Ⅱa类乳酸菌细菌素的异源表达研究进展

Ⅱa类乳酸菌细菌素由于其对单核细胞增生李斯特菌的强烈抑菌活性,已成为天然食品防腐剂研究与开发的热点。但是受生物合成调控系统控制,天然细菌素的产量往往很低而且提取过程较为复杂,很难满足相关研究和实际应用的需求。为此,许多研究者进行过Ⅱa类细菌素的异源表达研究,本文对该类细菌素在大肠杆菌、乳酸菌以及酵母菌中的异源表达研究作较为全面系统的综述,并指出目前存在的主要问题及今后的研究方向。

Ⅱa类乳酸菌细菌素Sakacin P基因克隆和低温表达研究

Sakacin P是来自乳酸菌(Lactobacillus sakei)的细菌素,是潜在的抗微生物细菌素,其对食源性病原体例如单核增生李斯特氏菌具有较强的活性。在乳酸菌中,编码sakacin P的结构基因(spp A)通过严格的调节机制控制,使得分泌的sakacin P的量有限。通过拼接重叠延伸PCR(SOE-PCR)合成了sppA基因,并将其克隆到大肠杆菌中。用异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后,重组sakacin P成功表达。收集的细胞进行超声处理,并通过使用无细胞上清液的抑制法鉴定其活性。结果表明,20℃低温诱导合成了更具活性的sakacin P,具有更强的抗微生物活性。

植物乳杆菌素LPL-1的异源表达及理化性质分析

为在大肠杆菌中可溶表达具有生物活性的Ⅱa类细菌素,以植物乳杆菌素LPL-1为研究对象,将植物乳杆菌素LPL-1的表达基因克隆至阿拉伯糖启动子下,C-端与His-tag序列融合表达,以单核细胞性李斯特菌ATCC 54002为指示菌,鉴定重组细菌素的活性。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对大肠杆菌BW25331基因组进行编辑,突变过氧化物酶基因(ahpC),敲除硫氧还蛋白还原酶(trxB)和谷胱甘肽还原酶(gor)基因,成功构建了适宜IIa类细菌素表达的细胞工厂E. coil(ΔtrxB+Δgor+ahpC^(M))。表达产物经亲和层析纯化后,对其理化性质进行分析,证明重组细菌素具有热稳定性(60~100℃)、酸碱稳定性(pH 2~11)、表面活性剂稳定性。本研究实现了植物乳杆菌素LPL-1在大肠杆菌中的活性表达,重组表达的细菌素具有稳定的理化性质,在食品行业具有广泛的应用潜力。