中温α-淀粉酶基因的克隆及在枯草芽孢杆菌中的高效表达

利用高效表达栽体pWB980,实现了Bacillus subtilis BF7658中温α-淀粉酶基因amy在B.subtilis DB403中的高效表达,活力达到770 U/mL.经多步纯化,重组酶AMY的比活达到35.8 U/mg,纯化倍数为1.7,获得凝胶电泳条带单一的蛋白样品,经SDS-PAGE检测,重组酶AM...     

中温α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的整合及高效表达

从中温α-淀粉酶生产菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)264中克隆得到中温α-淀粉酶基因(amy L)并构建了重组表达质粒p AX01-amy L。该质粒转化枯草芽孢杆菌264后利用同源重组机制将由木糖操纵子引导的amy L表达盒整合入枯草芽孢杆菌染色体的lac A位点,以增加中温α-淀粉酶基因的拷贝数。经淀粉平板产酶初筛及Southern blot鉴定,成功分离获得了可高效分泌表达中温α-淀粉酶的基因工程菌ZHWY。该菌株在摇瓶发酵75 h后α-淀粉酶酶活可达到730 U/m L,比酶活为156 U/mg总蛋白,与原始菌株264相比提高了70%,且继代过程中表达水平稳定。在5 L发酵罐中,枯草芽孢杆菌ZHWY发酵所产中温α-淀粉酶酶活最高达到1450 U/m L,具有良好的工业应用前景。     

嵌合信号肽提高α-淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的分泌

为提高α-淀粉酶的分泌效率,将不同天然信号肽的N,H和C区进行组合,以期筛选出优于天然信号肽的嵌合信号肽。首先从天然信号肽库中筛选了适合解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）α-淀粉酶在枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中分泌的天然信号肽,以其中4种天然信号肽（SPyvcE,SPyoqM,SPBglS和SPyobB）的H区替换信号肽SPsacB的H区,构建4种嵌合信号肽RSP1—RSP4指导α-淀粉酶的基因工程菌株。结果表明,适合α-淀粉酶的最适天然信号肽和嵌合信号肽分别为SPyoqM和RSP1,且RSP1指导α-淀粉酶在枯草芽孢杆菌的分泌效率较SPyoqM提高27%,较具有相同H区的SPyvcE提高了3.6倍,较仅H区不同的SPsacB提高了2.07倍。嵌合信号肽构建策略是一种有效提高α-淀粉酶分泌效率的方法,可为其他蛋白质的高效分泌提供参考。     

苏云金芽孢杆菌aiiA基因在枯草芽孢杆菌中的表达

根据NCBI上已公布的枯草芽孢杆菌BS168菌株的β-1,4-glucanase(eglS)基因以及苏云金芽孢杆菌的aiiA基因序列,设计引物并扩增得到eglS基因的启动子、信号肽序列和aiiA基因.构建重组表达载体Ps4-eaiiA,转化枯草芽孢杆菌BS168,得到枯草芽孢杆菌工程菌BS168/Ps4-eaiiA.该工程菌诱导发酵后经SDS-PAGE和Western blotting分析表明:aiiA基因实现了在枯草芽孢杆菌中的表达.对胡萝卜软腐欧文氏菌进行马铃薯的抗病性实验,结果表明aiiA基因在枯草芽孢杆菌中表达的AiiA蛋白对胡萝卜欧文氏杆菌表现出一定的抗病性.     

地衣芽孢杆菌α-耐高温淀粉酶基因的克隆及原核表达

地衣芽孢杆菌(Bacillus Lichenifarmis)是产生具有重要工业生产价值的耐高温α-淀粉酶(α-amylase)的优良菌株．本实验在提取地衣芽孢杆菌完整的基因组DNA序列的基础上，通过PCR方法克隆了耐高温淀粉酶的结构基因全长1449bp，与pUCm-T载体连接转化入宿主菌DH5α中，经过酶切鉴定筛选出阳性的克隆菌，再提取质粒与表达载体pET-28a( )酶切后连接转化入宿主菌DE3中，其阳性克隆在37℃1．0mmol/L IPTG诱导下，α-淀粉酶的基因得到了较好的表达．表达产物经SDS—PAGE鉴定，确定表达的蛋白大小为58000 Dal左右，与理论推导的分子量相一致；并初步对酶及活性及酶活最适温度和pH进行了研究。     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中的表达

将来源于枯草芽孢杆菌WB600的启动子PyxiE与碱性蛋白酶基因进行融合,将融合片段插入到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pSUGV4中,构建了表达质粒pSUPyAp. 将该质粒转入枯草芽孢杆菌WB600中,得到转化子pSUPyAp/WB600,它在启动子PyxiE驱动下,能够在牛奶平板上产生透明的水解圈,其发酵上清液中的碱性蛋白酶活性最高为518.5 U/mL,其酶活分别是在启动子Bp53和P43驱动下的3.01倍和1.22倍.     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中的表达

将来源于枯草芽孢杆菌WB600的启动子PyxiE与碱性蛋白酶基因进行融合,将融合片段插入到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pSUGV4中,构建了表达质粒pSUPyAp. 将该质粒转入枯草芽孢杆菌WB600中,得到转化子pSUPyAp/WB600,它在启动子PyxiE驱动下,能够在牛奶平板上产生透明的水解圈,其发酵上清液中的碱性蛋白酶活性最高为518.5 U/mL,其酶活分别是在启动子Bp53和P43驱动下的3.01倍和1.22倍.     

α—淀粉酶基因在D—核糖生产菌中的表达

Bacillus subtilis HJ01不能有效地利用淀粉为碳源生产D-核糖,地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis)携带的含α-淀粉酶基因的质粒pAmy413C通过原生质体转化导入HJ01中,构建成菌株B.subtilis HJ01(pAmy413C）。该菌株连续转接培养98h,质粒pAmy413C保持率为100%;在LBS培养基中,HJ01（pAmy413C)的α-淀粉酶活性比原菌株HJ01高3-4倍;发酵液中葡萄糖含量比HJ01高100倍以上;以淀粉为碳源HJ01（pAmy413C)的核糖产量比HJ01提高了一倍。结果表明,菌株B.subtilis HJ01(pAmy413C)能够有效地利用淀粉生产核糖。     

苏云金芽孢杆菌aiiA基因在枯草芽孢杆菌中的表达

根据NCBI上已公布的枯草芽孢杆菌BS168菌株的β-1,4-glucanase(eglS)基因以及苏云金芽孢杆菌的aiiA基因序列,设计引物并扩增得到eglS基因的启动子、信号肽序列和aiiA基因.构建重组表达载体Ps4-eaiiA,转化枯草芽孢杆菌BS168,得到枯草芽孢杆菌工程菌BS168/Ps4-eaiiA.该工程菌诱导发酵后经SDS-PAGE和Western blotting分析表明:aiiA基因实现了在枯草芽孢杆菌中的表达.对胡萝卜软腐欧文氏菌进行马铃薯的抗病性实验,结果表明aiiA基因在枯草芽孢杆菌中表达的AiiA蛋白对胡萝卜欧文氏杆菌表现出一定的抗病性.     

地衣芽胞杆菌麦芽糖α-淀粉酶产麦芽糖特性研究

为了开发新的生产麦芽糖浆的淀粉酶,在大肠杆菌中表达了一个地衣芽胞杆菌(Bacillus lichen form is)麦芽糖α-淀粉酶,并对该酶产麦芽糖的特性进行研究.结果显示,重组酶分子大小为65 kDa,以淀粉为底物的最适温度为45℃,最适pH值为6.5.以浓度为20％的可溶性淀粉为底物,加入106U/g淀粉的地衣芽胞杆菌麦芽糖α-淀粉酶,反应48h,采用HPLC检测产物,产物中只有葡萄糖和麦芽糖,其中麦芽糖含量为52.21％,还原糖得率为72.1％;当加入1U/g淀粉的普鲁兰酶协同作用进行反应时,产物中麦芽糖的含量增加到57.16％,还原糖得率增加到92.5％.该酶在麦芽糖浆的工业生产上有较大的潜在应用价值.     

地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶基因工程菌的研究进展

综述了国内外地衣芽孢杆菌α-耐高温淀粉酶基因工程菌的研究进展，并就基因工程菌的优缺点进行了简要分析．     

枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的克隆及在大肠杆菌中的高效表达

利用PCR技术扩增得到来源于枯草芽孢杆菌的葡萄糖脱氢酶基因片段，并构建重组质粒pUC-T-GDH，然后将基因片段克隆于大肠杆菌表达载体pBV220中．得到表达质粒pBV-GDH．葡萄糖脱氢酶在含有表达质粒的基因工程菌株中得以诱导表达，聚丙烯酰胺凝胶电泳及薄层扫描结果表明，经诱导表达的葡萄糖脱氢酶约占基因工程菌株总蛋白的45％．葡萄糖脱氢酶活力测试表明，基因工程菌株无细胞抽提液中葡萄糖脱氢酶的活力为7.8U／毫克，约为对照组的30倍．实验结果初步说明，广泛应用于工业化生产的葡萄糖脱氢酶可以在基因工程菌株中得以大量表达并维持较高活力．     

枯草芽孢杆菌表达系统及其启动子的研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是工业应用中一种重要的模式菌株,具有非致病性、遗传背景清晰、分泌蛋白能力强、容易分离培养等特性,是异源蛋白表达和分泌的理想宿主。高效可控的启动子是实现外源蛋白高效表达的关键因素之一。根据诱导机制,启动子可分为组成型启动子、诱导型启动子、自诱导启动子和时期特异性启动子。本文介绍了枯草芽孢杆菌表达系统、芽孢杆菌σ因子类型及枯草芽孢杆菌启动子的结构,比较了常用启动子的优缺点,总结了新启动子克隆和改造及生物信息学预测启动子的方法,并对枯草芽孢杆菌启动子未来的研究方向进行展望,为进一步研究启动子的结构和功能及工业生产外源蛋白奠定基础。     

荧光蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达

枯草芽孢杆菌是生物工业用的重要宿主体系。为实现荧光蛋白从分子水平定量追踪枯草芽孢杆菌培养过程的目的,构建了一系列整合型表达载体pX-GFPmut1和游离型表达载体pSW1-GFPmut1,pSW1-CFP,pSW1-YFP,研究了不同颜色荧光蛋白在枯草芽孢杆菌中整合型表达和游离型表达的差异。最适合的荧光蛋白表达体系是用游离型质粒pSW1-GFPmut1在枯草芽孢杆菌中表达绿色荧光蛋白GFPmut1。含pSW1-GFPmut1枯草芽孢杆菌通过木糖诱导表达GFPmut1后,细胞破碎后的荧光强度和细胞浓度呈线性关系。结果表明,利用枯草芽孢杆菌表达荧光蛋白可以实现利用荧光蛋白快速定量枯草芽孢杆菌培养过程。     

荧光蛋白在枯草芽孢杆菌中的表达

枯草芽孢杆菌是生物工业用的重要宿主体系。为实现荧光蛋白从分子水平定量追踪枯草芽孢杆菌培养过程的目的,构建了一系列整合型表达载体pX-GFPmut1和游离型表达载体pSW1-GFPmut1,pSW1-CFP,pSW1-YFP,研究了不同颜色荧光蛋白在枯草芽孢杆菌中整合型表达和游离型表达的差异。最适合的荧光蛋白表达体系是用游离型质粒pSW1-GFPmut1在枯草芽孢杆菌中表达绿色荧光蛋白GFPmut1。含pSW1-GFPmut1枯草芽孢杆菌通过木糖诱导表达GFPmut1后,细胞破碎后的荧光强度和细胞浓度呈线性关系。结果表明,利用枯草芽孢杆菌表达荧光蛋白可以实现利用荧光蛋白快速定量枯草芽孢杆菌培养过程。     

成孢延迟蛋白基因对枯草芽孢杆菌生物量和发酵酶活力的影响

探讨同种相噬对枯草芽孢杆菌内源酶发酵活力的影响.应用同源重组敲除的方法,构建了枯草芽孢杆菌168菌株的编码成孢延迟蛋白毒素前体的基因sdp C的knock-in突变株,比较了突变株和出发菌株的生物量、芽孢数和α-淀粉酶发酵活力.与出发菌株相比,突变株的生物量、芽孢数和α-淀粉酶发酵活力均显著提高,产酶高峰期酶活力提高23%.本研究结果显示,sdp基因突变不仅能够提高枯草芽孢杆菌的生物量,还能够提高其内源酶的发酵活力.     

枯草芽孢杆菌麦芽糖诱导型启动子Pglv-M1的改造

通过定点突变对麦芽糖诱导型启动子Pglv-M1进行改造,提高启动子启动能力。分析Pglv-M1的Sextama-35区与Pri-bmow-10区,通过对这些区域模拟随机突变,软件打分后获得最高分的新片段。将新启动子与载体p HCMC04-sva连接,并在枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 1A857中诱导表达,每12 h取粗酶液进行酶活测定。研究结果表明:除突变启动子Pglv-35以外,其余突变体启动效果均有所下降,有突变体构成的表达载体Pglv-35-pHCMC04-sva诱导表达后,得到的单位粗酶活力最高点出现在36 h处,较突变前提高1.31倍。PglvM1作为诱导型启动子Pglv的改造产物,其各个区域的相互影响较为紧密。通过对启动子关键区域单独或同时突变,仅获得一组启动能力有所提高的启动子Pglv-35,这为今后针对启动子的思考、研究方向提供参考。