枯草芽胞杆菌芽胞表面展示研究进展

枯草芽胞杆菌芽胞表面展示技术是把枯草芽胞杆菌作为芽胞表面展示的宿主来展示目的蛋白的一种技术。该技术不仅具备芽胞表面展示技术可展示分子量较大的目的蛋白、目的蛋白无需跨膜及芽胞的极强抗逆性等特点外,同时由于该技术的宿主菌--枯草芽胞杆菌的分子生物学信息研究得比较清楚、安全性高而被广泛应用。介绍了枯草芽胞杆菌表面展示近10年在生产疫苗和固定化酶方面的进展,并对如何提高表面展示目的蛋白的产量做了简要概述。     

枯草芽胞杆菌降解毒死蜱特性研究

研究生物量、pH、毒死蜱浓度和温度对枯草芽胞杆菌3374菌株(编号为GU086422)在水溶液中降解毒死蜱特性,考察该菌株对白菜上毒死蜱残留的降解特性。结果表明,在毒死蜱质量浓度为240 mg/L、pH7.0、温度30℃的适宜条件下,枯草芽胞杆菌3374菌株对毒死蜱的降解率达到92.48%。该菌株能够有效提高白菜叶面上毒死蜱残留的降解速度,表明其在白菜上具有有效降解毒死蜱的能力,在无公害农产品生产中具有广阔的应用潜力。     

枯草芽胞杆菌紫外线诱变实验方案的优化

【目的】优化枯草芽胞杆菌紫外线诱变实验教学方案,以便学生在实验中获得预期结果。【方法】从菌体培养、活菌浓度估测和辐射参数三方面探讨影响实验结果的因素。【结果】采用液体培养法活化菌体有利于制备均匀的菌悬液,采用比浊法估测初始菌悬液浓度可以指导学生将其稀释至102-103 CFU/m L的浓度;涂布接种后平板表面干燥、培养皿盖内无明显水珠附着,是获得单菌落的关键;在紫外辐射过程中采用固定的菌悬液体积和搅拌速度,可以获得规律性的辐射剂量——致死效应曲线。【结论】优化后的方案实验结果易得、重复性好,可供教学和研究实验参考。     

高产纤维素酶枯草芽胞杆菌S-16的筛选及其发酵工艺优化

利用刚果红鉴别培养基及基础液体筛选培养基进行菌种筛选,从新疆盐碱地分离得到的16株菌株中筛选获得一株产纤维素酶活力较高的菌株S-16,对该菌株进行16SrDNA鉴定,确定该菌为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。对S-16发酵产纤维素酶的主要影响因素进行研究,分别考察了碳源、氮源、培养基初始pH和接种量等因素对发酵产纤维素酶的影响。结合单因素影响实验得到优化后的培养基配方为:羧甲基纤维素钠1.5%,酵母粉1%,NaCl 1%,MgSO_4·7H_2O 2‰,KH_2PO_4·3H_2_O 1‰。优化后的发酵条件为:初始pH为8,接种量1%,种龄8h,培养时间48h。经过发酵工艺优化,S-16产生的羧甲基纤维素酶活(CMCase)和滤纸酶活(FPase)分别达到4.64IU/mL和0.46IU/mL,与初始培养条件下的酶活相比分别提高了3.14倍和1.30倍。本研究得到的枯草芽胞杆菌S-16及其优化发酵工艺为秸秆的快速腐熟和高产纤维素酶的应用奠定了基础。     

枯草芽胞杆菌甘露聚糖酶发酵条件优化

旨在以枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis J为生产菌株,发酵生产β-甘露聚糖酶,通过优化产酶条件,以达到提高β-甘露聚糖酶产量的目的。利用DNS比色法检测β-甘露聚糖酶活力,采用单因素试验,研究碳氮源种类及碳氮源浓度、温度、pH、接种量和装液量对菌株Bacillus subtilis J发酵产β-甘露聚糖酶的影响,结合响应面试验设计确定菌株Bacillus subtilis J发酵产甘露聚糖酶的最优发酵培养条件。单因素试验和响应面试验得到最优的发酵条件为魔芋粉28 g/L,胰蛋白胨21 g/L,K₂HPO₄ 6 g/L,MgSO₄·7H₂O 1 g/L,温度31℃,pH值8.5,接种量1%(体积分数),装液量50 mL/250 mL,发酵周期24 h。利用优化后的培养基生产β-甘露聚糖酶,其酶活力达到84.38 U/mL,是初始发酵培养基产酶活力的3.36倍。通过对发酵条件的优化,大幅度提高了β-甘露聚糖酶的产量,为其工业生产提供参考。     

外源木聚糖酶在枯草芽胞杆菌中信号肽筛选

[目的]本试验旨在筛选引导表达外源木聚糖酶基因高效分泌的信号肽,为枯草芽胞杆菌木聚糖酶高效分泌表达系统提供元件.[方法]构建信号肽筛选载体,载体是以含壮观霉素抗性基因的大肠-枯草穿梭载体为基本骨架,目标蛋白为耐碱性木聚糖酶,可在麦芽糖启动子Pglv诱导下表达.从枯草芽胞杆菌A1747基因组中扩增获得24个Sec途径信号肽,并将其全部链接到至筛选载体上,并在枯草芽胞杆菌WB700中实现表达分泌.重组菌在3%麦芽糖诱导下培养24h后用DNS法测定上清酶活.[结果]成功构建信号肽筛选载体pGPSX及24个表达载体,实现木聚糖酶表达分泌.且不同信号肽对于引导外源木聚糖酶分泌能力不同,其中YnfF信号肽引导分泌目标蛋白效率最高,上清酶活为37.2IU/mL.[结论]试验证明在枯草杆菌中对外源蛋白进行信号肽筛选是提高其分泌的有效途径,并获得了针对木聚糖酶高效分泌信号肽YnfF.     

产脂肪酶重组枯草芽胞杆菌的发酵优化

笔者所在实验室前期筛选到1株产脂肪酶粘质沙雷氏菌,克隆其脂肪酶基因,构建重组枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-lipA,成功实现了来源于粘质沙雷氏菌的脂肪酶基因在枯草芽胞杆菌中的表达。基于以上工作基础上,对B.subtilis 168/pMA5-lipA进行了摇瓶水平上的产酶发酵优化。首先通过单因素和正交试验确定了有利于产脂肪酶的最佳培养基成分,并对发酵条件进行了优化。结果表明:优化后的培养基组分为蔗糖35 g/L,玉米浆27.5 g/L,(NH4)2SO41.25 g/L,CaCl24 g/L,pH 7.0。在最优发酵培养基的条件下,37℃、160 r/min摇床培养33 h,每毫升发酵液中重组菌脂肪酶酶活可达98.6 U,是优化前的3倍。     

枯草芽胞杆菌孢子表面展示外源蛋白的研究

枯草芽胞杆菌孢子表面展示技术是最近十几年新兴的一种外源蛋白固定方法,已在酶学、疫苗学、靶向药物制备、金属污染治理等领域获得了广泛应用。以孢子衣壳蛋白为载体蛋白,已经成功地把许多抗原、酶和其他蛋白展示在孢子外表面。枯草芽胞杆菌孢子衣壳由多种衣壳蛋白组成,但可用做载体蛋白的并不多,且它们的特性不同。综合介绍了枯草芽胞杆菌孢子表面展示外源蛋白这种新型技术的具体机理,及其在国内外各领域应用的研究进展。     

以CotX为分子载体在枯草芽胞杆菌芽胞表面展示绿色荧光蛋白

芽胞衣壳蛋白CotB、CotC、CotG等可作为芽胞表面展示外源蛋白的分子载体,制备口服重组疫苗或具有催化活性的重组酶。CotX为枯草芽胞杆菌Bacillussubtilis芽胞衣壳中的另一种结构蛋白。为证明CotX能否作为分子载体将外源蛋白展示在芽胞表面,本研究将cotX基因与绿色荧光蛋白基因gfp的编码序列进行基因重组,构建融合表达CotX-GFP的整合型重组质粒,将该质粒转化枯草芽胞杆菌,筛选重组菌株并诱导产生芽胞,观察到重组芽胞表面具有GFP绿色荧光。结果表明枯草芽胞杆菌的芽胞衣壳蛋白CotX位于芽胞衣壳外层,可作为芽胞表面展示外源蛋白的载体分子。     

苏云金芽胞杆菌营养期杀虫蛋白基因vip3A在枯草芽胞杆菌中的表达

枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis常被用于表达杀虫和抗菌蛋白.为了探讨苏云金芽胞杆菌B. thuringiensis营养期杀虫蛋白基因（vip3A）在枯草芽胞杆菌中的表达情况,促进杀虫防病工程菌构建,将枯草芽胞杆菌168菌株核糖体小亚基S4蛋白基因的启动子与苏云金芽胞杆菌WB7菌株vip3A基因的编码序列连接,插入大肠杆菌Escherichia coli与枯草芽胞杆菌穿梭载体pAD123,得到重组原核表达质粒pADpvip,将重组质粒转化枯草芽胞杆菌标准菌株168和分离自辣椒体内的生防内生枯草芽胞杆菌BS-2菌株中,获得工程菌株.SDS-PAGE分析表明在枯草芽胞杆菌168菌株的部分工程菌株中有约88 kDa大小的VIP条带,而BS-2的工程菌株中未见相应的条带,表明Vip3A蛋白仅在168菌株中表达.生物测定表明有5株168的工程菌株（168vip1-4,6）表现较高的杀虫活性,工程菌株发酵稀释液（约10⁷CFU/mL）处理的小白菜叶片饲喂斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的杀虫效果可达87.64%~92.13%,但vip3A基因转入内生枯草芽胞杆菌BS-2中不表现杀虫作用.毒力测定表明168vip2菌株对斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的LC₅₀为0.0194 mL/mL.这些结果为进一步研究基因在枯草芽胞杆菌中的表达构建杀虫防病工程菌打下了基础.     

高产表面活性素的重组枯草芽孢杆菌构建及培养优化

表面活性素是一种新型生物表面活性剂,因其具有良好的表面活性、可生物降解及抗菌活性,在石油开采、医药、农业和食品化妆品等领域具有广阔的应用前景。高产表面活性素菌株的获得和发酵过程优化是其商业化生产的关键。文中考察了脂肪酸合成途径对表面活性素合成的影响,强化脂肪酸生物合成关键基因以及该途径全部基因分别构建了高产表面活性素枯草芽孢杆菌BacillussubtilisTHBS-2和THBS-8,并对发酵过程中氨基酸种类及添加量、诱导剂异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)添加时间和添加量等条件对产物合成的影响进行考察,获得优化的两阶段前体添加方案:发酵3 h,加入IPTG和L-亮氨酸,使其终浓度分别为1.25 mmol/L、5 g/L;发酵24 h,添加L-亮氨酸(终浓度5 g/L)和浓缩培养基5 mL。优化条件下,枯草芽孢杆菌THBS-2摇瓶发酵48 h,表面活性素产量高达24 g/L;30 L发酵罐中发酵68 h,产物产量最高达到34 g/L。研究结果为表面活性素的工业化生产及应用奠定基础。     

γ-聚谷氨酸生产菌的选育及培养条件研究

从土壤中筛选分离到1株γ聚谷氨酸的生产菌株yt102,初步鉴定为枯草芽孢杆菌;以此为出发菌株采用紫外线(UV)、亚硝基胍(NTG)进行复合诱变,获得1株γ聚谷氨酸高产突变株,突变株连续传代10次,发酵性能稳定;通过单因素和正交试验确定培养基的最佳组成,在最优条件下,γ聚谷氨酸的平均产量可达28.5 g/L。     

Two-step sequential optimization for production of ionic liquid stable cellulase from Bacillus subtilis I-2

The cost-effective bulk production of cellulases with desirable characteristics e.g., ionic liquid (IL)-stability, thermal, and pH stability is highly desirable. This study reports the optimization of cultural and environmental variables for enhanced production of an IL-stable, broad pH range, and thermo-stable cellulase from Bacillus subtilis I-2 employing low-cost agro-industrial wastes. Furthermore, combined interactive effects of different variables on enzyme yield were investigated using response surface methodology. The optimal levels of carbon and nitrogen sources were determined (% w/v, wheat bran 2.0, potato peel 1.5, cotton seed cake 0.8, and soybean meal 0.8) for enhanced cellulase yield. Further, optimization of environmental variables (temperature 48.41?°C, pH 7.0, and agitation rate 180 rpm) lead to overall 4.1-fold (76– 315.90 U/ml) enhancement of cellulase yield.     

拮抗枯草芽孢杆菌KC-5的分离鉴定及其发酵优化

为了筛选出对植物病原菌具有拮抗作用的生物防治细菌,采用平板对峙法从蔬菜根际土壤中分离获得一株对多种病原真菌具有抑制作用的枯草芽孢杆菌,并对抑制后的病原菌菌丝进行了观察,结果表明该菌株对尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、层出镰刀菌以及腐皮镰刀菌均具有抑菌活性。通过形态特征、生理生化特征及16S rRNA序列分析,将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),并对其发酵培养基进行了优化。     

Study on the electro-transformation conditions of improving transformation efficiency for Bacillus subtilis

Aims: To optimize the transformation conditions and improve the transformation efficiency of Bacillus subtilis WB800 and DB104. Methods and Results: Trehalose, which could decrease the damage of electric shock to the cells, was added to the electroporation medium containing sorbitol and mannitol. The factors affecting the transformation efficiency, such as the growth phase of bacteria, cell concentration, electric field strength and plasmid variety, were examined and improved. The new method increased the transformation efficiency of B. subtilis by nearly 100‐fold compared with the conventional one. Conclusions: With the optimized method, the transformation efficiency came up to 3·64 × 10⁵ transformants μg^?1 DNA for WB800, and 2·10 × 10⁵ transformants μg^?1 DNA for DB104. Significance and Impact of the Study: This improvement in transformation efficiency will be largely attributed to the research of expression of exogenous genes in B. subtilis, gene library construction for directed evolution and transformation of wild‐type B. subtilis strains.     

重组青霉素G酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达条件优化

 为获得巨大芽孢杆菌青霉素 G酰化酶 (PGA)的高产菌株和条件 ,构建了分泌表达 PGA的基因工程枯草杆菌菌株 ,对表达条件进行了优化 .以 LB作为初始培养基 ,考察了温度、苯乙酸、装液量、碳源对于工程菌 PGA产量的影响 .实验发现重组细胞产酶不再需要变温和苯乙酸诱导 .充足的通气量和适当浓度的淀粉可使细胞密度及 PGA表达量大为提高 .表达条件优化后 ,菌体 A60 0由 3提高到 2 0 ,PGA的表达量由 3～ 6U/ml提高到 35～ 40 U/ml,为目前生产用巨大芽孢杆菌表达量的 6倍 .     

碱性果胶裂解酶摇瓶发酵条件的研究

利用碱性果胶裂解酶生产菌株Bacillus subtilis WSH02-02进行摇瓶发酵优化,确定了最适种子斜面培养基、种子摇瓶培养基和发酵摇瓶培养基等培养条件,经14h的摇瓶发酵,酶活最高达到8．29U／mL。     

Plausible Novel Ribose Metabolism Catalyzed by Enzymes of the Methionine Salvage Pathway in Bacillus subtilis

Although several studies have shown that milk protein components have a wide range of biological activities, the potential role of these proteins in the gastrointestinal mucosal defense system is less well elucidated. In this study, we investigated the effect of the major proteins in cow’s milk on gastric mucosal injury by using two acute ulcer models in Wistar rats. Gastric mucosal injury was induced by either intragastric 60% ethanol-HCl or water-immersion restraint stress (23°C, 7 h). Each test milk protein was orally administered 30 min before the induction of gastric injury. Among the major milk proteins, α-lactalbumin (α-LA) is demonstrated to have a marked protective effect against ethanol-induced gastric injury, with the same potency as that of the typical antiulcer agent, Selbex. Whey protein isolate (WPI), which contained 25% α-LA, also protected against gastric injury, while casein showed no effect. Comparative studies on the protective effect of the four major components of WPI, β-lactoglobulin, α-LA, bovine serum albumin and γ-globulins (immunoglobulins), on the basis of their contents in WPI revealed that α-LA was responsible for the protective effect of WPI, being about 4-fold more effective than WPI itself. α-LA showed dose-dependent protection against gastric injury induced by stress as well as ethanol. Pretreatment with indomethacin (10 mg/kg body weight, s.c.), which is a potent inhibitor of endogenous prostaglandin synthesis, resulted in a significant reduction in the protective effect of α-LA. These results indicate that α-LA has marked antiulcer activity as an active component of cow’s milk protein, and suggest that α-LA intake may serve to protect against gastric mucosal injury, in part through endogenous prostaglandin synthesis.