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。     

枯草芽孢杆菌bgIS基因在酵母染色体上整合

将枯草杆菌β－１,３－１,４－葡聚糖酶基因（ｂｇＩＳ）２．７ｋｂＥｃｏＲＩ片段和酵母染色体ｒＤＮＡ片段克隆到整合型不含酵母自主复制序列（Ａｕｔｏｎｏｍｕｓｌｙ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）的大肠杆菌／酵母菌穿梭质粒ＹＩＰ５上,构建成ＹＩＰ５－ｂｇＩＳ－ｒＤＮＡ的杂种质粒ＰＣＺＨ,转化Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ并得到表达。稳定性测定表明,Ｙ３３（ＰＣＺＨ１０１）和Ｙ３３（ＰＣＺＨ１０４）     

海参溶菌酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中的整合及表达

采用枯草芽孢杆菌WB600(Bacillus subtilis WB600)在体外表达海刺参溶菌酶(Stichopus japonicus lysozyme,SjLys)蛋白。通过构建克隆质粒pMD18-P43-SjLys,将B.subtilis自身强启动子P43序列和已分离得到的SjLys基因(GenBank登录号EF036468)连接(P43-SjLys)。经BamH I/EcoR I酶切,将P43-SjLys片段连接到B.subtilis整合载体pDG1730上,构建整合重组质粒pDG-P43-SjLys。经Xho I酶切处理,线性化的pDG-P43-SjLys质粒转化B.subtilis WB600细胞。P43-SjLys片段通过同源双交换重组整合到B.subtilis WB600染色体上,成功得到具有稳定遗传的基因工程菌B.subtilis WB600/P43-SjLys。经SDS-PAGE和抑菌试验分析表明,培养60 h后,B.subtilis WB600/P43-SjLys能够表达可溶的,对常见的海洋细菌溶壁微球菌和金黄色葡萄球菌具有较强的抑菌活性的SjLys蛋白。首次在B.subtilis表达系统中得到可溶且具有酶活功能的SjLys蛋白,为SjLys的生产提出了一种具有可行性的和潜力的新方法。     

α-乙酰乳酸脱羧酶基因在枯草芽孢杆菌中的整合型表达

α-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产中能加快啤酒成熟,有重要的应用价值。本研究将枯草芽孢杆菌启动子P43克隆到质粒pUC19-ALDC中的α-乙酰乳酸脱羧酶基因之前,得到重组质粒pUC19-P43-ALDC。重组质粒pUC19-P43-ALDC与质粒pMLK83-BN同源重组,筛选得到枯草芽孢杆菌整合质粒pMLK83-ALDC。用此整合质粒转化枯草芽孢杆菌1A751,挑选出新霉素抗性且无淀粉酶活性的重组菌株。此菌株用LB培养基在37℃、220r/min摇瓶培养过夜,测得α-乙酰乳酸脱羧酶活力为15.6U/mL,说明整合的α-乙酰乳酸脱羧酶基因能够在重组菌株中稳定传代和表达。本研究首次在枯草芽孢杆菌中用整合型的方式重组表达了α-乙酰乳酸脱羧酶,提出了一种有潜力的生产α-乙酰乳酸脱羧酶的新方法。     

枯草芽孢杆菌内切木聚糖酶的分离纯化与鉴定

目的：建立一种简便、快速的木聚糖酶分离和提取方法。方法：采用活性聚丙烯酰胺凝胶电泳和均质提取法相结合,分离纯化枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)固体培养基发酵产物中的木聚糖酶,进一步用薄层色谱和高压液相色谱对木聚糖酶进行鉴定。结果：采用活性聚丙烯酰胺凝胶电泳和均质提取法相结合,从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)固体培养基发酵产物中分离得到了两种内切木聚糖酶,酶解桦木木聚糖的产要产物以木二糖和木三糖为主。结论：活性聚丙烯酰胺凝胶电泳和均质提取法相结合是一种新的分离纯化木聚糖酶的简便、有效方法。     

同源重组法构建枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变菌株

采用同源重组法高效构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变株。以大肠杆菌(E.coliDH5α)质粒pBlUSKM为框架,构建出基于枯草杆菌(B.S104)tkt基因位点的整合载体pb-Trs-n,将此载体重组到Bacillus subtilis104中,从新霉素抗性平板上挑取转化子,整合载体pb-Trs-n的测序结果与Kunst.F报道的tkt基因高度同源(98.9%)。同源重组后,B.S104染色体上的tkt基因(2 004bp)部分与载体pb-Trs-n的neo基因(1 197bp)发生了同源交换,确定了该转化子为枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变株(tkt-,neo),该方法构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变株是可行的,为D-核糖工程菌的研究奠定了基础。     

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。     

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...     

青霉素酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效表达

以获得大量胞外青霉素酶为目的,将青霉素酶基因克隆至表达载体pWB980中,并转化到双蛋白酶缺陷的Bacillus subtilis DB104。重组菌在LB培养基中培养24小时后, SDS-PAGE分析发现目的蛋白分子量为28kDa,酶活力为339U/mL;通过筛选7种不同的发酵培养基发现4#培养基更利于青霉素酶的表达,最大酶活力为1580U/mL,较优化前提高了3.66倍,并对该重组菌进行了7L罐放大实验,结果显示在培养24小时产酶达到高峰,酶活力为1255.8 U/mL。     

产嘌呤核苷的枯草杆菌prsA基因在大肠杆菌中的表达

为了克隆产嘌呤核苷的枯草杆菌prsA基因。用PCR扩增的方法,从产肌苷的枯草杆菌Bacillus subtilis JSIM-1019中克隆出一个长1kb长的DNA片段,经功能检测,证明正向插入片段与大肠杆菌的磷酸核糖焦磷酸营养缺陷特性（PREP-）能够营养互补。含有该重组质粒的PRPP缺陷大肠杆菌JSIM—DH-27在基本培养基上的能够生长。     

Genetic mapping in Bacillus subtilis 168 of the aadK gene which encodes aminoglycoside 6-adenylyltransferase

Abstract Bacillus subtilis 168 has an aadK gene, which encodes aminoglycoside 6-adenylyltransferase, a streptomycin-modifying enzyme, on its chromosome. To characterize the aadK gene, we con tructed a B. subtilis 168 strain that carried the chloramphenicol resistance gene near the aadK on the chromosome and an aadK deletion mutant using an integration technique. The aadK gene was mapped between azlB and pheA on the chromosome of B. subtilis 168. The aadK deletion mutant was slightly more susceptible to streptomycin than the original strain. The result indicates that the aadK gene contributes low-level resistance to streptomycin in B. subtilis 168.     

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.     

来源于耐碱真菌Pseudallescheria sp. JSM-2的碱性木聚糖酶基因的克隆、表达及其性质研究

从造纸废水中分离得到的耐碱真菌Pseudallescheria sp. JSM-2的DNA为模板,利用同源克隆和TAIL-PCR的方法,获得了一个碱性木聚糖酶基因xyl11-1。该基因DNA和cDNA分别为797 bp和678 bp。该基因的推测蛋白N-端有一个18个氨基酸的信号肽序列和一个含207个氨基酸的成熟蛋白。编码成熟蛋白的cDNA序列在毕赤酵母GS115中重组表达后,进一步纯化并进行酶学性质测定。重组XYL11-1的最适pH为6.5,在pH 4.5~9.0范围有50%以上的酶活;在pH 4.5~12.0范围具有良好的pH稳定性;最适温度为50℃;以燕麦木聚糖为底物,比活为2 618 U/mg;且对中性和碱性蛋白酶具有极好的抗性。该酶作用底物范围广,包括各种木聚糖、纤维素和葡聚糖,易于工业化发酵生产,具有在纸浆脱墨、动物饲料、鱼类饵料中的应用潜力。     

营养条件对枯草杆菌生产血纤维蛋白溶解酶的影响

选用经过分离纯化的枯草杆菌FM—SZ,研究了发酵营养条件,如葡萄糖、胰蛋白联。大豆粉、玉米粉、表面活性剂和底物等对枯草杆菌产血纤维蛋白溶解酶和产酶特性的影响。研究结果表明,添加胰蛋白胜能明显提高产酶,达到 594UK.UJml;tween 40的添加可以进一步提高产酶,酶活可达 645UK.U/ml。研究还发现液体培养条件下枯草杆菌血纤维蛋白溶解酸酶合成类型为延续合成型。     

双功能枯草杆菌诱导型高效表达分泌载体的构建与鉴定

利用大肠杆菌质粒pSP72和枯草杆菌质粒pUB18共整合得到双功能克隆载体pSB。在pSB多克隆位点依次引入枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因启动子-信号肽序列sacBp.s.、地衣芽孢杆菌淀粉酶基因终止子序列α-amyT和短小芽孢杆菌增强子基因degQ,最终构建了双功能枯草杆菌诱导型高效表达分泌载体pSBPTQ。将VasostatinⅠ基因作为靶基因检测sacBp.s.、α-amyT和degQ在pSBPTQ进行外源基因表达时的功能,结果表明,在蔗糖诱导下,sacB启动子有效启动了Vasostatin I基因的表达和分泌,α-amy T提高了VasostatinⅠ基因的转录效率,而degQ明显增强了VasostatinⅠ基因的表达水平。VasostatinⅠ基因在蔗糖诱导下成功表达并分泌到枯草杆菌细胞外,蛋白质分泌效率达到90%左右。质粒稳定性试验结果表明,经过40个世代之后,质粒pSBPTQ在枯草杆菌DB1342中仍旧保持在83%以上。     

透明颤菌vgb基因在产核黄素B.subtilis中的整合表达研究

目的:将透明颤菌血红蛋白vgb基因应用于核黄素的工业化生产。方法:以枯草芽孢杆菌整合载体pAmyE构建了vgb基因的整合表达载体pAudV,采用化学转化法将vgb基因整合到枯草芽孢杆菌GJ08的染色体上,并通过发酵摇瓶实验检测核黄素的产量。结果:得到产核黄素枯草芽孢杆菌GJ09,摇瓶试验结果表明,在限氧条件下核黄素的产量分别提高了5.23%和3.42%。结论:透明颤菌血红蛋白vgb基因能够促进核黄素产量的提高,可以应用于核黄素的工业化生产中。     

分泌载体pUS186的构建及地衣杆菌α－淀粉酶基因在枯草杆菌中的表达和分泌

利用枯草杆菌的分泌系统构建分泌型表达载体表达和分泌外源基因产物具有重要的商业价值。我们用鸟枪法克隆了枯草杆菌染色体的启动子和信号肽序列,将克隆的序列连接到能在枯草杆菌中复制的质粒ｐＵＢ１８上,获得分泌型表达载体ｐＵＳ１８６。为了测试构建的载体ｐＵＳ１８６的功能,将地衣杆菌α－淀粉酶基因的缺失了启动子和信号肽序列的片段重组进该质粒,经过Ｂａｌ３１酶切,Ｔ４ＤＮＡ聚合酶补齐等处理,获得ｐＵＳＡ１８６Ⅱ及ｐＵＳＡ１８６Ⅰ系列质粒,将这些重组质粒转化枯草杆菌ＱＢ１１３０（ａｍｙ－）后都能向胞外分泌淀粉酶,酶活测定结果表明,基因表达水平比用原有的启动子高１－２倍,蛋白质分泌率在８４－９６％之间。     

PspA外源表达对枯草芽孢杆菌168蛋白质分泌的影响

PspA同源物广泛存在于细菌和高等生物的组织中.在本研究中克隆了来源于地衣芽孢杆菌的PspA基因,并将其克隆于用于大肠-芽孢穿梭诱导表达载体pDG-StuI中构建重组质粒pDG-PspA.将构建的诱导表达型的重组质粒转化到Bacillus subtilis 168中,研究PspA的外源表达对该菌的生长,总蛋白分泌,以及Sec分泌途径中α-淀粉酶分泌的影响,结果表明,PspA基因的外源表达,在发酵过程后期能在一定程度上提高总蛋白的分泌量,在发酵过程后期能在一定程度上提高分泌的α-淀粉酶浓度.