苏云金芽胞杆菌的蛋白分泌系统分析及蛋白分泌表达研究

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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)和Bt制剂是目前世界上应用最广泛的生物农药。Bt是革兰氏阳性细菌,只有一层细胞膜结构,并且能够产生大量的胞外蛋白,是潜在的蛋白分泌表达工程菌。目前以构建Bt蛋白分泌表达工程菌为目的的研究很少。本文从以下方面进行了研究:以signalP 4.1、TatP 1.0、LipoP 1.0分析Bt HD73全部蛋白的信号肽种类,psorb3.0.4分析蛋白的亚细胞定位。发现利用信号肽进行分泌和定位的蛋白中含Sec信号肽最多、Tat类次之,Lipo信号肽蛋白最少。Lipo途径的大部分蛋白含Sec信号肽。含信号肽蛋白种类分为:转运类蛋白、芽胞形成和萌发相关蛋白、毒力蛋白、环境适应蛋白、表达调控蛋白、能量代谢蛋白、细胞表面蛋白、酶类,大部分通过Sec和Tat信号肽分泌,表达调控和能量代谢蛋白只通过Tat途径分泌或定位。在构建Bt工程菌时,为减少原细胞胞外背景蛋白和分泌蛋白的降解,胶原酶、肽酶、淀粉酶、bacillolysin等分泌蛋白以及PlcR调节子均可以敲除。绘制了Bt HD73(WT)和Bt HD73(△PlcR)在LB中的生长曲线,两者的T0的OD600≈2.6,对数生长期倍增时间分别为36min和39min,敲除PlcR对细胞生长和形态没有影响。对比Bt HD73(WT)和Bt HD73(△PlcR)不同时期胞外蛋白,敲除PlcR导致毒力类蛋白缺失;Bt的胞外蛋白量随培养时间增加而减少。通过Q-TOF确定了Bt HD73在T0前后产生量最多的11个蛋白,为高效分泌表达提供了信号肽信息。构建了pHT315-αA3-1661-his质粒,该质粒是大肠杆菌和Bt的穿梭质粒,含有组成型启动子αA3,pET21b的his tag和终止序列,BamH I和Sal I酶切位点。利用含HD7331661质粒pHT315-αA3-1661-his转入Bt HD73进行表达分析,通过分析蛋白表达分泌情况、Ni柱亲和层析和Western Blot验证产生了带his tag分泌蛋白。本文对Bt HD73全部蛋白的信号肽种类进行了分析,比较了Bt HD73(WT)Bt HD73(△PlcR)产生的蛋白种类,确定了表达量最大的11个分泌蛋白,初步构建了在Bt HD73中的分泌表达载体并验证了功能。为研究Bt的分泌蛋白、构建高效的Bt分泌表达工程菌提供思路和基础。
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