湖羊瘤胃中存在大量不能进行纯培养的微生物,构建宏基因组文库是开发未培养微生物的有效途径。为了对瘤胃中产木聚糖酶微生物进行研究,通过构建瘤胃微生物的Fosmid文库,在对其库容量、稳定性和功能进行分析的基础上,筛选具有木聚糖酶活性的阳性克隆。文库共获得克隆12704个,插入片断平均为30.9 kb(17-55 kb),所建文库容量为393 Mb。在连续传代100次时,文库仍保持很好的稳定性。通过刚果红染色分析获得18个具有木聚糖酶活性的阳性克隆。从中选取一个(克隆HF94)进行序列测定,序列分析结果表明,HF94中有39个编码序列(CDSs),其中19个(48.7%)和其它有机体表现出明显的相似性,15个保守假定蛋白的编码序列(38.5%)以及5个(12.8%)在任何数据库中都没找到有相似序列的假定蛋白的编码序列(图3.2和表3.2)。这19个功能编码的蛋白的编码序列参与环境信息处理、遗传信息处理、翻译、氨酰基-tRNA生物合成、复制和修理；DNA转录、复制、核苷酸的运输和新陈代谢、氨基酸和碳水化合物的新陈代谢,脂质代谢和脂肪酸生物合成、辅酶的新陈代谢降解和生物合成以及次生代谢物生物降解,能源的产生和转换、辅因子和维生素的代谢、泛酸和CoA生物合成、检验和细胞膜生物转起源,其中有三个编码序列参与碳水化合物代谢(CDS6,CDS7,CDS30)。CDS6的ORF由942个核苷酸组成,可编码一个含313个氨基酸的蛋白质,该蛋白含有一个糖基水解酶家族11结构域(pfam00457)。CDS6的编码产物与Neocallimastix frontalis的内切木聚糖酶同源性最高,氨基酸序列相似性为79%,与产琥珀酸丝状杆菌S85的内切-1,4,-β-木聚糖酶氨基酸序列相似性为60%。CDS7的ORF由1166个核苷酸组成,可编码一个含387个氨基酸的蛋白质,该蛋白含有一个糖基水解酶家族16结构域(pfam00722)。CDS7的编码产物与产琥珀酸丝状杆菌S85的地衣淀粉酶同源性最高,氨基酸序列相似性为84%。CDS30的ORF由2973个核苷酸组成,可编码一个含990个氨基酸的蛋白质,该蛋白含有一个糖基水解酶家族79结构域(pfam03662)。CDS30的编码产物与产琥珀酸丝状杆菌S85的凝血因子5／8型域蛋白同源性最高,氨基酸序列相似性为91%,与黄灰链霉菌ATCC33331的纤维素结合家族Ⅱ氨基酸序列相似性为44%。HF94中CDS5编码的蛋白与产琥珀酸丝状杆菌S85中ybaK/ebsC蛋白同源性最高,氨基酸序列相似性为98%；CDS12编码的蛋白与产琥珀酸丝状杆菌S85中threonyl-tRNA synthetase同源性最高,氨基酸序列相似性为98%,ybaK/ebsC蛋白和threonyl-tRNA synthetase是微生物的持家基因,因此HF94可能来自产琥珀酸丝状杆菌。对克隆HF94进行酶活测定,发现在此克隆中存在的木聚糖酶HFXY94的最适pH值在4.5左右,温度在60℃左右。此最适条件下酶活为46.14 u/mL。