YPS1/YPS2失活改进酿酒酵母An-α菌株β-葡萄糖苷酶分泌表达

[背景] 工业酵母菌株的蛋白质表达通常存在表达量低、分泌效率低的问题。[目的] 考察失活Yapsin蛋白酶Yps1p和Yps2p对β-葡萄糖苷酶在酿酒酵母An-α菌株中表达的影响。[方法] 利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,首先构建得到未折叠蛋白响应（Unfolded Protein Response,UPR）指示菌株An-α（leu2：：UPRE-lacZ）即An-αL,然后分别失活其YPS1和YPS2基因,导入以YEplac195为载体的β-葡萄糖苷酶表达质粒（简称BG）,进行生长和酶活分析评价。[结果] 菌株An-αL的YPS1和YPS2基因失活对其在酵母浸出粉胨葡萄糖（Yeast Extract Peptone Dextrose,YPD）培养基中的生长未造成明显的不利影响;导入质粒BG后将在酵母浸出粉胨纤维二糖（Yeast Extract Peptone Cellobiose,YPC）培养基中生长的最大OD₆₀₀分别提高了21.9%和7.4%;最大总酶活值为0.087 5和0.068 6 U/（mL·OD₆₀₀）,是对照菌株相应值的2.268倍和1.778倍;分泌比例提高了19.4%和22.2%;β-葡萄糖苷酶表达水平与β-半乳糖苷酶酶活水平所代表的UPR信号响应值之间呈现良好的相关性。[结论] YPS1和YPS2基因失活有助于改进酿酒酵母An-α菌株中β-葡萄糖苷酶的分泌表达。     

酒醅来源酵母菌合成异戊醇能力与途径解析

【背景】异戊醇是酵母菌在白酒发酵过程中通过氨基酸合成代谢途径和氨基酸分解代谢途径合成的主要高级醇,其含量影响白酒饮用的舒适度。【目的】分析和比较分离自浓香型白酒酒醅中的酵母菌合成异戊醇的能力,揭示酵母菌合成异戊醇的途径。【方法】从酒醅中分离具有异戊醇合成能力的酵母菌株,比较不同生长时期酵母菌合成异戊醇的能力,通过前体物代谢分析它们合成异戊醇的途径。【结果】分离自酒醅的5株酵母的异戊醇合成能力从强到弱依次为Naumovozyma castellii JP3-1、Saccharomyces cerevisiae JP3、Pichia fermentans JP22、Pichia kudriavzevii JP1和Naumovozyma dairenensis CBS421。这些酵母合成异戊醇的时期主要在对数生长期,N. castellii JP3-1、P. fermentans JP22和N. dairenensis CBS421在稳定生长期也合成异戊醇。S. cerevisiae JP3、N. castellii JP3-1和N. dairenensis CBS421在整个生长时期主要通过Harris途径合成异戊醇;P. kudriavzevii JP1在整个时期主要通过Ehrlich途径合成异戊醇;P. fermentans JP22在对数生长期通过Harris途径和Ehrlich途径合成异戊醇的能力接近,在稳定生长期主要通过Harris途径合成异戊醇。【结论】本研究揭示了酒醅来源5个属种酵母合成异戊醇的途径、能力与其生长时期的关系,研究结果可为解析浓香型白酒发酵过程异戊醇合成、积累机制及实施白酒发酵过程异戊醇合成的精准调控提供理论依据。     

梨果黑斑病菌AaCaMK基因克隆、生物信息学分析及其在侵染结构分化中的表达分析

[背景] 钙/钙调素依赖型蛋白激酶（Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase,CaMK）是真核生物细胞钙信号途径中钙调素下游的一类重要靶蛋白,对病原物生长、胁迫响应及致病性等具有重要的调控作用。[目的] 对梨果黑斑病菌互隔交链孢（Alternaria alternata）AaCaMK基因进行克隆、生物信息学分析,并对其在侵染结构分化过程中的基因表达情况进行分析,为进一步研究梨果黑斑病菌钙离子信号途径中AaCaMK对A.alternata侵染结构分化调控的分子机制提供一定的理论依据。[方法] 采用同源克隆法从A. alternata JT-03中克隆得到3个AaCaMK基因;通过TMHMM、ProtScale、SOPMA等软件对AaCaMK基因进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR （RT-qPCR）技术分析AaCaMK在梨果黑斑病菌侵染结构分化过程中的表达情况。[结果] 克隆得到片段分别为1 212、1 200、2 349 bp的AaCaMK1、AaCaMK2和AaCaMK3基因;生物信息学分析表明,AaCaMK1、AaCaMK2和AaCaMK3均含有典型的蛋白激酶超家族催化结构域（PKC_Like Superfamily）,并且AaCaMK1和AaCaMK2共同含有CaMK类丝/苏氨酸蛋白激酶催化结构域（STKc_CaMK）,AaCaMK3含有LKB1/CaMKK类丝/苏氨酸蛋白激酶催化结构域（STKc_LKB1_CaMKK）;同源性分析表明,AaCaMK1、AaCaMK2和AaCaMK3分别与玉米大斑病菌CAK1、CAK2和CAK3的相似性高达94.32%、97.49%和86.57%;RT-qPCR分析表明,AaCaMK1、AaCaMK2和AaCaMK3在疏水及果蜡诱导A. alternata侵染结构分化过程中均显著上调表达（P<0.05）,而且果蜡诱导作用更显著。其中AaCaMK1和AaCaMK2在附着胞形成时期（6 h）表达量为对照的1.51倍和3.05倍,而AaCaMK3在侵染菌丝形成阶段（8 h）表达量最高,为对照的2.86倍,并且在果蜡诱导下,这3个基因在芽管伸长阶段（4 h）的上调表达量显著高于疏水界面。[结论] 钙信号中AaCaMK基因在疏水及果蜡诱导A.alternata侵染结构分化过程中发挥重要的调控作用。     

新疆野果林木霉分离鉴定、抑菌作用及固态发酵配方优化

[背景] 新疆野苹果病害发生严重,而木霉（Trichoderma spp.）是重要的植物病害生防菌,因此可利用其对新疆野苹果病害进行防治。[目的] 分离鉴定新疆野果林木霉菌株,分析其对新疆野苹果2种病原菌的抑菌能力,为新疆野苹果专用木霉菌肥的制备提供菌种资源。[方法] 利用平板稀释法对新疆野果林4种草本植物根围木霉菌进行分离,通过形态学与分子生物学方法进行菌种鉴定,平板对峙试验检测其抑菌能力并优化木霉菌株的固态发酵配方。[结果] 共分离得到2种木霉菌共42株,分别为34株棘孢木霉（T. asperellum）和8株深绿木霉（T. atroviride）;棘孢木霉TasT01对苹果炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides,Cgl）和苹果斑点落叶病病原菌（Alternaria alternaria f.sp.mali,Aal）的抑菌率分别为58.60%和57.14%;深绿木霉TatT35对Cgl和Aal的抑菌率分别为43.86%和36.90%。进一步显微镜观察发现,TasT01可通过菌丝缠绕的方式抑制2种病原菌的生长。TatT35菌株固态发酵配方为稻壳90%、麦麸10%、（NH₄）₂SO₄ 0.5%时,孢子浓度达1.0×10⁸个/g。[结论] TasT01和TatT35对新疆野苹果2种病原菌都有很好的抑制效果,固态发酵配方优化后可以提高孢子浓度,该研究结果为新疆野苹果真菌病害的生物防治提供了可借鉴的方法。     

担子菌门总革菌科中国新记录种紫黑点壳菌

[背景] 在陕西省的毛泡桐腐木桩上观察和采集到一株绒毛状真菌子实体,编号为HMNWAFU-CF-HS002。[目的] 为了确定该菌的分类地位,对其进行形态观察及分子鉴定。[方法] 获取宏观彩色图像并对显微结构进行测量、统计和绘图。此外,用PDA培养基分离纯化该菌的培养物,并结合最大似然法、最大简约法和贝叶斯法进行rDNA ITS分子系统学研究。[结果] HMNWAFU-CF-HS002的形态特征与Punctularia atropurpurascens高度相似。系统发育分析将HMNWAFU-CF-HS002聚在P.atropurpurascens的单系分支中。[结论] 结合形态学特征与系统发育结果,HMNWAFU-CF-HS002被鉴定紫黑点壳菌（Punctularia atropurpurascens）,为中国的新记录种。此外,毛泡桐为其新记录寄主。至此,Punctularia属下的3个种,均在中国有分布记录。     

草菇过氧化氢酶基因(VvCAT1)异源表达及耐温度胁迫功能分析

[背景] 过氧化氢酶（catalase,CAT）参与真菌的生长发育,逆境胁迫时保护真菌免受氧化损伤。[目的] 实现草菇过氧化氢酶基因（VvCAT1）的异源表达,分析VvCAT1耐温度胁迫的功能。[方法] 克隆VvCAT1,构建过表达载体pBAR GPE1/VvCAT1,转化到大肠杆菌（Escherichia coli）菌株Stbl3中,异源表达草菇过氧化氢酶。测定温度胁迫后重组菌（pBAR GPE1/VvCAT1/Stbl3）与对照菌（pBAR GPE1/Stbl3）的过氧化氢酶活性和生长情况,验证VvCAT1的功能。[结果] 重组菌的CAT酶活性显著提高,生长情况显著优于对照菌。[结论] VvCAT1的导入及表达显著提高了大肠杆菌Stbl3的耐温度胁迫功能。     

烟草根际可培养微生物多样性及防病促生菌的筛选

[背景] 根际微生物在植物根部生态系统中扮演着重要角色,影响着植物的营养吸收和健康生长。[目的] 了解常年不发病烟田烤烟品种K326根际可培养微生物的多样性,筛选具有防病促生功能的菌株,为烟草病害绿色防控提供资源。[方法] 采用传统培养方法对烟草根际土壤中的细菌和真菌进行分离鉴定,评价菌株的促生特性及病原菌拮抗能力,并进一步验证典型菌株对盆栽烟苗的促生效果。[结果] 共获得261株微生物菌株,包括160株细菌和101株真菌。经分子鉴定,细菌中以变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）为主要类群;真菌中以子囊菌门（Ascomycota）和毛霉菌门（Mucoromycota）为主要类群。在属水平上,细菌以假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）为主,真菌以曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）为主。从不同种水平上进一步选择44株细菌为代表菌株,发现它们均具有不同程度的吲哚-3-乙酸（Indole-3-Acetic Acid,IAA）产生能力,9株能够溶解有机磷,16株能够溶解无机磷,13株产生铁载体,14株产生生1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate,ACC）脱氨酶。从160株细菌中筛选得到抑制青枯病菌和黑胫病菌的菌株数目分别为25、26株。经盆栽试验发现韩国假单胞菌（P. koreensis） HCH2-3、浅黄绿假单胞菌（P. lurida） FGD5-2和贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis） EM-1对烟苗呈现不同程度的促生作用,其中3株菌联合施加对烟苗的促生效果最明显。[结论] 烟草根际存在着丰富多样的具有防病促生潜力的微生物,并且合成菌群或功能互补的菌株联合施用是未来微生物菌剂研发的重要方向。     

鹿儿岛被毛孢分生孢子胞外黏液蛋白提取与鉴定

[背景] 分生孢子表层粘液在虫生真菌与昆虫的互作中扮演着重要角色。鹿儿岛被毛孢是寄主专一、孢子表面具粘液层的虫生真菌,但其胞外粘液成分尚不清楚。[目的] 优化鹿儿岛被毛孢分生孢子粘液蛋白的提取方法,对粘液蛋白组分进行质谱鉴定,探究分生孢子胞外粘液的蛋白成分。[方法] 用低浓度还原剂二硫苏糖醇（Dithiothreitol,DTT）对胞外粘液进行温和洗脱并优化提取条件,聚丙烯酰胺凝胶电泳（Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis,SDS-PAGE）检测蛋白提取浓度,用碘化丙啶（Propidium Iodide,PI）染色法检测孢子细胞膜选择通透性,通过肽段酶解、LC-MS/MS数据采集及蛋白质比对分析鉴定蛋白质。[结果] 鹿儿岛被毛孢分生孢子粘液蛋白的最佳提取条件：孢子浓度为5×10⁷ cells/mL,DTT浓度为2 mmol/L,4 ℃提取24 h;粘液蛋白提取后不影响孢子细胞膜通透性。提取的粘液蛋白共鉴定到蛋白质77个,蛋白丰度排前10的蛋白多为分泌性小分子蛋白,包括未注释的蛋白、几丁质酶、脂酶或是与昆虫体壁降解相关的酶类。[结论] 鹿儿岛被毛孢胞外粘液中富含与寄主识别、穿透相关的蛋白质,与被毛孢的粘附、识别功能密切相关。     

马铃薯疮痂病菌Streptomyces scabies拮抗细菌的筛选及BKS104鉴定

[背景] 近年来,马铃薯疮痂病的危害态势逐渐上升,在全国各主要产区均有发生,目前由于缺乏有效的防治手段,已造成了严重的经济损失。生物防治是防治土传病害的有效途径,逐渐成为了研究热点。[目的] 筛选对马铃薯疮痂病菌具有较高拮抗效果的菌株,为生防菌剂的开发提供菌种资源,同时也为马铃薯疮痂病的防治奠定理论基础。[方法] 采用平板对峙法和牛津杯试验法对分离得到的菌株进行初筛和复筛,并通过形态特征、生理生化特征及16S rRNA基因、gyrB基因序列分析结果对菌株进行鉴定。通过平板对峙法测定菌株的抑菌谱。[结果] 获得一株具有明显拮抗效果的菌株BKS104,抑菌直径达到43 mm,防效达到85%。其菌落圆形、乳白色、不透明、表面有光泽,边缘整齐,菌体杆状,革兰氏阳性菌。结合16S rRNA基因、gyrB基因的测序结果将其鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,并对8种植物病原真菌均具有抑制效果。[结论] 菌株BKS104为贝莱斯芽孢杆菌,可以有效抑制马铃薯疮痂病菌的生长,安全性高,具有良好的生防潜力。     

具核梭杆菌脂多糖诱导THP-1细胞M2极化及对低浓度白介素6产生的作用

[背景] 在结直肠肿瘤等多种肿瘤中普遍存在的具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）与结直肠肿瘤发生、预后不良、复发及化疗耐药等密切相关。其引发炎症、对肿瘤微环境中巨噬细胞等免疫细胞作用与机制尚待阐明。[目的] 对比分析F.nucleatum脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）与嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）、大肠杆菌（Escherichia coli）的LPS诱导单核细胞极化、炎性细胞因子表达等活性差异,探讨F.nucleatum在诱发慢性炎症、致癌等过程中的作用与机制。[方法] 分别用A.muciniphila、E.coli、F.nucleatum LPS或联合干扰素γ（Interferon-γ,IFN-γ）处理后,观察THP-1、THP-1 M0细胞的细胞形态变化,然后检测M0（CD11B）、M1（CD40、CD86）和M2（CD163、CD206）巨噬细胞标志基因、TLR3、TLR4、IL-6、IL-10等基因转录水平,以及IL-6、IL-10、C反应蛋白（C Reactive Protein,CRP）翻译水平的表达变化。[结果] 聚丙烯酰胺凝胶电泳（Polyacrylamide Gel Electrophoresis,PAGE）分析显示,A.muciniphila、E.coli、F.nucleatum这3种细菌的LPS条带位置、数量存在明显差异。F.nucleatum LPS在具有较强诱导THP-1细胞贴壁的同时,对经佛波肉豆蔻醋酸（Phorbol Myristate Acetate,PMA）处理贴壁的THP-1细胞,无论是单独或是联合IFN-γ处理,诱导形成伪足数、伪足长度及形成梭形细胞比例（M1型巨噬细胞）等均低于A.muciniphila和E.coli LPS。进一步转录水平检测巨噬细胞标志基因表达发现,M1标志基因中,CD40分别上调5 011.0%（P<0.001）、6 048.9%（P<0.001）和1 011.6%（P=0.009 4）,CD86分别上调637.3%（P<0.001）、657.9%（P<0.001）和194.1%（P>0.05）;M2标志基因中,CD163分别下调39.5%（P=0.001 1）、53.7%（P<0.001）和5.9%（P>0.05）,CD206下调18.6%（P>0.05）、88.4%（P=0.005 5）和24.8%（P>0.05）。TLR、白介素家族基因转录水平分析发现,TLR3分别下调32.3%（P=0.044 7）、311.5%（P=0.001 9）、9.6%（P>0.05）;IL-6分别上调17 763.2%（P<0.001）、35 458.2%（P<0.001）、1 123.6%（P>0.05）;IL-10分别上调729.3%（P<0.001）、1 223.3%（P<0.001）、124.4%（P>0.05）。翻译水平上,A.muciniphila、E.coli、F.nucleatum LPS单独或联合IFN-γ处理时,THP-1细胞产生IL-6分别为0.16、6.17、0 pg/mL与410.03、1 334.40、46.20 pg/mL。[结论] F.nucleatum LPS不仅具有较强招募单核细胞并诱导其向M2极化的作用,同时,具有诱导巨噬细胞分泌低浓度IL-6的特性,说明其在引发慢性炎症及肿瘤免疫应答、逃逸等过程中发挥重要作用。综合上述信息,对致癌、免疫激活及肿瘤治疗相关细菌LPS的结构、活性、分子机制等研究将有助于明确革兰氏阴性细菌在慢性炎症、肿瘤发生、免疫调控等中的作用,以期为相关疾病预防与治疗提供新的策略与靶点。     

副溶血弧菌SH112株OmpA蛋白的高效表达及免疫学特性

【目的】我们前期研究表明副溶血弧菌SH112株的OmpA蛋白在该菌的致病过程中发挥重要作用,是亚单位疫苗研制的潜在靶标抗原。本研究进一步对ompA(VPA1186)基因进行克隆表达,并研究其免疫学特性。【方法】扩增去除信号肽序列的成熟外膜蛋白OmpA的基因片段,定向克隆至表达载体,基因测序后对其编码蛋白质进行生物信息学分析。重组蛋白His-OmpA经纯化后,免疫ICR小鼠制备鼠多抗血清。Western blotting检测该蛋白的免疫原性及鼠多抗血清的特异性。动物实验验证其免疫保护率。【结果】成功表达分子量约为40.0 kDa的重组蛋白His-OmpA。制备的鼠多抗血清ELISA效价可达1∶50000以上。Westernblotting检测结果显示,该血清可与His-OmpA蛋白、总外膜蛋白和全菌蛋白发生特异性反应,说明所表达的目的蛋白保持原蛋白的免疫原性。此外,该高免血清可与其他主要血清型的副溶血弧菌发生特异性交叉反应,而与其他非副溶血弧菌菌株无交叉反应,表明该血清特异性较高,且提示OmpA蛋白可能是副溶血弧菌属的共同保护性抗原。小鼠免疫保护实验结果表明,该蛋白可提供约35%的免疫保护率。【结论】OmpA蛋白可作为诊断副溶血弧菌感染和亚单位疫苗研制的靶蛋白,为进一步开展该蛋白的功能研究提供了参考。     

鸭疫里默氏菌DnaK、OmpA和OmpA-DnaK蛋白的免疫原性

【背景】鸭疫里默氏菌(Riemerella anatipestifer,RA)可引起鸭等多种禽类败血症和浆膜炎,给禽养殖业造成严重经济损失。蛋白疫苗是预防RA感染的重要策略之一。目前,有关RA重组蛋白免疫原性报道较少,且其应用也受到单一蛋白抗原诱导的特异性免疫反应不足的限制。【目的】探究分子伴侣DnaK、外膜蛋白A (outer membrane protein A,OmpA)和OmpA-DnaK蛋白疫苗在鸭体内诱导的免疫应答,评估其免疫原性,为RA疫苗抗原研发提供依据。【方法】克隆DnaK和OmpA基因并分别与pET-32a(+)载体相连,利用限制性酶切位点Nco I和Bam H I将OmpA连接至DnaK基因上游,经原核表达和纯化制得重组蛋白DnaK、OmpA和OmpA-DnaK。3种重组蛋白分别皮下免疫雏鸭2次,检测其血清抗体滴度、淋巴细胞增殖和细胞因子(IL-2和IL-4)水平;以RA-GH5肌肉注射攻毒,检查其组织病理学变化及免疫保护率。【结果】成功表达了DnaK、OmpA和OmpA-DnaK重组蛋白,分子量分别约为90、60和130 kDa。3种蛋白疫苗均能诱导宿主产生体液...     

基于MS2噬菌体lys基因的质粒型条件自溶菌的构建与应用

【背景】传统外源蛋白的原核表达通常需要以超声破碎或者酶解的方式破碎菌体,过程比较烦琐。【目的】构建基于MS2噬菌体lys基因的质粒型条件自溶菌,以简化外源蛋白的获取流程。【方法】从MS2噬菌体中克隆lys基因,构建重组表达质粒,并在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,以此构建质粒型条件自溶菌,通过生长曲线和菌落形成单位反映自溶菌裂解效率,利用SDS-PAGE检测外源蛋白释放情况。【结果】构建了pBAD-lys BL21(DE3)、pBAD-Opti-lys BL21(DE3)及pCDF-BAD-Opti-lys BL21(DE3)这3种质粒型条件自溶菌。以上自溶菌在阿拉伯糖诱导后其宿主裂解效率均为99.99%以上,CFU结果显示含pCDF-BAD-Opti-lys质粒的宿主裂解效果更优,在此自溶菌BL21(DE3)中表达含His标签的重组绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,eGFP),经阿拉伯糖诱导后菌体中约63.00%以上的eGFP释放至胞外,利用Ni-NTA可以直接从培养基中纯化得到约30 kDa的单一目的蛋白。【结论】基于MS2噬菌体lys基因成功构建了阿拉伯糖诱导的质粒型条件自溶菌,此自溶菌能够以自我裂解的方式释放大部分胞内外源蛋白,简化传统外源蛋白获取流程。     

Helicobacter pylori Growth Stage Determines the Size,Protein Composition,and Preferential Cargo Packaging of Outer Membrane Vesicles

Gram‐negative bacteria release outer membrane vesicles (OMVs) as part of their normal growth that contain a range of cargo from their parent bacterium, including DNA, RNA, and proteins. The protein content of OMVs is suggested to be similar in composition to various sub‐cellular locations of their parent bacterium. However, very little is known regarding the effect of bacterial growth stage on the size, content, and selective packaging of proteins into OMVs. In this study, the global proteome of Helicobacter pylori and their OMVs throughout bacterial growth are examined to determine if bacterial growth stage affected OMV cargo composition. Analysis of OMVs produced by H. pylori reveals that bacterial growth stage affects the size, composition, and selection of protein cargo into OMVs. Proteomic analysis identifies that the proteome of H. pylori OMVs is vastly different throughout bacterial growth and that OMVs contain a range of proteins compared to their parent bacteria. In addition, bacterial growth stage affects the ability of OMVs to induce the production of IL‐8 by human epithelial cells. Therefore, the findings identify that the size, proteome, and immunogenicity of OMVs produced during various stages of bacterial growth is not comparable. Collectively, these findings highlight the importance of considering the bacterial growth stage from which OMVs are isolated, as this will impact their size, protein composition, and ultimately their biological functions.     

一株产褐藻胶裂解酶的需钠弧菌筛选及酶解产物分析

[背景]褐藻胶裂解酶种类丰富、降解机制多样,是高效环保降解褐藻胶、制备褐藻寡糖的工具酶,成为褐藻植物高值化开发利用的研究热点.[目的]从海泥中筛选获得褐藻胶裂解酶高效产酶菌株,确定菌株发酵产酶最优条件,鉴定和分析酶降解产物,进而解析该酶的降解特性.[方法]以褐藻胶为唯一碳源,从海带养殖场附近海泥中筛选菌株,通过形态学观...     

普鲁兰酶在需钠弧菌中的分泌表达与发酵优化

普鲁兰酶是一种淀粉脱支酶,因其分子量较大,胞外分泌表达难度较高。需钠弧菌(Vibrionatriegens)是一种新型的蛋白表达宿主,拥有高效的蛋白合成效率。本研究使用基因组整合T7 RNA聚合酶表达框的V.natriegens VnDX为宿主,构建了产全长普鲁兰酶PulA及其截短突变体PulN2的重组需钠弧菌,分析了信号肽、发酵温度、诱导剂浓度、甘氨酸浓度及发酵时间等条件对产酶的影响,并且对比了2种普鲁兰酶在V.natriegens VnDX与大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中的胞外产酶能力。研究结果显示,普鲁兰酶PulA和PulN2在V.natriegens VnDX中的胞外酶活为61.6 U/mL和64.3 U/mL,分别为E.coli BL21(DE3)最大酶活力的110%和62%。上述结果表明V.natriegens VnDX可以分泌表达大分子量的全长普鲁兰酶PulA,本研究可为其他大分子量蛋白在V.natriegens VnDX中的分泌表达提供参考和借鉴。     

草菇热激蛋白60基因(Vvhsp60)生物信息学分析及低温下的表达

【背景】生物受到温度胁迫时,热激蛋白被诱导并在短时间内大量产生,可以使受损的蛋白质恢复正常构象,增强生物对逆境胁迫的耐受性。【目的】初步探究草菇热激蛋白60(Vvhsp60)与低温耐受性的关系,为深入开展草菇不耐低温特性的遗传改良奠定理论基础。【方法】对Vvhsp60进行生物信息学分析,以低温敏感型草菇菌株V23及耐低温菌株VH3为实验材料,利用实时荧光定量PCR技术分析低温胁迫及热激诱导后在低温下草菇菌丝体中Vvhsp60基因的表达水平。【结果】草菇Vvhsp60编码蛋白不存在信号肽,不属于分泌蛋白,在线粒体和细胞质内发挥生物学作用,属于双向跨膜蛋白。低温处理显著提高了V23与VH3菌丝体中Vvhsp60基因的表达量,而且VH3中的表达量显著高于V23,推测Vvhsp60基因的表达量高可能有助于增强草菇对低温胁迫的耐受性。经热激处理后两菌株Vvhsp60基因的表达量显著高于各自未热激处理的对照组,表明热激处理可诱导Vvhsp60基因的表达。【结论】Vvhsp60与草菇低温耐受性相关,并且热激可以诱导Vvhsp60基因的表达。     

巴斯德毕赤酵母甲醇诱导表达磷脂酶A2的转录组学分析

【目的】基于转录组学技术研究表达磷脂酶A_2的毕赤酵母重组菌在甲醇诱导表达外源蛋白时的基因表达差异,从而解析外源蛋白高效诱导表达机制,为进一步工程菌株的改造提供理论支撑。【方法】以一株产磷脂酶(PLA_2)的毕赤酵母为出发菌株,采用RNA-Seq二代测序方法,研究在甘油培养和甲醇诱导两种条件下,重组毕赤酵母转录组基因表达差异情况。【结果】重组毕赤酵母中共鉴定到5225个转录本。甘油培养与甲醇诱导相比,共有857个基因发生显著变化。依据代谢途径分类,差异基因集中在核糖体成分、甲醇代谢、磷酸戊糖途径、糖酵解途径、柠檬酸循环、乙醛酸循环以及蛋白质加工过程。【结论】通过分析甲醇诱导前后的差异表达基因,结果表明碳源改变对胞内代谢会产生全局影响。本研究结果为进一步研究毕赤酵母表达外源蛋白的机制提供了基础。     

Structural modifications of outer membrane vesicles to refine them as vaccine delivery vehicles

In an effort to devise a safer and more effective vaccine delivery system, outer membrane vesicles (OMVs) were engineered to have properties of intrinsically low endotoxicity sufficient for the delivery of foreign antigens. Our strategy involved mutational inactivation of the MsbB (LpxM) lipid A acyltransferase to generate OMVs of reduced endotoxicity from Escherichia coli (E. coli) O157:H7. The chromosomal tagging of a foreign FLAG epitope within an OmpA-fused protein was exploited to localize the FLAG epitope in the OMVs produced by the E. coli mutant having the defined msbB and the ompA::FLAG mutations. It was confirmed that the desired fusion protein (OmpA::FLAG) was expressed and destined to the outer membrane (OM) of the E. coli mutant from which the OMVs carrying OmpA::FLAG are released during growth. A luminal localization of the FLAG epitope within the OMVs was inferred from its differential immunoprecipitation and resistance to proteolytic degradation. Thus, by using genetic engineering-based approaches, the native OMVs were modified to have both intrinsically low endotoxicity and a foreign epitope tag to establish a platform technology for development of multifunctional vaccine delivery vehicles.     

过表达PDI对毕赤酵母分泌淀粉样蛋白的影响——以胱抑素为例

[目的] 本研究旨在结合酵母菌蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）与其底物蛋白鸡胱抑素C （chicken cystatin C,cC）在酵母中的共表达,理解PDI影响外源蛋白合成与表达的调控规律。运用转录组深度测序技术（RNA-Seq）筛选差异基因,调取并鉴定影响cC表达的关键基因,为解析外源蛋白高效表达机制,改造工程菌株提供理论支撑。[方法] 以巴斯德毕赤酵母GS115、GS115-cC为出发菌株,采用电转的方法将携带PDI编码基因的载体pPIC3.5K转入到GS115/GS115-cC菌株,使其在菌株中过表达,研究过表达PDI对cC表达的影响。采用RNA-Seq深度测序方法,研究重组毕赤酵母基因表达差异情况。并结合KEGG注释结果对数据进行分析,挑选差异显著表达基因进行验证,初步明确其在蛋白表达调控方面的功能。[结果] 本研究通过构建过表达PDI重组毕赤酵母菌株,使得外源蛋白cC的表达量显著增加。利用RNA-seq技术分析过表达PDI菌株与正常菌株的差异,最终筛选了373个差异表达基因,其中有122个差异基因注释到KEGG生物通路,包括12个基因注释到蛋白质转运和分解代谢途径,21个基因注释到蛋白质折叠分选和降解途径,以及24个基因参与蛋白质的翻译途径等。[结论] 在毕赤酵母中过表达PDI能显著增加外源蛋白cC的表达量。通过对过表达与正常表达PDI的毕赤酵母基因的表达谱分析,初步确定了其中一些转录情况变化显著的基因,明确了它们参与的细胞途径和信号通路,为改造具有高效率表达淀粉样蛋白的酵母菌株奠定基础。