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S11电竞赛事竞猜:骆驼瘤胃中碱性耐热木聚糖酶的挖掘及在木质纤维素转化中的应用

时间:2021-10-03 13:31编辑:admin来源:S11竞猜当前位置:主页 > S11竞猜花卉诊所 > 病虫害 >
本文摘要:文章背景概述植物木质纤维素生物质是可持续发展的最重要原料,可以应用于生产动物饲料、生物能源等多种工业产品。其中农业残留物以及能源作物是最有期望的木质纤维素生物质来源之一。 然而目前所面对的主要的挑战在于植物细胞壁与生俱来的刚性和灵活结构对生物降解具备很大的妨碍,这是有效地利用许多农业废物的一个主要障碍。每年都有大量没被家畜消化的农业残留物只能被通过烧毁或封存处置。

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文章背景概述植物木质纤维素生物质是可持续发展的最重要原料,可以应用于生产动物饲料、生物能源等多种工业产品。其中农业残留物以及能源作物是最有期望的木质纤维素生物质来源之一。

然而目前所面对的主要的挑战在于植物细胞壁与生俱来的刚性和灵活结构对生物降解具备很大的妨碍,这是有效地利用许多农业废物的一个主要障碍。每年都有大量没被家畜消化的农业残留物只能被通过烧毁或封存处置。

而木聚糖酶作为一种水解酶,可以随机分化简单植物细胞壁多糖木聚糖,通过酶预处理毁坏植物细胞壁,可获释木质素和半纤维素成分、增进消化水解过程。为了符合行业市场需求,理想的木聚糖酶不应具备较高的比活性、较好的PH值和热稳定性。

由于骆驼的饮食结构主要由木质灌木和树木生物群落、各种盐生植物和芳香植物物种构成,因此骆驼瘤胃微生物群落不应具备水解这些含有木质纤维素和外用营养因子无以水解物质的能力,从而被视作新型高效木聚糖酶的最重要潜在来源。2019年,伊朗农业生物技术研究所的ShohrehAriaeenejad等人,在《BioresourceTechnology》杂志(IF2017=5.807;生物工程与应用于微生物2区)公开发表了为题“Miningofcamelrumenmetagenometoidentifynovelalkali-thermostablexylanasecapableofenhancingtherecalcitrantlignocellulosicbiomassconversion”的文章。

所用到的主要方法1.五阶段计算出来筛选法:在找寻适合的侯中选酶时,往往只通过生物方法是很难找寻到的。因此继续执行了五个有序计算出来阶段,来较慢寻找侯中选酶。主要步骤为阶段一:将从元基因组中萃取的酶列表与我们指定包括实验检验的酶列表展开核对;阶段二:研究候选序列在未知序列中的系统发育为止,去除远亲;阶段三对前一阶段剩下酶展开三级结构预测;阶段四:研究前一阶段剩下序列选取酶的三级结构;阶段五:用于ExpasyPROSITE软件对剩下候选序列展开活性位点分析。除PROSITE软件外,主要牵涉到的软件有应用于FASTQC对原始数据展开质量检验和检验。

用于meta-velvetassembler从完整测序片段建构contigs,以及用于MetaGeneMark软件预测木聚糖酶基因。2.PCR3.SDS-PAGE4.Bradford法测定蛋白浓度5.DNS法测酶活6.TLC薄层色谱法7.AFM(原子力显微镜)分析:其原理为当原子间距离增大到一定程度以后,原子间的作用力将很快下降;因此,由显微镜探针受力的大小就可以必要折算出有样品表面的高度,从而取得样品表面形貌的信息。

AFM可以在大气和液体环境下对各种材料和样品展开纳米区域的物理性质还包括形貌展开观测,或者必要展开纳米操控;现普遍应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米涉及学科的研究实验等领域中,沦为纳米科学研究的基本工具。在观测酶活生理过程中AFM是有力工具,同时还为酶活测量修筑了新思路,是传统酶活测定方法的有力补足。文章主要内容摘要农业生产和涉及产业所产生的废弃物中所含非常丰富的木聚糖和木素。除了有利的环境后果外,也将导致宝贵资源的浪费。

为了避免这些顽固不化的废弃物导致生态流失,并将其重复使用再行利用,探寻高效水解酶是一项不利的生态和经济市场需求。尤其是能在极端温度和pH条件下充分发挥活性的木聚糖酶倍受人们的注目,其中耐高温耐碱性木聚糖酶将有助减少加热成本、提升反应速度、缩短酶的半衰期、减少微生物污染和噬菌体病毒感染的可能性,从而提升木质纤维素基质的溶解度和工业过程的催化效率,提升挥发性产品的回收率。这类木聚糖酶是重复使用大量木聚糖和残余的半纤维素废物的关键因素。

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与其他研究环境比起,骆驼瘤胃微生物环境的一个明显特征是瘤胃中纤维细菌种类比较非常丰富,它们的非常丰富有可能与骆驼的高木质纤维素饮食有关。这些独有的特性使骆驼瘤胃沦为研发这种新型酶的适合候选。而由于骆驼瘤胃微生物群中蕴藏的酶资源十分非常丰富,仅有通过常规实验方法就想寻找具备理想性质的酶无异于大海捞针。

该研究通过计算出来检验检验了一种碱性耐高温木聚糖酶。除了基因预测和注解步骤外,考虑到blast结果、系统发育方位、预测的三级结构、氨基酸组成,并对其活性位点展开分析,明确提出了一个五阶段的步骤。

经检验、克隆提纯、生物物理实验,最后证实该酶具备较强的碱热稳定性,并顺利地应用于木质纤维素生物质的生物去除和糖化。


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