非融合海参溶菌酶在大肠杆菌中的表达、纯化及酶活鉴定

利用实验室已构建好的表达载体pET32a(+)-SjLys,在基因工程菌RoSetta(DE3)plysS中表达重组融合海参溶菌酶rSjLys。利用融合的组氨酸标签,通过Ni 2+-NTA层析柱分离、纯化,获得高纯度的重组海参溶菌酶。利用重组牛肠激酶在22℃、pH 7.4、16h条件下对目的蛋白rSjLys的融合标签Trx-His-S tag进行完全酶切,通过Ni 2+-NTA层析柱纯化得到纯度大于99%的非融合的海参溶菌酶SjLys。实验结果表明,作为i型溶菌酶,与rSjLys比较,非融合海参溶菌酶对指示菌溶壁微球菌具有明显的抑菌作用。

重组海参溶菌酶N端可溶性表达与抑菌分析

通过对海参(Stichopus japonicus)溶菌酶(SjLys)cDNA(Genbank accession no:EF036468)片段的分析,结果发现N端基因区域所对应的蛋白质序列中含有糖苷酶活性。因此利用RT-PCR技术以其为模板,扩增出长度为174 bp的溶菌酶N端(SjLys-N)基因,将其亚克隆至原核表达载体pET-32a(+),构建重组质粒pET-32a(+)-SjLys-N,再转化至大肠杆菌Rosetta(DE3)pLysS,成功地构建了重组SjLys-N的基因工程菌。该工程菌在改造的LB培养基和最适的发酵条件下经IPTG诱导后,表达约23 kD的重组SjLys-N蛋白。此外,它还能以可溶性的形式表达,占总菌体蛋白约46%。经过Western blotting分析,重组SjLys-N在23 kD左右能够与penta-his抗体发生特异性免疫反应,结果表明重组SjLys-N得到正确的表达。最后对纯化后的重组SjLys-N进行了抑菌特性的分析,结果发现它对溶壁微球菌和副溶血弧菌有较高的抑菌活性。上述结果将为进一步研究海参溶菌酶的基因结构与功能之间的关系提高参考。

重组海参溶菌酶的表达及其性质

研究了重组海参（Stichopusjaponicus）溶菌酶（SjLys）可溶性表达的发酵条件。采用多因素正交优选法，以摇瓶培养方式从培养基组分、发酵条件两个方面对重组海参溶菌酶进行研究，构建了高效分泌型表达重组海参溶菌酶工程菌。研究结果发现，30℃、140r／min、IPTG浓度0．3mmol／L、诱导后继续培养14h，目的蛋白分泌表达量可达到30-40mg／L，且产物以大量可溶性蛋白存在。

海参溶菌酶基因克隆及在毕赤酵母中的表达与纯化

研究构建并筛选了具有抑菌活性的重组海参溶菌酶(Stichopus japonicuslysozyme,SJL)的毕赤酵母工程菌。从海参肠组织中提取总RNA,根据已经测得的SJL的基因序列(GenBank accession No.EF036468)设计引物,以总RNA为模板经RT-PCR获得目的基因,并将该基因与表达载体pPIC9K连接,构建重组质粒pPIC9K-SJL,再转化至毕赤酵母GS115中。利用MD、MM和含抗生素G418的YPD平板培养基筛选出表型为His+Muts的高拷贝阳性菌株。挑选具有抑菌活性的菌株进行甲醇诱导表达液体发酵,其上清液经硫酸铵沉淀、透析后得到溶菌酶粗品,再经CM52-纤维素阳离子交换柱进一步纯化,得到电泳纯的溶菌酶。结果显示,共筛选到7株有抑菌活性的重组酵母菌株,诱导72 h时表达量最高。SJL在毕赤酵母中得到成功表达。

热处理对海参溶菌酶C端多肽的抑菌活性和结构的影响

实验优化了重组蛋白C端多肽（SjLys-C）的E. coli Rosetta（DE3）pLysS表达系统,将重组质粒pET-32a （＋）-SjLys-C转入有助于蛋白二硫键正确折叠的新表达宿主E. Coli Rosetta-GamiB（DE3）pLysS中. SDS-PAGE分析表明,重组蛋白SjLys-C在宿主中得到高效可溶表达.抑菌实验结果表明,重组蛋白SjLys-C具有较高的抑菌活性；经100℃处理40 min后,蛋白SjLys-C的抑菌活性提高.分子动力学（ MD）模拟表明, SjLys-C蛋白具有高度的热稳定性,蛋白热处理后未变性,仍维持完整的三级结构.但在热处理过程中, SjLys-C多肽的氨基酸残基随温度变化发生内部结构的重排.其中C端区、 N端区和活性区域（10~20）内氨基酸残基的柔性增加,蛋白整体构象展开,导致被包埋在内部的2个活性位点（Ser18, His48）暴露,并且它们之间的距离缩短；而活性区域（37~47）内氨基酸残基的构象调整,导致区域结构紧凑,使2个活性位点间的距离改变.

海参溶菌酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中的整合及表达

采用枯草芽孢杆菌WB600(Bacillus subtilis WB600)在体外表达海刺参溶菌酶(Stichopus japonicus lysozyme,SjLys)蛋白。通过构建克隆质粒pMD18-P43-SjLys,将B.subtilis自身强启动子P43序列和已分离得到的SjLys基因(GenBank登录号EF036468)连接(P43-SjLys)。经BamH I/EcoR I酶切,将P43-SjLys片段连接到B.subtilis整合载体pDG1730上,构建整合重组质粒pDG-P43-SjLys。经Xho I酶切处理,线性化的pDG-P43-SjLys质粒转化B.subtilis WB600细胞。P43-SjLys片段通过同源双交换重组整合到B.subtilis WB600染色体上,成功得到具有稳定遗传的基因工程菌B.subtilis WB600/P43-SjLys。经SDS-PAGE和抑菌试验分析表明,培养60 h后,B.subtilis WB600/P43-SjLys能够表达可溶的,对常见的海洋细菌溶壁微球菌和金黄色葡萄球菌具有较强的抑菌活性的SjLys蛋白。首次在B.subtilis表达系统中得到可溶且具有酶活功能的SjLys蛋白,为SjLys的生产提出了一种具有可行性的和潜力的新方法。

重组海参溶菌酶理化特性及生物活性的初步研究

将构建好的重组海参溶菌酶毕赤酵母菌株进行诱导表达，用CM52-纤维素阳离子交换柱分离得到电泳纯的重组海参溶菌酶。利用浊度法测定该酶的活性，滤纸片液体扩散法测定其抑菌谱。结果显示，重组海参溶菌酶的最适pH值为6．5，最适温度为35℃，在pH5．0～7．5、50qC以下有较好的稳定性。抑菌谱测定结果显示重组海参溶菌酶对6种指示菌均表现出抑菌性，尤其对副溶血弧菌的抑制作用最强。上述结果均与天然海参溶菌酶一致。

海参溶菌酶C端多肽在毕赤酵母中的重组表达

为构建并筛选具有抑菌活性的重组海参溶菌酶C端(SjLys-C)多肽的毕赤酵母基因工程菌,根据已构建的pMD18-T-SjLys-C质粒为模板,设计特异性引物,扩增出带有EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点的海参溶菌酶C端多肽基因,将其亚克隆到真核表达载体pPIC9K上,构建重组表达质粒pPIC9K-SjLys-C。该重组质粒经BglⅡ线性化后,采用电转化方式将线性DNA转化至毕赤酵母GS115中,经含不同浓度抗生素G418的YPD培养基筛选鉴定转化子,再经1%甲醇诱导表达,共筛选出4株高拷贝重组海参溶菌C端多肽基因工程菌。结果表明,该酵母基因工程菌经甲醇诱导72h,其目的蛋白表达量最高,并对革兰阳性菌和阴性菌均具有抑菌活性,尤其对通常引起水产动物严重病害的病原菌副溶血弧菌和铜绿假单胞菌具有明显的抗菌效果。

海参溶菌酶枯草芽孢杆菌基因工程菌构建

通过基因重组等技术构建重组海参溶菌酶的枯草芽孢杆菌基因工程菌,并对此基因工程菌进行生长曲线的测定和稳定性分析。结果表明,海参溶菌酶基因特异引物在400 bp处扩增出特异性条带,与预期的海参溶菌酶基因大小一致;重组表达质粒pHT43-SjLys经双酶切验证得8 000 bp和400 bp左右的片段;重组海参溶菌酶的枯草芽孢杆菌基因工程菌与原始菌株WB600相比生长趋势基本一致,外源基因的插入对菌体的生理代谢未造成太大影响;在无选择压力的条件下,重组质粒的稳定性良好,连续传5次后的遗传稳定性为94%,并且提取质粒和双酶切验证后发现工程菌没有发现重排或丢失现象。表明重组海参溶菌酶基因工程菌pHT43-SjLys/WB600构建成功。