该团队研究发现嗜热菌不仅存在于油气田、火山口等高温环境，近岸低温海洋环境下也存在着丰富的嗜热菌资源。褐藻是一类重要的海洋初级生产者，在CO2吸收和近岸碳循环发挥重要作用，其降解机制一直备受关注。该团队冀世奇副研究员等从海洋环境中分离到大量嗜热菌新种，其中Defluviitalea phaphyphila可高效发酵利用褐藻产乙醇12 g/L，转化率达0.25。通过基因组分析和关键酶表征，发现该菌具有一个完整的褐藻（褐藻胶、甘露醇和海带多糖）降解利用系统，相关成果于近日在线发表于Applied and Environmental Microbiology (Ji et al, 2016, doi: 10.1128/AEM.03297-15; 图1）。褐藻胶降解途径中包含若干具有高温酶活的褐藻胶裂解酶，与之前报道的褐藻胶酶相比，这些酶具有更高的催化效率和优良的热稳定性。酶法降解褐藻胶条件温和，绿色安全，酶降解过程中可保持寡糖的天然不饱和构型和生物学活性，在寡糖生产中具有优势，有较大的工业应用前景。同时研究发现了一条不同于传统方式的甘露醇代谢途径。
李福利研究员近期受邀编辑《Thermophilic Microorganisms》一书，由Caister Academic Press正式出版(图2)。该书包含了嗜热微生物的生态多样性、热稳定生物催化剂、嗜热病毒、DNA复制以及代谢工程。该书由来自加拿大、中国、德国、日本和美国等的相关领域专家编写。
上述研究获得了国家自然科学基金、山东省杰出青年基金、所长创新基金和山东省科技发展计划等支持。
相关发表文章和著作:
1. Thermophilic microorganisms, Edited by LI Fu-Li, England: Caister Academic Press, 2015.
2. Brassicibacter thermophilus sp. nov., a thermophilic bacterium isolated from coastal sediment, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2015, 65: 2870.
3. Defluviitalea phaphyphila sp. nov., a novel thermophilic bacterium that degrades brown algae, Applied and Environmental Microbiology, 2016, doi: 10.1128/AEM.03297-15.
4. Biochemical and structural characterization of alginate lyases: An update, Current Biotechnology, 2015, DOI: 10.2174/2211550104666150723231423.
图1 Defluviitalea phaphyphila 降解侵入海带细胞壁后形成小孔的扫描电镜照片
图2 Thermophilic Microorganisms封面
