), Breeding of a thermostable xylanase-producing strain of Myceliophthora thermophila by atmospheric room temperature plasma (ARTP) mutagenesis. Front. Bioeng. Biotechnol. 10:1095323.

论文链接:   https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.1095323


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