肌酐酶在枯草芽孢杆菌中的异源表达及分泌机制

肌酐酶是用于临床检测肾小球滤过功能的关键酶之一,但目前国内肌酐酶的生产量较低无法满足市场需求,多依赖于国外进口。为了解决这一问题,本研究将恶臭假单胞杆菌肌酐酶基因克隆至原核表达载体pMA5实现肌酐酶在枯草芽孢杆菌1A751中的异源表达。随后通过启动子优化,使肌酐酶的蛋白表达量显著提高到1.08mg/mL,并且胞外肌酐酶的比酶活力达到238U/mg。同时发现肌酐酶可不依赖于信号肽即可实现胞外分泌,因此对肌酐酶在枯草芽孢杆菌中的分泌机制进行研究。通过对经典分泌途径和Holin途径的分析排除、利用Calcein-AM/PI双染色法鉴定表达菌株1AGC的细胞膜不完整,最后通过电子显微镜观察结果表明表达菌株表面存在潜在的泄漏位点,因此证实肌酐酶在枯草芽孢杆菌中通过细胞泄漏的方式,释放到胞外培养基中。本文构建了一株基于细胞泄漏的肌酐酶高产菌株,为肌酐酶的表达和潜在工业化应用提供理论基础,同时也为枯草芽孢杆菌泄漏表达系统提供了一定的研究基础。     

蔗糖异构酶Pal Ⅰ在枯草芽孢杆菌中的异源表达及应用

目的 构建表达蔗糖异构酶Pal Ⅰ的枯草芽孢杆菌B.subtilis WB800重组表达菌,并对其催化蔗糖转化的产物进行分析.方法 采用RF-clone方法扩增蔗糖异构酶PalⅠ基因(NCBI∶AY040843.1),克隆至pHT43载体,构建重组质粒pHT43-PalⅠ,转化至枯草芽孢杆菌B.subtilis WB8...     

枯草芽孢杆菌脂肪酶表达质粒的构建及其表达

以枯草芽孢杆菌168(B.subtilis 168)染色体为模板PCR扩增出P43启动子,与大肠杆菌-枯草杆菌穿梭质粒pUBC19相连得到表达载体pUBC-P43,然后将枯草芽孢杆菌脂肪酶基因lipA克隆到载体pUBC-P43启动子下游,得到重组质粒pUBCPL并转化B.subtilis TZ10.经中性红油脂平板、酶切和PCR方法鉴定得到重组菌TZ10/pUBCPL.宿主菌TZ10是B.subtilis DB104染色体缺失了lipA基因后获得.重组菌经初步发酵,以橄榄油为底物测定发酵上清液最高脂肪酶活力为49.1 U·L-1,而相应菌株DB104发酵最高酶活力仅为11.4 U·L-1.     

绿色荧光蛋白基因在枯草芽孢杆菌中的表达

目的探讨异源基因在枯草芽孢杆菌中表达的可行性。方法以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的穿梭质粒为基本骨架,在大肠杆菌中完成含有绿色荧光蛋白(GFP)基因的重组表达质粒的构建,通过酶切鉴定筛选阳性克隆,采用电转化的方法,将重组质粒转入枯草芽孢杆菌进行表达,通过检测GFP的存在,评价枯草芽孢杆菌对异源基因的表达。结果重组表达质粒pGJP-GFP酶切鉴定结果与预期片段大小相符。绿色荧光蛋白可在枯草芽孢杆菌中表达,且表达蛋白具有较好的生物学活性。结论利用枯草芽孢杆菌的自身启动子,可以实现外源基因在枯草芽孢杆菌中的表达。     

乙型肝炎病毒核心蛋白在枯草芽孢杆菌中的分泌表达

目的探讨在枯草芽孢杆菌中分泌表达乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)核心蛋白(HBV core protein,HBc)的可行性。方法 PCR扩增HBc基因片段,插入pBE S-DNA穿梭质粒的MCS区域,构建重组质粒pBE S-DNA/HBc,将其线性化后与分泌信号肽DNA(SP DNA)连接产物转化大肠埃希菌Stellar感受态细胞,收获全部阳性菌落,并将提取的混合质粒转化至枯草芽孢杆菌RIK1285感受态细胞,ELISA法筛选分泌表达HBc蛋白的阳性菌落,选取分泌表达量最高的菌株放大培养,培养上清经亲和层析柱纯化后,SDS-PAGE及Western blot分析重组蛋白HBc的分泌表达。结果经双酶切和测序鉴定,重组质粒pBE S-DNA/HBc构建正确。随机挑选的50株重组枯草芽孢杆菌经鉴定有16株含HBc基因,其中4株培养上清中检测到重组蛋白HBc的阳性表达。经SDS-PAGE分析,重组蛋白HBc在培养上清中呈单体、二聚体及多聚体状态;经Western blot分析,重组蛋白HBc能与HBc抗体特异性结合。结论重组蛋白HBc在枯草芽孢杆菌中可实现分泌表达,...     

氨基甲酸乙酯水解酶在枯草芽孢杆菌中的表达及发酵优化

将来源于赖氨酸芽孢杆菌SC02的氨基甲酸乙酯水解酶(UH)基因在枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis WB600中进行克隆和表达,在枯草芽孢杆菌中实现了UH活性表达,在摇瓶水平通过单因素考察和响应面分析实验对氨基甲酸乙酯水解酶发酵进行优化. 结表明,酶活最高可达到14.20 U/mL,产酶最佳培养基成分为：淀粉10 g/L、磷酸氢二钾9 g/L、麦芽浸膏25 g/L、硫酸镁1 g/L、胰蛋白胨55 g/L,最适发酵温度为37℃,最佳接种量4%. 在3 L发酵罐中采用最优发酵条件,酶活在16 h达到18.03 U/mL.     

枯草芽孢杆菌Expansin蛋白的原核表达及活性分析

目的原核表达枯草芽孢杆菌Expansin蛋白,并分析其促进多糖糖化的活性。方法以过夜培养的Bacillus subtilis subsp. Subtilis subtilis str. 168基因组为模板合成expansin基因;在引物的N-端添加6-his tag,PCR合成融合基因6his-expansin,构建重组质粒6his-expansin-6his-p ET28a(+)[heh-pET28a(+)],转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达融合蛋白6His-Expansin-6His(HEH);并对表达条件进行优化。产物经Ni-NTA纯化,检测其与多糖降解酶(polysaccharide degrading enzyme,PDE)(纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶)及多糖复合酶(polysaccharide complex enzyme,PCE)制剂的协同活性(synergistic activity,SA)。结果经双酶切鉴定,重组质粒heh-p ET28a(+)构建正确;融合蛋白HEH在0. 05 mmol/L IPTG 30℃诱导30 h的最适表达条件下,表达量约为1. 2 mg/m L,其相对分子质量为26 400,目的蛋白纯度达95%;该蛋白与纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶的SA分别为171. 53%、61. 95%、230. 00%,与PCE降解滤纸(filter paper)、秸秆(rice straw)的SA分别为312. 83%、356. 59%。结论重组的融合蛋白HEH与PDE均具有较高的协同作用,为Expansin在生物质木质纤维素糖化领域的应用奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因的克隆与表达

目的克隆、表达枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因,并检测其酶学性质。方法从枯草芽孢杆菌染色DNA中,PCR扩增枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因Sapr,插入载体pET-28a(+)中,构建重组分泌型表达质粒pET-28a-Sapr,热激转化大肠埃希菌(E.coli)BL21(DE3),25及37℃条件下,IPTG诱导重组蛋白表达,表达的重组蛋白经10%SDS-PAGE分析,并采用Folin法测定酶活性。结果重组表达质粒经双酶切及PCR鉴定,证明构建正确,测序结果表明与GenBank中登录的序列同源性达100%;表达的重组蛋白相对分子质量约39 600,最佳诱导温度为25℃,主要以可溶性形式表达,表达量约占菌体总蛋白的12%;重组菌发酵产物酶活性为322 U/ml。结论在大肠埃希菌中成功表达的特异蛋白具有生物学活性,为进一步研究改性分离蛋白的功能特性奠定了基础。     

基于脯氨酸理论提高枯草芽孢杆菌脂肪酶A的热稳定性

以枯草芽孢杆菌脂肪酶A(LipA)为研究对象,根据从RCSB数据库中获取的晶体结构,采用分子动力学模拟和分子生物学实验相结合的方法进行脂肪酶热稳定性位点突变的理性设计。首先,利用分子动力学模拟获得晶体结构中柔性较高的Loop区域;进而,结合"脯氨酸理论",将位于该区域附近的Gly残基突变为Pro,分析引入Pro突变对LipA热稳定性的影响,筛选得到Gly52和Gly158两个突变位点;最后,通过定点突变操作对突变株LipAG52P和LipAG158P进行热稳定性实验验证。结果显示,突变株LipAG52P、LipAG158P的比活力分别是野生型LipA的5.6倍和2.7倍,Tm值分别提高了15℃和7℃,催化效率分别提高了85%和22%。     

重组大肠杆菌表达的枯草芽孢杆菌腺苷磷酸化酶的应用研究

利用枯草芽孢杆茵嘌呤核苷磷酸化酶基因deoD在大肠杆茵BL21(DE3)中表达所得到的蛋白为酶液,催化核苷、2'-脱氧核苷与嘌呤及其类似物之间的反应.结果表明,嘌呤类核苷与嘧啶类核苷相比,前者达到反应平衡的时间较短、产物的得率(或底物的转化率)较高;腺苷磷酸化酶对核苷类的催化活性要比对脱氧核苷类的催化活性强;就碱基而言,对嘌呤和嘌呤类似物的催化活性基本相同.     

核黄素基因工程菌的构建及其发酵的初步研究

构建整合型核黄素质粒pRB63,该质粒含有解调的B.subtilis核黄素操纵子,将其转化入B.subtilisRH13并在染色体上进行适当的扩增后得到RH13::[pRB63]n系列工程菌,其核黄素合成能力随着pRB63扩增程度的增加而增强,最终达到RH13的6～7倍.随后以RH13::[pRB63]n系列工程菌和B.subtilis YB1为亲株进行原生质体融合,筛得重组菌B.subtilis RH33.该菌在含10%葡萄糖或蔗糖的分批发酵中培养64h可产核黄素量4.2 g·L-1.采用以葡萄糖为碳源的流加发酵工艺,24 h可积累核黄素7～8 g·L-1,48 h达11～12 g·L-1,核黄素对葡萄糖的得率为0.056 g·g-1.     

Heterologous Production of Glidobactins/Luminmycins in Escherichia coli Nissle Containing the Glidobactin Biosynthetic Gene Cluster from Burkholderia DSM7029

Natural product peptide‐based proteasome inhibitors show great potential as anticancer drugs. Here we have cloned the biosynthetic gene cluster of a potent proteasome inhibitor—glidobactin from Burkholderia DSM7029—and successfully detected glidobactins/luminmycins in E. coli Nissle. We have also improved the yield of glidobactin A tenfold by promoter change in a heterologous host. In addition, two new biosynthetic intermediates were identified by comparative MS/MS fragmentation analysis. Identification of acyclic luminmycin E implies substrate specificity of the TE domain for cyclization. The establishment of a heterologous expression system for syrbactins provided the basis for the generation of new syrbactins as proteasome inhibitors by molecular engineering, but the TE domain's specificity cannot be ignored.