乳酸乳球菌作为黏膜免疫活载体疫苗传递抗原的研究进展

乳酸菌是人和动物肠道内的常见细菌,被公认为安全级(generally recognized as safe,GRAS)微生物。近年来,对于乳酸菌作为宿主菌表达外源蛋白或抗原的研究取得了一定进展。乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)是乳酸菌的代表菌种,以其生长迅速、易于操作等优点成为表达外源抗原,作为黏膜免疫活载体疫苗的理想菌株。随着对乳酸乳球菌基因工程的研究逐渐深入,已发展了一系列组成型和诱导型乳酸乳球菌表达系统以及蛋白定位系统。破伤风毒素片段C、布氏杆菌L7/L12蛋白等多种病原微生物抗原已成功在乳酸乳球菌中表达,并已证明部分重组乳酸乳球菌作为黏膜免疫疫苗可以同时刺激局部黏膜免疫应答和系统免疫应答。目前,如何使活载体乳酸乳球菌以最佳方式向黏膜免疫系统提呈抗原继而诱导有效免疫反应是该领域的研究热点,也是巨大挑战。实现外源抗原在乳酸乳球菌中的准确定位及与细胞因子的共表达是未来研究的重要方向之一。乳酸乳球菌作为黏膜免疫活载体疫苗传递外源抗原具有广阔的应用前景。     

作为宿主系统的几株乳酸菌的表型特征

目的：研究乳酸菌载体－宿主系统。方法：采用涂片染色和形态特征观察,用鉴别生化实验如过氧化氢酶实验,碳水化合物发酵产酸实验,精氨酸水解实验及抗生素抗性实验等对含有pMG36e质粒的乳酸菌MG1363,乳球菌IL1403和乳杆菌ATCC4356进行研究鉴定。结果：乳酸乳球菌乳脂亚种MG1363,乳酸乳球菌乳酸亚种IL1403含有质粒pMG36e的MG1363致及嗜酸乳杆菌ATCC4356其表型特征分别与伯杰氏手册中相应细菌特征一致,质粒pMG36e含有红霉素抗性基因,结论：此乳酸菌宿主一载体系统可用载体来源的红霉素抗性进行筛选,用于外源基因在乳酸菌中克隆和表达的研究。     

乳酸乳球菌载体疫苗

乳酸乳球菌是一种在食品工业中广泛应用的安全级微生物,应用基因工程手段能使乳酸乳球菌表达多种病毒、细菌、寄生虫的外源蛋白。乳酸乳球菌可经粘膜途径免疫,能有效递呈抗原,诱导外源蛋白的特异性免疫应答,并能同时诱导粘膜免疫与全身免疫,因此可作为潜在的疫苗载体。本文对乳酸乳球菌载体疫苗的优势、应用以及疫苗设计时需要考虑的问题进行了概述。     

乳酸乳球菌食品级表达载体的研究进展

乳酸乳球菌（L.lactis）是乳球菌属中最重要和最典型的一个种,在食品工业中应用广泛,被公认为安全的（generally regards as safe,GRAS）食品级微生物。以乳酸乳球菌作为宿主菌,构建表达载体用来表达异源蛋白和酶,逐渐成为食品工业、生物制药和疫苗研究的热点。近年来,乳酸乳球菌的分子微生物学研究取得了重大进展,这为表达载体的构建奠定了基础,一些具有不同用途的乳酸乳球菌基因表达载体已经构建,用来表达抗原蛋白、细胞因子和生物酶等。其中,以来源于食品级微生物的DNA片段构建的食品级表达载体引起人们的关注。     

表达增强绿色荧光蛋白重组乳酸菌的构建

以乳酸乳球菌通用表达载体pMG36e为基本骨架,将增强型绿色荧光蛋白基因(eGFP)插入该载体组成型表达强启动子p32的下游,构建了eGFP标记的乳酸菌表达载体pMG36e-eGFP。重组质粒电击转化一株乳酸乳球菌BLCC02-0018。筛选阳性转化子,通过连续荧光强度检测,验证eGFP基因能否在重组菌中稳定表达。重组表达质粒pMG36e-eGFP酶切及测序结果与预期片段大小相符,表明成功构建了重组乳酸菌表达载体pMG36e-eGFP;对阳性转化子进行蓝光激发,可见明显的绿色荧光,且荧光稳定性强,连续传代30代仍可见荧光,结果表明已经成功构建表达增强型绿色荧光蛋白的重组乳酸乳球菌,为下一步研究乳酸菌在动物体内的分布定殖规律打下了基础。     

乳酸乳球菌基因表达载体系统的研究

乳酸乳球菌（IaCtOCOOCCClaCrts）是乳球菌属（IastOCOCCCS）最重要和最典型的一个种,该菌为兼性厌氧的革兰氏阳性菌,是乳品工业发酵的重要菌类,是在食品及医药工程领域具有重要应用前景的食品级微生物［‘］。乳酸乳球菌中存在大量的染色体外因子（如质粒和噬菌体）,为其分子生物学研究和基因载体系统的发展提供了极好的材料。在近十多年中,随着乳酸乳球菌内源性质粒的去除和电穿孔转基因技术的建立以及乳酸乳球菌各类表达信号的分离和克隆,已建立和发展了一系列具有不同用途的乳酸乳球菌载体和受体系统。这些载体包括基本的…     

乳酸乳球菌食品级诱导表达系统的构建及异源蛋白的表达

以α-aga基因为食品级选择标记构建了乳酸乳球菌食品级高效诱导细胞内和细胞壁锚定表达系统,并用这一表达系统表达了铜绿假单胞菌融合外膜蛋白基因OprF/H。首先以pRAF800和pNZ8048构建了含有α-aga、PnisA-MCS-TpepN和θ复制子的乳酸乳球菌食品级细胞内诱导表达载体pRNA48,再以pRNA48和pVE5524为出发载体构建了含有α-aga、PnisA-SPUsp45-nucA-CWAM6-t1t2和θ复制子的乳酸乳球菌细胞壁锚定诱导表达载体pRNV48。然后以食品级载体pRNA48和pRNV48为基础,构建了不含抗生素抗性选择标记的铜绿假单胞菌融合外膜蛋白基因的表达质粒pRNA48-OprF/H和pRNV48-OprF/H。利用nisin进行重组乳酸乳球菌菌株的诱导表达,通过SDS-PAGE和Western blot分析,检测到表达蛋白分别占细胞内可溶蛋白的9.6%和细胞壁锚定蛋白的9.8%,表达产物具有免疫原性,可与含OprF/H的乳球菌以及铜绿假单胞菌发生特异性的凝集反应。     

食品级乳酸乳球菌pNZ8149-luc质粒的构建及表达

目的:构建能够稳定表达萤火虫荧光素酶报告基因(luc)的乳酸乳球菌(Lactococcus lactis, L.lactis)食品级表达系统,以便后续研究对目的基因进行示踪。方法:从pGL4.10质粒中PCR扩增萤火虫荧光素酶报告基因,测序,克隆至载体pNZ8149,构建pNZ8149-luc表达质粒;电击转化宿主乳酸乳球菌NZ3900,采用乳糖筛选法获得重组的乳酸乳球菌,Nisin诱导,采用微孔板发光检测仪检测荧光素酶的存在,Western Blot检测目标蛋白luc的表达。结果:PCR扩增的荧光素酶报告基因成功克隆至pNZ8149质粒,并电击转化宿主乳酸乳球菌NZ3900,得到乳酸乳球菌表达系统NZ3900/pNZ8149-luc。Nisin诱导后,检测到荧光素酶随诱导时间的延长活性逐渐增强,时间超过24 h之后荧光素酶活性逐渐下降。Western Blot检测到目标蛋白luc在胞内表达。结论:成功构建了p NZ8149-luc表达载体,并能够在乳酸乳球菌体内稳定表达。     

不同质粒电转三种乳酸菌的比较研究

为比较研究不同质粒针对不同乳酸茵的电转效率的差异,分别以乳酸乳球菌NZ9000、干酪乳杆菌LC2W和植物乳杆菌WCFS1三种乳酸菌为受体,以七种不同质粒为载体,进行电转实验.结果表明在乳酸乳球菌NZ9000中,转化效率最高的是pIB 184质粒,达到了1.53×107 cfg/μgDNA,在干酪乳杆菌LC2W中,pSIP403质粒的电转化效率最高,达到了6.42×105 cfg/μgDNA,在植物乳杆菌WCFS1的电转化中,是pNZ44质粒达到8.68×105 cfg/μgDNA的最高转化效率.其中质粒pIB184和pNZ44在三种菌株中均有较高的电转化效率,超过了103 cfg/μgDNA,另一方面T-pAMS100、pSIP403、pSIP409三个质粒在干酪乳杆菌与植物乳杆菌中的电转化效率明显高于乳酸乳球菌.不同质粒针对不同乳酸茵的转化效率为乳酸茵的高效电转和表达栽体的选择与构建提供了可行依据.     

猪传染性胃肠炎病毒S蛋白在乳酸菌中的表达

目的：构建猪传染性胃肠炎病毒S蛋白的细胞内表达重组乳酸乳球菌,确定其最佳表达条件,为重组乳酸菌作为口服疫苗防治猪传染性胃肠炎奠定基础。方法：根据猪传染性胃肠炎病毒纤突（S）蛋白的全基因序列及表达载体质粒的基因融合特点,设计一对引物,进行PCR,获得含有TGEV S基因4个主要抗原位点的约2000bp目的片段,将其与表达载体质粒pNZ8048进行连接,通过电转化进入宿主菌乳酸乳球菌NZ9000细胞内,在乳链菌肽（Nisin）的诱导下进行表达,确定最佳表达条件;并通过SDS-PAGE进行检测和Western-blot分析表达蛋白活性。结果：成功获得了TGEV S蛋白在乳酸乳球菌细胞内的表达并且表达的蛋白具有TGE全病毒的抗原性。确定了乳酸乳球菌表达TGEV S蛋白的最佳表达条件为在以1ng/ml的乳链杆菌肽nisin诱导下,诱导后3h,重组蛋白表达效率达最高,重组蛋白约占菌体总蛋白含量的8．7％。结论：在乳酸乳球菌细胞内表达的重组TGEV S蛋白获得了理想表达,为进一步研制开发防治TGE口服疫苗提供物质基础。     

南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)基因在乳酸乳球菌MG1363中的整合及表达

根据南极假丝酵母脂肪酶B (CALB)的基因序列将CALB基因进行TA克隆、酶切鉴定及测序后,亚克隆至大肠杆菌-乳酸乳球菌穿梭表达栽体pMG36e-Nisl中,构建重组表达栽体pMG36e-Nisl-CALB.设计特异性引物P3和P4,对重组质粒pMG36e-NisI-CALB进行红霉素抗性基因的敲除,以构建食品级表达载体pMG36N-CALB,后再将两种重组质粒分别电转化入乳酸乳球菌MG1363,以Nisin为选择压力,考察CALB在MG1363中的表达情况.结果显示,成功构建了表达载体pMG36e-NisI-CALB及pMG36N-CALB,两株重组菌在含有20 IU Nisir/mL的培养基中均生长情况良好,遗传性能稳定,且经水解圈鉴定,CALB能够进行活性表达.进一步研究发现,CALB基因整合到乳酸乳球菌MG1363染色体中.     

抗菌肽Bactenecin7重组质粒构建及其在乳酸菌的分泌表达和活性鉴定

构建抗菌肽Bactenecin7分泌表达载体,鉴定表达产物及检测其生物活性。采用重叠延伸PCR方法拼接合成Bactenecin7基因及其相关调控元件,将目的基因克隆到穿梭载体 pMG36e中,经鉴定后电击转化乳酸菌。通过RT PCR,Western blot检测目的基因表达情况,采用琼脂扩散法对表达产物的生物活性进行初步检测。结果显示成功构建了携Bactenecin7基因的重组质粒,将重组质粒转化至乳酸菌后,该乳酸菌能有效分泌表达Bactenecin7,经体外抑菌实验证实表达产物Bactenecin7具有抑菌活性。实验表明携Bactenecin7基因的乳酸菌能有效分泌表达具有生物活性的抗菌肽Bactenecin7,为进一步研究口服重组乳酸菌进行肠道细菌感染的治疗奠定了基础。     

Development of an antibiotic-free plasmid selection system based on thymine auxotrophy in Lactococcus lactis

Lactococcus lactis has become the best studied species of the lactic acid bacteria (LAB) clade and an ideal cell factory for heterogenous proteins. We have constructed an antibiotic-free expression vector, pMG-thyA, using thymidine synthase gene thyA as the selection marker. The thyA gene was cloned from the food industry strain Streptococcus thermophilus St-JY and was used to replace the erythromycin resistance genes on L. lactis expression vector pMG36e in order to construct pMG-thyA. The construction of the new vector and thyA-null host L. lactis MG1363-TT yielded an antibiotic-free expression system. The α-amylase gene (amy) was cloned onto the multiple cloning site of the vector pMG-thyA as a reporter gene, yielding the recombinant plasmid pMGthyA-amy. This plasmid was electroporated into L. lactis MG1363-TT, and the recombinant strain grown on SA plates containing 0.5 % (w/v) soluble starch formed distinct bacterial colonies and clear zones (halo) around the colonies following the addition of iodine solution. These research findings lay the foundation for food-grade expression in L. lactis.     

H.pylori尿素酶B亚单位在保加利亚乳杆菌的表达与鉴定

目的构建表达幽门螺杆菌（Helicobacter pylori,H、pylori）尿素酶B亚单位（UreB）的基因工程乳杆菌,并对其进行初步的安全性评估。方法采用高保真PCR从H.pylori标准菌株NCTC 11637中扩增ureB基因,插入乳酸菌表达质粒pMG36e,将重组质粒电转入保加利亚乳杆菌L6032中,获得表达ureB的基因工程乳杆菌。在含乳糖的MRS培养基诱导目的蛋白表达,Western blot鉴定其免疫原性。连续传代培养60代,检测基因工程乳杆菌的稳定性、形态学与生理生化特性以进行初步的安全性评估。结果特异PCR、酶切和测序鉴定均证实ureB基因克隆入表达载体pMG36e,SDS-PAGE结果显示,重组质粒pMG36e-ureB电转入保加利亚乳杆菌所构建的基因工程乳杆菌能表达约64KD的蛋白,Western blot证明该蛋白能与抗H.priori ureB的兔血清反应。稳定性、形态学与生理生化特性检测结果表明,基因工程乳杆菌与原始菌株保加利亚乳杆菌完全一致。结论成功构建能表达H.pylori UreB的保加利亚乳杆菌L6032-UreB,该基因工程菌在形态与生理生化特性上未发生任何变异,从而为探索幽门螺杆菌感染的益生菌制剂调理疗法奠定了坚实的基础。     

乳酸乳球菌Nisin抗性基因nisI的克隆及作为筛选标记的研究

摘要：【目的】为了优化LJ1菌株的培养条件使之产生高活性的胞外褐藻胶裂解酶。【方法】通过富集培养技术从海带筛选到一株褐藻胶裂解酶产生菌LJ1, 依据表型特征、脂肪酸组成分析及16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定。通过单因子和正交试验对LJ1 菌株产胞外褐藻胶裂解酶的培养条件进行了优化。【结果】LJ1菌株属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）。该菌株产酶的最佳培养基组成为：褐藻胶3 g/L、(NH4)2SO4 3 g/L、NaCl 20 g/L、KH2PO4 0.1 g/L、CaCl2 0.1 g/L;最佳培养条件为：250 mL三角烧瓶中装液量25 mL、接种量3%、摇瓶转速150 r/min、pH7.5、培养温度为28℃、培养时间为24 h。LJ1菌株所产褐藻胶裂解酶的最适温度为40℃,最适pH7.6,最适NaCl浓度为0.3 mol/L。1 mol/L金属离子Mg2+对酶活力有明显的促进作用,而Co2+ 和Zn2+对酶活力有较强的抑制作用。【结论】LJ1菌株是Pseudoalteromonas 新的胞外褐藻胶裂解酶产生菌,在最佳培养条件下,该菌株的酶活力提高了66%。     

Expression of a thermostable xylanase gene from Bacillus coagulans ST-6 in Lactococcus lactis

AIMS: The aim of the study is to evaluate whether xylanase can be used as a potential reporter gene for cloning and expression studies in Lactococcus. METHODS AND RESULTS: The 750 bp xylanase gene was amplified and subcloned into the unique NheI restriction enzyme site of pMG36e and subsequently transformed into competent Escherichia coli XLI-blue MRF cells and Lactococcus lactis cells. Bacterial culture containing pMG36e-Xy has an enzyme activity of 390 microg xylose ml(-1) culture 30 min(-1), respectively, when compared with 40 microg xylose ml(-1) culture 30 min(-1) for the negative control (plasmidless strain). CONCLUSIONS: The thermostable xylanase gene was successfully expressed in both E. coli and L. lactis. The activity of xylanase can be easily detected by the formation of visible clearing zones around the transformed colonies on Remazol Brilliant Blue-Xylan (RBB-Xylan) agar media. However, there were some significant differences in the optimum growth temperature and plasmid stability in the new clones. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: The constructed reporter vector has the potential to be used as a reporter system for Lactococcus as well as E. coli, and it is an addition to the pool of lactococcal vector systems.     

幽门螺杆菌热休克蛋白A在乳酸乳球菌中的表达及免疫学活性分析

目的构建含幽门螺杆菌(H.pylori)热休克蛋白A编码基因的重组载体,并电转入乳酸乳球菌MG1363,表达目的蛋白并分析其免疫原性,为H.pylori基因工程口服疫苗的研究和开发奠定基础。方法以H.py-loriNCTC 11637株基因组DNA为模板,PCR扩增hspA基因,并克隆至乳酸乳球菌表达载体pMG36e中。将重组质粒转化E.coliDH5α,经鉴定的阳性重组质粒命名为pMG36e/hspA。以电穿孔法将pMG36e/hspA转化乳酸乳球菌MG1363并用Western blot检测HspA蛋白的表达。结果克隆重组后得到pMG36e/hspA。将pMG36e/hspA电转化MG1363后,收集菌体蛋白进行Western blot分析,在HspA的相对分子质量(Mr≈13 kDa)处出现特异性条带。结论首次成功构建了表达H.pyloriHspA的重组乳酸乳球菌MG1363,为进一步口服疫苗的相关研究奠定了基础。     

欧芹苯丙氨酸脱氨酶cDNA在乳酸乳球菌中的表达研究

将欧芹（Ｐｅｔｒｏｓｅｌｉｎｕｍｃｒｉｓｐｕｍ）苯丙氨酸脱氨酶（ＰＡＬ）ｃＤＮＡ亚克隆到组成型表达载体ｐＭＧ３６ｅ启动子Ｐ３２下游,电穿孔法转化乳酸乳球菌,获得有ＰＡＬ表达活性的乳酸乳球菌工程菌（ｐＭＧ３６ｅＰＡＬ／Ｌ．ｌａｃｔｉｓＭＧ１３６３）。通过递归ＰＣＲ合成了一段１２０ｂｐ的调控片段,用以将ｐＭＧ３６ｅ改造为分泌型表达载体ｐＸＨＳ,以翻译偶联的方式表达ＰＡＬ,可使ＰＡＬ的Ｎ末端带上ｕｓｐ４５信号肽,结果亦检测到ＰＡＬ酶活性。自行分离克隆了乳酸乳球菌热休克蛋白基因ｄｎａＪ的启动子区域,构建了热诱导表达载体ｐＸＨＪ,获得ＰＡＬ热诱导表达工程菌（ｐＸＨＪＰＡＬ／Ｌ．ｌａｃｔｉｓＩＬ１４０３）,经３０℃至３７℃热诱导,可使ＰＡＬ表达活性提高至２倍。本文还就乳酸乳球菌ＰＡＬ工程菌在经典型苯丙酮尿症防治中的应用进行了分析和讨论     

乳酸菌启动子——信号肽探测载体pZLB的构建及应用

一般来说,细菌中的蛋白质分泌大致可分为两个途径。一个是管孔途径）（pore pathway）,另一个是普通途径（general pathway）。普通途径依赖于信号肽和SecA将蛋白质输送到周质空间,短暂停留后,经过特异性反应将蛋白质分泌到胞外[1]。