提高芽孢杆菌蛋白质的产量

α-淀粉酶是淀粉液化芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)分泌的一种蛋白质,人们想从这种菌获得更大的α-淀粉酶,就把编码这类蛋白质的某个基因的多拷贝连接到芽孢杆菌PUB110质粒上。把这个携带基因多拷贝的质粒插入到某个芽孢杆菌中,主要是插入到枯草芽孢杆菌     

异源D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达重组枯草芽孢杆菌的构建

【目的】构建异源D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达的重组枯草芽孢杆菌,探讨其作为全细胞催化剂合成D-对羟基苯甘氨酸的可行性。【方法】采用P_(aco)表达盒表达D-海因酶基因hyd或sd1,采用P_(AE)表达盒表达N-氨甲酰水解酶基因adc。分别以质粒pHP13和pUB110为载体,构建D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达质粒pHCS、pHCY和pUCS。在受体菌中整合表达了acoR和sigL基因,敲除了skf和sdp基因。将共表达质粒分别转化不同的受体菌,通过测定全细胞催化活性,表征D-海因酶和N-氨甲酰水解酶共表达的效果。【结果】带有质粒pHCY和pHCS的重组菌,全细胞催化活性分别为0.21 U/mL和0.31 U/mL。整合表达acoR和sigL基因以及高拷贝质粒pUCS,使全细胞催化活性达到1.0 U/mL。【结论】异源D-海因酶和N-氨甲酰水解酶在枯草芽孢杆菌中能够正确表达。基因拷贝数、acoR和sigL基因表达水平,及skf和sdp基因缺失对重组菌的催化活性具有显著影响。     

产绿原酸内生菌细胞色素P450基因的克隆和功能研究

以一株产绿原酸的内生枯草芽孢杆菌为基础,对其绿原酸途径的关键酶基因进行克隆和功能研究。克隆该内生菌的细胞色素P450基因并进行原核表达,对重组蛋白进行肉桂酸羟基化酶(C4H)酶活测定。结果显示,从内生菌中克隆了4个细胞色素P450酶系基因并进行了原核表达,其中P-4重组蛋白具有C4H活性,产生的香豆酸与LC-MS检测的结果一致,该酶的最适温度范围较宽,产物香豆酸对该酶有抑制作用。该内生菌可能利用其细胞色素P450酶系作为C4H的同工酶从而将产物导入绿原酸合成途径。     

解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶的高效表达

目的:克隆解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA)使其在解淀粉芽孢杆菌CICIM B4081中高效表达,并对重组酶进行酶学性质研究.方法:以解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)染色体DNA为模板,经过PCR扩增得到了大小约为0.8kb的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA),构建了重组表达质粒pQ-bglA,通过电转化的方法将其转化人解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)中.结果:得到了能高效表达β-1,3-1,4-葡聚糖酶的重组解淀粉芽孢杆菌.在250mL摇瓶条件下,重组菌分解地衣多糖的胞外最高酶活达到了1515.7U/mL,重组酶的最适作用温度为55℃,最适反应pH值为6.5.结论:重组菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活为原始菌株的11.84倍,实现了bglA基因在解淀粉芽孢杆菌中的高效表达.     

蓝色温和凝胶双向电泳用于分析嗜盐菌质膜蛋白复合物

为了揭示细胞对盐胁迫渗透适应的分子机制,以新鉴定的中度嗜盐芽孢杆菌Bacillussp.I121为实验材料,分析了该嗜盐菌质膜上的盐胁迫响应蛋白.为此,通过蓝色温和凝胶双向电泳(BN/SDS-PAGE)对纯化的质膜组分进行了差异蛋白质组学研究.经MALDI-TOF/TOF质谱分析,鉴定了8个盐胁迫响应蛋白.盐胁迫诱导上调表达的蛋白质包括ABC型转运蛋白、3-磷酸甘油透性酶、嘧啶核苷转运蛋白和甲酸脱氢酶,下调表达的蛋白质包括琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)铁硫亚基、黄素蛋白亚基、细胞色素b556亚基以及分子伴侣DnaJ的同源蛋白;酶活力测定结果表明胁迫条件下上述蛋白质的活性变化与表达量变化相一致.这些蛋白质中绝大多数属于高度疏水的跨膜蛋白,主要负责物质跨膜运输及能量代谢.上述结果表明,中度嗜盐菌Bacillus sp.I121可通过加快跨膜物质运输,同时抑制TCA循环完成盐胁迫条件下相容性溶质脯氨酸和四氢嘧啶的合成与积累.也进一步证明,蓝色温和凝胶双向电泳不仅可用于线粒体、叶绿体中蛋白质复合物的分析,也同样适用于细胞质膜上高度疏水蛋白复合物的比较研究.     

美重组淀粉酶得到该国FDA认可在世界上首次实现商品化

美国CPC International公司(新泽西州恩格尔伍德克列夫斯的子公司Enzyme Bio-Systems(EBS)公司用重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)生产的淀粉酶“BMA”已得到美国食品及药物管理局(FDA)的认可。这种“BMA”是来自巨大芽孢杆菌(B.megaterium)的酶,能提高从淀粉生产葡萄糖的过程的产量的作用。由于该菌在大量培养时酶的产率很低,所以由重组枯草芽孢杆菌的生产有很高的实用价值(参阅本刊1987年3月9日     

古菌蛋白激酶的研究进展

磷酸化是蛋白质翻译后修饰(post-translational modification)的主要方式,可由蛋白激酶、磷酸转移酶、磷酸化酶等多种方式催化进行。其中,由蛋白激酶(protein kinases)/磷酸酶(protein phosphatases)介导的可逆的蛋白磷酸化是细胞中信号转导的重要机制,在DNA复制、转录、蛋白质翻译、DNA损伤修复等生命过程中起广泛的调节作用。目前,古菌中蛋白激酶的研究尚属于初期阶段。虽然磷酸化蛋白质组学研究表明,古菌中存在大量的磷酸化蛋白质,但是我们对其具体催化作用的酶及调控机制尚不清楚。本文总结了古菌中已报道的蛋白激酶所参与的生命过程,包括古菌的DNA代谢、细胞代谢、细胞周期和运动机制等四个方面,并对今后的研究提出展望。     

原生质体融合构建高效产脂肽工程菌

芽孢杆菌因其可产生多种生理活性物质,在环境污染修复、生物防治、微生物采油等领域具有广阔的应用前景。莫哈韦芽孢杆菌Bacillus mojavensis JF-2和解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens BQ-6是从油田筛选出的产脂肽类表面活性剂菌株, 但在微生物采油实际应用中受到氧气浓度、盐度及pH的限制。原生质体融合是改变微生物代谢功能的一种简便有效的方法,以上述两株芽孢杆菌为对象,利用4因素3水平正交试验来探索菌龄、溶菌酶浓度、酶解温度和酶解时间对原生体制备、再生的影响。此外,对两菌株进行了双亲灭活原生质体融合,通过筛选得到了一株工程菌HY-4,并对其进行了初步的评价。结果表明:菌龄、溶菌酶浓度和酶解时间显著影响芽孢杆菌原生质体制备率及再生率(P<0.05),且在溶菌酶处理前用生理盐水多次洗涤菌体细胞,可提高制备率。两种芽孢杆菌原生质体制备及再生的最优条件均为:菌龄7 h、溶菌酶浓度2.5 mg/ml、酶解时间30 min、酶解温度42 ℃。融合子HY-4的最高耐盐度为15%,可耐50 ℃高温,代谢产脂肽的pH范围为4.0~9.5,且在好氧及厌氧条件下均能够代谢产脂肽,在厌氧条件下生长迅猛(细胞干重>1.6 g/L)。综上所述,融合子HY-4具有较大的应用潜力,该研究为芽孢杆菌的遗传育种打下了方法学基础,并对驱油微生物菌种的选育具有指导意义。     

茄子黄萎病菌抗性根际芽孢杆菌的筛选与鉴定

利用离体抑菌圈法从茄子根际土壤筛选出8株对黄萎病菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)抑菌效果明显的芽孢杆菌,其中F53菌株分泌几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶,对所检测的12种植物病原菌具明显的抑制作用,其发酵液热、酸碱稳定性强,用F53菌株制成的菌剂对茄子黄萎病盆栽试验防效为52.4%~75.8%,初步鉴定F53菌株为环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)。     

高温中性蛋白酶及其产生菌的初步研究

对高温中性蛋白酶产生菌耐热芽孢杆菌(Thermophilic Bacillus)XJT9503的产酶条件及酶的提取进行了初步研究。耐热芽孢杆菌XJT503产酶的摇瓶培养基最适碳源为葡萄糖,最适氮源为豆饼粉,100r／min,46℃培养60h酶活最高。实验结果表明高温中性蛋白酶提取可采用硫酸铵分级沉淀法。     

内切葡聚糖酶基因在巨大芽孢杆菌中的表达及其酶学性质研究

通过PCR方法将已克隆的内切葡聚糖酶基因(GenBank No. DQ782954)信号肽编码序列去除, 然后与表达载体pHIS1525连接后转化大肠杆菌DH5a, 筛选出阳性转化子DH5 a -pHIS1525-G7并提取质粒进一步转化巨大芽孢杆菌WH320原生质体, 获得基因工程菌WH320-pHIS1525-G7。刚果红染色和SDS-PAGE分析表明该基因在巨大芽孢杆菌中得到了有效表达。基因工程菌经优化培养后, 胞外上清液中的酶活力可达889 U, 是出发菌株(即枯草芽孢杆菌C-36)的11.22倍。酶学性质研究表明: 该酶的最适反应温度与pH值分别为65℃与pH 6.0, 在pH 4.5~10.0范围内50℃保温30 min可保持在最高酶活的80%以上。     

环状芽孢杆菌几丁质酶基因序列分析、表达和生物活性测定

真菌病害一直是影响作物的主要病害之一 ,每年造成巨大经济损失。几丁质酶可水解许多病原真菌细胞壁所含有的主要成分—几丁质 ,是研究得最多的抗真菌蛋白质。许多几丁质酶基因已从微生物中克隆到 ,芽孢杆菌是一类重要的几丁质酶产生菌。环状芽孢杆菌可产生并分泌多种多糖降解酶类 ,包括几丁质酶、β 1 ,3 葡聚糖酶、β 1 ,6葡聚糖酶和半纤维素酶[1] 。Ｗａｔａｎａｂｅ克隆了环状芽孢杆菌ＷＬ 1 2菌株的几丁质酶基因ｃｈｉＡ和ｃｈｉＤ ,对该几丁质酶基因的结构和功能进行了深入研究[2～ 4 ] 。我国的陈三凤克隆了黄杆菌的几丁质酶基因 ,…     

枯草芽孢杆菌形成芽孢时母细胞中基因表达的调控

枯草芽孢杆菌是典型的模式微生物,其芽孢形成过程一直是细胞分化领域研究的热点,近年来取得了重大进展。其形成芽孢时,细胞进行不对称分裂而产生两个子细胞:前芽孢(forespore)和母细胞(mother cell),它们的基因表达程序是完全不同的,但又相互影响。枯草芽孢杆菌被广泛应用于各种酶的生产,这些酶主要是在母细胞中合成。该文综述了母细胞中基因表达的调控机制。母细胞中基因表达的变化是由母细胞特异性转录因子Spo0A、σE和σK调控的。     

环状芽孢杆菌α—羟基—γ—氨丁酰酰化酶基因的克隆和表达

本文报道了以质粒pUB110为载体,以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)作为受体菌,对丁酰苷菌素产生菌(Bacillus circulans NRRL-B3312)总DNA进行了鸟枪克隆,在所获得的转化子中,No.733转化子经薄层层析,生物显迹和质谱分析表明,它具有将卡那霉素A生物转化成为丁胺卡那霉素的能力,说明该转化子所含重组质粒pUBC733的插入片段中含有a-羟基-r-氨丁酰(HABA)酰化酶基因,HABA酰化酶基因已经在枯草芽孢杆菌中获得了克隆和表达。该重组质粒分子量为7.3kb,插入片段为2.8kb,经Southern分子杂交确证此片段确来源于环状芽孢杆菌,已构建了该质粒限制性内切酶图谱。     

链霉菌MIUG4.46胞内葡萄糖异构酶的提取条件研究

比较了采用不同方法处理链霉菌MIUG4．46的生物量时,细胞内葡萄糖异构酶的释放能力。当联合采用溶菌酶和高压力来破碎细胞时,提取物中葡萄糖异构酶的总酶活力为91．3％,酶的回收率为87％。用溶菌酶溶菌和高压破碎细胞后,在Mg~(2＋)和Co~(2＋)存在的情况下,对细胞悬浮液进行热处理（70℃下加热10min）时,有利于提高提取物中葡萄糖异构酶的纯度,酶的比活力达3．275U／mg蛋白质。     

黄翅大白蚁后肠几丁质降解微生物的分离与鉴定

【目的】从培菌白蚁——黄翅大白蚁后肠微生物菌群中分离能降解几丁质的细菌。【方法】以胶体几丁质为唯一碳源,根据胶体几丁质水解透明圈的大小进行筛选。通过形态学、生理生化以及16SrRNA基因序列分析进行菌株鉴定。【结果】从黄翅大白蚁肠道中筛选到8株能够降解胶体几丁质的细菌,它们分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、指孢囊菌属(Dactylosporangium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)。8株菌均具有几丁质酶、β-葡萄糖苷酶和内切葡聚糖酶活性。【结论】从黄翅大白蚁后肠中获得8株能够降解胶体几丁质并具有其他碳水化合物降解酶活性的细菌,这一研究为了解白蚁肠道微生物协助白蚁消化食物机制提供了依据。     

枯草芽孢杆菌在系统与合成生物技术中研究进展及工业应用

枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis是微生物生理生化机理研究的模式菌株,也是工业应用生产小分子化合物、大宗化学品、工业酶、药物及保健品等生物制剂的良好底盘细胞。近些年,研究枯草芽孢杆菌的合成生物技术和代谢工程方法日新月异,为利用其作为底盘细胞生产目标产品提供了良好的工具和理论参考。文中综述了利用枯草芽孢杆菌为细胞工厂,在代谢改造中通过调节全局调控因子,基因组精简及优化,多位点、多维调控,自身生物传感动态调控,膜蛋白工程等方法,系统调控优化菌株;在蛋白质试剂生产改造中,通过优化基因启动子、蛋白质信号肽、菌株自身蛋白质分泌元件,构建无化学诱导剂表达系统等方法,优化生产菌株。另外,文中对未来进一步针对优化枯草芽孢杆菌进行工业生产中需要注意和重点关注的问题、方向进行展望。     

强化底物利用酶系表达,提升地衣芽孢杆菌生产碱性蛋白酶性能

地衣芽孢杆菌2709由于易于培养、GRAS状态和完善的蛋白质分泌能力,是已经投入工业生产碱性蛋白酶的菌株。为改善该菌株的发酵生产性能,提高菌体对培养基成分的利用和碱性蛋白酶产量,对菌株的胞外分泌酶系进行完善。利用同源重组机制,在基因组复制起始位点附近引入了来源于短小芽孢杆菌的木聚糖酶基因xynA和在复制起始位点中心对称的位置引入耶氏解脂酵母来源的脂肪酶基因lipY2。整合菌株在摇瓶发酵44h时,木聚糖酶、脂肪酶酶活力分别达(58±2.07)U/mL和(207±10.62)U/mL,其分泌表达促进了地衣芽孢杆菌对发酵培养基的分解与利用,提高了培养基中还原糖、上清总氮的含量和沉淀中含氮化合物的分解;细菌生物量较地衣芽孢杆菌原始菌株提高了11.76%,同时碱性蛋白酶的发酵周期较原始菌提前了4h,碱性蛋白酶产量提高了14.41%。地衣芽孢杆菌2709分泌酶系的丰富和发酵性能的改善为在饲料行业中作为微生物制剂的地衣芽孢杆菌提供了改造的方法。     

内生枯草芽孢杆菌SWB8 菌株β-1，3-1，4-葡聚糖酶的抗菌作用及细胞毒性

【目的】本文研究从药用植物黄姜中分离的内生枯草芽孢杆菌菌株SWB8分泌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶的抗菌活性和细胞毒性。【方法】利用液体发酵、凝胶渗透色谱(GPC)、十二烷基-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和液相层析串联质谱(LC-MS/MS)等方法纯化和鉴定枯草芽孢杆菌株SWB8合成的β-1,3-1,4-葡聚糖酶;利用纸片扩散法,检测葡聚糖酶抑制临床致病性细菌和真菌生长的活性;应用MTT法和流式细胞术(FCM)评估此葡聚糖酶对人肺腺癌细胞(A549)和骨髓间质干细胞(MSCs)的细胞毒性。【结果】细菌性β-1,3-1,4-葡聚糖酶显示了广谱的抗菌活性;抗肿瘤活性主要以细胞凋亡的方式选择性的抑制人肺腺癌细胞系A549细胞的增殖,而对人骨髓间质干细胞系MSC细胞无明显影响。【结论】首次报道β-1,3-1,4-葡聚糖酶的抗菌和抗肿瘤细胞的活性。内生枯草芽孢杆菌SWB8菌株有可能成为抗菌和高效低毒的抗肿瘤药物的潜在来源。     

小球藻共栖微生物种群多样性分析

[目的]分析小球藻共栖微生物的种类和种群多样性,为小球藻养殖病害防治提供依据。[方法]从小球藻共栖生长环境中分离共栖微生物,利用限制性核酸内切酶RsaⅠ酶切共生微生物的r DNA序列,进行多态性分析,获得共栖微生物种群信息。[结果]利用纯培养的方法获得15种菌落表型特征各异的小球藻共生微生物,分成7个操作分类单元(OUT),分别是变形菌门(Proteobacteria),包括:气单胞菌属(Aeromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、泛菌属(Pantoea),厚壁菌门(Firmicutes)的锰氧化还原菌(Exiguobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)。在小球藻共栖微生物中未分离到弧菌,也没有分离到真菌。[结论]小球藻共栖微生物种类多样,其中,革兰氏阴性菌占据绝对优势,革兰氏阳性菌只有芽孢杆菌属和锰氧化还原菌属,其中锰氧化还原菌是首次发现,小球藻共生菌中,很少分离到真菌,本研究中没有分离到真菌。