芽胞杆菌的表层蛋白研究及应用前景

细菌表层蛋白(surface layer protein,S-层蛋白)是由同种蛋白质或糖蛋白亚基装配而成,广泛分布于各种古生菌和真细菌表面,形成的多孔网状结构。成熟的S-层蛋白一般具有两个功能域———特异性锚定区域和自组装区域。近年来基于芽胞杆菌属几种细菌的S-层蛋白的研究已经成为热点,其在生物传感器、疫苗研制、表面展示、纳米材料、生物治理等方面具有广泛的应用前景。本文就芽胞杆菌S-层蛋白的结构,生化遗传,功能,病源相关性及其在工业和生物医学上的应用进行综述。     

利用S-层蛋白在苏云金芽胞杆菌细胞表面展示多聚组氨酸肽

S-层(S-layer)是由单一的蛋白或糖蛋白组成的薄层晶状结构,它广泛存在于古细菌和真细菌细胞的最外表面,可包裹整个细胞。S-层在结构化学、形态学、遗传学以及物理化学等方面具有独特的性质,使之在生物技术、分子纳米技术和仿生学等领域蕴藏着广泛的应用潜力。近年来,随着微生物表面展示技术的兴起和展示系统的逐渐成熟,继外膜蛋白、附屑结构蛋白、粘附蛋白以及凝集素等表面蛋白之后,S-层蛋白被作为一种新的表面展示载体成功的在细胞表面展示了一些外源大分子。多聚组氨酸肽是由若干个单位的六聚组氨酸串联而成的短肽。六聚组氨酸能够有效的吸附镍、镉等重金     

苏云金芽胞杆菌S-层蛋白基因的异源表达及分离纯化

S-层(S-layer)普遍存在于古菌、G~+、G~-菌中,由S-层蛋白所构成细菌S-层结构的生物体中,其功能引起了科学家的广泛关注,但目前S-层的功能大都处于推测阶段。究其原因,是因为外源S-层基因可以造成宿主大肠杆菌的致死效应。本研究将一株苏云金芽胞杆菌的两个S-层蛋白基因(GenBank登录号为AJ012290和AY460125)的3’端序列在大肠杆菌BL21(DE3)中成功进行异源表达,在0.8mmol/LIPTG诱导培养6h时,菌体中包涵体表达量达到最高;并对表达蛋白进行了初步分离纯化,以期为后期利用该纯化蛋白进行抗血清制备,进而对该菌的S-层蛋白在宿主菌中的定位、功能分析打下基础。     

激光拉曼光谱在蛋白质构象研究中的应用和进展

激光拉曼光谱法被公认为是研究生物大分子的结构、动力学和功能的有效方法。近年来拉曼光谱在蛋白质构象研究中的最新进展,涉及到拉曼光谱在非折叠蛋白质、蛋白质装配的特征描述,拉曼晶体学在实时监控蛋白质单晶中化学变化等方面的应用。另外,介绍了蛋白质拉曼光谱分析在生物技术中的应用现状。并对拉曼光谱技术在蛋白质等生物大分子领域中的研究前景做了进一步的展望。     

细菌表面S-层的结构及其功能和应用前景

细菌的细胞外壁一般由细胞壁和细胞膜组成,除此之外,在许多古细菌和真细菌中还有一层表面结构,称为表面层(Surface layers)或称为S-层(S-layers),它们是由蛋白质组成的晶格状结构,位于细胞壁或细胞膜外层,是生物进化过程中最简单的一种生物膜[1,2].     

细胞膜表面单分子事件的实时观察

单分子实时检测以高分辨率显微镜及纳米操作技术为支撑,实现在微观世界单分子水平探索和阐明生命现象的本质,进而展现生命科学的全景。本文综述了近年来单分子成像和检测领域的技术进展,以及将这些技术和创新方法在活细胞膜表面单分子事件研究中的应用,如蛋白质扩散、蛋白折叠动力学、膜受体装配及近膜区囊泡运动等。     

乳酸杆菌S-层蛋白性质及其益生功能研究进展

乳酸杆菌为应用最早、研究最多的益生菌种之一,能够调节肠道微生物区系的平衡,增强机体的免疫力和抵抗力。S-层蛋白在乳酸杆菌黏附过程中起重要作用,因此乳酸杆菌中的S-层蛋白成为研究热点。本文对乳酸杆菌S-层蛋白的结构、分离提纯方法、基因克隆情况和益生功能做了详细阐述。     

真菌疏水蛋白HGFI自组装分子机制和材料表面修饰功能的研究

真菌疏水蛋白是高等丝状真菌在特定生理时期分泌的一类小分子量、两亲性蛋白质,其可以在两相界面处通过自我装配形成纳米级蛋白膜,改变介质表面的亲水性和疏水性.疏水蛋白独特的自组装性质使其在不同的领域均具有应用潜力,如材料表面修饰、乳化、蛋白纯化、药物传送和生物传感器制作等.本文主要介绍了真菌疏水蛋白的国内外研究进展,并针对本课题组发现的灰树花真菌疏水蛋白,介绍其自组装分子机制、在材料表面修饰以及药物缓/控释等方面的应用研究.     

纳米狭缝中Aβ蛋白构象变化的间距作用

目的 金属表面对蛋白质分子具有吸附作用,然而在纳米尺度内,蛋白质分子构象受到狭缝的间距作用尚未明确。本文通过在分子动力学模拟中建立不同间距的金原子层,研究纳米级金属狭缝中蛋白质分子构象变化。方法 使用GOIPCHARMM力场在Au (111)金原子界面间对Aβ1-42蛋白单体进行分子动力学仿真,研究无狭缝的水溶液环境下和由5.0、5.5以及8.5 nm狭缝结构与Aβ蛋白相互作用及蛋白质构象变化。结果 当金狭缝结构间距从5.0 nm增加到8.5 nm,Aβ蛋白分子与两侧金层相互作用可由单表面吸附、双表面吸附过渡到无吸附。结论 Aβ蛋白分子在金狭缝结构中与表面发生相互作用,随狭缝间距和蛋白质分子距界面距离的变化,蛋白质分子的状态可能表现为单表面吸附、双表面吸附和无吸附3种状态。     

嗜酸乳杆菌S-层蛋白联合抗生素对Escherichia coli和Staphylococcus aureus的抑制作用研究

旨在检测嗜酸乳杆菌S-层蛋白以及S-层蛋白与抗生素联用对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制作用。采用液体发酵培养法获得嗜酸乳杆菌菌体,LiCl法提取S-层蛋白粗提物,凝胶过滤层析法纯化S-层蛋白,分别用E.coli和S.aureus处理Caco-2细胞2 h后,考察S-层蛋白在不同浓度和不同作用时间条件下对E.coli和S.aureus的抑制作用,并考察S-层蛋白联合抗生素对E.coli和S.aureus的抑制作用,实验分组:(1)空白对照;(2)嗜酸乳杆菌组;(3)S-层蛋白组;(4)抗生素组;(5)嗜酸乳杆菌+抗生素组;(6)S-层蛋白+抗生素组。结果显示,液体发酵得到嗜酸乳杆菌菌体,提取并纯化得到S-层蛋白;S-层蛋白对E.coli和S.aureus有很好的抑制效果,具有浓度依赖性,高浓度下抑制率达到42.2%和31.7%,差异极显著(P<0.01),且在E.coli和S.aureus作用的短时间内干预效果明显,0 h时的抑制率分别达到59.3%和48.4%;S-层蛋白联合抗生素的抑菌率分别达到81.7%和79.3%,差异极显著(P<0.01),效果优于单独使用抗生素。嗜酸乳杆菌S-层蛋白具有较强的抑菌作用,可以与抗生素联用,有望开发称为一种新型的抗菌药物。