史翠娟, 閆培生, 趙瑞希, 韓 笑

哈爾濱工業(yè)大學(威海)海洋科學與技術(shù)學院,山東 威海 264209

?

海洋微生物酶研究進展

史翠娟, 閆培生*, 趙瑞希, 韓 笑

哈爾濱工業(yè)大學(威海)海洋科學與技術(shù)學院,山東 威海 264209

海洋中蘊含著豐富的微生物資源，海洋微生物逐漸成為新型酶制劑的重要來源。多種海洋微生物如細菌、放線菌和真菌能夠產(chǎn)生活性酶。對海洋微生物來源的多糖酶、脂類水解酶、蛋白酶和漆酶等的研究進展進行了綜述，以期為海洋微生物資源利用研究提供參考。

海洋微生物；多糖酶；脂類水解酶；蛋白酶；漆酶

海洋中有著極為豐富的微生物資源，隨著海洋資源的進一步開發(fā)，與海洋微生物酶相關(guān)的研究逐漸增多，海洋微生物已成為開發(fā)新型酶制劑的重要來源。目前，在海洋細菌、古細菌、真菌和噬箘體等微生物中已經(jīng)分離到多種具有開發(fā)潛力的活性酶，其中弧菌Vibriosp.是已報道的產(chǎn)酶種類最多的菌，來自弧菌的酶有蛋白酶、瓊脂酶、幾丁質(zhì)酶和甘露聚糖酶等。目前來自深海和極地的極端微生物作為產(chǎn)酶資源也成為研究熱點，低溫酶、堿性酶和耐鹽酶等結(jié)構(gòu)和功能新穎的極端酶以其獨特的催化作用大大拓寬了微生物酶的應(yīng)用范圍。本文將對海洋微生物來源的多糖酶、脂類水解酶、蛋白酶和漆酶等的研究進展進行綜述，以期為海洋微生物資源利用研究提供參考。

1 多糖酶(polysaccharase)

1.1 淀粉酶(amylase)

淀粉酶是能將淀粉轉(zhuǎn)化為低分子量化合物如葡萄糖、麥芽糖和寡糖的酶，廣泛存在于動物、植物和微生物中。淀粉酶在淀粉工業(yè)的廣泛用途使其在酶制劑市場占有最大的份額。目前微生物淀粉酶已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的化學方法，應(yīng)用于面包、果汁和酒類等多種食品的生產(chǎn)，在制藥、環(huán)保和紡織等方面也有廣泛應(yīng)用。

根據(jù)pH穩(wěn)定性不同，淀粉酶可以分為酸性、中性和堿性。根據(jù)耐熱性可以將其分為高溫、中溫和低溫淀粉酶3類。根據(jù)水解底物的專一性和產(chǎn)物的差異，可分為 α-淀粉酶(EC 3.2.1.1)、β-淀粉酶(EC 3.2.1.2)、葡萄糖淀粉酶(EC 3.2.1.3)、異淀粉酶(EC 3.2.1.9)和環(huán)狀糊精葡聚糖轉(zhuǎn)移酶(EC 3.2.1.19)等。

微生物淀粉酶產(chǎn)量高、制備簡單、成本低，是目前工業(yè)用淀粉酶的主要來源。近年來海洋微生物淀粉酶的研究逐漸成為熱點，已發(fā)現(xiàn)多種海洋細菌、放線菌和酵母菌具有淀粉酶活性，并且從部分菌中分離到淀粉酶，也有對淀粉酶基因克隆表達的研究。池振明課題組報道了幾種海洋酵母菌，如解脂耶羅威亞酵母(Yarrowialipolytica)、平滑假絲酵母(Candidaparapsilosis)及普魯蘭短梗霉(Aureobasidiumpullulans)等均可以產(chǎn)生葡萄糖淀粉酶[1,2]。Liu等[3]從沖繩海域深海沉積物分離到α-淀粉酶高產(chǎn)菌株假單胞菌Pseudomonassp.K6-28-040，所產(chǎn)淀粉酶的分子量約為58 kDa，最適pH和最適溫度分別為7.0和50℃。Shanmughapriya等[4]從海綿中分離到的海洋鹽芽孢桿菌HalobacillushalophilusMMD047能夠產(chǎn)生堿性淀粉酶，其最適pH為9.0，在40℃穩(wěn)定，50℃以上酶活性明顯下降。從深海熱液口分離的超嗜熱古菌ThermococcussiculiHJ21可以產(chǎn)耐高溫的酸性α-淀粉酶，該酶最適溫度為95℃，最適pH為5.0，酶基因已獲得了克隆表達[5]。Selvin等[6]從海綿中篩選到一株諾卡氏菌NocardiopsisdassonvilleiMAD08，該菌株能同時產(chǎn)生胞外纖維素酶、脂肪酶及蛋白酶。李鵬等[7]從浙江舟山群島海域潮間帶海泥樣中篩選到一株海洋放線菌玫瑰暗黃鏈霉菌(Streptomycesroseofulvus)，經(jīng)誘變后淀粉酶活性明顯提高。

1.2 瓊脂酶(agarase)

根據(jù)作用方式不同，瓊脂酶可分為α-瓊脂酶(EC 3.2.1.158)和β-瓊脂酶(EC 3.2.1.81)兩類。α-瓊脂酶裂解瓊脂糖的α-l,3糖苷鍵，生成瓊脂二糖等瓊寡糖，而β-瓊脂酶裂解瓊脂糖的β-1,4糖苷鍵，生成的產(chǎn)物主要是新瓊脂六糖、新瓊脂四糖和新瓊脂二糖等新瓊寡糖[8]。瓊脂主要存在于某些紅藻的細胞壁中，因此瓊脂酶在相關(guān)海藻的單細胞分離和原生質(zhì)體制備等過程中可用于酶解細胞壁。瓊脂酶在分子生物學試驗中也被廣泛應(yīng)用，如從瓊脂糖凝膠中回收DNA。另外，瓊脂酶還被用于瓊脂寡糖的制備，后者在食品生產(chǎn)、醫(yī)藥和化工領(lǐng)域都有重要用途。

目前所發(fā)現(xiàn)的瓊脂酶大多為β-瓊脂酶，α-瓊脂酶很少，而且主要來自海洋細菌?，F(xiàn)在已經(jīng)報道的具有瓊脂酶活性并且分離到瓊脂酶的海洋細菌包括弧菌(Vibrio)[9]、交替單胞菌(Alteromonas)[10]、假單胞菌(Pseudomonas)[11]、假交替單胞菌(Pseudoalteromonas)[12]、芽孢桿菌(Bacillus)[13]和噬瓊膠菌(Agarivorans)[14]等，另外還有海洋鏈霉菌(Streptomyces)[15]。Sugano等對海洋細菌Vibriosp.JT0107的瓊脂酶進行了大量研究。該課題組先后從JT0107中純化了β-瓊脂酶和α-瓊脂酶，并對酶性質(zhì)、活性和基因序列等進行了分析。β-瓊脂酶的分子量為107 kDa，最適pH 和溫度分別為8.0和30℃；α-瓊脂酶的分子量為84 kDa，最適pH和溫度分別為7.7和30℃[9,16,17]。Ha等[18]將Pseudomonassp.W7的瓊脂酶基因在E.coliJM83中表達，純化的重組酶的分子量為59 kDa，最適pH為7.8，最適溫度為20～40℃。

1.3 卡拉膠酶(carrageenanase)

卡拉膠酶是一種可降解硫酸多糖的半乳糖水解酶，通過降解卡拉膠的β-1,4糖苷鍵，生成偶數(shù)的卡拉膠寡糖?？ɡz酶可用于制備卡拉膠低聚糖和寡糖，其降解海藻細胞壁卡拉膠的功能可用于研究細菌的卡拉膠代謝、DNA和蛋白質(zhì)提取及原生質(zhì)體制備等。

根據(jù)降解底物的專一性，卡拉膠酶主要分為ι-卡拉膠酶(EC 3.2.1.157)、κ-卡拉膠酶(EC 3.2.1.83)和λ-卡拉膠酶(EC 3.2.1.162)等3類?？ɡz酶主要來源于海洋動物和海洋微生物，現(xiàn)己報道的產(chǎn)卡拉膠酶微生物絕大部分是海洋細菌，包括假單胞菌(Pseudomonas)[19]、假交替單胞菌(Pseudoalteromonas)[20]、噬纖維菌(Cytophaga)[21]、交替單胞菌屬(Alteromonas)[22]和弧菌(Vibrio)[23]等。Weigl等[24]和Mclean等[25]均從海洋單胞菌(Pseudomonascarrageenovora)中分離純化得到κ-卡拉膠酶，SDS-PAGE表明酶分子量為35 kDa，酶解產(chǎn)物為κ-卡拉二糖。Araki等[23]從海洋弧菌Vibriosp.CA-1004中分離純化的κ-卡拉膠酶的分子量也為35 kDa，最適反應(yīng)溫度和pH分別為40℃和8.0，Pb2+和Zn2+等離子可完全抑制其酶活，降解產(chǎn)物主要為新κ-卡拉二糖和新κ-卡拉四糖。Barbeyron等[26]對來自Alteromonasfortis和Zobelliagalactanivorans的2種ι-卡拉膠酶進行了酶學性質(zhì)和基因研究。結(jié)果表明，兩種酶都專一性降解ι-卡拉膠底物，產(chǎn)物為新ι-卡拉四糖和六糖，并建立基因組文庫克隆得到兩個ι-卡拉膠酶基因。λ-卡拉膠酶發(fā)現(xiàn)的不多，Guibet 等[27]從假交替單胞菌(Pseudoalteromonascarrageenovora)分離到λ-卡拉膠酶，其蛋白大小為97 kDa，最適反應(yīng)溫度和pH分別為30℃和7.5，降解產(chǎn)物主要是新λ-卡拉四糖。

1.4 纖維素酶(cellulase)

纖維素酶是參與水解纖維素為葡萄糖的一組酶的總稱，主要包括內(nèi)切葡聚糖酶(EC 3.2.1.4)、外切葡聚糖酶(EC 3.2.1.91)和β-葡萄糖苷(EC 2.1.21)，在3種酶的協(xié)同作用下，纖維素才能被水解成葡萄糖。利用纖維素酶可開發(fā)纖維素資源，目前已被廣泛應(yīng)用于食品、飼料、紡織和生物質(zhì)能源等。

纖維素酶廣泛存在于生物體中，但主要來自于微生物。已報道的產(chǎn)纖維素酶的菌大約有53個屬，數(shù)千個菌株，但用于生產(chǎn)纖維素酶的菌株主要來自陸生真菌，如黑曲霉、嗜熱子囊菌和瑞氏木霉等。對海洋來源的纖維素酶的研究最早見于海岸濕地紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的微生物，現(xiàn)在已從海洋環(huán)境中分離到多種產(chǎn)纖維素酶的微生物[28]。

產(chǎn)纖維素酶的海洋細菌中，報道較多的是假交替單胞菌(Pseudoalteromonas)[29,30]。熊鵬鈞等[29]從西太平洋暖池深海底部5 000 m沉積物中分離到的假交替單胞菌Pseudoalteromonassp.DY3具有高內(nèi)切葡聚糖酶活性，該酶的最適溫度為40℃，最適pH為6～7。Lee等[31]從海水中分離到產(chǎn)纖維素酶的海洋細菌Bacillussubtilissubsp.subtilisA-53，其產(chǎn)纖維素酶的最佳碳氮源為米糠和酵母提取物，最適培養(yǎng)溫度和初始pH為30℃和6.8，在7 L和100 L的生物反應(yīng)器中酶產(chǎn)量分別達到150.3 U/mL和196.8 U/mL。對海洋真菌產(chǎn)纖維素酶的研究也較多，如青霉菌(Penicilliumsp.)[32]和酵母菌(A.pullulans)[33]。Chi的課題組最早報道產(chǎn)纖維素酶的海洋酵母菌A.pullulans98，其所產(chǎn)纖維素酶的最適作用溫度和pH分別為40℃和5.6，最大酶活為4.51 U/mg，酶基因克隆表明其含1 497 bp的開放閱讀框[33]。

1.5 褐藻酸裂解酶(alginate-lyase)

褐藻酸是一種酸性多糖，主要存在于海洋褐藻如海帶、馬尾藻和巨藻等的細胞壁中。褐藻酸裂解酶是催化褐藻酸降解的一類酶，通過β-消除機制裂解褐藻酸單體之間的β-1,4糖苷鍵，從而將褐藻酸降解成一系列長短不一的寡聚物或單糖。按照降解底物的不同，褐藻膠裂解酶可分為3大類：古羅糖醛酸裂解酶(EC 4.2.2.11)、甘露糖醛酸裂解酶(EC 4.2.2.3)和兩者都可裂解的雙功能酶。褐藻酸裂解酶主要用于制備褐藻膠寡糖和褐藻原生質(zhì)體。褐藻膠裂解酶來源廣，包括土壤微生物、海藻、海洋軟體動物和海洋微生物等，其中海洋細菌來源的酶種類最多。

產(chǎn)褐藻膠裂解酶的海洋細菌包括弧菌(Vibrio)、交替單胞菌(Alteromonas)、假單胞菌(Pseudomonas)、黃桿菌(Flavobacterium)和假交替單胞菌(Pseudoalteromonas)等[34]。大多數(shù)細菌產(chǎn)褐藻膠裂解酶為誘導型，即只在含有褐藻膠的培養(yǎng)基中才能檢測到酶活性，少數(shù)幾種細菌如假單胞菌(P.alginovora)能組成型產(chǎn)生褐藻膠裂解酶[35]。海洋細菌褐藻酸裂解酶的最適pH在7.5～8.5之間，最適溫度為25～50℃?；【鶹ibrioalginolyticATCC17749經(jīng)色譜分離獲得的褐藻膠裂解酶為甘露糖醛酸裂解酶，而弧菌V.harveyiAL-128的酶為古羅糖醛酸裂解酶，兩者的分子量分別為47 kDa和57 kDa，等電點分別為4.6和4.3[36]。假交替單胞菌P.citreaKMM 3297可以產(chǎn)生兩種胞內(nèi)褐藻膠裂解酶，分子量分別為25 kDa和79 kDa[37]。

2 脂類水解酶(lipolytic enzyme)

脂類水解酶指能夠催化酯類化合物的水解和合成的一類酶，根據(jù)催化底物鏈的長短可以分為酯酶(esterase，EC 3.1.1.1)和脂肪酶(lipase，EC 3.1.1.3)。酯酶水解或者合成?；兼滈L度小于10的甘油酯類，脂肪酶催化水解?；兼滈L度大于10的甘油酯類。脂類水解酶底物譜廣，催化反應(yīng)不需要輔酶和輔因子，在有機溶液中穩(wěn)定性高，這些特點使其成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要催化劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)、食品加工、紡織洗滌和廢水處理等方面。

脂類水解酶廣泛存在于動物、植物和微生物中，微生物脂肪酶的商業(yè)化生產(chǎn)主要是通過Rhizopusdelemar、Aspergillusniger、Geotrichumcandidum、Candidarugosa和Chromabacteriumviscosum等真菌、酵母和細菌的發(fā)酵獲得[38]。Feller等[39]從南極海水中篩選到能夠產(chǎn)生脂肪酶的細菌MoraxellaTA144，并實現(xiàn)了其3個脂肪酶基因在E.coli中的克隆表達。Jiang等[40]對海洋細菌PelagibacteriumhalotoleransB2T的酯酶PE10進行了基因克隆和表達，重組蛋白的分子量為29.91 kDa，最適溫度和pH分別為45℃和7.5，最適底物為對硝基苯酚乙酸酯。郝文惠等[41]從南極深海沉積物樣品中分離篩選到3株產(chǎn)脂肪酶的細菌Pseudoalteromonasarctica、Bacilluspumilus、Glaciecolasp.，1株產(chǎn)脂肪酶的真菌Leucosporidiumsp.。B.pumilus所產(chǎn)脂肪酶為低溫脂肪酶，最適反應(yīng)溫度為30℃，其他3種菌所產(chǎn)脂肪酶為中溫酶。

3 蛋白酶(protease)

蛋白酶是能水解蛋白質(zhì)或多肽肽鍵的一類酶，廣泛存在于動物、植物和微生物中，是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的酶。蛋白酶也是用途最廣泛的酶制劑之一，利用不同生物所產(chǎn)蛋白酶種類和性質(zhì)上的差異，已經(jīng)開發(fā)出多種蛋白酶產(chǎn)品，分別在食品、醫(yī)藥、洗滌劑和紡織等行業(yè)得到了廣泛使用。近年來蛋白酶在防污領(lǐng)域的研究也取得了很多進展，成為新型環(huán)保防污添加劑研究的關(guān)鍵領(lǐng)域。

產(chǎn)蛋白酶的微生物種類很多，主要包括細菌(如枯草芽孢桿菌、假單胞菌)、霉菌(如黃曲霉、米曲霉)和放線菌(如鏈霉菌)等。海洋微生物蛋白酶研究較多的是細菌和酵母菌。Chi等[42]從海水和海泥中分離到327株海洋酵母，其中12株具有蛋白酶活性，并對1株普魯蘭類酵母A.pullulans10產(chǎn)堿性蛋白酶的發(fā)酵條件進行了優(yōu)化。Zhang的課題組發(fā)現(xiàn)從日本南部沖繩海槽1 245 m的海底沉積物中分離的菌株MyroidesprofundiD25能夠分泌新型彈性蛋白酶myroilysin和膠原蛋白酶myroicolsin，并對兩種酶進行了分離純化、酶學性質(zhì)和功能等研究[43,44]。Sunog等[45]從海洋假交替單胞菌Pseudoalteromonassp.A28的發(fā)酵產(chǎn)物中分離到一種蛋白酶，這種蛋白酶具有殺滅骨條藻SkeletonemacostatumNIES-324的活性。

4 漆酶(laccase)

漆酶(EC 1.10.3.2)是一種含銅的多酸氧化酶，最早于漆樹的樹液中發(fā)現(xiàn)，多種生物包括植物、真菌、細菌和放線菌等可以產(chǎn)生漆酶。目前發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)漆酶海洋微生物主要是真菌。Bonugli-Santos等[46]發(fā)現(xiàn)了3株海洋真菌A.sclerotiorumCBMAI 849、CladosporiumcladosporioidesCBMAI 857和Mucorracemosus847能夠利用麩皮產(chǎn)生漆酶。D’Souza-Ticlo等[47]發(fā)現(xiàn)分離自紅樹林的擔子菌NIOCC #2a(MTCC 5159)可以產(chǎn)生漆酶，并發(fā)現(xiàn)其在0℃時酶活最高，Na2+、Al3+、Mg2+和Ba2+等金屬離子對其酶活基本無影響。Dela Cruz等[48]研究了小樹狀霉菌Dendryphiellaarenaria和D.salina對96種碳源的利用情況，發(fā)現(xiàn)兩種菌均可利用70種左右的底物生產(chǎn)漆酶。

5 其他酶

5.1 幾丁質(zhì)酶

幾丁質(zhì)及其衍生物在醫(yī)藥、食品、工業(yè)等方面的重要作用使得幾丁質(zhì)酶的研究得到關(guān)注。幾丁質(zhì)酶(chitinase，EC 3.2.1.14)的分子量多在6萬～8萬之間，最適反應(yīng)pH為5.5～8.0，最適溫度介于40～60℃。Svitil等[49]發(fā)現(xiàn)V.harveyi能夠利用不同的幾丁質(zhì)底物產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶，并進行了酶基因克隆。Osawa等[50]利用幾丁質(zhì)作為唯一碳源，得到了6種可以產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶或幾丁質(zhì)二糖酶的海洋細菌V.fluvialis、V.parahaemolyticus、V.alginolyticsus、Listonellaanguillarum及Aeromonashydrophila。另外，海洋細菌Alteromnas、Pseudomonas和Clostridium等和海洋放線菌Streptomyces也有產(chǎn)幾丁質(zhì)酶的報道。

5.2 堿性磷酸酶(alkaline phosphatase)

堿性磷酸酶(EC 3.1.3.1)是一種磷酸酯水解酶，可以催化所有磷酸酯的水解反應(yīng)和磷酸基團的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在水生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)中發(fā)揮重要作用。海洋微生物是堿性磷酸酶的重要來源，Sobecky等[51]利用堿性磷酸酶的工程菌研究了其對海洋環(huán)境磷循環(huán)的重要影響。

5.3 溶菌酶(lysozyme)

溶菌酶(EC3.2.1.17)是一類專門作用于微生物細胞壁肽聚糖的水解酶，廣泛存在于動物、植物和微生物中。海洋溶菌酶與其他溶菌酶在性質(zhì)及抑菌譜等方面有所不同，相比之下，海洋溶菌酶的最適作用溫度偏低，熱、酸和堿穩(wěn)定性好，抑菌譜較廣，對大部分革蘭氏陽性菌和陰性菌都起作用，對白色念珠菌和黑曲霉等也有作用。王躍軍等[52]對一株海洋桿菌低溫溶菌酶的分離純化及理化性質(zhì)進行了研究，該溶菌酶的分子量為16 kDa，等電點為9.28，對溶壁小球菌的最適作用pH為6.5，最適作用溫度為35℃。

6 展望

海洋是巨大的生命寶庫，蘊藏著豐富的微生物資源，但是相對于陸地，海洋微生物的研究還較少。近二十多年來，國內(nèi)外對海洋微生物的研究發(fā)展很快，篩選了大量海洋微生物，分離純化了多種生物酶并且進行了分子生物學研究。21世紀是海洋的世紀，海洋微生物酶制劑將在食品、環(huán)境和化工等領(lǐng)域展現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。

[1] Li H,Chi Z,Duan X,etal..Glucoamylase production by the marine yeastAureobasidiumpullulansN13d and hydrolysis of potato starch granules by the enzyme[J].Proc.Biochem.,2007,42:462-465.

[2] 王曉紅,池振明.產(chǎn)淀粉酶海洋酵母菌的篩選及鑒定[J].中國海洋大學學報,2007,37(SⅡ):95-100.

[3] Liu J,Zhang Z,Zhu H,etal..Isolation and characterization of α-amylase from marinePseudomonassp.K6-28-040[J].Afr.J.Biotechnol.,2011,10: 2733-2740.

[4] Shanmughapriya S,Kiran G S,Selvin J,etal..Optimization,production,and partial characterization of an alkalophilic amylase produced by sponge associated marine bacteriumHalobacteriumsalinarumMMD047[J].Biotechnol.Bioproc.Engin.,2009,14:67-75.

[5] 王淑軍,呂明生,秦 松,等.熱球菌HJ21高溫α-淀粉酶基因克隆、表達及性質(zhì)研究[J].海洋學報,2011,33(3):158-164.

[6] Selvin J,Shanmughapriya S,Gandhimathi R,etal..Optimization and production of novel antimicrobial agents from sponge associated marine actinomycetesNocardiopsisdassonvilleiMAD08[J].Appl.Biochem.Biotechnol.,2009,83:435-445.

[7] 李 鵬,王健鑫,羅紅宇,等.一株產(chǎn)淀粉酶海洋放線菌菌株的選育及發(fā)酵條件的研究[J].水產(chǎn)學報,2014,38:2059-2067.

[8] Oh C,Nikapitiya C,Lee Y,etal..Cloning,purication and biochemical characterization of beta agarase from the marine bacteriumPseudoalteromonassp.AG4[J].J.Ind.Microbiol.Biotechnol.,2010,37(5):483-494.

[9] Sugano Y,Terada I,Arita M,etal..Purification and characterization of a new agarase from a marine bacterium,Vibriosp.strain JT0107[J].Appl.Environ.Microbiol.,1993,59:1549-1554.

[10] Wang J,Mou H,Jiang X,etal..Characterization of a novel beta-agarase from marineAlteromonassp.SY37-12 and its degrading products[J].Appl.Microbiol.Biotechnol.,2006,71:833-839.

[11] Morrice L M,McLean M W,Williamson F B,etal..Beta-agarases I and II fromPseudomonasatlanticapurifications and some properties[J].Eur.J.Biochem.,1983,135:553-558

[12] Tao X,Wu J,Kim K S,etal..Cloning,expression and characterization of β-agarase gene from a marine bacterium,Pseudoalteromonassp.JT-6[J].J.Life Sci.,2008,18(5):625-630.

[13] Suzuki H,Sawai Y,Suzuki T,etal..Purification and characterization of an extracellular beta agarase fromBacillussp.MK03[J].J.Biosci.Bioeng.,2003,93:456-463.

[14] Hu Z,Lin B K,Xu Y,Zhong M Q,etal..Production and purification of agarase from a marine agarolytic bacteriumAgarivoranssp.HZ105[J].J.Appl.Microbiol.,2009,106:181-190.

[15] Kendall K,Cullum J.Cloning and expression of an extracellular-agarase fromStreptomycescoelicolorA3(2) inStreptomyceslividans66[J].Gene,1984,29:315-321.

[16] Sugano Y,Matsumoto T,Kodama H,etal..Cloning and sequencing of agaA,a unique agarase 0107 gene from a marine bacterium,Vibriosp.strain JT0107[J].Appl.Environ.Microbiol.,1993,59:3750-3756.

[17] Sugano Y,Matsumoto T,Noma M.Sequence analysis of the agaB gene encoding a new beta agarase fromVibriosp.JT0107[J].Biochem.Biophys.Acta,1994,1218:105-108.

[18] Ha J C,Kim G T,Kim S K,etal..Beta-agarase fromPseudomonassp.W7: purification of the recombinant enzyme fromEscherichiacoliand the effects of salt on its activity[J].Biotechnol.Appl.Biochem.,1997,26: 1-6.

[19] Khambhaty Y,Mody K,Jha B,etal..Statistical optimization of medium components for κ-carrageenase production byPseudomonaselongata[J].Enzyme Microb.Technol.,2007,40(4):813-822.

[20] Liu G,Li Y,Chi Z,etal..Purification and characterization of κ-carrageenase from the marine bacteriumPseudoalteromonasporphyraefor hydrolysis of κ-carrageenan[J].Proc.Biochem.,2011,46 (1):265-271.

[21] Sarwar G,Oda H,Sakata T,etal..Potentiality of artificial sea water salts for the production of carrageenase by a marineCytophagasp.[J].Microbiol.Immunol.,1985,29 (5):405-411.

[22] Barbeyron T,Henrissat B,Kloareg B.The gene encoding the κ-carrageenase ofAlteromonascarrageenovorais related to beta-1,3-1,4-glucanases[J].Gene,1994,139 (1):105-109.

[23] Araki T,Higashimoto Y,Morishita T.Purification and characterization of κ-carrageenase from a marine bacterium,Vibriosp.CA-1004[J].Fish.Sci.,1999,65:937-942.

[24] Weigl J,Yaphe W.The enzymic hydrolysis of carrageenan byPseudomonascarrageenovora: purification of a κ-carrageenase[J].Can.J.Microbiol.,1966,12 (5): 939-947.

[25] McLean M W,Williamson F B.κ-Carrageenase fromPseudomonascarrageenovora[J].Eur.J.Biochem.,1979,93 (3):553-558.

[26] Barbeyron T,Michel G,Potin P,etal..ι-Carrageenases constitute a novel family of glycoside ydrolases,unrelated to that of κ-carrageenases[J].J.Biol.Chem.,2000,275 (45):35499-35505.

[27] Guibet M,Colin S,Barbeyron T,etal..Degradation of λ-carrageenan byPseudoalteromonascarrageenovoraλ-carrageenase: a new family of glycoside hydrolases unrelated to κ- and ι-carrageenases[J].Biochem.J.,2007,404:105-114.

[28] 劉杰鳳,薛棟升,姚善涇.海洋微生物纖維素酶的研究進展及其應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報,2011,11:41-47.

[29] 熊鵬鈞,文建軍.交替假單胞菌(Pseudoalteromonassp.) DY3 菌株產(chǎn)內(nèi)切葡聚糖酶的性質(zhì)研究及基因克隆[J].生物工程學報,2004,20:233-237.

[30] 錢文佳,闞光鋒,徐 仲,等.產(chǎn)低溫纖維素酶南極細菌的篩選、生長特性及酶學性質(zhì)的初步研究[J].食品科技,2010,35:15-18.

[31] Lee B H,Kima B K,Lee Y J,etal..Industrial scale of optimization for the production of carboxymethyl cellulase from rice bran by a marine bacterium,Bacillussubtilissubsp.subtilisA-53[J].Enzyme Microb.Technol.,2010,46:38-42.

[32] 游銀偉,汪天虹,岳壽松.海洋青霉(Penicilliumsp.) FS010441的形態(tài)學觀察和產(chǎn)纖維素酶性質(zhì)初步研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學,2005,1:11-13.

[33] Chi Z M,Chi Z,Zhang T,etal..Production,characterization and gene cloning of the extracellular enzymes from the marine-derived yeasts and their potential applications[J].Biotechnol.Adv.,2009,27:236-255.

[34] Wong T Y,Preston L,Sehiller N L.Alginatelyase: review of major sources and enzyme characteristics,structure-fuction analysis,biolgical roles,and applications[J].Ann.Rev.Microbiol.,2000,54:289-340.

[35] Boyen C,Bertheau Y,Barbeyron T,etal..Preparation of guluronate lyase fromPseudomonasalginovorafor protoplast isolation inLaminaria[J].Enzyme Microb.Technol.,1990,12:885-890.

[36] Kitamikado M,Tseng C H,Yamaguchi K,etal..Two types of bacterial alginate lyases[J].Appl.Envir.Microb.,1992,58:2474-2478.

[37] Alekseeva S A,bakunina I Y,Nedashkovskaya O I,etal..Intracellular alginolytic enzymes of the marine bacteriumPseudoalteromonascitreaKMM 3297[J].Biochem.Mosc.,2004,69:262-269.

[38] Gandi N N.Application of lipase[J].J.Am.Oil Chem.Soc.,1997,74:621-634.

[39] Feller G,Thiry M,Arpigny J L,etal..Cloning and expression inEscherichiacoliof three lipase-encoding genes from the psychrotrophic antarctic strainMoraxellaTA144[J].Gene,1991,102:111-115.

[40] Jiang X,Huo Y,Cheng H,etal..Cloning,expression and characterization of a halotolerant esterase from a marine bacteriumPelagibacteriumhalotoleransB2T[J].Extremophiles,2012,16:427-435.

[41] 郝文惠,王凡羽,郭 玉,等.南極深海沉積物中產(chǎn)低溫脂肪酶菌株的篩選與基因克隆[J].應(yīng)用海洋學學報,2014,33:306-311.

[42] Chi Z,Ma C,Wang P,etal..Optimization of medium and cultivation conditions for alkaline protease prodution by the marine yeastAureobasidiumpullulans[J].Bioresour.Technol.,2007,98:534-538.

[43] Zhang X Y,Zhang Y J,Chen X L,etal..Myroidesprofundisp.nov.,isolated from deep-sea sediment of the southern Okinawa Trough[J].FEMS Microbiol.Lett.,2008,287:108-112.

[44] Ran L Y,Su H N,Zhou M Y,etal..Characterization of a novel subtilisin-like protease myroicolsin from deep sea bacteriumMyroidesprofundiD25 and molecular insight into its collagenolytic mechanism[J].J.Biol.Chem.,2014,289(9): 6041-6053.

[45] Sunog L,Junichi K,Noboru T,etal..Involvement of an extracellular protease in algicidal activity of the marine bacteriumPseudoalterotnonassp.strain A28[J].Appl.Envirn.Microbiol.,2000,66:4334-4339.

[46] Bonugli-Santos R C,Durrant L R,da Silva M,etal..Production of laccase,manganese peroxidase and lignin peroxidase by Brazilian marine-derived fungi[J].Enzyme Microb.Technol.,2010,46(1):32-37.

[47] D’Souza-Ticlo D,Sharma D,Raghukumar C.A thermostable metal-tolerant laccase with bioremediation potential from a marine-derived fungus[J].Marine Biotechnol.,2009,11(6):725-737.

[48] Dela C T,Schulz B,Kubicek C,Druzhinina I.Carbon source utilization by the marineDendryphiellaspeciesD.arenariaandD.salina[J].FEMS Microbiol.Ecol.,2006,58(3):343-353.

[49] Svitil A L,Chadhain S,Moore J A,etal..Chitin degradation proteins produced by the marine bacteriumVibrioharveyigrowing on different forms of chitin[J].Appl.Environ.Microbiol.,1997,63:408-413.

[50] Osawa R,Koga T.An investigation of aquatic bacteria capable of utilizing chitin as the sole source of nutrients[J].Lett.Appl.Microbiol.,1995,21:288-291.

[51] Sobecky P A,Schell M A,Moran M Aetal..Impact of a genetically engineered bacterium with enhanced alkaline phosphatase activity on marine phytoplankton communities[J].Appl.Environ.Microbiol.,1996,62(1):6-12.

[52] 王躍軍,孫 謐,張云波,等.海洋低溫溶菌酶的制備及酶學研究[J].海洋水產(chǎn)研究,2000,21:54-63.

Advances on Enzymes from Marine Microorganisms

SHI Cui-juan,YAN Pei-sheng*,ZHAO Rui-xi,HAN Xiao

SchoolofMarineScienceandTechnology,HarbinInstituteofTechnologyatWeihai,ShandongWeihai264209,China

The microorganism is rich in ocean,and marine microorganism is becoming the important source of enzyme.Many species of marine bacteria,actinomycetes and fungi can produce enzyme with activity.The polysaccharase,lipolytic enzyme,protease,laccase and other enzymes from marine microorganisms were summarized,which was expected to provide reference for utilization study of marine microorganism.

marine microorganism; polysaccharase; lipolytic enzyme; protease; laccase

2015-04-08; 接受日期：2015-04-24

中國大洋協(xié)會國際海域資源調(diào)查與開發(fā)“十二五”重大項目(DY125-15-R-01);哈爾濱工業(yè)大學優(yōu)秀團隊支持計劃資助。

史翠娟，高級工程師，博士，主要從事海洋微生物資源開發(fā)與利用研究。E-mail: shicjwh@126.com。*通信作者：閆培生，教授，博士生導師，研究方向為海洋微生物資源與利用、海洋生物質(zhì)及其加工廢物的高值資源化、有害微生物的生物防治與生物農(nóng)藥、微生物發(fā)酵工程與生物制藥等。E-mail: yps6@163.com

10.3969/j.issn.2095-2341.2015.03.06