利用噬菌体破细胞壁分离胞内产物的展望

介绍了利用噬菌体破细胞壁的两类方法;构建可诱导裂解的溶源菌和克隆可诱导裂解的噬菌体裂解基因。对λ噬菌体裂解细胞的行为进行了详细分析。以产聚β羟基丁酸酯(PHB)的重组大肠杆菌为例,提出将带有琥珀突变的λ噬菌体的裂解基因SRRz和目标产物的基因克隆到同一质粒上,以用来破细胞壁生产目的产物的方法,可望解决细胞中产物积累量最大和细胞破碎率最高的矛盾,具有一定的应用前景。     

recA基因的克隆及其在λ溶原菌中的生物学功能

通过一对自行设计的引物,以E. coli染色体DNA为模板进行PCR扩增,获得完整的recA基因.将PCR产物和pUC18在体外进行连接后,并分别转入E. coli DH5α和E.coli k12(λ+),筛选出含重组质粒(pUR4)的转化子.在诱导条件和非诱导条件下,分别测定recA基因在不同转化子中的生物学功能.结果表明recA基因在溶原菌中表现出明显的生理功能,能使λ原噬菌体从溶原状态进入裂解循环.这种重组质粒将在进一步研究λ原噬菌体的诱导机理以及受紫外辐射损伤细胞的修复作用等方面成为有效的工具.     

λ 原噬菌体缺失突变株的诱导和分离

对CSH45(λcI857S7)菌株进行热诱导(42℃),原噬菌体DNA产生部分缺失的菌株,然后用λcIb221进行感染,并通过EMB-麦芽糖平皿进行粗筛。最后在不同温度条件下,分别以λvir和λcIb221感染,从而分离得到5株所需菌株,筛选频率为10％。这些菌株在EMB-麦芽糖平皿上为红色菌落。在32℃时能被λvir裂解,而对λcIb 221具有免疫性;在42℃时既能被λvir裂解,也能被λcIb221裂解,从而证实了这些菌株仍携带有原噬菌体的cI基因,可作为控制携带有λpLN基因的克隆载体的受体菌株。     

recA基因的克隆及其在λ溶原菌中的生物学功能

通过一对自行设计的引物,以E．coli染色体DNA为模板进行PCR扩增,获得完整的recA基因。将PCR产物和pUCl8在体外进行连接后,并分别转入E.coli DH5α和E.coli k12(λ^ ),筛选出含重组质粒(pUR4)的转化子。在诱导条件和非诱导条件下,分别测定recA基因在不同转化子中的生物学功能。结果表明recA基因在溶原菌中表现出明显的生理功能,能使九原噬菌体从溶原状态进入裂解循环。这种重组质粒将在进一步研究九原噬菌体的诱导机理以及受紫外辐射损伤细胞的修复作用等方面成为有效的工具。     

IL—3对人红白血病细胞株珠蛋白基因表达的影响

运用ＲＴ－ＰＣＲ等方法研究了白细胞介素－３（ＩＬ－３）对人类红白血病细胞株（Ｋ５６２细胞）内珠蛋白基因表达的影响,结果显示,Ｋ５６２细胞在诱导前,不能表达β－珠蛋白基因,用ＩＬ－３５０ｕ／ｍｌ诱导Ｋ５６２细胞３ｄ和５ｄ后,可检测到β珠蛋白基因的转录产物,而α珠蛋白基因和γ－珠蛋白基因在诱导前后无明显变化,同时,用苯肼当色细胞的方法检测到：Ｋ５６２细胞在诱导前蓝染细胞数极少,ＩＬ－３诱导Ｋ５６２细胞     

链球菌噬菌体裂解酶在大肠杆菌中的表达、纯化及活性检测

噬菌体裂解酶是噬菌体产生的细胞壁水解酶,通过水解宿主菌细胞壁使子代噬菌体释放,在体外能高效且特异性地杀死细菌。本研究旨在克隆和表达链球菌噬菌体裂解酶PlyC,并测定其生物学活性。利用PCR方法扩增PlyC的2条肽链PlyCA和PlyCB,构建表达载体pET-32a(+)-PlyCA和pET-32a(+)-PlyCB,分别转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,以0.7 mmol/L IPTG在30 oC诱导7 h实现了高效表达,SDS-PAGE分析表明PlyCA和PlyCB表达量均可达菌体总蛋白的30%以上。采用Ni2+-NTA亲和层析法纯化目的蛋白,其纯度大于95%。用透析复性方法得到目的产物重组链球菌噬菌体裂解酶PlyC,以浊度法和平板计数法检测其体外抗菌效果,扫描电子显微镜观察裂解酶作用前后细菌细胞形态变化。结果表明重组PlyC能特异性裂解化脓性链球菌(A组β-溶血性链球菌),以4μg/mL浓度作用于OD600为0.56的菌液60 min后杀菌率达99.6%,扫描电镜观察结果显示该酶作用于菌体后,链球菌细胞裂解,呈碎片状态。本研究为开发一种新型、高效的链球菌感染疾病治疗药物打下了基础。     

N_3质粒对λ噬菌体发育途径的影响

诱导试验表明N_3质粒抑制λ溶源菌诱导处理时的裂解性发育途径,使λ噬菌体产率大大降低,仅为对照的10~(-5)—10~(-6)。感染实验表明N_3质粒主要抑制λ噬菌体的溶源性发育途径,其溶源菌形成率仅为对照的1.3—1.9％。从N_3质粒对λ噬菌体感染时与λ溶源菌诱导时的发育途径的不同作用的事实推测N_3质粒的某种产物(蛋白质)与λ噬菌体cI蛋白相作用,以障碍cI蛋白正常解离或聚合的方式而干扰其发育途径。     

改进大肠杆菌(E.coli)局限性转导实验的探索

在大肠杆菌(E.coli)局限性转导(restricted transduction)实验中,通常用λ噬菌体特异性转导半乳糖发酵基因(gal)的现象来说明转导的基本原理和掌握转导实验的基本方法。近年来,我们在指导学生进行这一实验过程中,对实验菌株的选择、噬菌体(λ)的诱导、噬菌体裂解液的效价测定和进一步提高转导频率等方面进行了一些改进,收到了较好的效果。本文     

λ噬菌体穿孔素(holin) 蛋白触发裂菌的分子机制

穿孔素-裂解酶二元裂解系统是双链DNA噬菌体普遍采用的裂菌模式,以λ噬菌体为例,系统地揭示了噬菌体穿孔素的结构与功能。λ噬菌体的S基因的特征是呈双起始基序(dual-start motif),编码穿孔素(holin)S105和抗穿孔素(antiholin)S107,通过二者不同水平的表达及相互作用,触发裂菌过程。作者综述了λ噬菌体穿孔素的膜拓扑结构和成孔机制的最新研究进展,并展望了穿孔素的研究热点和应用前景。     

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。     

cIts857基因的克隆、修饰及温敏诱导表达载体

从噬菌体λＤＮＡ（ｃＩｉｎｄｌｔｓ８５７Ｓａｍ７）克隆出９９０ｂＰ的ｃＩｔｓ８５７基因,经缺失,点突变等修饰改造和ＤＮＡ序列测定,获得了带有自身启动子区的修饰型ｃＩｔｓ８５７基因（７７０ｂｐ）。进而利用它构建大肠杆菌表达载体ｐＢＬＭＶＬ２和一套含３种不同阅读框架ｌｉｎｋｅｒ区的表达载体ｐＢＬＭＦＶ４、５Ｂ、６。上述表达载体;用于表达人工合成的牛生长激素（ｂＧＨ）、人干扰素－γΔＣ－１３和酵母ｐｈｏ８５等外源基因,都观察到这些基因产物的温敏表达。这些表明,克隆、修饰并组建到表达载体中的λ噬菌体ｃＩｔｓ８５７基因表达出具有功能作用的转录阻遏蛋白,使上述ＰＬ启动子控制下的大肠杆菌表达载体可经温敏诱导而高效表达外源基因产物．     

大肠埃希氏菌诊断噬菌体受体位置的测定

本文报道用静止期细菌吸附噬菌体速率常数测定(ARC),和细胞壁脂多糖(LPS)使50％噬菌体失活量测定(PhI_(50))的结果,以试图分析讨论存在于大肠埃希氏菌细胞壁上的噬菌体受体位置和数量。志贺氏菌噬菌体Sh的受体位置也一并于此进行试验和讨论。经试验可被噬菌体E-4(φ369)裂解的菌株9株,ARC试验K值为198～515,其中3株提取LPS测定PhI_(50)为<0.125-0.5μg/ml,证明这些细菌细胞壁上有大量E-4噬菌体的受体,而且这种受体就定位在LPS上。被噬菌体E-1(φ484)和Sh(φ62)裂解的许多R菌株,ARC试验获得很高的K值,但提取的LPS不能使这两株噬菌体失活,说明这些细菌细胞壁上虽有大量的相应受体,但受体位置不在LPS上,很可能在脂蛋白上,尚待实验证明。试验结果进一步推论两株噬菌体的受体是不相同的。被噬菌体E-2(φ466)裂解的菌株,ARC试验K值不超过100,说明在细菌细胞壁上相应受体数目较少,或噬菌体尾丝末端与受体的亲和力较低。单独的LPS不能作为噬菌体的受体,但O抗原的存在似乎对噬菌体的吸附有协同作用。噬菌体E-3(φ451)ARC试验K值很低,每个细菌细胞壁上的受体可能只有少数的几个。因此,从细胞外的裂解大概是不可能的,而是必须在细胞内复制,然后从细胞内裂解。     

λ噬菌体及其在基因克隆中的应用

就λ噬菌体的分子生物学研究的主要成果进行了简介,包括进行裂解生长的早期基因表达,ＤＮＡ复制,包装和裂解;进行溶源生长的基因表达,免疫区域和诱导等,并简述了λ作为基因克隆载体的某些重要特点。     

利用基因工程菌VG1(pTU14)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因 (vgb)和λ噬菌体裂解基因 (S RRz)在不同宿主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β 羟基丁酸酯 (PHB)生产中的应用进行了研究。实验结果表明 ,同时携带vgb、S RRz和 phbCAB三种基因的产PHB基因工程菌VG1 ( pTU1 4) ,经过 82h的摇瓶补料分批培养 ,菌体浓度可以高达 2 5 9g/L ,PHB百分含量则可在 52h时达到 95%以上 ;此外 ,该菌株不仅可以实现摇瓶高密度发酵培养和PHB产品的大量积累 ,还可以同时实现菌体细胞的可诱导裂解破壁 ,因此是一株具有潜在工业应用价值的多功能PHB生产菌株。     

高效广谱猪链球菌7型前噬菌体裂解酶的挖掘及活性研究

【目的】噬菌体具有防控耐药性病原菌的抗菌应用潜力,但是有些病原菌噬菌体的获得非常困难,研究发现大多数病原菌存在前噬菌体(prophage),且由前噬菌体编码的裂解酶(endolysin)具有良好的抗菌应用前景,本研究将挖掘猪链球菌前噬菌体及其编码的裂解酶。【方法】通过对GenBank中登录的数株猪链球菌前噬菌体裂解酶的基因信息分析,挖掘出一株猪链球菌7型菌株前噬菌体编码的裂解酶,研究其生物学活性。以猪链球菌7型菌株7917的基因组为模板,采用PCR技术扩增获得裂解酶基因ly7917,将其克隆至质粒pET28a(+)并转化大肠杆菌DH5α细胞,挑选基因序列正确的阳性克隆、抽提质粒、转化表达菌株大肠杆菌BL21,经IPTG诱导可高效表达裂解酶Ly7917。【结果】平板裂解试验结果显示Ly7917具有高效裂菌活性,能够裂解猪链球菌2型高致病力菌株HA9801;浊度递减试验结果显示该裂解酶能够高效裂解猪链球菌2型、7型、9型和马链球菌兽疫亚种参考株、金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)等多种革兰氏阳性菌。【结论】基于前噬菌体挖掘的裂解酶Ly7917,具有高效广谱裂菌活性,为临床上利用裂解酶治疗耐药菌的混合感染提供了可能。     

利用基因工程菌VG1(pTU14)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因(vgb)和λ噬菌体裂解基 因(SＲＲz)在不同宿主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β羟基丁酸酯(PHB)生产中的应用进行了研究。实验结果表明,同时携带vgb、SＲＲz和phbCAB三种基因的产PHB基因工程菌VG1(pTU14),经过82h的摇瓶补料分批培养,菌体浓度可以高达25.9g/L,PHB百分含量则可在52h时达到95%以上;此外,该菌株不仅可以实现摇瓶高密度发 酵培养和PHB产品的大量积累,还可以同时实现菌体细胞的可诱导裂解破壁,因此是一株具有潜在工业应用价值的多功能PHB生产菌株。     

噬菌体及其裂解酶对细菌生物被膜作用的研究进展

细菌形成的生物被膜,可保护细菌不易被抗生素杀死,这给临床上相应疾病的治疗及医疗器械的消毒带来极大困难。研究表明,噬菌体及其裂解酶对生物被膜有降解作用。噬菌体能清除细菌在有生物活性或无生物活性的介质表面形成的生物被膜。此外,噬菌体裂解酶比如LySMP、肽酶CHAPk、细胞壁溶解酶CWHs等能清除特定的生物被膜,这可能与裂解酶直接溶菌和裂解细菌细胞外基质有关。同时,与抗生素、钴离子、氯等物质联合使用时,噬菌体对生物被膜的清除作用会更强。本文从噬菌体、噬菌体编码的裂解酶、以及它们联合其他物质对细菌生物被膜的作用进行综述,并对其实际应用做了展望。     

利用基因工程菌VGl(pTUl4)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因（ｖｇｂ）和λ噬菌体解基因（Ｓ＾－ＲＲｚ）在不同突破主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β－羟基丁酸酯（ＰＨＢ）生产中的应用进行了研究。实验结果表明,同时携带ｖｇｂ、Ｓ＾－ＲＲｚ和ｐｈｂＣＡＢ三种基因的产ＰＨＢ基因工程菌ＶＧ１（ｐＴＵ１４）,经过８２ｈ的摇瓶补料分批培养。菌体浓度可以高达２５．９ｇ／Ｌ,ＰＨＢ百分含量则可在５２ｈ时达到９５％以上;此外,该菌株不仅可以实现摇瓶高密     

苏芸金杆菌噬菌体的形态观察及噬菌体GP-10在寄主细胞内增殖

本文对山东大学生物实验厂几年来从周围环境和发酵裂解液中分离的10株噬菌体进行了寄主范围(包括9个血清型共55株苏芸金杆菌)的测定和电子显微镜观祭和比较。根据其形态,可归纳为三种不同的类型。同时以噬菌体GP一10,在感染寄主细胞后的不同时间进行了电子显微镜观寮。结果表明噬菌体核酸在侵入细胞后,寄主细胞核区明显扩大,并在扩大的核区复制,逐渐出现电子密度较大的噬菌体颗粒,数量逐步增加,至增殖后期,几乎充满了整个扩大了的核区。最后导致寄主细胞壁破裂而释放出成熟的噬菌体。其数置估计每个细胞接近1000个。     

缺氧诱导因子—1

氧是在细胞内呼吸氧化还原反应中电子的最终接受体。缺氧可以引起急性或长期的生理或病理生理反应,在这些过程中缺氧诱导了许多基因的转录。缺氧诱导因子－１（ＨＩＦ－１）是可与红细胞生成素基因（ＥＰＯ）３＇增强子特异结合的由缺氧诱导的ＤＮＡ结合蛋白,可激活Ｈｅｐ ３Ｂ细胞ＥＰＯ的基因转录。并且由于它可在很多细胞被缺氧诱导,包括生成ＥＰＯ和不生成ＥＰＯ细胞,以及许多缺氧诱导的基因都具有ＨＩＦ－１结合位点等特点