嗜热链球菌IMAU20246胞外多糖基因簇及其表达分析北大核心

【目的】嗜热链球菌IMAU20246是一株具有良好发酵特性且高产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)的菌株,但其EPS基因簇及合成途径尚不清晰。因此可通过全基因组测序及生物信息学分析菌株基因组序列,探究EPS合成及调控机制。【方法】本实验对嗜热链球菌IMAU20246进行全基因组测序并进行生物信息学分析,解析EPS生物合成相关基因簇及EPS合成途径,同时采用实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)对其不同时间点EPS基因簇的表达进行定量分析。【结果】嗜热链球菌IMAU20246基因组中有一个18.1 kb的EPS生物合成基因簇,编码15个与EPS生物合成相关的基因。嗜热链球菌IMAU20246通过转运葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖及蔗糖合成UDP-葡萄糖、dTDP-葡萄糖、dTDP-鼠李糖、UDP-半乳糖、UDP-呋喃半乳糖、UDP-N-乙酰葡萄糖胺和UDP-N-乙酰半乳糖胺等7种糖核苷酸。qRT-PCR的结果表明,EPS基因簇中的基因在细胞生长阶段均能表达,特别是糖基转移酶基因epsE、epsF、epsH和epsJ在培养6 h时表达量最高,此时EPS产量达到最高。【结论】本研究从基因组解析了嗜热链球菌IMAU20246 EPS基因簇及其合成途径,为菌株的进一步开发提供了理论依据。     

粘性嗜热链球菌ST-1产胞外多糖发酵条件优化

应用响应面法对一株粘性嗜热链球菌ST-1的产胞外多糖的发酵条件进行了优化.根据单因素的实验结果,选取接种量,发酵温度,发酵时间作为考察因素,以胞外多糖的产量作为响应值,利用Box-Behnken实验设计方法,建立了胞外多糖产量与三个考察因素之间的回归方程并得到最佳发酵条件为:接种量5%,发酵时间14 h,发酵温度42℃...     

一株嗜热链球菌产多糖条件的优化

使用单因素和正交试验设计相结合的方法对培养基配方及培养条件进行优化提高嗜热链球菌AR333的胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)产量.获得最佳培养基配方为:脱脂乳粉15％(w/v)、半乳糖1％ (w/v)、大豆蛋白胨0.5％ (w/v)、磷酸氢二钾0.1％ (w/v).最佳培养条件为:接种量3％,40℃,初始pH6.5,发酵时间16 h.优化后嗜热链球菌AR333的EPS产量可达256.97mg/L,比优化前的产量提高了3.6倍.     

嗜热链球菌胞外多糖EPS333对酸乳品质的影响

本研究以酸乳为基质,通过测试酸乳酸化速率曲线、脱水收缩敏感性、持水力、水分迁移、质构及流变特性等参数,研究了嗜热链球菌胞外多糖与市场常规应用多糖对酸乳品质的影响。研究结果表明:嗜热链球菌胞外多糖EPS333在酸乳凝胶过程中较其他几种多糖能明显减缓酸化趋势,后熟及储藏阶段减少"自由水"含量,降低流动性,改善其流变特性。     

细菌胞外多糖生物合成转录调控因子研究进展

细菌胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)因其独特的理化特性和生理活性,在食品、制药和化工等领域广泛应用。在食品行业中,黄原胶、结冷胶和热凝胶等细菌EPS备受青睐。转录调控因子能在转录水平上调控eps基因的表达,影响细菌EPS的生物合成。目前细菌EPS转录调控因子的研究报道较少,且多数已知的EPS转录因子调控机制尚未阐明。本文总结了近年来细菌EPS调控因子的研究进展,重点介绍其研究方法和调控机制,以期为细菌EPS转录调控研究提供借鉴。     

嗜热链球菌MGB80-7所产胞外多糖的表型结构及其抗氧化活性

【背景】胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）是乳酸菌生长代谢过程中所产生的一种次级代谢产物,除了可以改善产品质构和品质外,其生理功能也是近年来研究人员追捧的热点。【目的】探究乳酸菌EPS的表征特性和分子结构,揭示其与EPS益生特性之间的联系。【方法】以产EPS的嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus,S. thermophilus） MGB80-7为研究对象,利用苯酚-硫酸法测定菌株EPS产量。采用离子交换柱层析和凝胶分子筛层析对该菌株所产EPS进行分离纯化,结合凝胶色谱、红外光谱及高效液相色谱对EPS表型结构进行剖析。此外,为确定EPS表型特征对其抗氧化活性的影响,测定了EPS对超氧阴离子、羟自由基及DPPH自由基等的清除能力。【结果】S. thermophilus MGB80-7在M17培养基中EPS产量较高,为（268.25±5.36） mg/mL,分离纯化后共得到2种多糖组分,其中中性多糖（WPS-807）分子量为1.028×10⁵ Da,主要由葡萄糖、半乳糖和甘露糖组成,并含有少量的鼠李糖和阿拉伯糖,酸性多糖（...     

唾液链球菌嗜热亚种LCX2001胞外多糖分批发醇动力学

对唾液链球菌嗜热亚种LCX2001生物合成胞外多糖（EPS）的动力学进行 了研究,基于Logistic-equation方程和Ｌuedeking-piret方程,得到了描述发酵过程的动力学模型和模型参数,该模型反映了细胞长长,乳酸生成,ＥＰＳ生物合成和基质消耗之间的关系,模型的拟合结果与实验值吻合较好,误差小于１０％。     

c-di-GMP对细菌胞外多糖合成与运输的调控

环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)的发现已有29年。作为重要的细菌第二信使,c-di-GMP可参与调节细菌生物膜的合成与降解、运动、毒性、细胞周期、细胞分化等多种活动过程。胞外多糖(EPS)是细菌生物膜的主要组成成分,其合成和运输主要受c-di-GMP调控。目前细菌胞外多糖在医药、食品、农业、工业和环保等多个领域均有广泛的应用,其相关研究备受关注。本文旨在论述细菌中c-di-GMP合成与降解的调控,部分合成酶(Diguanylate cyclase,DGC)与降解酶(Phosphodiesterase,PDE)及其受体分子(Receptor)晶体结构等研究成果,并结合我们研究农杆菌ATCC31749中c-di-GMP对可德胶合成调控的基础上,重点阐述c-di-GMP对纤维素、藻酸盐、多聚氮乙酰葡萄糖胺(PNAG)和可德胶等EPS合成与运输的调控机制。     

刚果红平板法筛选血链球菌胞外多糖缺失突变株

细菌胞外多糖不但能够保护细菌,防止外界环境变化和侵蚀者对菌体细胞的侵害,而且在医学微生物学中还具有特有的生物学活性, 包括抗辐射、抗氧化等特性。尽管细菌胞外多糖受到了学者的广泛关注,但胞外多糖的生物合成机制还不十分清楚。以血链球菌为模式生物,以随机插入突变机制构建的血链球菌胞外多糖形成基因文库为受试对象,建立了一种简单易行的刚果红平板法用于筛选血链球菌细胞外粘多糖形成缺失突变株的方法,为日后研究细菌胞外多糖形成机制以及临床上筛选胞外多糖缺失突变株奠定了基础。     

微生物胞外多糖黄原胶的应用与研究进展

黄原胶是由植物病原菌野油菜黄单胞菌产生的一种天然胞外多糖,其结构为重复单元聚合而成的多聚体,单元结构中包含了D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡糖醛酸基团以及O-乙酰和丙酮酸基团。黄原胶具有优良的流变特性,作为增稠剂和稳定剂等被广泛用于食品、药品和化妆品等多个行业。本文主要综述了黄原胶的结构、性质、应用、生物合成、生物合成调控和工业生产条件,为黄原胶的后续研究提供理论基础。     

Plasmid transduction in Streptococcus thermophilus

Summary Streptococcus thermophilus is a common dairy starter for which very few genetic exchange systems have been described. Here we report plasmid transduction by 17 and 56, two virulent phages of industrial yogurt starter strains. Several replicons could be transduced, independently of their size, with efficiencies which are high enough to allow gene transfer from a transformable intermediary strain of S. thermophilus to other hosts of the bacteriophages studied.     

嗜热链球菌CRISPR-Cas系统的检测

【目的】CRISPR-Cas系统为嗜热链球菌抵抗噬菌体等外源基因元件提供获得性免疫,分析NCBI中已公开发表全基因组序列的9株嗜热链球菌所含CRISPR-Cas系统的数目和类型,对实验室相应菌株的CRISPR-Cas系统进行检测。【方法】利用生物信息学方法对NCBI中9株已测序嗜热链球菌所含CRISPR-Cas系统进行分析,根据其Cas基因序列设计引物,对实验室嗜热链球菌菌株的Cas基因进行扩增、测序,分析实验室6株嗜热链球菌的CRISPR-Cas系统情况。【结果】9株标准菌株均含不同数目的CRISPR-Cas系统,其类型主要为Ⅱ-A型、Ⅲ-A型和Ⅰ-E型,各类型的标志Cas基因高度保守。6株供试菌中,S4仅含Cas9基因,其它5株均含有Cas9基因、Cas10基因和Cas9*基因,79和KLDS3.0207还含有Cas3基因。【结论】可根据标准菌株高度保守的Cas基因设计引物,预测未知嗜热链球菌所含CRISPRCas系统的数目和类型。S4仅含1个Ⅱ-A型CRISPR-Cas系统,其它5株均含有2个Ⅱ-A型CRISPR-Cas系统和1个Ⅲ-A型CRISPR-Cas系统,此外,79和KLDS3.0207均含有1个Ⅰ-E型CRISPR-Cas系统。     

基于比较基因组学分析嗜热链球菌的遗传多样性和防御系统

【目的】嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)是发酵乳制品的基础发酵菌种之一,全基因组水平解析嗜热链球菌的遗传多样性和工业发酵特性对于优良发酵菌株的筛选意义重大。【方法】本研究通过比较基因组学方法对27株嗜热链球菌的遗传多样性和防御系统进行分析。【结果】全基因组分析结果显示嗜热链球菌群体内具有较高的遗传多样性;基于核心基因集构建的系统发育树划分为2个分支,其中分支2菌株缺乏完整的组氨酸合成途径,经验证,分支2菌株在缺乏组氨酸的培养基中不能正常生长。通过对嗜热链球菌不同菌株的防御系统进行分析发现,同类型的CRISPR基因座和限制修饰系统在基因组中出现的位置相对固定。CRISPR-Cas系统(P<0.05,r=0.43)和限制修饰系统(P<0.01,r=–0.59)的数量与编码转座酶基因的数量均显著相关,表明嗜热链球菌为了阻止外源DNA入侵会进化出多种防御系统来保护自身遗传完整性。此外,分支1菌株的CRISPR-Cas系统数量极显著(P<0.001)多于分支2,而限制修饰系统无显著差异,表明分支1菌株在噬菌体抗性方面可能更具优势。【结论】本研究基...     

可代谢半乳糖嗜热链球菌的诱变选育及其在发酵乳生产中的应用

【目的】嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)作为酸奶、奶酪等发酵乳制品的常用发酵剂,在乳品工业中应用广泛。大多数嗜热链球菌为半乳糖阴性(Gal^-)菌株,不能代谢半乳糖而将其排出到胞外,导致发酵乳中半乳糖含量增加。因此可通过化学诱变的方法处理嗜热链球菌,使其可代谢半乳糖,开发一种低半乳糖含量的发酵乳。【方法】利用亚硝基胍(nitrosoguanidine, NTG)对嗜热链球菌IMAU80846进行诱变处理,测定野生株嗜热链球菌IMAU80846与突变株β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)、半乳糖激酶(galactokinase, GalK)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK)和葡萄糖激酶(glucokinase, GK)活性,分析编码这些酶的氨基酸序列,得到一株可代谢半乳糖的嗜热链球菌IMAU80846Y,同时对突变株进行全基因组测序,并检测野生株和突变株发酵乳中乳酸、乳糖、半乳糖和葡萄糖的含量,最后将野生株和突变株分别与德氏乳杆菌保加利亚亚种IMAU20450进行复配发酵,测定两组发酵乳在发酵与贮藏期间的发酵特性,制备一款低半乳糖含量的发酵乳。【结果】突变株嗜热链球菌IMAU80846Y的β-Gal、GalK活性高于野生株,PK和GK活性低于野生株,氨基酸序列与全基因组测序结果表明突变株与糖代谢有关基因发生突变,HPLC检测结果表明突变株发酵乳中乳糖、半乳糖的含量均低于野生株,而乳酸、葡萄糖的含量高于野生株。发酵特性的分析结果表明,与野生株复配组相比,突变株复配组发酵乳具有良好的滴定酸度、活菌数、黏度以及持水力。【结论】嗜热链球菌IMAU80846经NTG诱变后,菌株代谢半乳糖的能力发生了变化,利用该突变株可生产一款低半乳糖含量的发酵乳。     

Insertion of a heterologous gene construct into a non-functional ORF of the Streptococcus thermophilus chromosome

An integrative vector was constructed for inserting heterologous genes within a non-functional open reading frame (ORF) on the chromosome of Streptococcus thermophilus. The vector, pINTRS, contained a temperature sensitive origin of replication and an erythromycin resistance gene for initial selection in S. thermophilus. The region of the vector containing unique cloning sites, for insertion of recombinant genes, was flanked by homologous DNA sequences corresponding to a pseudogene in S. thermophilus to facilitate chromosomal integration. The gene encoding green fluorescent protein, regulated by a plasmid borne hsp promoter of S. thermophilus, was cloned into pINTRS to demonstrate proper functioning of the vector. Mention of trade names or commercial products in this publication is solely for the purpose of providing specific information and does not imply recommendation or endorsement by the U.S. Department of Agriculture.     

敲除aceE基因对猪链球菌丙酮酸代谢的影响

【目的】探究缺失编码丙酮酸脱氢酶蛋白的aceE基因对猪链球菌生长特性、三羧酸循环和丙酮酸代谢的影响。【方法】通过测量菌液的OD600值,绘制野生型菌株与aceE基因缺失突变株的生长曲线;利用试剂盒测定三羧酸循环和丙酮酸代谢旁路中乙酰CoA、琥珀酸CoA、延胡索酸、草酰乙酸、丙酮酸、乳酸和ATP的含量,通过荧光定量qRT-PCR确定柠檬酸合酶基因、苹果酸脱氢酶基因、琥珀酸脱氢酶基因、异柠檬酸脱氢酶基因、丙酮酸脱羧酶基因、乳酸脱氢酶基因、乙醇脱氢酶基因和乙醛脱氢酶基因的表达水平。【结果】与野生株相比,菌株ΔaceE在平台期OD600值下降;添加1g/L乙酸盐能够显著提升菌株ΔaceE平台期OD600值。菌株ΔaceE的丙酮酸含量上升,ATP含量下降;三羧酸循环代谢中乙酰CoA、琥珀酸CoA、延胡索酸含量降低;柠檬酸合酶基因和苹果酸脱氢酶基因表达水平上升,琥珀酸脱氢酶基因和异柠檬酸脱氢酶基因表达水平下调;在丙酮酸代谢旁路中丙酮酸脱羧酶基因、乳酸脱氢酶基因、乙醇脱氢酶基因和乙醛脱氢酶基因表达水平上升。【结论】结果显示,菌株ΔaceE三羧酸循环活性降低,虽然能够通过PDH旁路将部分丙酮酸分解为乙...     

灵杆菌合成灵菌红素的转录调控

灵菌红素是一种具有多种生物活性的红色素,具有巨大的经济价值和广阔的应用前景。灵杆菌是灵菌红素的生产菌株,同时也是研究灵菌红素合成的模式菌株。本文综述了转录水平上调控灵杆菌合成灵菌红素的研究进展,总结了双(多)组分调控系统、群体感应系统、σ因子和转录因子在调控灵杆菌合成灵菌红素过程中发挥的作用,并对未来的研究方向进行了展望。     

Molecular cloning and nucleotide sequence of Thermus thermophilus HB8 trpE and trpG

The trpE gene of Thermus thermophilus HB8 was cloned by complementation of an Escherichia coli tryptophan auxotroph. The E. coli harboring the cloned gene produced the anthranilate synthase I, which was heat-stable and enzymatically active at higher temperature. The nucleotide sequence of the trpE gene and its flanking regions was determined. The trpE gene was preceded by an attenuator-like structure and followed by the trpG gene, with a short gap between them. No other gene essential for tryptophan biosynthesis was observed after the trpG gene. The amino-acid sequences of the T. themophilus anthranilate synthase I and II deduced from the nucleotide sequence were compared with those of other organisms.     

Domains of phenylalanyl-tRNA synthetase from Thermus thermophilus required for aminoacylation

The contribution of entire domains or particular amino acid residues of the phenylalanyl-tRNA synthetase (FRS) from Thermus thermophilus to the interaction with tRNA^Phe was studied. Removal of domain 8 of the β subunit resulted in drastic reduction of the dissociation constant of the FRS·tRNA^Phe complex. Neither the removal of arginine 2 of the β subunit, which makes the only major contact between domains β1–5 and the tRNA, nor the replacement of the conserved proline 473 by glycine had an influence on the aminoacylation activity of the FRS. Thus, the body comprising domains 1–5 of the β subunit may not be essential for efficient aminoacylation of tRNA^Phe by the FRS and rather be involved in other functions.