极端微生物开发利用研究进展

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1、氨基酸发酵论文年级学院专业生物工程学号姓名任课教师极端微生物开发利用研究进展摘要：极端微牛物是牛物对极端坏境适丿2的特殊种类，研究极端微牛•物的特性对探索牛命起源、微生物的冇种及开发利用等具有重要意义。木文介绍了它们的特点和应用价值，旨在为极端微牛•物的开发利川提供一定的参考依据。关键词：极端微生物；开发利用；应用价值TheprogressofextremophilicmicroorganismsandtheirexploitationAbstract:Extremophilicmicroorganismsarespecialkindsofbeingsadaptedtoextremeenvir

2、onment.Studythecharacteristicsofextremophilicmicroorganismshasimportantsignificancetoforexploringtheoriginoflife,breedingofmicroorganisms,andtheirdevelopmentandutilization.Thisarticlesummarizedandpurportingtoprovideacertainreferenceindevelopmentofutilizationofextremophilicmicroorganisms.Keywords：ext

3、remophilicmicroorganism;exploitation;value1概念极端微牛物(Extremophiles),乂称嗜极菌，是一•些能够在极端坏境卜•牛■长的微牛物，包括嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜压、嗜金属、抗辐射、耐干燥和极端厌氧等多种类型⑴。所谓极端坏境，是指高温、低温、高pH、低pH、高盐度、高压等普通微生物所不能生存的坏境。为了方便研究，-•般将极端坏境的条件确定如表1。开展极端微生物的研究，对于认识极端生命的本质，了解极端生命的嗜极机制及其与环境互作的规律，以及极端微生物独特资源的开发和利用，都具有极其重要的意义。木文介绍嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜俶、嗜压等极端微牛物及

4、其开发利用进展。表一极端环境条件⑵Table1Extremeenvironments极端环境条件极端环境条件pH<3、>9有机溶剂>1%温度vl()°C、>7()°C軍金属汞、镉等盐度>15%其他紫外线、X射线等压力>400atm2类型2.1嗜热菌(thermophiles)2.1.1牛理特点嗜热菌俗称高温菌，广泛分布在温泉、堆肥、地热区土壤、火山及海底火山地等，戢适生长温度可在9()°C以上，美国学者Baross从火山喷口分离出的一些细菌其至可生活在250°C坏境中。已发现的极端嗜热菌有20多个属，人多为古细菌。此外，污泥、温泉和深海地热海水中，还牛活着能产甲烷的嗜热细菌，具坏境温度高,盐浓

5、度大,压力也非常高。而嗜热真菌通常存在于堆肥、干草堆和碎木堆等高温环境中，有助于一些有机物的降解⑶。2丄2主要活性物质及具开发利川(1)嗜热酶已从嗜热菌中分离到多种嗜热酶(55-80°C)及超级嗜热酶(80-113°C)。其不仅具有化学催化剂无法比拟的优点，如催化效率高和底物专一性强，而且高温下稳定性好，因而可克服中温酶(22-55°C)及低温酶(220°C)在应用过程屮常出现的主物学不稳定的缺点，从而使许多高温化学反应得以实现⑷。其中，耐热DNA聚合酶的发现，使聚合酚链反应(PCR)技术的口动化得以实现，大大推动了生物工程的发展。与普通DNA聚合酶相比，它可使PCR过程屮高温变性(90°C以

6、上)、低温退火(55-60°C)、适温延伸(70°C左右)均可在酶一次加入的情况下反复循环，从而实现了口动化。而且，有的耐热DNA聚合酶还具有逆转录活性，可用于cDNA文库的单酶法构建和扩增，可克服niRNA二级结构对反转录过程的抑制作用，简化构建和扩增过程。目前应用最多的耐热DNA聚合酶是Taq聚合酶，此外还有Tth聚合酶、Tea聚合酶等⑸。(1)抗生素已有报道称，利用嗜热菌Thermoactinomyces获得了9种抗生素，其中热红菌素及热绿链菌索已工业化，并在医药领域得到应用⑷。(3)具它活性物质Kplan等⑷利用Pseudomomonasthermophila中的一种嗜热需氧菌生产出了

7、多种B族维生素，还利用嗜热菌对2,4,6■三硝基甲苯进行了转化。1.2嗜盐菌(Extremehalophiles)2.2.1生理特点嗜盐微生物通常分布在晒盐场、盐湖、海洋等高盐度环境屮。嗜盐微生物通过保持渗透平衡得以牛存，它们可以积累NaCl或KC1至很高的水平。。根据在不同盐浓度卜•牛长情况,Kushner⑹将嗜盐菌分为5类：非嗜盐菌、弱嗜盐菌、中等嗜盐菌、极端嗜盐菌、耐盐菌。2.2.2主耍活性