马乳酒样乳杆菌ZW3基因WANG_1108的特性及功能

为分析马乳酒样乳杆菌ZW3(Lactobacillus kefiranofaciens ZW3)的一株突变株2#胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)产量下降的原因。对突变株2#进行基因组重测序后与野生菌ZW3全基因组比对,分析突变基因在代谢通路中EPS产量的相关性;利用实时荧光定量-聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术分析可能会与多糖产量相关的突变基因的相对表达量;构建含有表达量变化明显基因的重组质粒转至大肠杆菌并测定其酶活性,探究突变基因与产糖量的关系。结果经全基因组分析比对,野生菌株ZW3与突变株2#在CDS区和启动子区发生突变的基因共60个,其中相关催化反应酶类基因有6个,分别为:WANG_0173、WANG_0174、WANG_0175(3个基因均为编码二羟丙酮激酶亚基部分)、WANG_0292(β-半乳糖苷酶小亚基)、WANG_0840(UDP-N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸/D-谷氨酸连接酶)、WANG_1108(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶),其中WANG_0292发生了同义突变。RT-qPCR分析突变基因相对表达量,发现突变株WANG_1108基因相对表达量下降明显,选取WANG_1108进一步阐明与多糖产量的关系;成功构建重组表达载体pET28a-ZW3/2#-1108、并转至表达菌株大肠杆菌BL21(DE3),诱导蛋白表达,经聚丙烯酰胺凝胶电泳酶活性测定结果显示,突变株中酶活性比野生菌降低了37%。由此推测基因WANG_1108的突变是影响突变株产糖量下降的原因之一。