戈壁异常球菌冷激蛋白Csp1提高大肠杆菌盐胁迫抗性

耐辐射戈壁异常球菌(Deinococcus gobiensis I-0)是本研究室分离于戈壁沙漠环境中的微生物,对辐射、氧化和干旱等非生物胁迫有超强的抗性。该菌基因组含有2个冷激蛋白编码基因(csp1,Dgo_CA1136和csp2,Dgo_PA0041),编码蛋白均具有典型的冷激蛋白家族特有的结构域。本研究以戈壁异常球菌I-0 Csp1为研究对象,研究表明Csp1能显著增强模式菌株大肠杆菌对低温、高盐、干旱等非生物胁迫的抗性;QRT-PCR分析显示在盐胁迫条件下Csp1表达菌株的海藻糖合成酶基因(otsA和otsB)表达显著上调,其降解基因(treB、treC)无显著变化。Csp1通过调控海藻糖代谢途径,促进渗透保护物的积累,可能是增强细胞盐、干旱等胁迫抗性的有效途径之一。

戈壁异常球菌Dgl5蛋白生物学功能研究

LEA5C(Group 5C Late Embryogenesis Abundant)家族蛋白参与非生物胁迫反应并以分子伴侣的形式保护细胞内生物大分子不受损伤。分离于新疆戈壁沙漠的戈壁异常球菌(Deinococcus gobiensis)I-0具有极端的电离辐射、氧化、干燥等抗性。功能基因组注释表明Dgo_CA1605编码蛋白属于LEA5C家族,命名为Dgl5,对Dgl5生理功能展开研究。采用同源重组的方法构建Dgl5重组表达菌株。非生物胁迫实验结果表明,Dgl5能够显著增强表达菌株BL21盐胁迫抗性,最大限度地保护宿主菌免受反复冻融的损伤;体外生理生化实验结果表明在反复冻融条件下,Dgl5能够有效保护苹果酸脱氢酶(MDH)和乳酸脱氢酶(LDH)酶学活性。因此推测,在冷冻、高盐胁迫条件下,Dgl5蛋白通过保护细胞体内相关酶类的活性,增强宿主菌抵抗外界复杂多变的极端环境。?

戈壁异常球菌角蛋白酶基因的克隆及功能研究

旨为深入发掘角蛋白酶重要的基因资源,进一步提高其水解酶活,为工业生产提供理论基础。从分离于新疆戈壁沙漠的戈壁异常球菌(Deinococcus gobiensis)I-0中克隆出一个编码角蛋白酶的基因并命名Dgker。构建原核表达载体pET-22b-Dgker并进行体外诱导表达纯化,通过对羽毛水解活性的测定探究粗酶液的最适温度和pH。结果显示,Dgker蛋白N端前50个氨基酸对蛋白的表达纯化有很大影响。Dgker的重组菌株3d完全分解羽毛,在奶粉平板上重组菌株粗酶液比空载菌株粗酶液降解圈更显著。Dgker适应的温度和pH较为广泛其中最适温度是60℃、最适pH是5.0。Dgker能降解羽毛在以后的工业生产及处理废弃羽毛有极大的应用空间。

非生物胁迫下戈壁异常球菌LEA3蛋白Dgl3抗逆功能研究

LEA3(group 3 late embryogenesis abundant proteins)是一类非生物胁迫响应蛋白,能够保护细胞免受胁迫损伤。戈壁异常球菌(Deinococcus gobiensis) I-0分离于干旱、温差大及强阳光辐射的戈壁沙漠环境,具有超强的耐受紫外(UV)辐射、电离辐射和干燥等胁迫的能力,其基因组中Dgo_CA1631基因编码蛋白与LEA3具有一定同源性,将该蛋白命名为Dgl3,并对其生物学功能展开研究。非生物胁迫实验表明,Dgl3蛋白能够显著增强表达菌株BL21对氧化和冷冻胁迫的抗性,最大限度地保护宿主菌免受损伤。体外酶活保护实验结果进一步表明,氧化和反复冻融胁迫条件下Dgl3蛋白能够保护苹果酸脱氢酶(MDH)和乳酸脱氢酶(LDH)的活性。因此推测,Dgl3蛋白通过保护细胞体内相关酶类的活性,增强宿主细胞对氧化和冷冻胁迫的抵抗能力。