一种纤维素降解菌群的宏蛋白质组

刘 韪 铭， 杨 明， 李 宪 臻， 杨 帆

(大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

微生物在降解纤维素的过程中，纤维素酶编码基因通过转录、表达、修饰等过程生产一系列的纤维素酶，例如内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、葡萄糖苷酶等，纤维素在多种纤维素酶共同作用下降解[1]。宏基因组测序分析技术直接分析复杂环境中纤维素降解菌群的物种结构、组成以及基因的功能，这一过程不依赖于微生物的纯培养，这在挖掘潜在的新型纤维素酶上应用广泛[2]。仅依靠宏基因组序列分析无法揭示菌群中物种和基因的活性信息[3]，因此在宏基因组研究的基础上需要在对基因编码产物表达情况以及活性微生物的种类进行分析。宏蛋白质组学是近年来新出现的一门学科，主要在特定时间点对复杂的环境微生物群落中的全部蛋白质进行研究，并对这些蛋白质的种类和功能进行解析[4]。由于宏蛋白质反映了有关代谢反应和调控级联反应的实际功能，并且比基因以及相应的mRNA提供更多有关微生物活性更为直接的信息，这在一定程度上弥补了宏基因组学的缺陷[5]。目前，已有许多研究利用宏蛋白质组学方法探究纤维素降解菌群的结构及酶系统。Liu等[5]利用宏蛋白质组学方法分析了堆肥微生物群落，揭示了堆肥过程中的主要微生物组成，同时检测到纤维素降解所需的三种关键酶，并发现堆肥反应早期真菌是纤维素酶的主要生产者。Hori等[6]通过宏蛋白质组学对腐烂松木的微生物群落进行分析，显示其含有11种碳水化合物酯酶和23种糖苷水解酶，分别归类为纤维素酶和半纤维素酶。……