马里亚纳海沟深渊微生物胞外酶的保压酶活性特征  

Isobaric enzymatic assays reveal depth-dependent variation in microbial ectoenzyme activities in the deepest ocean on Earth

作　　者：曹军伟 王佳华 张宏鸽 邓俊豪 潘彬彬[1] 陈家旺[2] 张利[1] 方家松[1,3] Cao J;Wang J;Zhang H;Deng J;Pan B;Chen J;Zhang L;Fang J

机构地区：[1]上海海洋大学海洋科学与生态环境学院,上海201306 [2]浙江大学海洋学院,杭州316000 [3]海洋科学与技术国家实验室,海洋生物学与生物技术功能实验室,青岛266237

出　　处：《中国科学:地球科学》2025年第1期184-193,共10页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(92251303);上海市教育委员会科研创新重大项目(2023ZKZD53);临港新片区海洋生物医药科技创新型平台项目资助。

摘　　要：微生物胞外酶在海洋有机物的转化和矿化过程中起着至关重要的作用.然而,传统上在常压条件下测定的深海微生物胞外酶活性(Microbial ectoenzyme activities,MEAs)并不能准确反映土著微生物群落的代谢活性.为了解决这一局限性,本研究对比分析了马里亚纳海沟挑战者深渊保压和非保压海水样品中3种微生物胞外酶(氨肽酶、α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶)在常压和原位压力条件下的酶活性.结果显示,表层海水(50m)中氨肽酶和α-葡萄糖苷酶的保压酶活性(isobaric MEAs)最高,深海(4,000~6,000m)氨肽酶和深渊(10,903m)α-葡萄糖苷酶的保压酶活性次之,然而β-葡萄糖苷酶的保压酶活性最高值出现在深渊(10,903m).此外,深渊海水的保压酶活性通常比相应的释压酶活性(decompressed MEAs)高,这一结果突显了保压采样和保压酶活性测定的重要性.随着深度的增加,半饱和常数(Km)总体呈下降趋势,表明深海微生物可能通过增强其胞外酶对底物的亲和力来适应高压和寡营养环境.另外,与颗粒物附着胞外酶活性相比,非颗粒物附着胞外酶活性对深海总酶活性的贡献更为显著,这表明细胞附着性和溶解性胞外酶在海洋生态系统中起着重要作用.本研究为全面理解海洋微生物胞外酶活性提供了重要研究基础,有利于深入理解微生物驱动的海洋生物地球化学循环过程.

关 键 词：保压采样 微生物胞外酶活性 深海微生物 高压 马里亚纳海沟 

分 类 号：S66[农业科学—果树学]