高通量分析天然生境中纤维素酶多样性蛋白组学方法的建立

进入21世纪，随着我国经济的快速发展，能源紧缺与生物质资源浪费已成为社会发展突出问题，寻找并获得高效降解纤维素产糖的酶制剂是解决这些问题的关键。本课题利用环境蛋白组学的研究策略，使用亲合层析的方法从天然生境中富集提取纤维素酶组分，利用高通量的双向电泳/活性电泳/性质电泳的展示策略，结合基质辅助的飞行时间质谱技术，完成天然生境中纤维素酶组分的多样性分析，可望得到传统方法未能分离出的新纤维素组分。基于生化功能的高通量分析为深入研究蛋白质序列-结构-功能之间关系提供全新方法，为基因组学数据挖掘提供与之对的蛋白组学平台与策略，促进生物信息学在蛋白质功能层次展开与深入。相应成果的取得将为研究高效转化系统中复合酶的组成、有目的发现新酶组分及新蛋白因子，构建高效纤维素酶系统形成新型酶制剂奠定科学基础。

进入21世纪，随着我国经济的快速发展，能源紧缺与生物质资源浪费已成为社会发展突出问题，寻找并获得高效降解纤维素产糖的酶制剂是解决这些问题的关键。本课题利用环境蛋白组学的研究策略，建立高通量快速分析混合酶系中外切纤维素酶、内切纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶及纤维素结合蛋白因子等的性质电泳技术与平台，通过3年努力跟踪分析了木质纤维素高效降解牛瘤胃生境系统、小麦/玉米秸秆堆肥生境系统，分析降解过程中秸秆成分变化、微生物生态区系及糖苷水解酶系的动态变化，完成其中纤维素酶等多种糖苷水解酶组分的多样性及其功能性质的分析，检测到天然生境中存在大量的嗜热酸性新纤维素组分以及高效的多功能纤维小体组分。基于结构生物信息学的技术，建立了分析蛋白质序列-结构-功能的相关平台，构建共享的IndelFR数据库提供蛋白质功能序列与结构信息。相应成果的取得将为研究高效转化系统中复合酶的组成、有目的发现新酶组分及新蛋白因子，构建高效纤维素酶系统形成新型酶制剂奠定科学基础。