大肠杆菌YacG锌指结构的金属结合及功能特性

Yac G蛋白是一种能够抑制大肠杆菌促旋酶(E.coli gyrase)活性的内源性小分子蛋白质,仅由65个氨基酸残基组成。核磁共振(NMR)研究发现,Yac G结构中含有1个Cys-X2-Cys-X15-CysX3-Cys序列的锌指结构域,然而其作用并不清楚。本研究发现,在添加外源锌或者铁的M9基础培养基中,表达并纯化得到分别含有锌和铁的Yac G蛋白,而在同时添加铁和L-半胱氨酸的M9基础培养基中可以纯化得到含有铁硫簇的蛋白质。这表明,Yac G不仅是一个锌指蛋白,也是铁结合或铁硫簇结合蛋白。定点突变实验发现,Yac G锌指结构中的4个半胱氨酸残基突变后,其结合的锌、铁、铁硫簇的含量都显著下降。这提示,锌结合、铁结合以及铁硫簇结合的位点均位于锌指结构域中的4个半胱氨酸残基。体内Yac G过表达实验显示,用IPTG在大肠杆菌体内诱导表达野生型Yac G蛋白会导致其生长明显受到抑制,而过表达突变体蛋白(Yac G-C12/28S)对其生长的抑制作用将会减弱。体外实验进一步发现,锌结合、铁结合以及铁硫簇结合形式的Yac G蛋白对E.coli gyrase促DNA螺旋活性的抑制作用没有明显差别,但是锌指结构突变体蛋白(Yac G-C12/28S)对gyrase活性的抑制作用显著减弱。这说明,完整的锌指结构对Yac G抑制gyrase活性的功能具有重要作用。此研究有可能为gyrase抑制剂类抗生素药物的研发提供有用的线索。

一种特异性检测汞离子的大肠杆菌的构建

目的：利用增强型青色荧光蛋白（ECFP）作为报告物,构建特异性检测汞离子的微生物传感器。方法：利用ecfp基因作为报告基因,构建融合报告载体mer R-O／P-ecfp-T。然后将报告载体mer R-O／P-ecfpT转化至E.coli MC4100菌中完成传感器的构建,并对此微生物传感器进行了测定条件的优化及特异性、最适检测范围等相关参数的测定。结果：研究结果表明,此生物传感器对汞离子特异性好,最适检测汞离子浓度范围为0.15~38.4μmol/L。结论：成功地构建了能够特异性检测汞离子的生物传感器,为构建汞离子等影响到人类健康、食品安全的化学物质的超敏感生物传感器奠定了基础。

构建一种检测水中As^(3+)的敏感型大肠杆菌

为构建一种敏感性强、特异性好的检测砷离子的大肠杆菌荧光报告菌株,本研究利用基因敲除技术,敲除了大肠杆菌中负责向胞外转运砷离子的ars B基因,构建对As^(3+)敏感的菌株;利用egfp基因作为报告基因,构建融合检测载体p ET28b-Pars-ars R-egfp。然后将检测载体p ET28b-Pars-ars R-egfp转化至ars B基因敲除菌中完成敏感型As^(3+)检测菌株的构建。接着对此微生物传感器进行了检测条件的优化,以及线性检测范围、最低检出限、特异性等性能的确定。研究结果表明,与利用野生大肠杆菌作为检测宿主相比,此敏感型砷检测菌株对检测As^(3+)的灵敏度有显著提高,最适检测As^(3+)浓度范围为0.013-42.71μmol/L,最低检出下限为5.13 nmol/L。因此,本研究利用基因敲除技术对大肠杆菌进行改造,成功地提高了砷检测微生物传感器的灵敏度,为重金属微生物传感器的优化研究工作提供了有用方案。