枯草芽孢杆菌SCK6超级感受态的制备和转化条件优化

枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性好氧细菌,因其安全性和高分泌特性,已被广泛用作异源蛋白的表达宿主。然而,相比大肠杆菌,枯草芽孢杆菌的转化效率低,限制了其作为宿主的异源蛋白的定向进化。本文通过改变培养基、诱导剂浓度、质粒类型等参数优化感受态制备的条件,利用常规质粒进行转化,结果表明,用营养丰富的YN培养基替代常规LB培养基制备感受态,可以使转化效率提高4倍左右;加入1.5%的木糖诱导2 h,感受态的转化效率又提高2倍左右;用大肠杆菌Escherichia coli GM272来源的质粒又可进一步提高转化效率3倍左右。综合最优条件制备SCK6的感受态,转化整合型质粒pDG1730,效率可以达到10~6 CFU/μg,相对未优化的条件提高了2个数量级,为基于枯草芽孢杆菌的酶的定向进化和代谢工程奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌感受态细胞的制备及质粒转化方法研究

为便于枯草芽孢杆菌工业化生产应用,对Spizizen创立的枯草芽孢杆菌DNA转化方法进行改进.用GMI和GMII溶液处理枯草芽孢杆菌野生型菌株BS501a、营养缺陷型突变株DBl342和非营养缺陷型突变株WB800,用改进的方法制备感受态细胞,用7.5kb质粒pSBPTQ进行转化,并研究RNA、酵母粉、水解酪蛋白、培养方法对枯草芽孢杆菌质粒转化的影响.结果表明,该方法适用于不同基因型枯草芽孢杆菌的质粒转化,营养缺陷型突变株DBl342的转化率为750 CFU/μg/DNA,非营养缺陷型突变株WB800转化率为1 070 CFU/xg DNA,野生型菌株BS501a转化率为270 CFU/μg/DNA.根据影响转化效率的因素,推测在该方法中,枯草芽孢杆菌质粒转化原理:一定生物量的枯草芽孢杆菌在外界营养条件和钙、镁离子作用下,细胞壁和细胞膜形成缺陷,使外源DNA转入枯草芽孢杆菌细胞内.     

枯草芽孢杆菌感受态研究新进展

在枯草芽孢杆菌中,感受态的形成受到一种二元信号转导系统的调节,这种系统对胞外的感受态信息素浓度作出感应而激活晚期感受态基因的表达。各种晚期感受态蛋白分别负责外源DNA的吸附、吸收和内源化,它们共同构成了DNA的运输系统。初步探讨了枯草芽孢杆菌感受态调节在细胞生长和进化中的意义。     

外源质粒在枯草芽孢杆菌BF7658中的稳定性及其基因表达

通过B.subtilis噬菌体PBSI转导,已将携带热稳定α-淀粉酶基因的质粒pAmy411引进了B.subtilis BF7658.转导频率为10_(-9)转导子/PFU。尽管pAmy 411的诲贝数在B.subtilis BF7658中较在B.subtilis AS 1.1176中高1倍,但其传代稳定性却较后者低。质粒携带的热稳定α-淀粉酶基因的表达水平在B.subtilis BF 7658中较在B.subtilisAS1.1176中高6倍。     

细菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的诱导型异源表达

【目的】实现地衣芽孢杆菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达,并研究该重组酶的酶学性质。【方法】克隆巨大芽孢杆菌木糖异构酶基因的启动子区域及其调控蛋白,构建一个大肠杆菌/芽孢杆菌穿梭型诱导表达质粒,使用该诱导型启动子介导麦芽糖淀粉酶编码基因,实现其在枯草芽孢杆菌中的功能表达。对重组枯草芽孢杆菌的诱导条件进行优化,提高麦芽糖淀粉酶的产量。【结果】获得了诱导表达麦芽糖淀粉酶基因的重组枯草芽孢杆菌菌株。最适诱导温度为45°C,最适诱导剂添加浓度为1%,最适添加诱导剂时间为接种培养9 h后。重组酶蛋白分子量大小为67 k D,对该酶的酶学性质研究发现,以可溶性淀粉为底物,反应生成麦芽糖和葡萄糖,其中麦芽糖含量为60.42%。重组酶最适作用温度为45°C,最适作用p H为6.5,Ca2+、Co2+、EDTA对该重组麦芽糖淀粉酶具有激活作用。【结论】通过木糖诱导表达系统可以实现麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效诱导型表达,酶活最高可达296.64 U/m L发酵液,在工业上有着较好的应用前景。     

枯草芽孢杆菌整合载体研究进展

芽孢杆菌质粒经常在复制时出现不稳定的单链(ssDNA)形式,从而导致质粒载体的丢失,而采用整合载体将克隆基因整合到宿主染色体,是克服枯草杆菌质粒不稳定性的一个有效途径。本综述了芽孢杆菌整合载体的研究历程、整合机理、整合类型及其应用和前景。     

适用于野生型枯草芽孢杆菌转化有机溶剂方法的建立和优化

用经典的spizizen方法将穿梭质粒pLJ导入Bacillus subtilis168、Bacillus subtilisWB600、Baci／／ussubtihsW-B800中,均能达到70多个转化子／μgDNA的较高转化效率,但用此方法将该质粒导入由本实验室筛选并保存的野生型BacillussubtilisNx-2中,不能获得转化子。本研究对spizizen转化方法进行了改进。通过添加不同浓度的吐温-80,DMSO、丙酮、甲苯、乙醇等有机溶剂,均能获得转化子。同时,本研究对转化条件进行了优化,分别选取吐温-80、DMSO、甲苯等3种效果较好的添加剂设计正交实验。试验结果表明,在添加4％吐温-80、3％DMSO、1％甲苯的条件下得到了34个转化子／斗gDNA的较高转化效率。还研究了质粒与感受态共培养时间和感受态稀释倍数对转化的影响,当质粒与感受态共培养时间为3h,感受态稀释5倍时．转化效率较高。     

枯草芽孢杆菌基因修饰生产核黄素

【目的】研究枯草芽孢杆菌核黄素合成途径、木糖代谢相关基因修饰对核黄素合成的影响。【方法】单独过表达或共同过表达核黄素操纵子中的基因、过表达木糖代谢相关基因构建相应的重组菌株。通过测定和比较重组菌株摇瓶发酵的核黄素产量和生物量,表征各个基因修饰的效应。采用摇瓶和5 L罐发酵,考察木糖作为主要碳源以及木糖与蔗糖共代谢对核黄素发酵的影响。【结果】ribA基因单独过表达,使核黄素产量提高99%,但生物量降低30%,出现细胞自溶现象。ribA-ribH基因共表达,使核黄素产量提高280%,并且无细胞自溶和生物量下降现象。1.5%蔗糖与6.5%木糖作为碳源,5 L发酵罐发酵70 h,核黄素产量达到3.6 g/L,与8%蔗糖为碳源的发酵相比,核黄素产量提高80%。木糖代谢相关基因过表达,均明显降低核黄素产量。【结论】与ribA基因单独过表达相比,ribA-ribH基因共表达可有效避免细胞自溶现象,并能进一步提高核黄素产量。蔗糖与木糖共代谢,能够改善前体物供给,有利于提高核黄素产量。     

地衣芽孢杆菌α—淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的诱导表达

采用PCR技术扩增了sacB基因的启动子-信号序列,并将扩增的序列重组进含地衣芽孢杆菌α-淀粉酶基因的质粒载体上构建了含α-淀粉酶基因的分泌型表达载体pSA60。将pSA60转化枯草芽孢杆菌QB1098后,α-淀粉酶基因在sacB基因启动子-信号序列的调控和蔗糖的诱导下获得表达,表达产物分泌至胞外。     

枯草芽孢杆菌作为基因克隆的受体

枯草芽孢杆菌是革兰氏阳性杆菌,是来自土壤的真正腐生微生物、已被最广泛、深入地研究。象大肠杆菌一样,在分子生物学研究中作为一各典型体系被最广泛地应用。它具有一些独特的基因,例如:在芽孢形成、萌发以及生长过程中调节生化和形态变化的一些基因。其它独特的基因与胞外酶分泌过程和调节有关。     

基于枯草芽孢杆菌产物应用的基因组精简研究进展

枯草芽孢杆菌代谢产物众多,具有很强的应用开发前景,在工业上广泛应用。本文总结了聚谷氨酸、纳豆激酶和维生素K2三种热点代谢产物及其在医药、食品、农业上的应用。枯草芽孢杆菌是常用的基因工程菌,对其进行遗传改造的方法较多。本文综述了同源重组、位点特异性重组和CRISPR/Cas9三种基因组精简手段,总结了困扰枯草芽孢杆菌代谢产物开发应用与基因组精简的问题,推断未来发展的方向,期望推动枯草芽孢杆菌的开发与应用。     

蜡样芽孢杆菌ATCC14579核黄素操纵子的克隆及在枯草芽孢杆菌中的表达

利用BLAST从B．cereus ATCC14579的基因组中找到一段与枯草芽孢杆茵核黄素操纵子具有较高相似性的4．6kb大小的基因组DNA片段,该片段中含有完整的核黄素操纵子。该操纵子结构基因的编码产物的氨基酸序列与枯草芽孢杆菌核黄素操纵子相应结构基因的编码产物的氨基酸序列具有99％的同源性。该片段被克隆到大肠杆茵一枯草芽孢杆茵穿梭载体pHP13M中。表达分析的结果表明B．cereus ATCC14579核黄素操纵子可在大肠杆茵和枯草芽孢杆菌中表达。利用PCR方法用来自枯草杆菌的sac B基因的启动子替换B．cereus ATCC14579核黄素操纵子原有的启动子使其更好表达。替换启动子后的核黄素操纵子在本文使用的发酵条件下有较好的表达,核黄素产量从39．5mg／L增加到61．7mg/L.     

利用degQ基因提高枯草芽孢杆菌纤溶酶表达

从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中通过PCR扩增得到degQ基因,将其克隆到含有枯草杆菌纤溶酶基因的蔗糖诱导表达载体pUBS中,并转化至B．subtillis DB403受体菌,得到基因工程菌DB403(pUBSD)。通过发酵表达证实degQ基因能增强枯草杆菌纤溶酶的表达,酶活提高了2．2倍。同时还对不同种类的糖、不同浓度蔗糖、不同诱导时间等发酵条件进行优化和比较研究。     

不同培养时期的大肠杆菌和枯草芽孢杆菌间发生的跨属自然遗传转化

携带穿梭质粒的大肠杆菌与作为受体的枯草芽孢杆菌分别培养至不同生长阶段混合均匀后静置40min,涂布选择性平板,37℃培养30h后得到一定数目的转化子,DNaseⅠ敏感实验证实质粒是通过自然遗传转化而非其它形式发生转移。实验发现大肠杆菌可以在特定生长时期向胞外分泌DNA,并且在对数期具有最高的提供质粒的能力,而生长后期的细胞因为体系中DNase量的增加转化频率下降。进一步的研究发现枯草芽孢杆菌在营养丰富的LB培养基中也具有与基本培养基中相当的转化能力,并且在对数生长前期具有较高的转化频率。     

枯草芽孢杆菌蛋白质分泌机制研究进展

综述了枯草芽孢杆菌不同蛋白质分泌机制,重点讨论了大多数细菌蛋白分泌的Sec途径,包括Sec途径的信号肽,信号肽酶,SecYEG通道,与分泌有关的各种细胞因子以及Sec途径的限制因素,此外还简要讨论了Tat途径,该途径能够转运折叠迅速或归密的蛋白质。