丝胶抗冻肽在大肠杆菌中的重组表达及其抗冻活性初探

为了高效制备抗冻肽,研究一种丝胶抗冻肽目的基因SerD在大肠杆菌BL21菌株中的重组表达,并分析表达产物的抗冻活性。首先合成SerD基因片段,经KpnI和XhoI双酶切后定向插入质粒载体Pet32a中,构建表达质粒Pet32a-SerD,然后电转化入大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG诱导下进行目的基因表达,利用镍琼脂糖亲和层析对目的重组蛋白进行纯化,并对其进行抗冻活性分析。结果表明,最佳表达条件为重组菌在20℃诱导16 h;通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium Dodecyl Sulphate-PolyAcrylamide Gel Electrophoresis,SDS-PAGE)和蛋白质免疫印迹试验(Western-Blot)鉴定重组蛋白表达成功且His-SerD融合蛋白表达的分子量在25~35 kDa之间;胞内表达His-SerD融合蛋白的大肠杆菌BL21-SerD复苏后的生长活性明显高于PBL空载菌;添加His-SerD融合蛋白可明显降低溶液中冰晶颗粒大小,具有较好的重结晶抑制效果。本文通过基因工程方法在大肠杆菌中成功构建丝胶肽抗冻肽的重组表达系统,并最终获得具有抗冷冻胁迫保护作用的His-SerD融合蛋白。     

具有溶栓活性的重组乳酸乳球菌的构建

利用PCR方法从纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.natto)基因组DNA中扩增纳豆激酶原基因,构建了纳豆激酶原基因的表达载体pFY002,转化Lactococcus lactis NZ9000,得到活性表达纳豆激酶的重组菌Lactococcus lactis NZ9000/pFY002。利用纤维蛋白平板法检测其溶栓活性,并对诱导剂乳链菌肽(NisinA)的浓度、温度、诱导时间对重组菌产酶的影响进行探究。     

构建食品级表达纳豆激酶的乳酸乳球菌重组菌株

构建整合型表达载体pFY008,以HisH基因作为同源重组的靶位点,通过同源重组将含有纳豆激酶原基因的表达盒PnisA-aprN整合到乳酸菌的基因组上,实现纳豆激酶在乳酸乳球菌中食品级的表达。构建的食品级基因工程菌安全性高、稳定性好,并赋予了其溶栓的功能。     

牛凝乳酶原基因在食品级乳酸乳球菌中的重组表达

将牛凝乳酶原基因连接pNZ8149载体,并转化乳酸乳球菌NZ3900,经乳酸链球菌素Nisin诱导,测得重组菌株胞内凝乳酶活力达到0.7 SU/mL,培养基中检测不到凝乳酶活力,实现了牛凝乳酶原基因在乳酸链球菌Nisin诱导基因表达系统（nisin controlled gene expression system,NICE）中活性表达。在此基础上,将分泌信号肽SPusp45连接于pNZ8149,构建了分泌型表达载体pNZ8149s,并实现牛凝乳酶原基因在NICE系统中分泌表达。当使用1 ng/mLNisin诱导5 h后,重组菌株胞内检测不到凝乳酶活力,培养基中凝乳酶活力为1.2 SU/mL,说明pNZ8149s能够促使凝乳酶原从乳酸乳球菌中分泌。该方法为重组牛凝乳酶在食品级菌株中重组表达提供了一种可行的方案。     

乳酸乳球菌富硒及其硒多糖抗氧化活性研究

对乳酸乳球菌富硒工艺进行优化以及对其最优条件下提取的硒多糖抗氧化活性研究,结果表明:接种量、培养时间、亚硒酸钠浓度是影响乳酸乳球菌富硒量的主要因素;当接种量8%,培养时间24h,亚硒酸钠浓度14μg/mL,温度37℃,pH6.6时,乳酸乳球菌的有机硒转化率为59.87%。当最优条件下提取的硒多糖浓度达2mg/mL时,硒多糖对羟自由基和超氧阴离子的清除率为78%和59%,较同等条件下多糖的清除率分别提高了19%和18%。      

乳酸乳球菌表达系统及其启动子的研究进展

乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）是工业应用中一种重要的模式菌株,具有非致病性、分泌蛋白能力强、容易分离培养等特性,是异源蛋白表达和分泌的理想宿主。高效可控的启动子是实现外源蛋白高效表达的关键因素之一。根据诱导机制,启动子可分为组成型和诱导型。本文阐述了乳酸乳球菌表达系统及其启动子结构,总结了生物信息学预测启动子及筛选克隆新启动子的方法,并对乳酸乳球菌启动子未来的研究方向进行了展望,可为深入研究启动子的结构和功能并进一步在工业上生产外源蛋白提供参考。     

表达外源谷氨酸脱羧酶基因对重组乳酸乳球菌胁迫抗性的影响

通过在乳酸乳球菌（Lactobacillus lactis）NZ9000外源添加一定浓度的γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）和表达可以合成GABA的谷氨酸脱羧酶（glutamic acid decarboxylase,GAD）两种方式,研究L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的表现。结果表明：外源添加GABA的手段对于L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的生长没有明显帮助。与之相反,通过逆转录-聚合酶链式反应克隆茶树中的CsGAD,构建pNZ8148-CsGAD表达载体,可获得高效表达GAD的基因工程重组菌L.?lactis?NZ9000/pNZ8148-CsGAD。经2?ng/mL乳酸链球菌素（Nisin）诱导8?h后,高效液相色谱检测表明重组菌合成GABA能力提高5?倍以上。生长曲线测定结果表明,正常培养条件下,重组菌到达对数生长平台期的时间较对照菌延长,到达稳定期的最大生物量（OD600?nm）提高至对照菌的1.5?倍;在pH?4.0的酸性培养条件下,对照菌基本不生长,而重组菌仍保持一定的生长力。低温胁迫实验结果表明,培养至稳定期后期的乳酸菌抗冻能力和存活率均要高于对数期中期和稳定期前期2?个培养阶段,且不同培养阶段中,重组菌的存活率均高于对照菌1～2?个数量级。综上所述,重组的L.?lactis?NZ9000/pNZ8148-CsGAD能够通过食品级异源表达CsGAD产生的GABA显著提高乳酸菌抗酸和抗冷冻胁迫的能力。本研究为探索研究乳酸菌抗胁迫机理、改良乳酸菌生长状态以利于其工业化用途的扩展提供了参考。     

PlnF抗菌肽在乳酸乳球菌中的分泌表达及抑菌活性鉴定

采用乳酸乳球菌表达载体对PlnF抗菌肽基因进行克隆表达,旨在使重组乳酸菌可以直接应用于食品的发酵和防腐之中。在乳酸乳球菌pNZ8149/NZ3900表达载体中,构建含有胞外表达信号肽的PlnF抗菌肽重组质粒,进一步在电阻200?Ω、电容25?μF条件下电转入NZ3900感受态内。经溴甲酚紫培养基筛选、菌落聚合酶链式反应验证、测序等鉴定正确的重组菌株,以1?ng/mL?Nisin诱导6?h后离心获得的上清液对金黄色葡萄球菌具有（14.03±0.23）mm的抑菌圈,经Tricine-十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测到在5.8～7.8?kDa间出现一条与预期大小相近的条带,进一步通过纳升液相色谱-电喷雾-串联质谱验证表明PlnF蛋白在pNZ8149/NZ3900乳酸乳球菌表达载体中正确地进行了胞外表达。     

L-乳酸脱氢酶基因在乳酸乳球菌KLDS4.0325中的表达

本文研究了在m RNA转录水平上三种L-乳酸脱氢酶基因在乳酸乳球菌KLDS4.0325不同生长阶段的表达情况。以16s r RNA作为内参基因,应用实时荧光定量PCR技术测定不同生长阶段的菌体中L-乳酸脱氢酶基因(ldh、ldh X和ldh B)表达的动态变化规律。该菌株的生长曲线呈S型,培养2~6 h为菌体的生长对数期,随后进入稳定期。生长曲线的测定表明该菌株生长力极其旺盛;16s r RNA、ldh、ldh X和ldh B基因的扩增效率曲线显示,内参基因与目的基因的扩增效率一致且接近100%,这说明利用相对荧光定量法能够较好的反应目的基因的表达量;ldh、ldh X和ldh B基因在菌体生长的3个时间点(6 h、9 h和12 h)都有一定量的表达,随着菌体的不断生长,基因表达的变化均呈现显著性上升趋势,且上升幅度不断增加,在12 h时基因表达量达到最大值。其中ldh基因在的表达量在菌体生长的3个时间点存在显著性差异,而ldh X、ldh B基因的表达量存在极显著差异。     

乳酸乳球菌乳酸亚种产丁二酮的优化研究

分别研究了10种不同因素对乳酸乳球菌乳酸亚种产生丁二酮含量的影响。实验结果表明,各因素产生丁二酮最高量的条件分别为:培养温度为37℃,凝乳后0h,后熟12h,培养基pH调节为5.6,培养基中添加柠檬酸的量为0.15%;培养基中添加Vc的量为0.01%,培养基中添加金属离子的量分别为Mg2+0.03%、Cu2+0.02%、Mn2+0%,培养基中添加甘氨酸的量为0.2%,培养基中添加碳水化合物的量分别为葡萄糖为0%、蔗糖为0%;随着基质浓度增加丁二酮产量也随之增加。     

乳源血管紧张素转移酶抑制肽在乳酸乳球菌中的表达

在乳酸乳球菌中表达乳源血管紧张素转移酶抑制肽。选取了4种不同的来源于牛酪蛋白的血管紧张素转移酶(ACE)抑制肽,为了确保能够在人体消化液作用下正常发挥它们的ACE抑制活性,4种短肽以串联多肽(TP)的形式进行表达,并在各短肽单体间引入了人体内主要消化酶的酶切位点。根据TP的氨基酸序列和乳酸乳球菌的偏爱密码子,人工合成TP基因。然后将TP基因和绿色荧光蛋白(GFP)基因串联于载体pSEC-E7,从而构建了pSEC-TP:GFP质粒,实现了2种蛋白在乳酸乳球菌中的共表达。经电击转化,将该重组质粒转入乳酸乳球菌NZ9000中,获得重组菌株NZ9000(pSEC-TP:GFP)。用Nisin诱导TP:GFP蛋白表达。RT-PCR、激光共聚焦扫描显微镜和SDS-PAGE鉴定表达产物。RT-PCR结果表明,TP:GFP蛋白在RNA水平表达成功;SDS-PAGE表明目标产物是35 ku的条带。在乳酸乳球菌中实现了乳源血管紧张素转移酶抑制肽的表达。     

Expression of milk-derived angiotensin I-converting enzyme-inhibitory peptides in Lactococcus lactis

Angiotensin I-converting enzyme (ACE) plays a key role in the regulation of blood pressure. Currently, most single or tandem repeats of ACE-inhibitory (ACE-I) peptides have been expressed in Escherichia coli. However, in this study, a food-grade system was constructed using Lactococcus lactis (L. lactis) to simultaneously express four different milk-derived ACE-I peptides with antihypertensive activity. Mixed peptides (MPs) fused with green fluorescent protein (GFP) and eight histidines were synthesized. To ensure potent ACE inhibition by the MPs in human digestive juice, pepsin and trypsin cleavage sites were introduced among the four ACE-I peptides. The MP fusion gene was inserted into expression vector pSEC-E7 with nisin induction and expressed in L. lactis NZ9000, then purified by affinity chromatography. The transformants containing pSEC-MP:GFP were identified based on green fluorescence using Leica laser scanning confocal microscopy. The target proteins were detected by SDS-PAGE analysis and displayed obvious immunogenicity by western blot. After hydrolysis with digestive enzymes, the IC₅₀ of the MPs was 118.63 μM. These results suggested that multiple milk-derived ACE-I peptides with antihypertensive properties could be produced using a food-grade lactococcal expression system.     

甜味蛋白Brazzein在乳酸乳球菌的表面表达及鉴定

为了提高甜味蛋白Brazzein的产量及甜度,将第29位的天冬氨酸、第31位的组氨酸和第41位的谷氨酸突变为赖氨酸、丙氨酸、赖氨酸,然后结合乳酸乳球菌密码子偏嗜性,对甜味蛋白编码序列进行优化。将优化的Brazzein基因克隆入表面表达载体p NZ8112,构建甜味蛋白Brazzein的乳酸乳球菌表面表达系统。通过SDSPAGE、免疫印迹及免疫荧光等方法验证甜味蛋白Brazzein成功表达于乳酸乳球菌表面,这为甜味蛋白Brazzein的商品化开发奠定基础。     

猪脂联素球状结构域gAd蛋白在重组乳酸乳球菌中表达条件的优化

为获得含猪脂联素球状结构域gAd基因的重组乳酸乳球菌的高效表达,对其表达条件和培养基配方进行了优化。首先采用单因素分析法确定重组乳球菌最佳诱导剂浓度、诱导时间点(OD600)和诱导后培养温度,以及培养基中的乳糖浓度、氮源浓度、Na2HPO4浓度和MgSO4浓度对表达量的影响;之后通过正交试验,确定重组乳酸乳球菌的最佳表达条件。结果显示,其最佳诱导剂nisin浓度为30ng/mL、诱导的时间点是OD600≈0.4、诱导后培养温度为25℃;最佳培养基配方是:乳糖添加量为7%、大豆蛋白胨为2.7%、酵母膏为1.3%、Na2HPO4浓度为0.25%、MgSO4浓度为0.02%。优化后,脂联素的表达量为29.4%的总蛋白含量。     

Influence of cryoprotectants on the viability and acidifying activity of frozen and freeze-dried cells of the novel starter strain Lactococcus lactis ssp. lactis CECT 5180

  Lactococcus lactis ssp. lactis CECT 5180 is a novel starter strain with highly desirable technological properties, selected to be used a starter culture for the manufacture of Afuega'l Pitu cheese, a farmhouse cheese very popular in Asturias (Northern Spain). In order to optimise biomass preservation of this strain the effect of different substances on the viability and acidifying activity of preserved cells (by freezing or freeze-drying) was evaluated. On the whole, supplementing reconstituted skimmed milk with certain substances enhances its own highly-protective effect, to different degrees depending on the compound used. In fact, substances as β-alanine for freeze-drying procedures and sugars, glutamic acid or meat extract (only at –80  °C) for freezing purposes, showed a highly suitability for preservation processes, not only as high-survival providers but also in relation to the reduction in the lag phase of cultures in milk. Received: 17 January 2000