产生生物表面活性剂细菌的筛选以及生物表面活性剂结构的解析

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生物表面活性剂是由微生物代谢产生的结构多样的表面活性剂,其中脂肽和糖脂是两类最重要的生物表面活性剂。本文根据生物表面活性剂的特性,建立了一种高效快速准确的筛选产生物表面活性剂细菌方法。并从油藏产出液中分离细菌,应用本文中建立的方法筛选出代谢产生生物表面活性剂的细菌,按照分子生物学的方法鉴定了细菌种属,并分析了代谢产生生物表面活性剂的结构。生物表面活性剂在酸性条件下溶解度会降低。通过酶标仪检测发酵液与酸反应后浊度的变化,确立了生物表面活性剂与酸反应的条件:三氯乙酸作为反应酸,用量100μL;发酵液用量50gL;反应时间30min从油藏产出液中分离到307株单菌,按照生物表面活性剂与酸反应的条件进行检测,筛选出目标微生物。通过薄层色谱(TLC)和电喷雾质谱(ESI-MS)的方法分析发现其中有8株菌代谢产生脂肽,11株菌代谢产生鼠李糖脂。通过16SrDNA的方法鉴定菌种,代谢产脂肽的细菌分别为苍白杆菌(Ochrobactrum sp)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),代谢产鼠李糖脂的细菌为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。结合GC-MS和MS/MS的方法,解析苍白杆菌代谢产生的脂肽结构:脂肽的脂肪酸部分包含iso C13、anteiso C13、isoC14、nC14、isoC15、anteisoC15、isoC16、和nC16β-羟基脂肪酸,脂肽的氨基酸部分都是由缬氨酸、亮氨酸、天门氨酸和谷氨酸组成;且含iso C13、anteiso C13、isoC14、nC14、isoC15和anteiso C15的脂肽的氨基酸序列都是N-Glu-Leu-Leu-Val-Asp-Leu-Leu-C,其结构与surfactin结构一致。枯草芽孢杆菌代谢产生的脂肽的组成与苍白杆菌代谢产生的脂肽组成类似。铜绿假单胞菌产生的糖脂是单鼠李糖脂RhaC8C10、单鼠李糖脂RhaC10C10和双鼠李糖脂RhaRhaC10C10的混合物。建立的生物表面活性剂产生细菌的筛选方法可行。本文首次报道苍白杆菌也能够代谢产生脂肽,丰富了产脂肽微生物种类的信息。而且从胜利油田高温油藏沾3区块中同时筛选到了能够产脂肽和糖脂的细菌,丰富了高温油藏产生物表面活性剂微生物多样性的认识。
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