短短芽孢杆菌几丁质酶BBChi4基因的原核表达及抑菌活性研究

采用生物信息学方法分析短短芽孢杆菌GZDF3菌株几丁质酶BBChi4基因,以GZDF3菌株全基因组DNA为模版设计特异性引物,通过PCR扩增出BBChi4基因的全序列并对其测序验证。将测序验证无误的基因序列连接到原核表达载体(pET-28a),构建重组表达载体pET-28a-BBchi4,转入大肠杆菌BL21进行诱导表达,利用打孔法对诱导表达产物进行抑菌活性研究。生物信息学分析显示BBChi4基因全长为2 181 bp,编码726个氨基酸,分子量大小为77.69 kD,等电点为4.83,属于酸性几丁质酶。破碎重组表达菌体上清液SDS-PAGE电泳显示,重组蛋白质分子量大约为78 kD,与生物信息学预测结果一致。诱导表达最佳参数为1 mmol/L IPTG,30℃诱导4 h。破碎重组表达菌体上清液对半夏致病真菌(尖孢镰刀菌)有较强的拮抗作用。重组表达载体pET-28a-BBchi4的成功构建及表达为深入研究几丁质酶的功能提供科学依据。     

短短芽孢杆菌X23中edeB基因的克隆、原核表达及转录时相分析

短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）X23可产生非核糖体肽类抗生素伊短菌素,已被广泛用于植物病害的生物防治。伊短菌素合成基因簇中,edeB基因参与调控伊短菌素的合成积累。本研究利用基因同源重组技术,以edeB基因作为外源基因的重组片段,构建了原核表达载体pET28a-edeB,转化至大肠杆菌BL21(DE)中进行诱导表达;通过转录组测序检测edeB基因在短短芽孢杆菌不同培养时间（12、18、24、30和36 h）的转录时相。结果表明：edeB基因全长为771 bp,编码256个氨基酸。聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）显示,在分子质量为30 kD处有一条特异条带,与生物信息学预测的EdeB蛋白的大小一致,且EdeB蛋白主要以包涵体的形式存在。转录时相分析结果表明,edeB基因在各个培养时间点均有表达,表达模式为先升高后降低,且在30 h时表达水平最高。这些结果为进一步研究edeB基因调控伊短菌素合成积累的分子机制奠定了基础,为短短芽孢杆菌高产伊短菌素菌株的构建提供了理论依据。     

α-淀粉酶在短短芽孢杆菌中的分泌表达

应用PCR技术从枯草杆菌168中分离出α－淀粉酶基因。将其引入分泌表达载体pBKE50后,用Tris-PEG法转入短短芽孢杆菌50中,发现α－淀粉酶以活性形式被分泌表达。酶测活分析表明α－淀粉酶活性约为出发菌枯草杆菌168的1.7倍。     

绿色荧光蛋白基因原核表达载体的构建及其在昆虫肠道短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中的表达

【目的】构建带有苏云金芽孢杆菌cry3a基因非芽孢依赖启动子和绿色荧光蛋白基因gfp(Green Fluorescent Protein)的原核表达载体,并转化从桑粒肩天牛幼虫肠道分离的两株常驻细菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,以检测cry3a启动子在昆虫肠道常驻菌中的启动子活性,获得GFP标记菌株,为常驻菌在昆虫幼虫肠道中的定殖情况和杀虫工程菌的构建奠定基础。【方法】采用重叠延伸PCR将cry3a基因启动子和gfp基因进行融合,并与pHT304载体连接构建重组质粒pHT3AG,获得的重组质粒以电脉冲转化肠道常驻菌短短芽孢杆菌CQUBb和苏云金芽孢杆菌CQUBt,于可见光和荧光显微镜下观察荧光并通过SDS-PAGE分析重组菌株的蛋白表达情况,然后对重组菌株进行生长动力学分析和稳定性测试。【结果】重组菌在营养期大量组成型表达GFP,经电泳分离在凝胶上出现约29kDa的特异蛋白条带;重组菌生长曲线与出发菌没有显著差异,说明外源质粒未对宿主菌的生长带来明显不利影响;抗性条件下传代30次后两菌株外源质粒稳定性仍可达95%、67%;两个菌株比较,CQUBb比CQUBt质粒转化率高、重组菌GFP表达时间长、表达量大,并且重组菌株稳定性好。【结论】成功地将cry3a基因核心启动子和gfp基因转入桑粒肩天牛幼虫肠道常驻菌,实现了该启动子在Bt之外的菌株中发挥作用,构建了两个GFP标记菌株;重组基因工程菌株表达量大,稳定性好,可以用作昆虫肠道内微生态研究和芽孢杆菌表达系统以及杀虫菌株的构建。     

短短小芽孢杆菌大肠杆菌穿梭分泌表达载体的构建

应用PCR技术从具有分泌蛋白能力强且没有胞外蛋白酶活性的短短小芽孢杆菌50中分离出细胞壁蛋白基因的多启动子和信号肽编码序列,利用它与质粒pUB110和pKF3-起构建成穿梭分泌表达载体pBKE50,将α0淀粉酶基因引入该载体转化短短小芽孢杆菌50后,发现α－淀粉酶可以活性形式分泌表达,此工作为下一步建立短短小芽孢杆菌高效分泌表达系统奠定了基础。     

利用短短小芽孢杆菌启动子和信号肽编码序列构建穿梭分泌表达载体

以短短小芽孢杆菌B15的总DNA为模板,利用PCR技术克隆到其细胞壁蛋白基因串联启动子和信号肽编码序列,测序分析后提交GenBank,登录号为AY956423。重新设计引物扩增该片段并在PCR产物两侧引入BamHⅠ和PstⅠ酶切位点,将PCR产物双酶切后克隆至穿梭载体pP43NMK的相应位点构建分泌表达载体pP15MK,插入片段置于该载体中mpd基因的上游,并使信号肽编码序列与去除了自身信号肽编码序列的mpd基因阅读框恰好融合。将pP15MK导入枯草杆菌构建表达菌株1A751(pP15MK),在短短小芽孢杆菌启动子和信号肽元件的带动下,mpd基因能够在表达菌株的对数生长期和稳定期持续性高效分泌表达,表达产物结合在细胞膜上;发酵液在48h酶活达到最高值7.79U/mL,是出发菌株邻单胞菌M6表达量的8.1倍。     

软腐芽孢杆菌D20产环糊精葡糖基转移酶的条件和酶性质

软腐芽孢杆菌(Bacillus macerans)D20菌株在适宜培养基中产大量环糊精葡糖基转移酶。玉米淀粉、硫酸铵和麦麸是适合的营养物质。酶反应最适pH为5.5,温度为50℃,酶用量为500U／g以上。A-、β-和r-GD产量比约为61：32：7。据此,作者认为,该菌株可用于环糊精生产工业。     

益母草糖基转移酶基因的克隆及原核表达分析(英文稿)

通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)从益母草(Leonurus heterophyllus Sweet)叶片中克隆获得了一个编码糖基转移酶的基因(LhsUGT)。该基因cDNA全长为1562bp,开放阅读框(openreading frame,ORF)为1368bp,编码455个氨基酸残基,其分子量和等电点分别为50.47kD和5.52。生物信息学分析结果显示:LhsUGT编码的酶蛋白含有3种二级结构,其中α螺旋占43.1%,β折叠片占17.5%,无规卷曲占39.4%,其C端还发现了一段高度保守的PSPG结构域,说明LhsUGT编码的酶蛋白属于植物糖基转移酶超家族;对LhsUGT的氨基酸序列进行BLAST同源比对,发现益母草与其它植物的糖基转移酶序列相似性为26.4%~68.0%;系统进化树分析表明,LhsUGT蛋白属于拟南芥糖基转移酶超家族的L组,故推测它可能具有催化简单酚类发生糖基化的功能;SDS-PAGE电泳显示,原核表达系统成功表达出分子量约为69kD的LhsUGT重组蛋白,其N端含有一段17.9kD的His标签,且在IPTG诱导5h后达到最高表达量。本研究结果为进一步开展体外酶促反应、阐明益母草糖基转移酶的生物学功能奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌Mn-SOD基因的克隆及原核表达

为了实现Mn-SOD基因在大肠杆菌(E.coli)中的可溶性表达,根据枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168sodA核酸序列设计引物,以枯草芽孢杆菌ATCC 9372基因组为模板,PCR扩增获得了Mn-SOD基因.将此基因重组至原核表达载体pET-28a,构建含Mn-SOD基因的重组表达质粒,并转化至大肠杆菌BL21(DE3).异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达获得Mn-SOD,蛋白分子量约为26kD,占全菌蛋白的5.6%.改良的连苯三酚自氧化法测定SOD活力,菌体可溶性总蛋白SOD比活为51.09U·mg^-1,是对照组的.8倍.枯草芽孢杆菌ATCC 9372 Mn-SOD基因在大肠杆菌BL21(DE3)中首次成功表达,产物具有较高的可溶性和活性,为大量制备Mn-SOD奠定了基础.     

解淀粉芽孢杆菌YN-1抑菌蛋白TasA基因的克隆及原核表达

本文以解淀粉芽孢杆菌YN-1菌株为研究对象,利用PCR方法从基因组DNA中扩增出编码TasA抑菌基因的全长DNA,并构建pGEX-4T2/TasA原核表达载体,获得TasA-GST融合表达的抑菌蛋白。测序结果表明,解淀粉芽孢杆菌YN-1TasA基因核苷酸序列全长为786bp(GenBank登录号:EU131674),编码261个氨基酸残基;同源性分析表明,它与解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefaciens FZB42(YP_001421886)序列的同源性最高,达98%,预测蛋白分子量为31kD。SDS-PAGE分析表明,TasA基因能在大肠杆菌BL21中表达,Western印迹分析pGEX-4T2/TasA原核表达载体,检测到约57kD的TasA-GST融合外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量大小相符。表达产物细胞裂解液上清经Ni柱层析,表明浓度为500mmol/L咪唑洗脱缓冲液时获得较高浓度和纯度的纯化蛋白。进一步抑菌活性分析表明表达产物对黄瓜灰霉病病原菌检测平板上显示出较好的抑菌活性。本研究结果将为今后深入研究TasA抑菌蛋白基因以及抗病转基因工程提供了参考。     

Overexpression of cyclodextrin glycosyltransferase gene from Brevibacillus brevis in Escherichia coli by control of temperature and mannitol concentration

Expression of Brevibacillus brevis CD162 cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) gene using pET22b(+) vector in Escherichia coli BL21(DE3) resulted in the formation of inactive inclusion bodies under the usual induction conditions. However, by lowering the induction temperature to 30°C and/or adding 0.5 M mannitol as an osmolyte, the formation of insoluble aggregates was prevented and about a 34-fold increase (8.51 U ml^–1) in biologically active soluble form was achieved after 6 h induction. The active CGTase enzyme was estimated to comprise as much as 24% of the total soluble proteins. In addition, other polyols such as glycerol, erythritol, xylitol, sorbitol, and arabitol showed similar effects with mannitol on the production of active CGTase enzyme.     

短短小芽孢杆菌启动子筛选载体的构建

为了筛选短短小芽孢杆菌强启动子元件,应用PCR技术从枯草杆菌168中分离出α-淀粉酶基因,用其作为报告基因与质粒pUB110和pKF3一起构建了启动子筛选载体pKB/A.将短短小芽孢杆菌细胞壁蛋白基因启动子引入该载体构建成重组质粒pKB/PA,电穿孔法转化短短小芽孢杆菌50后发现α-淀粉酶以活性形式分泌表达.结果表明短短小芽孢杆菌启动子筛选载体构建成功.     

短短芽胞杆菌功能基因的研究及其应用

短短芽胞杆菌分布广泛,并且在不同生长阶段,菌落形态也有所不同。目前已经完成2株短短芽胞杆菌的全基因组测序,但只对短短芽胞杆菌部分基因的功能进行了研究,如编码二硫化物氧化还原酶的基因bdb、α-乙酰乳酸脱羧酶的基因aldB、耐碱性木聚糖酶xylB基因和细胞壁的合成基因等,特别是具有抗菌活性的短杆菌酪肽的合成过程及所需酶的基因均有研究。短短芽胞杆菌在生物防治、作为分泌表达外源蛋白的宿主及环境治理等领域有广泛应用前景。     

Brevibacillus brevis HOB1所产脂肽的分离纯化和鉴定

用常压反相色谱对从短短芽孢杆菌HOB1发酵液中提取到的脂肽类生物表面活性剂进行了分离纯化, 并用HPLC制备了其中的一个化合物。经电喷雾质谱分析得到该化合物的相对分子量为1035.7 D, GC/MS的分析结果显示其脂肪酸部分为C15 β-羟基脂肪酸, 由PITC柱前衍生法测得该化合物的氨基酸组成比例为: Asp:Glu:Val:Leu = 1:1:1:4。结果显示该脂肽的结构与表面活性素(C15 surfactin)类似。实验表明, 除芽孢杆菌属外, surfactin系列脂肽还能为短芽孢杆菌属所产生。     

长春花Crlea基因的克隆及原核表达初步分析

晚期胚胎丰富（Late Embryogenesis Abundant, LEA）蛋白是植物在干旱胁迫下响应并被描述为具有潜在的抗旱功能的一类重要的抗旱蛋白。通过建立干旱胁迫下长春花（Catharanthus roseus）的cDNA文库并进行测序筛选分析,首次分离得到Crlea（Crlea for Catharanthus roseus late embryogenesis abundant）全长基因。该基因具有492 bp的开放读码框,编码163个氨基酸,其中偏性氨基酸含量占总蛋白的55.9%。同源性分析表明该假定蛋白与胡萝卜（Daucus carota）LEA DC3 的同源性达69%。亲水性分析表明具有极强的亲水性。为进一步验证CrLEA蛋白的功能,构建了Crlea基因的原核表达载体并在大肠杆菌中对其表达进行了分析。结果表明,原核载体成功的表达了CrLEA蛋白,亲水性实验及热稳定性实验表明CrLEA蛋白具有极强的亲水性和热稳定性。     

Enantioselective Degradation of the Chiral Fungicides Metalaxyl and Furalaxyl by Brevibacillus brevis

For almost four decades, the chiral fungicides metalaxyl and furalaxyl have been in use in plant protection on a global scale. Both substances are distributed as racemic mixtures, yet the desirable interference in nucleic acid synthesis of harmful fungi only occurs by the (‐)‐R‐enantiomer. As enantioselective degradation in Scheyern (Germany) and Yaoundé (Cameroon) soils has been documented, the influence of 50 isolated microorganisms on the R/S ratio was investigated. A high‐pressure liquid chromatography method with a chiral column to separate enantiomers of metalaxyl and furalaxyl, and subsequent detection by tandem mass spectrometry, was employed. Only one of these microorganisms, a strain of Brevibacillus brevis, showed an enantioselective degradation pattern in liquid culture; the respective (‐)‐R‐enantiomers were preferably degraded. Moreover, (‐)‐R‐furalaxyl was degraded faster in cultures supplemented simultaneously with both fungicides of the same concentration. Chirality 25:336–340, 2013. © 2013 Wiley‐Liss Inc. Chirality 00:000‐000:, 2013. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.