枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶基因的克隆和表达

目的:获得碱性蛋白酶基因。方法:用PCR的方法从枯草芽孢杆菌A-109中扩增碱性蛋白酶基因(apr),并进行测序分析,构建表达载体,最后转化大肠杆菌BL21,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测该基因的表达情况。结果:apr基因片段含1092个碱基对。该基因片段核苷酸序列与Bacillus amyloliquefaciens subtilisin DFE precursor有99%的同源性,对应的氨基酸序列与Bacillussp.DJ-4有99%的同源性。apr基因在大肠杆菌BL21中获得表达,并表现出蛋白酶活性。结论:获得了具有活性的新的碱性蛋白酶基因。     

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.     

枯草芽孢杆菌渗透压调节基因proB的克隆和表达

用PCR扩增的方法从耐盐的枯草杆菌中克隆出一个13kb长的DNA片段,经功能检测,证明正向插入片段与大肠杆菌的脯氨酸营养缺陷特性(proB-)能够营养互补。含有该重组质粒的大肠杆菌DH5α在基本培养基上的耐盐能力从2%提高至4%。通过引物步行法测定了该插入片段的核苷酸序列。利用DNAsis软件进行序列分析发现,该片段第122～1235bp核苷酸编码一个由370个氨基酸组成的蛋白质分子,其上游存在非典型的-10区,典型的-35区和核糖体结合位点,起始密码子处有最佳翻译起始效率的侧翼核苷酸序列。将其与Genebank中的已知基因的序列和编码的氨基酸序列进行同源性比较,结果表明该片段与枯草杆菌168的核苷酸序列、氨基酸序列的同源性分别为81%和90%。证明该基因确实是一个proB基因。通过与三十个不同种属微芽生物proB基因的氨基酸序列比较,发现该蛋白存在有可能与形成酶的活性中心和三维结构有密切关系的几个绝对保守的区域。     

枯草芽孢杆菌α—乙酰乳酸脱羧酶基因的克隆及表达

利用鸟枪法构建了供体菌的基因组文库,通过VP反应显色法进行筛选,从约7000个转化子中选出携带ALDC基因的重组质粒（pBG4～pBG5）．绘制了pBG4插入片段的限制酶图谱．Southern杂交证明该外源片段来源于供体菌。酶活性测定结果表明ALDC基因在大肠杆菌中获得了表达,为构建带有ALDC的啤酒酵母工程菌奠定了基础．     

枯草芽孢杆菌核黄素操纵子rib operon的克隆与表达

目的:构建产核黄素的枯草芽孢杆菌基因工程菌.方法:以穿梭载体pEB03构建核黄素操纵子的表达质粒载体pGJB13和pGJB14,与质粒pMX45分别转化产核黄素的枯草芽孢杆菌GJ07,并通过发酵摇瓶实验检测核黄素的产量.结果:得到产核黄素的工程菌GJ13 、GJ14和GJ08,在以蔗糖为碳源的发酵条件下,GJ08可产核黄素820mg/L,提高了约55%.结论:得到了产核黄素的高产菌种G J08.     

解淀粉芽孢杆菌赖氨酸-3基因在枯草芽孢杆菌中的克隆

限制性核酸内切酶EcoRI酶切解淀粉芽孢杆菌ASl.1099染色体DNA和质粒pUB lloDNA,T4 DNA连接酶连接,转化枯草芽孢杆菌BRl51(trpC2痢“B5 ly.f3 Neo')感受态细胞。用选择性培养基两次筛选,得到Neo‘和与BR 151 lys3营养缺陷突变互补的菌落。用快速测定质粒的方法检查,其中有13株转化子带有大小相同的重组质粒。分离其中l株转化子BRl51-29的重组质粒pB--L29 DNA,再次转化BRl51感受态细胞和原生质体。测定第二次得到的转化子性状,均与转化子B1~151-29相同。琼脂糖曩胶电泳检查这些转化子的质粒,其分子大小也与t组质粒pB--L29相同。以上试验证明,重组质粒pB--L29是由pUBll0和解淀粉芽孢杆蕾的咖3基因片段构成的。根据琼脂糖凝胶电泳测定pB--L29的分子量约为5.0kb,推断出l~,J3基因片段约为O.5kb。     

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。     

磷脂酰丝氨酸合成酶基因的克隆及在枯草芽孢杆菌中的表达

应用 PCR技术从 Escherichia coli K12 Sgal- (ExPASy P23830) 中扩增到大小为 1350bp编码磷脂酰丝氨酸合成酶的 DNA片段,将其插入枯草芽孢杆菌诱导型表达载体 pBES,获得重组质粒 pBES-pss后转化 Bacillus subtilis DB104。经蔗糖诱导后,该磷脂酰丝氨酸合成酶在 Bacillus subtilis DB104 (pBES-pss)中获得胞外分泌表达,SDS-PAGE分析发现目的蛋白分子量约为 52kDa,酶联比色法检测酶活力为 1.50U/mL,提高了磷脂酰丝氨酸合成酶的表达产量,为工业化发酵生产磷脂酰丝氨酸合成酶奠定了良好的基础。     

枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的克隆及其序列分析

根据Lampel报道的葡萄糖脱氢酶基因序列设计合成两条引物,以野生型枯草芽孢杆菌染色体DNA为模板,PCR扩增得到含有葡萄糖脱氢酶基因的大约780bp的DNA片段,将其克隆到pUC-T载体中。序列分析表明,克隆得到的葡萄糖脱氢酶基因含有783bp,编码261个氨基酸的蛋白质。得到的基因序列与文献报道的进行比较,其核苷酸同源率为75．5％,编码氨基酸序列的同源率为83．9％。     

嗜热脂肪芽孢杆菌高温中性蛋白酶在枯草芽孢杆菌中的表达、纯化及其酶学性质的研究

本文中嗜热脂肪芽孢杆菌(B. stearothermophilus)的高温中性蛋白酶基因在sacB基因启动子的调控下, 以蛋白酶自身或sacB基因的序列为信号肽, 分别实现了在枯草芽孢杆菌DB104中的高效表达. 表达产物经纯化后, 酶的比活力可达16530 U/mg, 纯化倍数达到3.8倍, 分子量约为35 kD. 对酶学性质的研究结果表明, 此酶的最适反应温度为65℃, 最适作用pH为7.5, 在65℃下反应1 h后, 仍可保留约80%的活力.     

碱性蛋白酶SubC在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达

【背景】碱性蛋白酶是工业用酶中占比最大的酶类,广泛应用于清洁、食品、医疗等行业。近期研究发现碱性蛋白酶在生产生物活性肽方面有巨大潜力,这将进一步拓宽其在保健食品领域中的应用。【目的】利用枯草芽孢杆菌异源表达地衣芽孢杆菌来源的碱性蛋白酶SubC。【方法】通过筛选3种枯草芽孢杆菌宿主菌株(Bacillus subtilis 1A751、MA07、MA08)和6种信号肽(AmyE、AprE、NprE、Pel、YddT、YoqM),同时优化诱导剂浓度、发酵培养基和发酵时长,最终得到最优重组菌株MA08-AmyE-subCopt。【结果】重组菌株MA08-AmyE-subCopt的胞外酶活力为3.33×103 AU/mL,胞外蛋白分泌量为胞内可溶蛋白表达量的4倍,与携带野生型信号肽的对照组菌株WT相比,酶活提高了73.4%。【结论】异源碱性蛋白酶SubC在枯草芽孢杆菌中成功表达,为碱性蛋白酶SubC的表达和在保健食品领域的工业化应用提供了理论基础。     

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。     

地衣芽孢杆菌YP1A耐有机溶剂蛋白酶基因的克隆与功能表达

根据B．licheniformis YP1A来源的碱性蛋白酶具有的高强度耐有机溶剂性能及相关数据库分析,采用PCR克隆B．licheniformis YP1A耐有机溶剂碱性蛋白酶基因,序列分析显示该基因（1264bp）包含启动子与编码380个氨基酸的开放阅读框（ORF）,ORF包括信号肽、前肽及编码254个氨基酸的成熟肽序列。相关基因分析表明,YP1A耐有机溶剂碱性蛋白酶基因与地衣芽孢杆菌ATCC14580的碱性蛋白酶基因仅有6个氨基酸残基差异：构建2种含YP1A碱性蛋白酶CDS的组成型穿梭表达载体pHY／aprYP与pHY／aprP43,前者采用YP1A蛋白酶自带的启动子,后者则采用来自于质粒pP43NMK的P43强启动子。利用这2种表达载体在枯草芽孢杆菌WB800中成功进行蛋白酶的功能表达．其中P43强启动子的表达能力明显优于碱性蛋白酶自带的启动子,表达的蛋白酶比酶活为395U／ml。重组菌表达的碱性蛋白酶在体积分数50％的亲水及疏水有机溶剂中表现出了很好的耐受性,验证了克隆基因为地衣芽孢杆菌YP1A的高强度耐有机溶剂碱性蛋白酶基因.     

不同信号肽及分子伴侣对中性蛋白酶在枯草芽孢杆菌中分泌表达的影响

通过筛选5个不同的信号肽基因(AmyE、AprE、NprE、SacB、YncM)代替对照质粒pHT43-npr上原始的信号肽基因,整合2个不同的分子伴侣(PrsA、DnaK)到pHT43-npr质粒上,构建重组质粒并转化到枯草芽孢杆菌WB800N中进行诱导表达。结果表明,构建了5株信号肽重组菌株,通过牛奶平板验证无明显水解圈,通过酶活性比较,5株重组菌株中性蛋白酶活性均显著低于对照菌株;成功构建了2株整合分子伴侣的重组菌株,通过牛奶平板验证有水解圈,通过酶活性比较,两株菌株均表达中性蛋白酶,其中重组菌株WB800N/pHT43-npr-PrsA产蛋白酶活性比对照菌株WB800N/pHT43-npr提高了23%,重组菌株WB800N/pHT43-npr-DnaK产蛋白酶活性比对照菌株提高了33%。     

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.     

地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶基因的克隆、序列测定及其表达

以克隆的地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶编码序列的PCR扩增片段为探针。通过原位杂交从2709基因文库中筛选出两个含有完整的2709碱性蛋白酶基因的阳性克隆：Psci和Psc7。对Psc7中的插入片段构建若干亚克隆后测定了其全部DNA序列,结果显示该插入片段含2709碱性蛋白酶及其信号肽与导肽(Pro—peptide)在内的全部编码序列(1140碱基对)及长度分别为299和832碱基对的上、下游序列,该序列同M．Jacobs等克隆的地衣芽孢杆菌NcIB 6816的subtlisin Carlsberg基因序列显示了极高的同源性。通过枯草杆菌-大肠杆菌穿梭质粒Pbe2将克隆的2709碱性蛋白酶基因转入到蛋白酶缺陷型的枯草芽孢杆菌DB104中,结果表明2709碱性蛋白酶基因在枯草芽孢杆菌中得到了明显的表达。     

地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶基因的克隆与序列分析

以地衣芽孢杆菌２７０９染色体ＤＮＡ为模板,应用聚合酶链反应方法扩增了碱性蛋白酶基因,ＰＣＲ反应产物在１％琼脂糖凝胶上表现为１条１．１ｋｂ的条带。该片段经电泳纯化后被克隆于大肠杆菌质粒ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＳＫ上,获得ａｐｒＬ＾＋克隆株。ＤＮＡ序列分析表明,它与枯草杆菌蛋白酶Ｃａｒｌｓｂｅｒｇ具有很高的同源性,同样由编码信号肽、前导肽及成熟蛋白的３个部分构成。     

短小芽孢杆菌HZbp脂肪酶基因的克隆表达

以短小芽孢杆菌HZbp总DNA为模板以PCR的方式获得512 bp的脂肪酶基因,并在该基因的两端引入了EcoR1和Sal1的酶切位点,将该基因与大肠杆菌表达质粒pSE380连接,获得重组质粒pSE380-BPL。重组质粒转入大肠杆菌表达细胞株BL21,获得工程菌株BL21-BPL。序列分析显示所克隆的基因具有脂肪酶的保守G-X-S-X-G序列,SDS-PAGE电泳显示该脂脂肪酶的分子质量约为20 kDa。在LB培养基中,IPTG诱导浓度为1.0 mmol/L,33℃诱导培养10 h后,发酵液酶活达到8 U/mL。