解淀粉芽孢杆菌Q-426酚酸脱羧酶的克隆表达及酶学性质鉴定*

目的:生物法脱羧制备4-乙烯基衍生物具有诸多优势和良好的发展前景,研究解淀粉芽孢杆菌Q-426酚酸脱羧酶(BaPAD-Q-426)的酶学性质,为其进一步应用提供理论基础。方法:从解淀粉芽孢杆菌中克隆酚酸脱羧酶基因;以pET-28a(+)为载体,将重组质粒转化至E. coli BL21(DE3)中,实现酚酸脱羧酶BaPAD-Q-426的高效表达,利用Ni-NTA亲和层析进行纯化,并进行酶学性质鉴定。结果:酚酸脱羧酶BaPAD-Q-426在pH 7.0~9.0范围内保持良好的pH稳定性,最适pH为8.0;在25~40℃范围内保持着较高的酶活性,最适温度为35℃,在4℃时保持30 min后该酶依然保持95%以上的酶活性;K⁺对BaPAD-Q-426的酶活具有明显促进作用,酶活力提高60%;该酶在石油醚中具有良好的耐受能力,在40%石油醚存在下,仍保留50%以上的酶活力;BaPAD-Q-426的最适底物为阿魏酸,酶活力达到19.5 IU/mL。结论:与其他来源的酚酸脱羧酶相比,BaPAD-Q-426在低温时具有更好的稳定性,在弱碱性环境下对阿魏酸的催化脱羧能力最强。     

具核梭杆菌对结直肠癌细胞增殖、迁移及上皮间质转化作用的影响

【目的】评估具核梭杆菌对人结直肠癌细胞HCT116和人正常结肠上皮细胞HCoEpiC的增殖、黏附、凋亡、迁移、侵袭和上皮间质转化的影响。【方法】本研究用不同感染复数(MOI)Fusobacterium nucleatum ATCC 23726感染人结直肠癌细胞HCT116和人正常结肠上皮细胞HCoEpiC,建立感染模型;用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,MTT]、平板克隆、细胞划痕及侵袭(transwell)实验检测两组细胞的增殖、迁移和侵袭的变化;用流式细胞仪检测两组细胞凋亡情况;通过Western blotting检测两组细胞上皮标记物上皮细胞钙黏蛋白(E-cadherin)、Catenin δ-1蛋白、间充质标记物N-钙粘蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(vimentin)表达水平的变化。【结果】F.nucleatum可促进HCT116细胞增殖,诱导HCT116细胞的迁移和侵袭,但不能引起细胞凋亡;可抑制HCoEpiC细胞的增殖、迁移和侵袭,并加速其凋亡;对HCT116和HCoEpiC细胞表现出很强的粘附能力,致细胞分散和拉长,细胞间粘附减少;使HCT116和HCoEpiC细胞上皮标记物E-cadherin与Catenin δ-1的表达量减少,间充质标记物N-cadherin与vimentin的表达量上升,E-cadherin由细胞膜向细胞质转移。【结论】F.nucleatum可诱导结直肠癌细胞和人正常结肠上皮细胞发生上皮间质转化,但抑制人正常结肠细胞的增殖、迁移和侵袭,表现出与结直肠癌细胞相反的作用。     

具核梭杆菌CarRS双组分系统组氨酸激酶CarS的表达、纯化及生化活性测定

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)是一种条件致病菌,能够在结直肠癌组织中富集,影响结直肠癌发生发展的多个阶段。双组分系统在病原菌耐药性、致病性相关基因的调控和表达中起重要作用。本文以具核梭杆菌CarRS双组分系统为研究对象,重点对其组氨酸激酶蛋白CarS进行重组表达和性质研究。利用在线软件SMART、CCTOP和AlphaFold2对CarS二级结构和三级结构进行预测,其结果表明CarS蛋白具有2个跨膜螺旋区,包含9个α螺旋和12个β折叠结构;由两个结构域构成,一是位于N末端的跨膜域(氨基酸1–170),另一个是位于C末端的胞内域,胞内域由信号接收域(histidine kinases,adenylyl cyclases,methyl-accepting proteins,prokaryotic signaling proteins,HAMP)、磷酸受体结构域(histidine kinase domain,HisKA)和组氨酸激酶催化结构域(histidine kinase-like ATPase catalytic domain,HATPase_c)组成。由于全长的CarS蛋白未能在宿主细胞中表达,因此根据其二级、三级结构特点,构建了CarS胞内蛋白的融合表达载体pET-28a(+)-MBP-TEV-CarScyto,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21-CodonPlus(DE3)-RIL中进行过表达。经亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析,最终获得纯度较高的CarScyto-MBP蛋白,终浓度达20 mg/mL。活性实验结果表明,CarScyto-MBP具有蛋白激酶和磷酸转移酶双活性,麦芽糖结合蛋白(maltose binding protein,MBP)标签对CarScyto蛋白的生物活性无影响。上述结果为深入解析CarRS双组分系统在具核梭杆菌中的生物学功能提供了一定的理论基础。