鱼源副乳房链球菌前噬菌体裂解酶Sply828的抗菌活性

【背景】副乳房链球菌（Streptococcus parauberis）是重要的水产病原菌,该病原菌已逐渐出现新的血清型及多重耐药性状,因此亟须开发出一种新的抗菌药物用于该病害的防治。研究发现,前噬菌体编码的裂解酶能够有效地杀死其宿主,具有良好的抗菌应用前景。【目的】以副乳房链球菌前噬菌体裂解酶为对象,研究其杀菌宿主谱并优化其裂解活性的条件。【方法】利用PHASTER工具对副乳房链球菌菌株KRS02083全基因组序列分析发现,其前噬菌体包含一种裂解酶的基因Sply828;通过基因克隆、表达和纯化等技术得到裂解酶Sply828蛋白;通过浊度递减实验探究裂解酶Sply828对不同细菌的杀菌活性及其最适的裂解条件。【结果】裂解酶Sply828对鱼源副乳房链球菌具有最佳的杀菌活性,并发现该酶对处于指数生长期的细菌杀菌效果最好;其最适裂解温度为28°C,最适pH为6.2;Ca²⁺和Mg²⁺对该酶的杀菌活性有促进作用,但是Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺明显抑制...     

提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展

随着细菌耐药性问题的日益严重,人们开始寻求新型抗菌制剂。噬菌体裂解酶是一种由ds DNA噬菌体编码的水解酶,能高效特异性地裂解细菌细胞壁且不易使细菌产生耐药性。由于天然裂解酶具有宿主谱窄,不能裂解革兰阴性菌等缺点,研究者对裂解酶进行了大量的设计改造。本研究主要对提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展进行综述。     

炭疽杆菌噬菌体裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及鉴定

利用PCR方法扩增炭疽杆菌噬菌体裂解酶 (γlysin)基因 ,克隆至大肠杆菌表达载体pET2 2b中 ,经菌落PCR筛选、序列测定和酶切鉴定证实表达载体pET22b-γlysin构建成功 ,并在EscherichiacoliBL21(DE3)中获得了高表达。目的蛋白约占菌体总蛋白的40% ,5L发酵罐中的产酶水平高达 15g L。菌体经超声破碎 ,制备无细胞抽提液 ,StreamlineSP和SPHP柱层析以及SephacrylS-100凝胶过滤三步纯化 ,得到分子量为 2 7kD单一条带的目的蛋白 ,薄层扫描分析显示其纯度大于 95 %。目的蛋白的收率为19.1% ,纯化倍数为350。生物活性鉴定重组的γ噬菌体裂解酶具有特异性 :可快速裂解炭疽杆菌 ,比活为 1400u mg左右 ;而对大肠杆菌、枯草杆菌及蜡样芽孢杆菌没有裂解活性。     

K5裂解酶在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质分析

K5多糖裂解酶(Elma)能够裂解半合成肝素的底物-K5多糖,裂解产物是半合成法生产低分子量肝素的底物。利用PCR方法扩增elma,构建表达载体pET-28a-Elma,将构建好的质粒转化至大肠杆菌BL21中,以0.2 mmol/L的IPTG在16℃诱导5 h实现了高效表达,SDS-PAGE分析表明Elma表达量可达菌体总蛋白的30%以上。采用Ni2+-NTA亲和层析法和G-75分子筛层析纯化目的蛋白,其纯度大于95%。通过PAGE多糖电泳发现裂解前后的K5多糖分子量有明显的减小。根据Elma裂解产物产生双键从而在232 nm处有吸光度的变化来测Elma的酶活。其最适反应温度为37℃,反应的最适pH值为7.0。底物特异性分析发现Elma除K5多糖外对肝素和透明质酸也有降解作用。     

噬菌体裂解酶——现状与未来

噬菌体裂解酶是一种由DNA噬菌体基因编码的高特异性酶, 可高效消化细菌细胞壁。革兰氏阳性菌噬菌体裂解酶的结构域相似, 裂解效率高, 与抗生素具协同抗菌作用, 且不易产生耐受性菌株, 抗体等体液因子对裂解酶的裂解活性影响小, 裂解酶作为一种潜在抗感染药物具有重要的研究价值。目前已建立了多种病原菌裂解酶应用的动物模型, 在防控耐药性病原菌感染上取得重要进展。本文就噬菌体裂解酶的抗菌作用进行综述。     

噬菌体裂解酶应用研究进展

近年来,随着抗生素的滥用,导致多重耐药性菌株出现的频率加快。因细菌感染导致死亡的人数逐年增多,人类健康面临巨大挑战,因此研制新型抗菌药物刻不容缓。噬菌体裂解酶因其高效的杀菌能力及高度的宿主专一性而成为新一代抗菌制剂的候选之一。其是一种细胞壁水解酶,在双链DNA噬菌体复制后期被合成,通过水解细胞壁肽聚糖上的化学键,从而裂解细菌细胞壁,释放出子代噬菌体。本文系统地介绍了噬菌体裂解酶的研究进展,为相关裂解酶抗菌药物的研发做出有益探索。     

分支杆菌噬菌体D29 Lysin B的表达、纯化及酶学性质分析

克隆表达噬菌体D29 LysinB(LysB)并对其酶学性质进行研究。以噬菌体D29基因组为模板,用PCR方法扩增lysB基因,与表达载体pET22b连接,将重组质粒转化至Escherichiacoli BL21(DE3)中表达,镍柱亲和层析(Ni-NTA)纯化可溶性表达产物,并对重组蛋白的活性进行分析检测。结果表明:成功构建了pET22b-lysB表达载体,并从1L的LB培养物中获得了33.2mg高纯度重组蛋白(His-LysB);His-LysB具有分解脂肪的能力,属于脂肪酶;生物化学特性分析表明:丁酸对硝基苯(pNPB)为水解底物,His-LysB热稳定性不佳,30℃以下比较稳定,随着温度的升高,稳定性逐渐降低;该蛋白具有较高的pH值适应性,pH5.0~9.5范围内稳定性较高;在23℃和pH7.5时酶活力最高,其比酶活为1.3U/mg;金属离子Zn2+、Cu2+、Mg2+、Mn2+和苯甲基磺酰氟(PMSF)抑制剂对酶活具有强烈的抑制作用。本研究为开发新的治疗结核药物提供了一个新的选择。     

甲硫氨酸γ-裂解酶基因在大肠杆菌中的高效表达和活性

【背景】为了开发海洋蕴藏的新型微生物资源,本研究团队采用不依赖培养的宏基因组技术,构建了深海宏基因组文库,并对其中的重要基因进行后续研究。【目的】使用来自深海宏基因组文库中的甲硫氨酸γ-裂解酶基因(mgl)在大肠杆菌中高效表达并对其活性进行检测。【方法】将mgl基因克隆到表达载体pET-28a(+)并转化大肠杆菌BL21(DE3),经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,并对表达条件进行优化,获得甲硫氨酸γ-裂解酶(Methionine-lyase,r MGL)的大量表达。亲和层析纯化重组蛋白后对酶的活性进行研究。【结果】亲和纯化后获得大量表达蛋白r MGL,大小与预测的46 kD相符合,并具有很高的裂解L-甲硫氨酸的活性。r MGL能催化L-甲硫氨酸和DL-同型半胱氨酸的裂解,但几乎不作用于L-半胱氨酸和L-胱氨酸,其中对DL-同型半胱氨酸的催化效率比对L-甲硫氨酸的催化效率高,相对活性约为对L-甲硫氨酸催化效率的1.4倍。【结论】来自深海宏基因组文库中的mgl基因能够利用p ET-28a(+)/BL21(DE3)高效表达r MGL。     

噬菌体及其裂解酶在食源性致病菌检测和控制中的应用

微生物致病菌引起的食源性疾病在全世界频频发生,对人类健康造成严重危害,尤其是致病菌耐药性的出现使常规治疗陷入困境。噬菌体及其编码的裂解酶的发现及应用,为食源性致病菌的检测及生物防治开辟了新的途径。综述噬菌体及其裂解酶在构建食源性致病菌的快速检测方法和生物防治方面的应用。     

Genome sequence of Streptococcus mutans bacteriophage M102

Bacteriophage M102 is a lytic phage specific for serotype c strains of Streptococcus mutans, a causative agent of dental caries. In this study, the complete genome sequence of M102 was determined. The genome is 31,147 bp in size and contains 41 ORFs. Most of the ORFs encoding putative phage structural proteins show similarity to those from bacteriophages from Streptococcus thermophilus. Bioinformatic analysis indicated that the M102 genome contains an unusual lysis cassette, which encodes a holin and two lytic enzymes.     

猪尿酸氧化酶在大肠杆菌中的表达、纯化与部分酶学性质分析

本研究报道了猪尿酸氧化酶(Porcine urate oxidase,pUOX)的原核表达载体的构建、pUOX的蛋白表达条件的优化以及对pUOX经纯化后进行活性检测和酶学性质分析。利用RT-PCR从猪肝总RNA中克隆pUOX,定向插入原核表达载体pET30a(+)中,构建表达载体pET30a(+)/pUOX,并转化到大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中。重组质粒pET30a(+)/pUOX经双酶切鉴定和序列分析,证实已成功构建了重组表达载体。重组表达菌经IPTG诱导表达了约为41kD的蛋白,与预期分子量一致,并对pUOX蛋白表达条件进行了优化,表达的蛋白主要以包涵体的形式存在于细胞中,包涵体经过变性、复性后,用Ni2+-NTA对复性蛋白进行亲和纯化,并对纯化蛋白进行了活性检测和酶学性质分析,纯化的重组pUOX的比活为50.63IU/mg,并发现重组蛋白在最佳温度、热稳定性等方面与天然pUOX相同,为后续动物实验奠定重要的基础。     

肺炎链球菌中青霉素结合蛋白PBP3在大肠杆菌中的可溶性表达及活性鉴定

【目的】克隆肺炎链球菌R6的pbp3基因,构建原核表达载体并转化大肠杆菌表达,为PBP3的结构及应用研究创造条件。【方法】利用PCR法克隆肺炎链球菌R6中N端截短的pbp3基因(15-413 aa),BamHⅠ和XhoⅠ酶切后插入pGEX-6p-1构建pGEX-6p-pbp3*表达质粒,在大肠杆菌BL21(DE3)中胞内表达GST-PBP3融合蛋白,Glutathione-Sepharose 4B column亲和纯化GST-PBP3融合蛋白,PreScission Protease切除GST标签,再次过谷胱甘肽亲和层析柱获得纯化的PBP3蛋白。利用PBP3对头孢喹诺的结合试验来鉴定表达蛋白是否有活性。【结果】经测序鉴定成功扩增出N端截短的pbp3基因,成功构建了pGEX-6p-pbp3*表达载体,并纯化出可溶性PBP3蛋白,而且有活性。【结论】肺炎链球菌pbp3基因原核表达系统的成功构建以及有活性重组蛋白的获得,为PBP3蛋白的结构及应用研究奠定了基础。     

灵杆菌非特异性核酸酶的原核表达、纯化及活性分析

以灵杆菌基因组DNA为模板,PCR扩增非特异性核酸酶 (Non-specific nuclease,NU) 基因,并克隆到pMAL-c4X载体上构建重组表达载体pMAL-c4X-NU。经测序及 BLASTN发现其与灵杆菌Serratia marcescens核酸酶基因的同源性为97％。将构建的表达载体pMAL-c4X-NU转入大肠杆菌BL21,经IPTG诱导实现了胞内表达78 kDa的麦芽糖结合蛋白-NU融合蛋白 (Maltose-binding protein-NU,MBP-NU),其最佳诱导表达条件为37 ℃,0.75 mmol/L IPTG诱导1.5 h。用Amylose resin纯化得到了目的蛋白。活性检测表明MBP-NU具有同时降解DNA和RNA的活性,在37 ℃、pH 8.0时活性最高,比活力为1.11×106 U/mg,目标蛋白的纯化效率可达10.875 mg/L。纯化的目标蛋白中无蛋白酶活性存在。0.5 mmol/L乙二胺四乙酸 (Ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、1 mmol/L苯甲基磺酰氟 (Phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF) 以及150 mmol/L KCl对MBP-NU的活性几乎无影响,因此MBP-NU可作为蛋白质纯化过程中核酸的高效降解酶。     

重组阳离子抗肿瘤肽AIK的原核表达、纯化及活性测定

利用Gateway克隆技术构建重组抗瘤肽AIK的原核表达体系,建立表达及纯化重组AIK的最优条件,为深入研究和利用AIK奠定基础。首先,设计含AttB重组位点的引物,通过重叠PCR技术扩增出Att B-TEV-FLAG-AIK序列,利用BP重组反应将目的序列TEV-FLAG-AIK克隆到供体载体pDONR223中,构建入门载体,再通过LR重组反应,将目的序列转移到目的载体pDEST15中,构建GST-AIK融合蛋白原核表达质粒。随后,在BL21(DE3)工程菌中优化诱导融合蛋白表达的条件。以谷胱甘肽磁珠纯化GST-AIK融合蛋白,再以rTEV酶切除GST,获得FLAG-AIK重组蛋白。最后以MTS法检测FLAG-AIK对白血病细胞HL-60的细胞毒性。菌液PCR验证和测序分析表明成功构建了重组抗瘤肽AIK的入门质粒和原核表达质粒。在BL21(DE3)工程菌中实现了GST-AIK融合蛋白的高效可溶性表达。并测得在37℃下以0.1 mmol/L IPTG诱导工程菌(OD600=1.0)4 h,重组蛋白表达量占菌体总蛋白的30%以上。经GST亲和层析、rTEV酶切除GST标签及二次GST亲和层析获得纯度高于95%的FLAG-AIK蛋白。MTS法测得所制备的FLAG-AIK蛋白抑瘤活性与化学合成的AIK相当。总之,本课题应用Gateway克隆系统成功构建了抗瘤肽AIK的原核表达质粒,实现了GST-AIK融合蛋白的高效可溶性表达,经亲和层析获得了有生物活性的重组AIK多肽,为后续深入研究和大规模制备奠定了基础。     

酿脓链球菌Cas9核酸酶的重组表达、分离纯化及酶学特性

【背景】Cas9核酸酶是一种RNA引导的核酸内切酶,可与单链向导RNA (single-guide RNA,sgRNA)形成稳定的核糖核蛋白复合物,识别和切割特定的核苷酸片段。由于其具备高灵活性和高效率的特点,目前已经成为基础科学研究领域和临床治疗方法中使用最广泛的基因编辑工具。【目的】为Cas9核酸酶的合理开发和利用提供理论依据。【方法】利用大肠杆菌表达系统表达野生型酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes) Cas9核酸酶,经硫酸铵沉淀和镍柱亲和层析两步纯化获得较高纯度表达产物,并对其热稳定性、pH稳定性、金属离子的影响等酶学特性进行研究。【结果】经高密度发酵后,大肠杆菌湿菌重达191.0 g/L。纯化后酿脓链球菌Cas9核酸酶的比酶活达641.29 U/mg,纯化倍数为16.02,收率为46.40%。Cas9核酸酶在25-42°C保温2 h后剩余酶活保持在65%以上,而在45°C保温15 min后全部失活;其在pH 6.0-10.0范围内稳定性较高,剩余酶活大于68%,在pH9.0时稳定性最高;0.5-20.0mmol/L浓度范围内的Mg²⁺...     

转谷氨酰胺酶基因在大肠杆菌中的克隆表达

从轮枝链霉菌Streptoverticilliummobaraense细胞中获得其基因组DNA ,用一对特异性的引物通过PCR的方法扩增出转谷氨酰胺酶 (transglutaminase,TGase)全长基因 ,回收片段并将其连接到表达载体pET30a中 ,转化大肠杆菌DH5α。双向测序表明获得的转谷氨酰胺酶全长基因序列正确。纯化重组质粒转化大肠杆菌BL2 1 (DE3) ,以 1mmol/LIPTG诱导 5h收集菌体进行SDS-PAGE电泳分析 ,与阴性对照相比 ,明显多出了一条蛋白条带 ,紫外扫描显示此带约占总蛋白量的1 7% ,Westernblotting证实此带能够特异性地与兔抗MTG(味之素公司 )的抗体发生反应。测得纯化后得到的TGase蛋白的酶活可以达到 15.1U/mg蛋白。