细菌几丁质酶的结构与功能研究进展
江苏农业科学２０１２年第４ｏ卷第４期
钟万芳，丁少军．细菌几丁质酶的结构与功能研究进展［Ｊ］．江苏农业科学，２０１２，４０（４）：１—３
细菌几丁质酶的结构与功能研究进展
钟万芳 ，丁少军
（１．南京林业大学，江苏南京２１００３７；２．江苏省农业科学院植物保护研究所，江苏南京２１００１４）
摘要：细菌几丁质酶因其潜在的应用价值而越来越受关注。细菌几丁质酶属于糖苷水解酶家族的１８、１９家族。
典型的细菌几丁质酶包括将成熟几丁质酶分泌到胞外的信号肽、起催化作用的催化区、特异性结合氨基葡萄糖及几丁
质的几丁质结合区以及一个功能尚不清楚的短的ｃ端区域。本文重点介绍了细菌几丁质酶的结构域及其功能。
关键词：细菌；几丁质酶；结构域
中图分类号：Ｑ９３９．１０５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—１３０２（２０１２）０４—０００１—０２
几丁质（ｃ￣ｔｉｎ）是真菌细胞壁的重要成分，与真菌细胞的
发生和维持以及分隔的形成有关，几丁质对真菌生长及其功
能具有重要意义。因此可以利用几丁质酶降解真菌细胞壁中
的几丁质，从而抑制甚至杀死病原真菌…。几丁质也是昆虫
体壁、内外表皮、呼吸道、肠腔等组织的主要成分，昆虫生长发
育的各个时期都需要一定量几丁质。几丁质代谢随昆虫的不
同生长发育阶段而变化，并保持相对稳定，这对昆虫正常生长
发育至关重要。高等植物和高等动物体内则不含几丁质，几
丁质酶对高等动物、植物没有直接毒性，因此选择几丁质酶来 破坏昆虫几丁质结构或几丁质代谢平衡，对于协同防治虫害
具有极大的发展潜力 。 。自２０世纪８０年代以来，已经从
动物、植物、微生物中克隆获得了几丁质酶基因。根据氨基酸
序列的同源性，糖苷水解酶可分为５８个家族 ，根据该分类
方法几丁质酶属于１８和１９家族。１８家族存在于大多数细
菌、真菌、病毒、线虫、昆虫、节肢动物、哺乳动物和一些植物 中 Ｊ，１９家族主要存在于植物和少数革兰氏阳性细菌中。细
菌几丁质酶由于潜在的商业用途颇受关注。目前，借助ｘ射
线晶体衍射技术和ＮＭＲ技术，黏质沙雷氏菌（Ｓｅｒｒａｔ／ａ ｉＴ￣ｒｃｅ８一
ｃｅｒｌ￣）６０ ｋｕ的几丁质酶Ａ 和环状芽孢杆菌（Ｂａｃ／／／ ｃｉｒｃｕ—
ｌａｎｓ）ＷＬ一１２株６ｏ ｋｕ的几丁质酶Ａ 的三维结构都已被解
析。本文重点介绍了细菌几丁质酶的结构域及其功能，旨在
为阐明其作用机理提供参考。
１细菌几丁质酶的结构域与功能
大多数细菌几丁质酶前体都具有相似的结构域，从Ｎ端
到Ｃ端依次为信号肽（ｓｉｇｎａｌ ｐｅｐｔｉｄｅ）、催化域（ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｄｏ—
ｍａｉｎ）、几丁质结合域（ｃｈｉｔｉｎ ｂｉｎｄｉｎｇ ｄｏｍａｉｎ）及一个短的Ｃ端
区域。
收稿日期：２０１１—１０—０８
基金项目：国家自然科学基金（编号：３０５００３４１）；江苏省自然科学基 金（编号：ＢＫ２０１１６７８）；江苏省农业科技自主创新资金［编号：ＣＸ （０９）６１５］。 作者简介：钟万芳（１９７８一），男，福建上杭人，博士研究生，助理研究
员，主要从事微生物农药研究。Ｔｅｌ：（０２５）８４３９０８９１；Ｅ—ｍａｉｌ：
ｗｆｚｈｏｎｇ８８＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃｒｌ。 通信作者：丁少军，男，博士，教授，博士生导师，主要从事生物技术研
究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｓｈａｏｊｕｎ＠ｎｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。 １．１信号肽
由于大多数细菌几丁质酶为胞外酶，因此都具有信号肽
序列，信号肽的剪切位点常位于２个Ａｌａ残基之间。几丁质
酶不同，其信号肽的长度及剪切位点也各不相同，但同源性较
高的几丁质酶信号肽的相似性也较高，如黏质沙雷氏菌、豚鼠
气单胞菌Ａｅｒｏｍｏｎａｚ ｃａｖｉａｅ）、肠杆菌（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．）Ｇ一１
株的几丁质酶信号肽序列完全相同。有些细菌几丁质酶基因
在另一种细菌中表达时，信号肽剪切位点会发生改变，如环状
芽孢杆菌ＷＬ一１２几丁质酶Ａ的信号肽剪切位点在Ａｌａ４。一
Ａｌａ４ 之间，而在大肠杆菌中表达时却在Ａ ：一Ｌｅｕ，，之间 。
信号肽剪切位点发生改变可能是因为不同细菌在翻译后加
工、修饰及蛋白的输出机制不同所引起的。值得关注的是，
Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｐｌｉｃａｔｕｓ的几丁质酶基因在自身宿主中表达时可分
泌到胞外，但在大肠杆菌中表达时却留在大肠杆菌细胞内 。
１．２催化域
催化域是几丁质酶催化几丁质水解的关键区域，同源性
较高，都含有２个高度保守的区段。其中Ｇｌｕ和Ａｓｐ残基高
度保守，可能是在降解几丁质时直接与几丁质糖苷键作用的
残基。须要指出的是，催化域的同源性与菌株的亲缘远近没
有关联，如气单胞菌Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｓｐ．Ｎｏ．１０Ｓ一２４菌株的几丁质 酶Ｃｈｉｌ、Ｃｈｉ２、Ｃｈｉ３催化域的相似性并不高 】。催化域的
保守氨基酸残基差异决定了该酶属于糖苷水解酶１８或ｌ９家
族，目前除链霉菌属、气单胞菌Ｎｏ．１０Ｓ一２４菌株、伯克霍尔
德氏菌等少数细菌的几丁质酶属于１９家族外，其他都属于
１８家族。
有些细菌几丁质酶含有多个催化域，如Ｍｉｃｒｏｂｕｌｂｉｆｅｒ
ｄｅｇｒａｄａｎｓ ２—４０几丁质酶Ｂ含有２个催化域，其中Ｎ端催化
域降解几丁二糖衍生物４ 一ｍｅｔｈｙｌｕｍｂｅｌｌｉｆｅｒｙｌ—Ｎ，Ｎ 一ｄｉａｃｅ．
ｔｙｌｃｈｉｔｏｂｉｏｓｅ的速率是Ｃ端催化域的１３．６倍，而Ｃ端催化域
降解几丁三糖衍生物４ 一ｍｅｔｈｙｌｕｍｂｅｌｌｉｆｅｒｙｌ—Ｎ，Ｎ ，Ｎ 一ｔｒｉ．
ａｃｅｔｙｌｃｈｉｔｏｔｒｉｏｓｅ的速率是Ｎ端催化域的２．７倍。进一步研究
发现，Ｎ端催化域和ｃ端催化域分别表现外切几丁质酶、内切
几丁质酶活性 。
１．３几丁质结合域
根据几丁质结合域三维结构的不同，可以分成Ｉ、Ⅱ和Ⅲ
型。真菌和植物的几丁质结合域属于Ｉ型；病毒和昆虫的几
丁质结合域属于Ⅱ型；细菌的几丁质结合域属于Ⅲ型。目前 一２一 江苏农业科学２０１２年第４０卷第４期
还不清楚这３种类型的结合域在功能上是否存在差异。
在许多细菌几丁质酶的几丁质结合域中，芳香族氨基酸
Ｔｙｒ和Ｔｒｐ高度保守，该结构域与纤维素酶、蛋白酶的序列也
存在相似性。几丁质酶通过不同折叠，将结合域中的芳香族
氨基酸暴露在分子表面，通过其实现与几丁质的结合。突变
试验证明了这一点，如Ｈａｒｄｔ等突变Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｉｒｃｕｌａｎｓ ＣｈｉＡ１
几丁质结合域中的芳香族氨基酸Ｔｒｐ６８７后，基本消除了其与
几丁质的结合能力 。
与纤维素酶的纤维素结合域相似，几丁质酶的几丁质结
合域主要负责与几丁质结合，使催化域更好地发挥水解作用。
如Ｓｖｉｔｉｌ等发现，Ｖ／ｂｒ／ｏ ｈｏｒｖ￣几丁质酶ＣｈｉＡ的几丁质结合域
缺失后，丧失了结合到晶体几丁质的能力，虽然该几丁质酶仍
然能降解晶体几丁质，但是降解能力较野生型几丁质酶有所
下降” 。Ｋ＠ｍａ等发现缺失了几丁质结合域的Ａｅｒｏｍｏｎａｓ
ｓｐ．Ｎｏ．１０Ｓ一２４几丁质酶对胶体几丁质和晶体几丁质的水解
活性分别下降了３０％和６５％＿Ｉ 。在含有多个结构域的细菌
菌株中也发现类似结果，如嗜水气单孢菌（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ －
ｄｒｏｐｈｉｌａ）ＪＰ１０１几丁质酶９２有２个重复的几丁质结合域，在
其都存在的情况下，几丁质酶对粉末几丁质和胶体几丁质的
结合能力分别是单个几丁质结合域的ｌ２倍和１Ｏ倍 。几
丁质结合域可能还有其他作用，如Ｓｖｉｔｉｌ等发现，缺失了几丁
质结合域的 ｎ叫几丁质酶ＣｈｉＡ水解胶体几丁质的能力
下降了５倍，而且降解产物也由Ｎ一乙酰氨基葡萄糖单体变
为多聚体，增加了几丁质酶的内切活性 。
一些纤维索结合域除能结合纤维索分子外，还能结合几
丁质分子，一些几丁质结合域也能结合纤维素分子 。但是
许多几丁质结合域仍保留了结合特异性，如Ｂ．ｃｉｒｃｕｌａｎｓ的几 丁质酶ＣｈｉＡ１只能结合几丁质，不能结合纤维素 。Ｓｈｅｎ等
推测芳香族氨基酸或其他氨基酸的空间位置决定了这种特异
性 ，但是该推测还有待进一步证明。
１．４ Ｃ端区域
目前几丁质酶Ｃ端序列的作用尚不清楚，Ｔｓｕｊｉｂｏ等认为
假单胞菌属（Ａｈｅｒｏｎｏｍａｓ ｓｐ．）０—７菌株几丁质酶的ｃ端序列
由２０个氨基酸形成一个疏水核，在酶蛋白通过细胞膜时，此 疏水核起重要作用 Ｊ。
并非所有细菌几丁质酶都含有上述结构域，如多数肠杆
菌（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．）不含几丁质结合域，而Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ
ＮＣＴＵ２几丁质酶ＣｈｉＮＣＴＵ２则只有催化域 。除上述结构
外，一些细菌几丁质酶还含有其他功能区域，如环状芽孢杆菌
ＷＬ一１２几丁质酶ＣｈｉＡ１、ＣｈｉＤ，苏云金芽胞杆菌几丁质酶
ＣｈｉＡ７１、ＣｈｉＡ７４、Ｉｃｈｉ、Ｋｃｈｉ、Ｓｃｈｉ等都含有黏蛋白Ⅲ型同源区
（ｆｉｂｍｎｅｃｔｉｎ ｔｙｐｅⅢｌｉｋｅ ｄｏｍａｉｎ） Ｊ。
２细菌几丁质酶的三维结构
利用ｘ射线晶体衍射技术和ＮＭＲ技术，黏质沙雷氏菌
６Ｏ ｋｕ几丁质酶Ａ 和环状芽孢杆菌６０ ｋｕ几丁质酶Ａ 的
三维结构已被解析。其三维结构相似，都是由８条 螺旋和
８条卢折叠形成的（ ＋卢）８圆桶形结构，中心是由平行的卢
折叠结构组成的内桶，依次为卢１～卢８，并由 螺旋结构将其
逐个连接起来，在ａ螺旋和 折叠之间有一段无规则卷曲连
接，从而在桶状结构表面形成了一个底物结合部位。除了形 成桶状结构外，还有一个Ⅳ端口折叠丰富的结构域（几丁质
结合域）和一个小的ｏｔ＋ 结构域，其功能尚不清楚。其他１８
家族几丁质酶也具有相同的桶状结构，因此具有相同功能。
参考文献：
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微生物几丁质酶在植物线虫病害防治等领域的应用
黑龙江农业科学２０１５（８）：１５３～１５５ Ｈｅｉｌｏｎｇｊ ｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
微生物几丁质酶在植物线虫病害防治等
领域的应用
侯金丽
（河南工业贸易职业学院粮食工程系，河南郑州４５ｌｌ９１）
摘要：几丁质酶在防治由真菌、昆虫及线虫等低等生物引起的植物病虫害中发挥着重要的作用。对微生物几 丁质酶在植物寄生线虫病害和其它领域中的应用等方面的现状及今后的发展方向进行了综述，以期微生物 几丁质酶能够得到更加广泛地研究和利用，并将其应用于植物寄生线虫等病虫害的生物防治。 关键词：微生物几丁质酶；植物寄生线虫；生物防治 中图分类号：Ｑ９３６文献标识码：Ａ文章编号：１００２—２７６７（２０１５）０８—０１５３—０３ ＩＸ）Ｉ：１０．１１９４２／ｊ．ｉｓｓｎｌ００２—２７６７．２０１５．０８．０１５３
几丁质是一种由Ｎ一乙酰一Ｄ一氨基葡萄糖以｛３
ｌ，４键连接而成的多聚糖，是仅次于纤维素的第 二大多糖类资源，也是甲壳类动物以及许多昆虫、
真菌、线虫等病原物体壁结构的重要组成部分【一 。
几丁质酶是具有生物催化活性的水解酶，化学名
称为（１，４）一Ｊ３一乙酰基一Ｎ一聚葡糖胺酶，能特异性地
将几丁质水解为寡聚糖和Ｎ一乙酰氨基葡萄糖，其
水解产物具有抗菌、抗肿瘤等生物活性，在食品、
收稿日期：２Ｏｌ５一Ｏ３ ０９ 作者简介：侯金丽（１９８０一），女，河南省郑州市人。硕士，讲师， 从事微生物研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｑｇｈｊｌｉ８９１０＠１２６．ｃｏｒｎ。 药物以及植物病害防治等领域具有广泛的应用
前景 。 几丁质酶广泛存在于自然界中的动物、植物、
微生物等体内，是一类具有重要作用的酶类。许
多微生物包括几乎所有的昆虫及线虫病原细菌、 真菌均可产生胞内或胞外几丁质酶，在有害昆虫
及线虫等的生物防治中发挥着重要的作用，因而
引起人们越来越多的关注。本文对微生物几丁质 酶研究概况及今后的工作展望进行了综述。
研究几丁质酶的意义
- 1 - 研究几丁质酶的意义
几丁质酶是一种能够分解几丁质的酶类，几丁质是一种由N-乙酰葡糖胺分子组成的聚糖，广泛存在于海洋生物、真菌和昆虫等生物体内。几丁质酶的研究对于生命科学和工业应用有着重要的意义。
1. 生命科学意义
几丁质是生物体内一种重要的结构多糖，其分解和利用对于生物体的生长和发育具有至关重要的作用。几丁质酶的研究可以帮助我们更好地理解生物体内碳水化合物的循环和代谢机制，深入了解生命科学中的分子生物学、生物化学和生态学等领域。
2. 工业应用意义
几丁质酶在工业上具有广泛的应用前景。例如，它可以被用于纺织、造纸、食品加工、污水处理等领域。几丁质酶能够帮助纤维素纤维表面的生物降解，也可以在食品加工中用于提高蛋白质和脂肪的提取率。此外，几丁质酶在污水处理中也有着重要的应用，可以提高处理效率和降低处理成本。
综上所述，几丁质酶的研究具有重要的生命科学意义和工业应用意义，研究几丁质酶的机制和应用前景对于促进生命科学和工业技术的发展都具有重要的推动作用。
植物几丁质酶的研究进展
植物几丁质酶的研究进展
欧阳石文;赵开军;冯兰香;谢丙炎
【期刊名称】《生物工程进展》
【年(卷),期】2001(21)4
【摘 要】几丁质酶是植物抗真菌基因工程的热点之一。本文叙述了植物几丁质酶的特性、结构和功能、基因结构 ;按最新资料对以前的植物几丁质酶的分类系统进行了完善 ;概述了几丁质酶的分子进化的各家观点及其模型 。
【总页数】5页(P30-34)
【关键词】植物;几丁质酶;结构;分类;进化;生物学作用
【作 者】欧阳石文;赵开军;冯兰香;谢丙炎
【作者单位】中国农业科学院蔬菜花卉研究所;中国农业科学院作物育种栽培研究所农业部作物遗传育种重点实验室
【正文语种】中 文
【中图分类】Q946.5
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5.植物几丁质酶及其基因工程研究进展 [J], 陈爱葵;庄文宋;陈冬梅 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
真菌 几丁质酶体
真菌 几丁质酶体
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
真菌是一类具有单细胞或多细胞结构的生物，通常生活在湿润的环境中，以有机物质为营养来源。真菌在自然界中扮演着非常重要的角色，它们能够分解有机物质并循环利用能量，促进土壤肥沃度的提高。在真菌的细胞中，存在着一种重要的细胞器——几丁质酶体，它在真菌的生物代谢中起着重要作用。
几丁质酶体是一种负责分解几丁质的酶体，它存在于真菌的细胞内。几丁质是一种多聚葡萄糖氨基葡聚糖，在真菌的细胞壁中起着支持和保护作用。当真菌生长或进食时，几丁质酶体会释放几丁质酶来分解几丁质，从而提供成长所需的能量和材料。
几丁质酶体在真菌的代谢过程中扮演着重要的角色。几丁质酶体不仅可以分解几丁质，还可以参与到其他生物化学反应中。几丁质酶体内的酶具有高度的催化活性，能够快速地将底物转化为产物，从而促进真菌的生长和繁殖。
除了在真菌的代谢过程中发挥作用外，几丁质酶体还在环境保护和医学领域中有重要应用。由于几丁质酶体能够高效降解几丁质，因此可以被用于生物材料的降解和回收利用。在医学领域，几丁质酶体也可以用于白细胞的研究和药物输送系统的设计，有望成为治疗某些疾病的新型手段。
几丁质酶体是真菌内部的一个重要细胞器，它在真菌的生物代谢中发挥着重要的作用。通过对几丁质酶体的研究和应用，我们可以更好地了解真菌的生长机制，并发掘其在环境和医学领域中的潜在价值。希望未来能够进一步深入研究几丁质酶体，探索其更广泛的应用前景。【文章结束】。
第二篇示例：
真菌几壳质酶体是一种与几壳质降解和代谢有关的细胞器，存在于真菌细胞内。几壳质酶体是一种特殊的溶酶体，包含有多种几壳质酶和酸性水解酶。它的主要功能是通过酶的作用将几壳质分解成小分子，然后再进一步代谢转化为有机物质或者能量。
真菌几壳质酶体在几壳质降解和代谢过程中发挥着至关重要的作用。几壳质酶体中的几壳质酶可以将几壳质分解成较小的单糖分子，如葡萄糖、甘露糖等。这些单糖分子可以进一步被真菌细胞吸收利用，作为能量来源或者有机物合成的原料。几壳质酶体中还含有一些酸性水解酶，可以对几壳质进行水解作用，进一步促进几壳质的分解代谢过程。
几丁质酶的活性改良及固定化研究
几丁质酶的活性改良及固定化研究
几丁质酶是一类催化水解几丁质及其衍生物中的β-1,4糖苷键,产生N-乙酰胺基葡萄糖的糖基水解酶。几丁质被几丁质酶水解后,能产生多种不同聚合度的几丁寡糖。
这些几丁寡糖具有多种生物活性,比如抗细菌和真菌活性,调控机体免疫能力及抗癌等功能。而且,几丁质酶能破坏植物寄生线虫肠道和病原真菌细胞壁中的几丁质成分。
因此,几丁质酶在医药领域、环保领域和农林业中具有十分广泛的应用价值。本研究是针对实验室先前克隆的几丁质酶基因pachi,通过易错PCR技术构建pachi基因的随机突变库,采用96深孔板和T7噬菌体结合的高通量筛选技术,以1%可溶性壳聚糖为底物,DNS为指示剂,对随机突变库进行筛选。
从大约12000个突变株中筛选到一株活性明显提高的突变体PachiN35D,与野生型进行氨基酸序列比对发现,突变体的第35位氨基酸残基由原来的天冬酰胺替换成天冬氨酸。比较分析野生型几丁质酶Pachi和突变体PachiN35D的酶学性质发现,对于可溶性壳聚糖底物,突变体PachiN35D的最适温度为50℃,比野生型Pachi的60℃下降了10℃。
野生型Pachi在60℃水浴1 h后,还能保持76%的活性,而突变体PachiN35D在55℃水浴1 h后几乎完全丧失活性。分析野生型和突变体的动力学常数,野生型Pachi的Km是36.1 mg/mL,突变体PachiN35D的Km是13.3 mg/m L,突变体对于可溶性壳聚糖底物的亲和力提高了63%;野生型的kcat/Km值是0.37
mL/mg/min,而突变体的kcat/Km值是1.14 mL/mg/min,表明突变体PachiN35D的催化效率比野生型Pachi提高了2.1倍,并且突变体PachiN35D的比活力是49.9 U/mg,相比野生型Pachi的22.3 U/mg提高了1.2倍。
将几丁质酶突变体用于秀丽隐杆线虫的生物测定,突变体的半致死浓度LC50为309.6μg/m L,比野生型的387.3μg/m L降低了20%,因此,突变体的杀线虫活性提高了20%。以纳米SiO2材料为载体,戊二醛为交联剂,采用共价交联法对几丁质酶突变体Pachi N35D进行固定化研究。
几丁质结构
几丁质结构
什么是几丁质
几丁质是一种在自然界中广泛存在的生物高分子化合物，它是由葡萄糖胺分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。几丁质的化学结构与纤维素相似，但其分子中的羟基被乙酰基取代。这种独特的结构赋予了几丁质许多特殊的性质和应用。
几丁质的结构
几丁质的分子结构可以大致分为两部分：线性部分和侧链部分。
线性部分是由一系列葡萄糖胺分子通过β-1,4-糖苷键连接而成，形成了一个线性的多糖链。这些葡萄糖胺分子的氨基基团可以与酸性物质发生反应，形成盐类或酯类结构。
侧链部分是由一些乙酰胺基团连接在多糖链上。这些乙酰胺基团可以与线性部分上的氨基基团形成N-乙酰胺键。几丁质中的乙酰胺基团的含量可以影响其溶解性、稳定性和生物活性。
几丁质的性质
生物相容性
几丁质具有良好的生物相容性，可以被人体组织接受而不引起明显的免疫反应。这使得几丁质在医学领域有广泛的应用，如组织工程、药物传递系统等。
生物可降解性
几丁质是一种生物可降解的材料，在体内可以被酶降解为无毒的产物。这种特性使得几丁质在药物传递系统中具有优势，可以避免长期积累和毒副作用。
抗菌性
几丁质具有一定的抗菌性能，可以抑制多种细菌的生长。这使得几丁质在医疗器械、食品包装等领域有应用前景。
吸附能力
几丁质具有良好的吸附能力，可以吸附金属离子、有机物等。这使得几丁质在环境修复、废水处理等方面具有潜在的应用价值。 几丁质的应用
医学领域
几丁质在医学领域有广泛的应用。它可以用于制备人工血管、组织修复支架等生物材料，用于修复受损组织。此外，几丁质还可以作为药物传递系统的载体，将药物包裹在几丁质纳米粒子中，实现控释和靶向传递。
食品包装
几丁质具有良好的抗菌性能和吸附能力，可以用于食品包装材料的制备。几丁质包装材料可以延长食品的保鲜期，减少食品中的污染物。
环境修复
几丁质的吸附能力使其在环境修复领域有广泛的应用。几丁质可以吸附重金属离子、有机物等污染物，从而净化土壤和水体。
植物几丁质酶及其应用研究进展
收稿日期：2004-11-28 修回日期：2005-05-18基金项目：福建省自然科学基金资助项目（B0510017）.作者简介：张志忠（1976-），男，博士，讲师.研究方向：植物生物技术.!通讯作者.植物几丁质酶及其应用研究进展
张志忠，吴菁华，吕柳新!，林义章
（福建农林大学园艺学院，福建福州350002）
摘要：几丁质酶是高等植物普遍存在的一种重要的病程相关蛋白，近年来被广泛应用于植物抗病基因工程的研究.本文概
述了国内外有关植物几丁质酶的研究情况，介绍了几丁质酶的特性、结构、分类、细胞学定位和功能及几丁质酶基因的克隆
与其在植物基因工程中的应用.
关键词：几丁质酶；转基因；抗真菌基因工程
中图分类号：@556文献标识码：A文章编号：1671-5470（2005）04-0494-06
Progressofplantchitinaseanditsapplication
ZHANGZhi-zhong，WUJing-hua，LiLiu-xin，LINYi-zhang
（CoiiegeofHorticuiture，FujianAgricuitureandForestryUniversity，Fuzhou，Fujian350002，China）
Abstract：Chitinaseisanimportantpathogenesis-reiatedprotein，whichuniversaiiyexistsinhigherpiants.Studiesonpiantchiti-
nasearebriefiyreviewedinthispaper，whichinciudesthecharacteristics，structure，ciassification，cytoiogicaiorientationandfunc-
tionsofchitinaseasweiiascioningofitsgeneanditsappiicationtopiantgeneengineeringfordiseaseresistance.
研究几丁质酶的意义 2
- 1 - 研究几丁质酶的意义
几丁质酶是一种能够分解几丁质的酶类物质，它在生物体内起着极为重要的作用。几丁质是一种聚糖，常见于甲壳类动物、昆虫、真菌等生物体内，其分解产物可以为生物提供能量和营养物质。因此，研究几丁质酶的意义主要体现在以下几个方面：
1、促进生物循环利用几丁质：研究几丁质酶可以深入了解生物如何利用几丁质，尤其是在自然界中，几丁质是一种广泛存在的生物质，研究几丁质酶的作用有助于促进生物循环利用几丁质，保护生态环境。
2、应用于食品工业等领域：几丁质酶在食品工业、水产养殖等领域中有广泛应用。研究几丁质酶的结构和功能可以为这些领域的开发提供依据，为生产高品质食品和保护水产资源提供技术支持。
3、对药物开发有潜在价值：几丁质酶在生物体内具有多种生理功能，如参与免疫反应、细胞信号传递等。因此，研究几丁质酶的结构和功能，有助于发现和开发新药物，为人类健康服务。
综上所述，研究几丁质酶具有重要的理论和应用价值，对于促进生物循环利用几丁质、开发高品质食品、保护生态环境和服务人类健康等方面具有重要意义。
几丁质酶产生菌的筛选及其对小麦根腐病菌的抑制作用
第３７卷第４期
２００６年８月 东北农业大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ａ ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ３７ｆ４１：４３７￣４４０
Ａｕｇ．２００６
文章编号１００５—９３６９（２００６）０４—０４３７—０４
几丁质酶产生菌的筛选及其对小麦根腐病菌的抑制作用
郭玉莲 ，魏相峰 ，赵伯福。，郑铁军 ，李宝英
（１．黑龙江省农科院农药应用研究中心，黑龙江哈尔滨１５００８６：２．肇东市农技推广中心，黑龙江肇东１５１１００：
３．肇东市农业局，黑龙江肇东１５１１００）
摘要：以小麦叶部根腐病菌（ ｆｍｉｒｔｔｈｏｓｐｏｒｉｕｍ ｓ￣ｉｖｕｍ）为目标菌，采用病菌细胞壁富集方法，从土壤中筛选出
一株对该病菌有较强抑制作用的细菌菌株Ｇ０４０２，根据细菌形态和生理生化特征，确认为枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｓｕｂｔｉｌｉｓ）；该茵对小麦根腐病菌的茵丝生长和孢子萌发有较强的抑制作用。离体实验表明，该菌株所产几丁质酶粗提
液对病斑扩展具有较强的抑制作用。电子显微镜观察结果表明，粗酶液能使茵丝出现扭曲变形，细胞壁明显的瓦解。
关键词：小麦根腐病菌；几丁质酶；抑茵作用。
中图分类号：Ｓ４３５．１２：Ｑ５５ 文献标识码：Ａ
几丁质（Ｃｈｉｔｉｎ）又称甲壳素或甲壳质，大量存
在于昆虫和甲壳类动物的甲壳之中，也是真菌细胞
壁的重要成分。分解几丁质的几丁质酶广泛存在于
各种植物、动物及微生物细胞和组织中，参与多种
生理过程…。由于几丁质是真菌细胞壁的重要成分，
因而几丁质酶在植物抗真菌病害上具有特殊的意
义，因此，人们开展了大量的研究。
小麦叶部根腐病是黑龙江省春小麦的主要病害
之一，它不仅使小麦产量下降，而且由于形成大量
籽粒黑胚而影响小麦加工品质和营养品质，所以每
年都造成巨大的经济损失［２１。本研究是以小麦叶部
根腐菌为目标菌，筛选出产几丁质酶的细菌，并评
价了该菌对小麦根腐病菌的抑菌作用。通过该研究
细菌几丁质酶基因的表达调控
篷 ＨＥＲＥＤＩＴＡＳ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）２０１１年１０月 ＩＳＳＮ ０２５３－９７７２ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｇｅｎｅ．ｃａ 综述
ＤｏＩ：１０－３７２４／ＳＰ．Ｊ．１００５．２０１１．０１０２９
细菌几丁质酶基因的表达调控
谢池楚 ，贾海云 ，陈月华
１．南开大学微生物学系，天津３０００７１； ２．分子微生物学与技术教育部重点实验室，天津３０００７１
摘要：几丁质酶可以降解几丁质，广泛存在于各类微生物中。几丁质的降解产物几丁寡糖在医药、食品及农业
生防领域有很重要的应用价值及广泛的应用前景。细菌在利用几丁质时，需要先分泌几丁质酶，将几丁质降解 成几丁寡糖或单体，再通过特异的转运系统送进细胞而被利用。胞内的几丁质降解产物作为特定的信号分子， 可以激活或阻遏相应ｃｈｉ基因的转录，从而影响细菌几丁质酶的合成。在各种调节蛋白及应答元件的参与下，细 菌几丁质酶的合成受到精密的控制。文章以链霉菌和大肠杆菌为代表综述了细菌在转运系统和基因表达两个层 面上控制几丁质酶合成的最新研究进展。
关键词： 细菌；几丁质酶基因；转运系统；表达调控
Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｔｉｎａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｂａｃｔｅｒｉａ
ＸＩＥ Ｃｈｉ—Ｃｈｕ ．ＪＩＡ Ｈａｉ．Ｙｕｎ ．ＣＨＥＮ Ｙｕｅ．Ｈｕａ ，
１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，ＮａｎｋａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７１，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｔｉｎａｓｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｈｙｄｒｏｌｙｚｅ ｃｈｉｔｉｎ，ｏｃｃｕｒ ｉｎ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｖｉｒｕｓｅｓ，ｂａｃｔｅｒｉａ， ａｎｄ ｆｕｎｇｉ．Ｔｈｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｏｆ ｃｈｉｔｉｎ ａｒｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ ｕｓｅｆｕｌ ｉｎ ｓｅｖｅｒａｌ ａｒｅａｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｏｏｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ，ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｓｏｍｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ｃａｎ ｕｐｔａｋｅ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚｅ ｃｈｉｔｉｎ ａｓ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｂｙ ｓｅｃｒｅｔｉｎｇ ｃｈｉｔｉｎａｓｅ．Ｔｈｅ ｃｈｉｔｉｎ ｉｓ ｄｅ— ｇｒａｄｅｄ ｉｎｔｏ ｃｈｉｔｏ—ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ［（ＧｌｃＮＡｃ）ｎ］ｏｒ Ｎ－ａｃｅｔｙｌｇｌｕｃｏｓａｍｉｎｅ（ＧｌｃＮＡｃ）ｂｙ ｃｈｉｔｉｎａｓｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｈｉｔｉｎ ｄｅｒｉｖａ— ｔｉｖｅｓ ａｒｅ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｉｎｔｏ ｃｅｌｌｓ ｂｙ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａ．Ｔｈｅ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｃｈｉｔｉｎ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ａｃｔｉｖａｔｅ ｏｒ ｓｕｐ－ ｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｃｈｉ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｈｉｔｉｎａｓｅ．Ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｔｉｎａｓｅ ｇｅｎｅｓ ａｒｅ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｃｉｓ—ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｒｅｖｉｅｗ ｗｉｌｌ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｔｉｎａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｂａｃｔｅｒｉａ．