抗氧化酶过表达对趋磁螺菌MSR-1耐氧性的影响

在格瑞斯瓦尔德磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswa ldense)MSR-1中分别过量表达3种抗氧化酶Fe-超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶HPII,并分析过量表达这3种酶对趋磁螺菌MSR-1耐氧性的影响。通过PCR分别扩增大肠杆菌DH5α的Fe-超氧化物歧化酶(sodB)、谷胱甘肽过氧化物酶(btuE)、过氧化氢酶HPⅡ(katE)基因序列,将前两个片段分别连接到广宿主质粒pBBR1MCS-2上,后一个片段连接到广宿主质粒pBBR1MCS-5上,构建成表达质粒pBBR1MCS-sodB,pBBR1MCS-btuE和pBBR1MCS-katE,将3个质粒通过双亲接合转移的方法分别转入趋磁螺菌MSR-1。3种抗氧化酶过表达对趋磁螺菌MSR-1耐氧性影响的试验结果为过量表达Fe-超氧化物歧化酶对菌体生长影响不明显;过量表达谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶HPII使趋磁螺菌MSR-1致死。上述试验结果表明抗氧化酶系在菌体耐氧过程中的全局协调调控的重要性。

铁因素对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及其相关基因表达的影响

目的 观察铁（Fe3＋）对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及相关基因表达的影响,为优化磁小体最适生长条件和探讨磁小体形成机制提供实验依据.方法 驯化的无磁性AMB-1接种到有Fe3＋或无Fe3＋培养基中培养,测定Cmag值和透射电镜研究磁小体形成,qRT-PCR检测磁小体相关基因mms13,mms6和magA表达.结果 在好氧条件下,有Fe3＋培养的AMB-1 Cmag值增长明显,磁小体呈短链状排列;无Fe3＋培养AMB-1无磁小体;有Fe3＋比无Fe3＋培养细胞mms13上调表达,magA下调表达.微氧条件下,有Fe3＋比无Fe3＋培养的AMB-1 Cmag值明显增高,磁小体颗粒较大,magA上调表达.结论 铁因素促进趋磁螺菌AMB-1磁小体形成,并明显影响mms13和magA基因表达.

氧因素对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及其相关基因表达的影响

目的 观察氧因素对趋磁螺菌AMB-1生长量、磁小体形成及其相关基因表达的影响,为确定磁小体合成最适条件和研究磁小体形成机制提供实验依据.方法 在地磁有铁条件下,AMB-1经培养驯化接种,分别置于好氧和微好氧条件下培养.定时取样检测菌液OD600和Cmag值来研究细胞生长量和磁性增长量;用透射电镜观察16h菌样的磁小体形态;qRT-PCR检测磁小体相关基因mms13,magA和mms6的表达.结果 有铁微氧种子转至好氧条件培养12h后,其OD600值较对照组显著升高,2.5h后Cmag值明显降低,磁小体链短而疏松.16h菌样mms13,magA,mms6基因表达无明显差异.有铁好氧种子转至微氧条件培养14h后,其OD600值较对照组显著降低,10h后Cmag值显著增高,磁小体呈紧密的长链分布,16h菌样mms13基因表达量增加6倍,magA和mms6明显增高.结论 好氧条件有利于AMB-1细胞的生长,微氧条件促进磁小体的形成,并明显影响mms13,magA和mms6基因表达.

响应面分析法优化磁螺菌(M.gryphiswaldense MSR-1)的培养条件

[目的]为了得到磁螺菌Magnetospirillum.gryphiswaldense MSR-1的最佳培养条件。[方法]通过单因素试验分析,确定最适于磁螺菌M.gryphiswaldense MSR-1生长的碳源和氮源分别是乳酸钠和氯化铵,综合考虑pH、乳酸钠和氯化铵3个因素对MSR-1生长的影响,用Design-Expert.8.05b软件的Box-Behnken进行响应面分析,优化MSR-1的培养条件,得到了菌体生长模型,同时取得模型最优值时各因素的水平。[结果]当乳酸钠浓度为3.17 g/L,氯化铵浓度为0.43 g/L,pH为6.98时,理论预测的OD600值为0.797,并在该条件下进行了3次重复验证试验,OD600的平均值为0.792,与理论值基本吻合。[结论]在菌体生长过程中,氯化铵和pH及乳酸钠和pH对菌体的交互作用显著,乳酸钠和氯化铵对菌体生长的交互作用不显著。菌体生长模型达到显著水平,可以对磁螺菌M.gryphiswaldense MSR-1在不同条件下的生长情况进行分析与预测。

趋磁菌AMB-1超氧化物歧化酶Fe-SOD在大肠杆菌中的表达及生理活性研究

超氧化物歧化酶(SOD)可以减轻超阳阴离子O_2^-对细胞的毒害作用,提高菌体的抗氧化能力,从而改善菌株的生理状态。利用PCR技术,将趋磁菌AMB-1的超氧化物歧化酶基因fesod克隆至原核表达载体pET-20b(+),并在E.coli BL21(DE3)有效表达。重组菌株BL21(DE3)/(pET-20b-fesod-histag)在0.6 mmol/L IPTG诱导浓度下进行发酵培养,在生长前期2-14 h生长速率优于对照组E.coli BL21(DE3)/(pET-20b)。通过亲和层析柱纯化后,重组酶蛋白纯度达电泳均一,超氧化物歧化酶fesod活性最适作用温度为25℃,在25℃和45℃下酶热稳定较好,pH4.2-8.2之间酶活力稳定。趋磁菌AMB-1来源的Fe-SOD作为一种抗氧化酶,在大肠杆菌中的有效表达从一定程度上改善了宿主菌的生长情况。

应用mRNA差异显示技术筛选磁螺菌MSR-1磁小体合成相关基因

为寻找Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1中与磁小体合成相关的基因,实验利用氧气浓度对MSR-1生长的影响,应用m RNA差异显示技术筛选与磁小体合成相关的c DNA片段,经测序后获得7条差异片段序列.共得到M-1,M-2,…,M-7共7条差异片段,然后进行生物信息学分析.片段M-2和片段M-3推测蛋白质均含有保守结构域Mqs R,根据Mqs R对生物膜形成有重要调节作用推测此片段可能与磁小体外膜的形成有关.其中M-4推测蛋白质具有保守结构域rpo H2,推测此片段编码的蛋白质可能是识别MSR-1中磁小体合成相关基因起始位点的酶.片段M-5推测的蛋白质具有PPK2超家族和ALDH-SF超家族,推测片段M-5编码蛋白质的功能可能是为磁小体提供能量.片段M-6,M-7编码蛋白质推测功能可能也是为MSR-1合成磁小体提供能量.

趋磁螺菌中磁小体链装配相关基因及其功能

趋磁细菌(MTB)依赖于体内磁小体结构在磁场中取向,多个磁小体以一定的组织形式排列是形成菌体内生物磁罗盘的重要环节.多数趋磁细菌中磁小体成链排列,有效增加了细胞磁偶极矩,从而使菌体表现出在环境磁场中定向的能力.趋磁螺菌M.magneticum AMB-1和M.gryphiswaldense MSR-1中磁小体均沿细胞长轴形成一条磁小体链.通过对相关基因突变体表型的研究,结合对磁小体链形成过程的实时动态观察,人们已初步了解MamJ、MamK和MamA等基因在磁小体链装配和维护过程中的功能.本文介绍了近年来趋磁螺菌磁小体链装配过程中重要功能性基因的研究进展,并重点分析了AMB-1和MSR-1中磁小体链装配的差异.