王叶 贾振华 宋水山

（1. 河北工业大学化工学院，天津 300131；2. 河北省科学院生物研究所，石家庄 050000）

以往，工业生产中主要利用化学催化剂进行工业产品的生产，对条件要求苛刻，且污染环境严重。生物催化剂是具有催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的统称。由于其反应条件温和，绿色、安全，因此被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。目前，生物催化剂的市场价值约40亿美元，并且酶类的使用范围仍在不断的扩大［1］，其中腈水解酶、蛋白酶、脂肪酶［2］、转氨酶和糖基水解酶的研究受到了广泛的关注。随着科技的进步，工业生产中对酶的催化性能及耐受性提出了更高的要求。这就需要我们开发新的生物技术去寻求新型催化剂。

传统的挖掘新型生物催化剂的方法主要基于可培养微生物的功能筛选，然后对阳性菌株进行序列分析，功能验证。人们利用传统的挖掘方法发现了淀粉酶［3］和酯酶［4］等。其中微生物作为催化剂的来源［5］在该方法中起着核心作用。据统计，地球上微生物细胞的总数达1030［6］。但是，大多数微生物存在于其天然微生物群落环境中，与其他微生物相互依赖而生存，很难在实验室条件下进行纯培养［7］。这极大地限制了传统方法挖掘新型酶的效率。宏基因组学通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA，构建宏基因组文库，利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能［8］，避免了微生物的分离和实验室培养，成为探索生物学和不同自然环境中分子生物多样性的有力工具。……