利用短短小芽孢杆菌启动子和信号肽编码序列构建穿梭分泌表达载体

以短短小芽孢杆菌B15的总DNA为模板,利用PCR技术克隆到其细胞壁蛋白基因串联启动子和信号肽编码序列,测序分析后提交GenBank,登录号为AY956423。重新设计引物扩增该片段并在PCR产物两侧引入BamHⅠ和PstⅠ酶切位点,将PCR产物双酶切后克隆至穿梭载体pP43NMK的相应位点构建分泌表达载体pP15MK,插入片段置于该载体中mpd基因的上游,并使信号肽编码序列与去除了自身信号肽编码序列的mpd基因阅读框恰好融合。将pP15MK导入枯草杆菌构建表达菌株1A751(pP15MK),在短短小芽孢杆菌启动子和信号肽元件的带动下,mpd基因能够在表达菌株的对数生长期和稳定期持续性高效分泌表达,表达产物结合在细胞膜上;发酵液在48h酶活达到最高值7.79U/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的8.1倍。     

细菌对环境污染物的趋化性及其在生物修复中的作用

细菌对有机化合物的降解能力是一种利用碳源和能源的优势,这种能力可以用来设计安全、有效和无二次污染的污染物的生物修复系统。趋化性是细菌适应外界化学环境变化而作出的行为反应,是一种寻找碳源和能源的优势。细菌的趋化性能够增强细菌在自然环境中的降解污染物的效果,细菌的趋化性与降解性之间的关系研究已经成为热点。介绍了细菌的趋化性的基本概念和趋化信号转导的机制,重点讨论了细菌对环境污染化合物的趋化性,从基因水平揭示了趋化性与降解性之间的紧密联系,认为趋化性可以有效地促进降解性细菌对污染物的生物修复作用。     

一株特耐酸酵母R1的分离及其耐酸机理研究

从江西某铜矿的污泥中分离到一株特耐酸酵母菌R1(Rhodotorulasp .) ,能在pH值 1 5～ 6 0的范围内生长 ,最适生长pH为 3 0 ,属于嗜酸菌 ,初步鉴定为红酵母属 (Rhodotorulasp .)。R1在不同培养基中的耐酸能力基本相同。pH冲击实验显示 ,R1通过泵出H 吸收K 来维持胞内pH的稳定 ,表明膜H _ATPase和K 在R1耐酸中发挥作用。R1细胞膜的H _ATPase活性与R1生长的pH呈负相关。通过PCR克隆了R1的H _ATPase基因 (pma) ,并进行了测序 ,序列比较显示该基因的保守性很高。     

利用甲基对硫磷降解菌DLL-E4消除农产品表面农药污染的研究

利用甲基对硫磷降解菌DLL-E4(Pseudomonas sp.)能高效分解甲基对硫磷的特性,研究了消除农产品表面农药残留污染的途径,采用菌体发酵液、发酵液上清液、菌体蛋白、粗酶液、添加菌体蛋白的洗涤剂以及洗涤剂,处理了小青菜、茶叶、黄瓜表面的农药残留污染。结果表明,使用发酵液和不同的酶制剂可以有效去除这些产品表面的农药残留污染,最高去除率可达100％;DLL-E4上清液中有一些酶促反应促进因子,有助于酶更好地发挥作用,洗涤剂和酶直接混合作用,有助于消除茶叶表面的农药残留,但对于黄瓜和小青菜则相反。在所有选用的模式中,使用粗酶液和菌体蛋白效果最好,对黄瓜、小青菜和茶叶合适的酶制剂浓度分别为2％、5％和10％,粗酶液同时还能降解甲胺磷、辛硫磷、毒死蜱等农药。     

甲基对硫磷水解酶基因的克隆与融合表达

利用鸟枪法从甲基对硫磷降解菌DLL-1 Peudomonas putida）中克隆了甲基对硫磷水解酶基因(mpd)片段2．5kb,并进行了测序。通过软件分析开放阅读框和启动子序列,表明该序列中最可能为甲基对硫磷水解酶结构基因的阅读框为769—1794区域。软件分析还表明该水解酶前端45个氨基酸为典型的信号肽结构。通过PCR扩增了mpd结构基因,亚克隆到表达载体pET—32a中,构建了完整的融合表达载体pET—MP。转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG的诱导下2～4h甲基对硫磷水解酶表达可以达到最高水平;同时还研究了乳糖的诱导效果,2％乳糖诱导2h就可以起到很好的效果。通过PCR反应验证了mpd基因定位于DLL-E4的染色体而不是质粒上。     

利用枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因启动子与信号肽重组分泌表达mpd基因

用大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pNW33N和去除了信号肽编码序列的成熟mpd基因构建了穿梭启动子探针pNW33N-mpd。用该探针从质粒pMPDP3和pMPDP29上克隆来自于枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因上游的启动子功能片段,构建了穿梭表达载体pNYTM和pNYWM。将表达载体pNYTM和pNYWM转入枯草芽孢杆菌1A751获得表达菌株1A751(pNYTM)和1A751(pNYTM),mpd基因在ytkA和ywoF基因的启动子和信号肽的带动下实现了分泌表达且具有天然活性,结果表明ytkA基因的启动子强度强于ywoF基因的启动子。利用ytkA基因的强启动子和nprB基因的分泌型信号肽编码序列构建了新的穿梭分泌表达载体pYNMK,并使mpd基因在枯草芽孢杆菌WB800中得到了更高水平的分泌表达,表达菌株WB800(pYNMK)在培养到第84h时甲基对硫磷水解酶酶活达到最高值为10.40u/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的10.8倍,重组表达产物有91.4%分泌在培养基中。     

利用枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因启动子与信号肽重组分泌表达mpd基因

用大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pNW33N和去除了信号肽编码序列的成熟mpd基因构建了穿梭启动子探针pNW33N-mpd。用该探针从质粒pMPDP3和pMPDP29上克隆来自于枯草芽孢杆菌ytkA和ywoF基因上游的启动子功能片段,构建了穿梭表达载体pNYTM和pNYWM。将表达载体pNYTM和pNYWM转入枯草芽孢杆菌1A751获得表达菌株1A751(pNYTM)和1A751(pNYTM),mpd基因在ytkA和ywoF基因的启动子和信号肽的带动下实现了分泌表达且具有天然活性,结果表明ytkA基因的启动子强度强于ywoF基因的启动子。利用ytkA基因的强启动子和nprB基因的分泌型信号肽编码序列构建了新的穿梭分泌表达载体pYNMK,并使mpd基因在枯草芽孢杆菌WB800中得到了更高水平的分泌表达,表达菌株WB800(pYNMK)在培养到第84 h时甲基对硫磷水解酶酶活达到最高值为10.40 u/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的10.8倍,重组表达产物有91.4%分泌在培养基中。     

富集液中六六六（γ-BHC）脱氯基因的克隆、表达及降解试验

从长期受六六六污染的土壤中获得高效降解六六六的富集液 ,其对六六六 4种异构体的降解效果均为10 0 % ,但至今未能获得纯培养。根据国外报道的六六六脱氯基因linA序列 ,设计并合成一对引物 ,通过PCR技术从富集液总DNA中扩增了 4 71bp的基因片段 ,命名为linN ,测序结果表明linN与报道的脱氯基因linA和linA2的同源性达 99% ,与linA1的同源性达 97%。将linN定向克隆到pET 2 9α表达载体中 ,转化至E .coliBL2 1,经IPTG诱导后可表达分子量约 17kD的蛋白 ,表达产物占菌体总蛋白的 30 %左右 ;诱导后转化子的降解能力明显提高 ,粗酶也有很好的降解效果 ,为进一步分离纯培养和构建多功能农药残留降解菌提供了基础     

感受态还是芽胞？细胞命运决定的遗传调控网络

枯草芽胞杆菌作为一般认为安全(GRAS,Generally recognized as safe)菌株,被广泛应用于饲料、食品、生物防治等领域,同时,枯草芽胞杆菌作为表达宿主在工业酶的应用中扮演重要角色。然而,低效的芽胞形成率与感受态效率极大限制了枯草芽胞杆菌的应用潜力。尽管已有大量关于芽胞形成与感受态形成的分子遗传机制的研究报道,但是通过遗传改造提高枯草芽胞杆菌芽胞形成率与感受态效率的研究报道并不多。可能的原因是芽胞形成与感受态形成作为枯草芽胞杆菌生长后期两个主要的发育事件,受胞内复杂的遗传调控机制操纵,且两个遗传通路之间存在相互调控关系,对遗传改造工作形成挑战。随着基因工程与代谢工程研究的不断发展,积累了大量关于细胞生长、代谢与发育等方面的遗传信息,通过综合这些遗传信息构建细胞遗传调控网络,用于指导生产实践,已经成为当前研究的热点之一。基于此,本文简要概述了枯草芽胞杆菌芽胞形成和感受态形成的遗传通路,初步探讨了芽胞形成与感受态形成之间的遗传调控网络,及细胞在生长后期的遗传决定机制,并讨论了该遗传调控网络对枯草芽孢杆菌及其近缘种应用研究的指导作用。