苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)是目前世界上应用最为广泛的微生物杀虫剂,其主要的活性成分是杀虫晶体蛋白(ICPs).常规的Cry蛋白能够在昆虫肠道的弱碱性环境(pH 9.5)中溶解,并表现出杀虫活性。本课题组从Bt华中亚种YBT-978中克隆了一个Cry蛋白基因cry7Ba1,其编码的蛋白Cry7Ba1在pH 9.5时不能溶解,也检测不到任何的杀虫活性,但是在pH 12.5时能够溶解并表现出对小菜蛾的高活性。前期研究结果表明Cry7Ba1的难溶性是由其C-端决定的,通过将Cry 1 Ac和Cry1C的C-端替换Cry7Ba1的C-端可以提高其溶解性。我们通过生物信息学分析,发现Cry7Ba1晶体蛋白C-端存在着比常规130-140kDa晶体蛋白更多的半胱氨酸(Cys)。我们推测这些Cys可能在Cry7Ba1晶体溶解过程中起到重要的作用。为了明确这个问题,本研究进一步研究Cry7Ba1的C-端Cys在溶解性改良过程中的作用。通过定点突变的策略将Cry7Ba1的C-端第697,834,854,1059,1101和1154位的Cys分别突变成丝氨酸(Ser); SDS-PAGE和镜检结果表明6个突变体在蛋白表达和晶体形成方面与原始的Cry7Ba1没有显著差别；溶解性实验结果表明其中3个突变体的溶解性得到了很好的改善：C854S可以在pH 11.5时很好的溶解,C697S可以在pH 10.5时很好的溶解,C834S可以在pH 9.5时很好溶解。进一步的生物测定结果表明突变体C834S的晶胞混合物在常规情况下恢复了对小菜蛾的杀虫活性及其LC50=9.39μg/mL。本研究通过对Cry7Ba1的C-端的β转角处单个Cys的突变,提高了Cry7Ba1的溶解性,并恢复了其杀虫活性。这为Cry7Ba1晶体蛋白的应用提供了可能性,也为这一类由于不能溶解而发挥不出活性的Cry蛋白的应用提供了新的思路。