地衣形芽孢杆菌热稳定α淀粉酶基因的克隆及其在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中的表达

利用λ噬菌体作为运载体,在大肠杆菌中从直接鸟枪法分离出编码地衣形芽孢杆菌热稳定α-淀粉酶的基因。将含有α-淀粉酶基因的片段再克隆进pBR322,并测定了它的限制性图谱。头肠杆菌克隆子所产生的α-淀粉酶保留了地衣形芽孢杆菌酶的热稳定性。检定了在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中这二基因产物的表达及性质。     

大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒的构建及碱性蛋白酶的表达

构建了一个可以在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中复制,并可以在枯草芽孢杆菌中表达外源蛋白的穿梭表达载体pBE2R.该穿梭表达载体是以pBE2为基本骨架,引入来自pWB980质粒的P43强启动子,并在其下游引入嗜碱芽孢杆菌碱性蛋白酶信号肽和前肽构建而成.试验结果表明,该穿梭表达载体pBE2R可以在大肠杆DH5α和枯草芽孢杆菌WB600中稳定存在,并可以使外源蛋白在枯草芽孢杆菌进行分泌表达,同时也为碱性蛋白酶定向改造提供了高通量筛选平台.     

推定第四类羊毛硫素合成酶生物信息学分析

【目的】获得更多关于第四类羊毛硫素合成酶的序列及蛋白结构特征信息,并为研究其作用机制及生物学功能奠定基础。【方法】应用多种软件分析和预测了山丘链霉菌、枯草芽孢杆菌、肺炎双球菌、惰性乳杆菌、德氏乳杆菌、长双歧杆菌、拟无枝酸菌、大芬戈尔德菌中此类蛋白质的理化性质、结构域、二级结构等,同时采用邻位连接法对这8种蛋白及其结构域进行了进化树的构建。【结果】所研究的这8种蛋白均为亲水性蛋白,均无信号肽;山丘链霉菌、枯草芽孢杆菌、肺炎双球菌、德氏乳杆菌、长双歧杆菌、拟无枝酸菌、大芬戈尔德菌的此类合成酶属于酸性蛋白,惰性乳杆菌的类第四类羊毛硫素合成酶属于碱性蛋白;除山丘链霉菌、枯草芽孢杆菌、肺炎双球菌的此类合成酶不稳定外,其它菌株的合成酶均稳定;进化结果表明枯草芽孢杆菌和肺炎链球菌同源性最高,LANC-like结构域与合成酶的进化关系保持了高度的一致,而STYKc/S_TKc结构域的进化关系表现出了一定的差异;二级结构主要以α螺旋和无规卷曲为主;所有的蛋白均有LANC-like结构域。【结论】类第四类羊毛硫素合成酶在不同的菌种中具有一定的保守性,因此能够发挥相似的生物学功能。研究结果对进一步研究第四类羊毛硫素合成酶具有一定的参考价值,尤其是为通过该途径进一步提高枯草芽孢杆菌生防价值提供基础。     

基于全基因组序列比对的枯草芽孢杆菌噬菌体侵染能力分析

目前,在美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中已报道数量众多的枯草芽孢杆菌及其噬菌体的全基因组序列,这为我们利用全基因组比对手段研究枯草芽孢杆菌噬菌体的侵染能力提供了数据基础。本研究从NCBI基因组数据库中下载具有完整序列的枯草芽孢杆菌及噬菌体的基因组及相应的蛋白质序列,利用BLAST软件进行基因组序列比对,得出枯草芽孢杆菌与噬菌体之间的关系。通过利用R语言等软件对噬菌体侵染枯草芽孢杆菌的能力进行分析。然后利用Clustalx和Treeview软件构建进化树,得出枯草芽孢杆菌之间的亲缘性关系,最后对枯草芽孢杆菌蛋白质进行COG注释。结果表明:在65株枯草芽孢杆菌噬菌体中,Bacillus_phage_SPBc2和Bacillus_phage_ph IS3501的侵染能力最强,而Bacillus_phage_phi AGATE等3株噬菌体的侵染能力较弱。在37株枯草芽孢杆菌中Bacillus subtilis ATCC 49760的易感性较强,Bacillus subtilis RO-NN-1等8株对枯草芽孢杆菌噬菌体的抗性较强。本研究利用基因组比对的方法对枯草芽孢杆菌噬菌体侵染宿主的能力以及枯草芽孢杆的蛋白质功能进行了分析,为后续进一步研究枯草芽孢杆菌噬菌体侵染能力及其蛋白质功能提供参考。     

猪圆环病毒衣壳蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达研究

研究猪圆病毒衣壳蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达情况。以3个不同的质粒为基础,构建不同类型的猪圆环病毒衣壳蛋白基因(PCV2-ORF2)重组表达载体,并分别转化进入枯草芽孢杆菌168和WB800中。利用SDS-PAGE和Western blot检测目的蛋白的表达,并通过实时荧光定量PCR检测目的基因的转录水平上的表达情况。结果显示,ORF2基因原序列在枯草芽孢杆菌中难以表达,经过密码子优化后,构建的截短ORF2基因表达载体在枯草芽孢杆菌内表达系统中成功表达目的蛋白。密码子优化促进了目的基因的表达。     

枯草芽孢杆菌芽孢表面展示重组抗原疫苗研究进展*

枯草芽孢杆菌芽孢所具有的独特的理化特性及生理特征,使之成为新型的蛋白或酶类药物载体而倍受关注。简介了枯草芽孢杆菌芽孢结构特征,以及诱导机体产生的免疫反应,重点阐述了利用芽孢表面展示技术研制重组外源抗原疫苗,最后对芽孢表面展示外源抗原疫苗的应用前景进行了展望。     

枯草芽孢杆菌芽孢表面展示重组抗原疫苗研究进展

枯草芽孢杆菌芽孢所具有的独特的理化特性及生理特征,使之成为新型的蛋白或酶类药物载体而倍受关注。简介了枯草芽孢杆菌芽孢结构特征,以及诱导机体产生的免疫反应,重点阐述了利用芽孢表面展示技术研制重组外源抗原疫苗,最后对芽孢表面展示外源抗原疫苗的应用前景进行了展望。     

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.     

加强表达6-磷酸果糖激酶提高Bacillus subtilis乙偶姻合成效率

乙偶姻是枯草芽孢杆菌的主要胞外产物,它是一种广泛使用的食用香精,同时也可作为重要的化学中间体,因此提高枯草芽孢杆菌乙偶姻的产量和生产效率有重要意义。本研究克隆了编码枯草芽孢杆菌6-磷酸果糖激酶(PFKA)和丙酮酸激酶(PK)的编码基因pfk A和py K,并分别将其在高产乙偶姻的枯草芽孢杆菌BM(敲除了2,3-丁二醇脱氢酶的编码基因bdh A)中过量表达。结果表明过量表达PFKA或者PK能有效提高糖酵解速率以及发酵过程的生物量,并且过量表达PFKA与过量表达PK相比更有利于乙偶姻的合成。在5 L发酵罐上对工程菌进行发酵实验发现,经底物流加发酵,乙偶姻产量达到66.8 g/L,生产效率达到0.74 g·(L·h)-1。本研究为利用枯草芽孢杆菌作为细胞工厂生产相关化合物有重要的借鉴意义。     

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。     

嗜碱性芽孢杆菌PB92碱性蛋白酶分别在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中表达

从Bacillus alcalophillus PB92中扩增出碱性蛋白酶基因Mapr,Mapr分别插入到大肠杆菌载体pET-22b( )和枯草芽孢杆菌载体pWB980中构建成重组分泌型表达载体pET22b( )-Mapr、pWB980-Mapr。碱性蛋白酶基因分别在大肠杆菌宿主BL21和枯草芽孢杆菌DB104中得到表达。SDS-PAGE分析,重组蛋白酶的分子量为28kD。在大肠杆菌,所得酶活为231U/ml,而在枯草芽孢杆菌,其酶活为1563U/ml。大概是由于碱性蛋白酶在枯草芽孢杆菌折叠成熟机制与大肠杆菌的不同造成的。     

枯草芽孢杆菌群β-甘露聚糖酶基因克隆及同源性分析

本文对33株枯草芽孢杆菌群菌株进行β-甘露聚糖酶活性筛选,其中的32株具有β-甘露聚糖酶活性,只有1株无β-甘露聚糖酶活性.通过基因克隆测序的方法获得33株枯草芽孢杆菌群菌株β-甘露聚糖酶基因编码区全序列,对酶基因进行同源性分析并构建系统发育树;在β-甘露聚糖酶基因系统发育树中,33株枯草芽孢杆菌群菌株聚为3个分支,分别是枯草芽孢杆菌分支、地衣芽孢杆菌分支和解淀粉芽孢杆菌分支;枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌β-甘露聚糖酶基因种内同源性大于91%,而种间同源性为60%69%.     

灰色变异链霉菌2507抑菌活性成分的研究

以枯草芽孢杆菌为指示生物进行活性跟踪,通过对灰色变异链霉菌2507发酵液的初步分离纯化,得到两个化合物,由波谱数据解析鉴定其结构分别为香草酸和丁香酸。这两个化合物为首次从这种微生物代谢产物中分离得到。     

产木聚糖酶枯草芽孢杆菌构建及表达条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)具有很强的分泌能力,产酶能力强,属于食品级安全微生物.以枯草芽孢杆菌为宿主菌异源表达木聚糖酶,采用同源重组的方法将木聚糖酶基因连接到载体pWB980上,构建表达载体pWB980-xynZF-2,电击转化枯草芽孢杆菌WB600,获得重组工程菌WB600-pWB980-xy...     

龟裂链霉菌RsigB基因提高大肠杆菌对环境胁迫的耐受性

龟裂链霉菌RsigB是与天蓝色链霉菌与枯草芽孢杆菌中的sigmaB基因同源的一个σ因子,其也可能为一种全局压力调控蛋白,在菌体遇到生长环境改变时起着重要的调控作用。本文以龟裂链霉菌基因组为模版,PCR扩增出RsigB基因,以pET28a为载体,构建重组质粒pET28aRsigB,并且转化至Escherichia coli BL21(DE3)中。将对照菌与重组子置于不同环境胁迫条件下培养,并用IPTG诱导蛋白表达,测其生长曲线,研究RsigB对于大肠杆菌对环境胁迫的耐受性的作用。结果表明,RsigB在大肠杆菌中的表达能够提高其对温度,高渗透压以及氧化还原压力的耐受性。RsigB的成功表达以及对于逆境的耐受性能为龟裂链霉菌中RsigB因子的功能以及机理研究提供实验基础。     

雪茄茄衣人工发酵过程中叶面微生物区系研究

在恒温恒湿箱内对海南光村茄衣发酵42 d,并对整个过程中烟叶表面微生物进行分离、纯化和鉴定,研究探讨了茄衣人工发酵过程中叶面微生物区系的变化。结果显示:在茄衣人工发酵过程中细菌为优势菌群,霉菌所占比例很小,没有检测出放线菌和酵母菌;所有细菌均为芽孢杆菌,数量由高到低依次是:巨大芽孢杆菌枯草芽孢杆菌蜡状芽孢杆菌环状芽孢杆菌蕈状芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌短小芽孢杆菌凝结芽孢杆菌;茄衣表面各菌种数量在发酵过程前24 d内呈急剧下降趋势;巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌为雪茄茄衣人工发酵中的优势菌种,分别占芽孢杆菌数量的50%以上和19%左右。     

以绿色荧光蛋白为报告基因的原核启动子检测体系构建

以质粒pMUTIN-GFP 扩增获得的目的gfp 基因为报告基因,将其克隆到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pBE2,构建成一个具有启动子活性检测功能的重组质粒pBE2-GFP .将组成型启动子P43和诱导型启动子Pspac克隆入pBE2-GFP ,得到重组表达载体pBE-GFP-P43和pBE-GFP-Pspac,转化至大肠杆菌和枯草芽孢杆菌.荧光显微镜检测GFP 蛋白的表达情况.结果 表明,2种不同类型的启动子均能在大肠杆菌BL21和枯草芽孢杆菌1A751中启动gfp 基因的表达.     

β-半乳糖苷酶在枯草芽孢杆菌中的分泌表达

为检测本课题组构建的枯草芽孢杆菌分泌表达载体pGPST中启动子和信号肽的活性,将β-半乳糖苷酶基因插入表达载体的多克隆位点,构建含有β-半乳糖苷酶基因的重组质粒pGPST-lacZ,重组质粒转化枯草芽孢杆菌,分别测定液体培养基中上清液和菌体沉淀中β-半乳糖苷酶的活性。培养上清液中的酶活在22h达到峰值,约为26mU/mL,之后开始下降;菌体沉淀中的酶活在14h最高,达6mU/mL,而阴性对照pGPST没有检测到酶活性。结果表明分泌型表达载体中的启动子和信号肽具有较好的活性,能实现异源基因在枯草芽孢杆菌中的分泌表达。本试验为该表达载体的进一步研究和应用提供重要的数据资料,也为外源基因在枯草芽孢杆菌中的表达提供参考资料。该载体将在研究外源基因在枯草芽孢杆菌中表达发挥重要作用。     

利用非经典分泌蛋白质实现脂肪酶A的分泌表达

【目的】以枯草芽孢杆菌脂肪酶A(Lipase A)为报告蛋白,尝试利用4种非经典分泌蛋白质及其前50个氨基酸作为分泌信号以实现其分泌表达。【方法】我们扩增了脂肪酶A的编码基因和非经典分泌蛋白质的编码序列,构建了8种针对脂肪酶A的分泌表达载体,并转化至枯草芽孢杆菌WB800菌株,通过测定重组菌株的酶活、利用蛋白质电泳和免疫印迹等技术检测脂肪酶A的分泌情况【结果】以Pdh A的氨基酸序列和Sod A、Eno的前50氨基酸序列作为分泌信号的重组菌株较好的实现了脂肪酶A的分泌表达。【结论】部分非经分泌蛋白质的编码基因或其前50个氨基酸序列能够引导脂肪酶A分泌至细胞外。     

通过信号肽筛选优化耐高温α-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的分泌

以大肠-枯草穿梭载体p MA5质粒为基本骨架,以来源于嗜热脂肪地芽孢杆菌Geobacillus stearothermophilus NUB3621的耐高温α-淀粉酶基因为目标基因,利用POE-PCR法,成功构建针对淀粉酶的信号肽筛选载体。从枯草芽孢杆菌168基因组中扩增得到46个信号肽,利用POE-PCR法,使46个信号肽分别与线性化的筛选载体形成对应的multimer产物,直接转化枯草芽孢杆菌1A751,得到含不同信号肽的重组菌株。发酵结果显示,除了5个与淀粉酶适配性很低的信号肽,其它信号肽均有不同的引导淀粉酶细胞外分泌的能力,其中bgls引导淀粉酶细胞外分泌的能力最强,上清酶活的峰值达1 393.3 U/m L。