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不产氧光合细菌(以下简称光合细菌)是地球上最古老的细菌类群之一。它们能以光作为能源在厌氧光照条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体及碳源进行光合作用。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。由于光合细菌具有独特的生活方式,因此它在农业、环保、医药等方面均有较高的研究和应用价值。
从不同来源的样品中富集分离到28株光合细菌。通过对形态、颜色,碳源、氮源利用以及16S rDNA序列的分析,将其分为5类,并选择了8株菌进行了测序,并构建了系统发育树。共分离到四种光合细菌分别为胶状红长命菌(Rubrivivax gelatinosus)、荚膜红细菌(Rhodobacter capsulate))、类球红细菌(Rhodobacter sphaerorides)和沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palutris)。
胶状红长命菌(Rubrivivax gelatinosus)是目前发现的光合细菌中唯一能够分泌蛋白酶的菌株。本研究从分离得到的光合细菌中选取胶状红长命菌H1(Rubrivivax gelatinosus H1)作为研究对象,研究了培养条件对其胞外蛋白酶分泌的影响,并对其分泌的胞外蛋白酶的生化特性进行了初步的研究。研究发现菌株H1在黑暗好氧的培养条件下,培养液的上清液中均未能检测到胞外蛋白酶活性,说明在黑暗好氧培养下该菌株不产生胞外蛋白酶。而在厌氧光照培养条件下,在对数生长期阶段胞外蛋白酶活力随细菌快速繁殖而迅速升高。在132h时,细菌生长达到顶峰,同时蛋白酶活力也达到最大值。当进入衰亡期后,蛋白酶活力也随之下降。
不同培养基成分对菌株H1产胞外酶的研究结果显示,菌株H1分别以苹果酸为碳源时,以谷氨酰胺或氯化铵为氮源时,分泌的蛋白酶酶活最高。研究还发现,丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF能抑制该蛋白水解酶的活性,但其它型丝氨酸蛋白酶抑制剂、金属离子型蛋白酶抑制剂以及半胱氨酸/丝氨酸型蛋白酶抑制剂均不能抑制蛋白水解酶的活性,这表明该蛋白酶有可能是一类丝氨酸蛋白酶。
蛋白酶的生化特性研究还显示,蛋白酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为8.0;且该酶对多种有机试剂或变性剂具有较强的耐受性;多种二价金属离子对该酶的活性基本没有促进或抑制作用。