不同启动子调控羰基还原酶基因在枯草芽胞杆菌中的表达水平

为了实现羰基还原酶基因mldh在枯草芽胞杆菌中的高效表达,以摩氏摩根菌MorganellamorganiiCMCC（B）49208染色体DNA为模板,PCR扩增得到目的基因mldh,分别与启动子PQ和启动子p43进行连接,构建不同启动子组合的表达载体PHY—p43-mldh、PHY—PQ—mldh、PHY—p43-p43-mldh和PHY—p43-PQ—mldh,化学法转化B．subtilisWb600后对重组茵细胞破碎液进行SDS-PAGE分析及全细胞生物转化反应实验发现,4种重组茵的转化能力差异显著,其中重组菌B．subtilisWb600（PHY—p43-p43-mldh）进行全细胞转化反应,转化液中d-伪麻黄碱的浓度最高,达到142．1mg／L,底物转化率为78．25％,成功实现了羰基还原酶基因mldh在枯草芽胞杆菌中的高效表达。     

蛋白激发子PeaT1在枯草芽胞杆菌中的分泌表达及重组菌株提高小麦抗旱和促生的作用

PeaT1是从极细链格孢菌Alternaria tenuissima中分离的一种蛋白激发子,具有促进植物生长和诱导植物产生系统获得抗性的功能,为了实现peaT1基因在枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis中的分泌表达,增加其应用途径,从枯草芽胞杆菌基因组DNA中分别扩增获得P43启动子和nprB基因的信号肽序列,并用SOE (Splicing by over lapping extension) 方法与peaT1基因连接,将连接产物克隆到大肠杆菌-枯草芽胞杆菌穿梭表达载体pHY300-PLK上,构建了重组表达载体pHY43N-peaT1。将重组载体转化枯草芽胞杆菌WB800菌株,SDS-PAGE和Western blotting分析证实,在NprB信号肽的引导下,枯草芽胞杆菌成功分泌表达了PeaT1蛋白。构建的重组菌株能够显著增强幼苗抗旱性,提高小麦株高。     

过量表达DegQ有利于地衣芽胞杆菌表达高温α-淀粉酶

研究了过量表达DegQ对地衣芽胞杆菌表达高温α-淀粉酶的影响。通过PCR从地衣芽胞杆菌基因组中扩增得到degQ基因,将其克隆到pHY—P43载体中,得到重组质粒pHY—P43-degQ。将其分别转化至地衣芽胞杆菌ATCC14580和B0204中,得到重组菌ATCC14580（pHY—P43-degQ）和B0204（pHY—P43-degQ）。通过发酵试验,证实degQ基因的表达能够显著提高高温α-淀粉酶的表达水平。     

苏云金芽胞杆菌营养期杀虫蛋白基因vip3A在枯草芽胞杆菌中的表达

枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis常被用于表达杀虫和抗菌蛋白.为了探讨苏云金芽胞杆菌B. thuringiensis营养期杀虫蛋白基因（vip3A）在枯草芽胞杆菌中的表达情况,促进杀虫防病工程菌构建,将枯草芽胞杆菌168菌株核糖体小亚基S4蛋白基因的启动子与苏云金芽胞杆菌WB7菌株vip3A基因的编码序列连接,插入大肠杆菌Escherichia coli与枯草芽胞杆菌穿梭载体pAD123,得到重组原核表达质粒pADpvip,将重组质粒转化枯草芽胞杆菌标准菌株168和分离自辣椒体内的生防内生枯草芽胞杆菌BS-2菌株中,获得工程菌株.SDS-PAGE分析表明在枯草芽胞杆菌168菌株的部分工程菌株中有约88 kDa大小的VIP条带,而BS-2的工程菌株中未见相应的条带,表明Vip3A蛋白仅在168菌株中表达.生物测定表明有5株168的工程菌株（168vip1-4,6）表现较高的杀虫活性,工程菌株发酵稀释液（约10⁷CFU/mL）处理的小白菜叶片饲喂斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的杀虫效果可达87.64%~92.13%,但vip3A基因转入内生枯草芽胞杆菌BS-2中不表现杀虫作用.毒力测定表明168vip2菌株对斜纹夜蛾2龄幼虫72 h的LC₅₀为0.0194 mL/mL.这些结果为进一步研究基因在枯草芽胞杆菌中的表达构建杀虫防病工程菌打下了基础.     

在枯草杆菌芽胞表面展示P74蛋白膜外肽段

目的:对家蚕核型多角体病毒(BmNPV)囊膜蛋白P74膜外肽段与枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)CotC与进行融合表达,制备表面展示有P74蛋白的重组芽孢,为深入研究该重组芽孢的功能提供基础.方法:将CotC基因与BmNPV P74膜外编码序列进行融合,构建表达CotC-P74融合蛋白的重组质粒pJS700-p74.通过双交换使该重组质粒中的CotC-P74表达盒整合到枯草芽胞杆菌染色体淀粉酶基因位点,并对发生同源重组后的菌株进行筛选和PCR鉴定.结果:PCR结果表明CotC-P74成功地整合到枯草芽孢杆菌基因组上,通过作者实验室制备的P74多抗对诱导后的重组芽孢衣壳总蛋白进行Western blot分析,结果在49 kDa位置处能杂交到一条特异的蛋白带.结论:P74蛋白胞外肽段成功地展示在枯草芽胞杆菌芽胞表面.     

绿色荧光蛋白在枯草芽孢杆菌WB600中的表达

根据绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的特性,将GFP作为目的基因,与穿梭载体p HY300PLK结合,构建一个芽孢杆菌WB600的蛋白表达体系,为在枯草芽孢杆菌中表达其他蛋白提供了一定的技术和理论支持。本文结合p HY300PLK的克隆位点,设计gfp基因的引物,PCR扩增后回收的gfp基因片段进行双酶切,与相同双酶切的pHY300PLK连接获得pHY300PLK-GFP,通过电转化将pHY300PLK-GFP转化至芽孢杆菌WB600中并检测。获得转化子WB1,检测到转化子在荧光显微镜下显示绿色荧光,且后续测序检测表明重组质粒构建成功。     

以CotX为分子载体在枯草芽胞杆菌芽胞表面展示绿色荧光蛋白

芽胞衣壳蛋白CotB、CotC、CotG等可作为芽胞表面展示外源蛋白的分子载体,制备口服重组疫苗或具有催化活性的重组酶。CotX为枯草芽胞杆菌Bacillussubtilis芽胞衣壳中的另一种结构蛋白。为证明CotX能否作为分子载体将外源蛋白展示在芽胞表面,本研究将cotX基因与绿色荧光蛋白基因gfp的编码序列进行基因重组,构建融合表达CotX-GFP的整合型重组质粒,将该质粒转化枯草芽胞杆菌,筛选重组菌株并诱导产生芽胞,观察到重组芽胞表面具有GFP绿色荧光。结果表明枯草芽胞杆菌的芽胞衣壳蛋白CotX位于芽胞衣壳外层,可作为芽胞表面展示外源蛋白的载体分子。     

麦芽糖诱导海藻糖合成酶基因在B.subtilis WB800n中的表达

运用枯草芽孢杆菌中的麦芽糖诱导型启动子调控元件,构建得到麦芽糖诱导海藻糖合成酶的安全表达系统,使其制备的海藻糖能够广泛应用于食品医疗行业。以来源于恶臭假单胞杆菌KT2440(Pseudomonas putida KT2440)的海藻糖合成酶基因Tre S为报告基因,以cre序列定点突变(CG碱基突变为AT碱基)优化后的麦芽糖诱导型的枯草芽孢杆菌操纵元启动子Pglv为调控元件、大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒PHT01为载体骨架,通过Bam H I和Aat II限制酶酶切替换,构建得到高效表达载体Pglv-PHT01-Tre S,将质粒电转化到B.subtilis WB800n并验证其表达效果。成功构建了海藻糖合成酶高效表达质粒Pglv-PHT01-Tre S,并实现了该重组质粒在B.subtilis WB800n中的表达。利用基础发酵培养基优化发酵条件验证结果表明,菌体生长到发酵液吸光值OD600达到1.2时加入终质量分数4.5%的麦芽糖,37℃诱导18 h后胞内的海藻糖合成酶的粗酶活力达到18.9 U/m L。为了提高海藻糖合成酶的表达量,还构建了通过单交叉互换方法敲除了α-淀粉酶基因amy E的重组菌株B.subtilis WB800n(Δamy E),减少了胞外α-淀粉酶对麦芽糖的降解成葡萄糖,提高了麦芽糖的诱导表达效果以及减少葡萄糖的反馈抑制,表达质粒在麦芽糖诱导条件下在该重组菌中海藻糖合成酶酶活提高到了29.2 U/m L。首次成功实现了麦芽糖诱导海藻糖合酶在枯草芽孢杆菌中的高效表达,为获得制备安全高效的海藻糖合成酶表达系统奠定了基础。     

海参溶菌酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中的整合及表达

采用枯草芽孢杆菌WB600(Bacillus subtilis WB600)在体外表达海刺参溶菌酶(Stichopus japonicus lysozyme,SjLys)蛋白。通过构建克隆质粒pMD18-P43-SjLys,将B.subtilis自身强启动子P43序列和已分离得到的SjLys基因(GenBank登录号EF036468)连接(P43-SjLys)。经BamH I/EcoR I酶切,将P43-SjLys片段连接到B.subtilis整合载体pDG1730上,构建整合重组质粒pDG-P43-SjLys。经Xho I酶切处理,线性化的pDG-P43-SjLys质粒转化B.subtilis WB600细胞。P43-SjLys片段通过同源双交换重组整合到B.subtilis WB600染色体上,成功得到具有稳定遗传的基因工程菌B.subtilis WB600/P43-SjLys。经SDS-PAGE和抑菌试验分析表明,培养60 h后,B.subtilis WB600/P43-SjLys能够表达可溶的,对常见的海洋细菌溶壁微球菌和金黄色葡萄球菌具有较强的抑菌活性的SjLys蛋白。首次在B.subtilis表达系统中得到可溶且具有酶活功能的SjLys蛋白,为SjLys的生产提出了一种具有可行性的和潜力的新方法。     

地衣芽胞杆菌dif序列的功能鉴定

地衣芽胞杆菌是重要的工业菌株,如何为其建立一种有效的基因删除技术是对该菌株进行遗传改良的基础。枯草芽胞杆菌difB8序列已经被成功用于枯草芽胞杆菌多基因的删除。在分析地衣芽胞杆菌基因组序列并获得与枯草芽胞杆菌difB8以。序列十分相似的一段序列difBLi的基础上,构建了在庆大霉素抗性基因两侧具有difBLi的重组质粒pMD19-difGm和pHY-XI’：：difGm,通过电击转化法将质粒pHY-XI’：：difGm导入B．1icheniformis ATCC14580中,筛选获得了具有庆大霉素抗性的转化子。在转化子的传代过程中,重组质粒的庆大霉素抗性基因在体内Xer／dif／f位点特异性重组系统的介导下通过其侧翼的dif位点进行同源重组而被准确删除。确证了地衣芽胞杆菌中dif序列的功能,为地衣芽胞杆菌基因组中多基因的删除提供了一种新的实验途径。     

生物转化产d-伪麻黄碱菌株的筛选及其关键酶基因的验证

利用GenBank和UniProt数据库比对MorganellamorganiiJ-8羰基还原酶基因和氨基酸序列,以同源性为依据,结合高效液相色谱（HPLC）检测验证,筛选出5株同样具有转化1-苯基-2-甲氨基丙酮（MAK）产d-伪麻黄碱功能的菌株。选取其中1株BacillusclauseB0658,对其d-伪麻黄碱的生物转化过程进行考察,发现在最优条件下d-伪麻黄碱产量达到128．3mg／L。进一步对B．clauseB0658的亮氨酸脱氢酶基因bcdh进行扩增,以pET28a（＋）为载体构建重组质粒并在EscherichiacoliBL21（DE3）中实现表达,通过重纽菌的生物转化实验验证该酶的催化功能。     

羰基还原酶基因与葡萄糖脱氢酶基因在大肠杆菌中的共表达及其在不对称还原产麻黄碱中的初步应用

通过羰基还原酶基因与葡萄糖脱氢酶基因在大肠杆菌中的共表达,解决羰基还原酶在催化底物过程中的辅酶再生的问题。以枯草芽孢杆菌基因组为模板,采用PCR的手段扩增得到葡萄糖脱氢酶基因gdh与已构建好的pKK223-3-mldh连接,转化E.coli JM109获得重组菌E.coli pKK223-3-gdh-mldh。SDS-PAGE结果表明羰基还原酶及葡萄糖脱氢酶均有表达其相对分子质量分别为43 kD和31 kD。液相检测重组菌细胞破碎液在不添加外源的葡萄糖脱氢酶的情况下能专一性转化1-苯基-2-甲氨基丙酮简称MAK为d-伪麻黄碱。全细胞转化实验表明0.1 g湿菌体与0.15 mg MAK及6 mg葡萄糖30℃反应10 h生成0.091 mg d-伪麻黄碱,MAK的摩尔转化率为67.4%。     

Cloning and expression of the <Emphasis Type="SmallCaps">l</Emphasis>-1-amino-2-propanol dehydrogenase gene from <Emphasis Type="Italic">Rhodococcus erythropolis</Emphasis>, and its application to double chiral compound production

The gene encoding NADP(+)-dependent L: -1-amino-2-propanol dehydrogenase (AADH) of Rhodococcus erythropolis MAK154 was cloned and sequenced. A 780-bp nucleotide fragment was confirmed to be the gene encoding AADH by agreement of the N-terminal and internal amino acid sequences of the purified AADH. The gene (aadh) codes a total of 259 amino acid residues, and the deduced amino acid sequence shows similarity to several short-chain dehydrogenase/reductase family proteins. An expression vector, pKKAADH, which contains the full length aadh was constructed. Escherichia coli cells possessing pKKAADH exhibited a 10.4-fold increase in specific activity as to catalysis of the reduction of (S)-1-phenyl-2-methylaminopropan-1-one (MAK), as compared with that of R. erythropolis MAK154 induced by 1-amino-2-propanol (1 mg/ml). Coexpression of aadh with a cofactor regeneration enzyme (glucose dehydrogenase) gene was also performed, and a system for sufficient production of d-pseudoephedrine from racemic MAK was constructed.     

3-甾酮-1-脱氢酶基因的表达及甾体转化分析

本文利用带有P43启动子的表达分泌载体pWB980,实现了简单节杆菌3-甾酮-1-脱氢酶在枯草芽孢杆菌中的表达,表达出的目的蛋白的分子量为55KDa。利用分光光度法检测得到胞内和胞外可溶性部分的酶活分别为110±0.5mU和15±0.6mU每毫克蛋白, 比出发菌株简单节杆菌提高了将近30倍。重组芽孢杆菌对甾体底物4-AD的转化率为45.3％,比出发菌株简单节杆菌提高了近10倍。利用枯草芽孢杆菌对甾体底物进行脱氢为甾体药物的生产开辟了一个新的途径。     

Cloning and expression of a bpr gene encoding Bacillopeptidase F from Bacillus amyloliquefaciens CH86-1

A gene encoding bacillopeptidase F, bpr86-1, was cloned from B. amyloliquefaciens CH86-1 isolated from cheonggukjang. This gene could encode a preproenzyme of 1,431 amino acids. When bpr86-1 was introduced into B. subtilis WB600 via pHY300PLK, an E. coli-Bacillus shuttle vector, the transformant showed fibrinolytic activity. During growth on LB, the fibrinolytic activity of cells increased sharply when they entered the stationary phase. The highest activity (761.4 mU/mg protein) was observed at 96 h of cultivation.     

Cloning vehicles for the homologous Bacillus subtilis host-vector system

A series of Bacillus subtilis plasmids was constructed which carry either the leu region or both the leu and the dihydrofolate reductase (DHFR) regions of the B. subtilis chromosome. The DHFR-coding gene was derived from a trimethoprim resistant (Tmpr) B. subtilis strain, and cells harboring the DHFR plasmid showed resistance to trimethoprim (Tmp). One such leu+tmpr plasmid, pTL12, was found to be useful for cloning DNA fragments at the BamHI, EcoRI, BglII and XmaI sites. It was also shown that insertion of DNA fragments at the BamHI and XmaI sites of pTL12 inactivated the leuA gene function (insertional inactivation) but not tmpr, indicating that cells carrying recombinant plasmids can be detected easily by selecting Leu-Tmpr colonies. Combination of B. subtilis 168 and plasmid pTL12 should serve as an efficient homologous cloning system in B. subtilis.     

Enhancement of the antifungal activity of Bacillus subtilis F29-3 by the chitinase encoded by Bacillus circulans chiA gene

Bacillus subtilis F29-3 is an antagonistic bacterium against a wide range of fungal species. In order to determine the effect of chitinase on the antifungal activity of B. subtilis F29-3, a 2.4-kb DNA fragment containing the chiA gene of Bacillus circulans WL-12 was ligated into a shuttle vector pHY300PLK and transformed into B. subtilis F29-3. A bioassay conducted on the culture supernatant showed that, in comparison to the B. subtilis control strain, B. subtilis F29-3 expressing the chiA gene exhibited a greater inhibition of spore germination of Botrytis elliptica, indicating that chitinase could enhance the antifungal function conferred by B. subtilis F29-3.