枯草芽孢杆菌芽孢皮层裂解酶CwlJ基因的克隆及酶生物信息学分析

高压热杀菌(HPTS)技术是一种重要的食品杀菌技术,能有效杀灭细菌芽孢。分离纯化出芽孢皮层裂解酶CwlJ可用于研究HPTS杀灭芽孢的机理。通过基因克隆得到了皮层裂解酶基因CwlJ,并构建了表达载体pET-28a(+)-CwlJ。结果表明,CwlJ基因大小为440 bp,编码142个氨基酸;生物信息学分析表明,皮层裂解酶CwlJ为亲水性的碱性不稳定蛋白;皮层裂解酶CwlJ中α-螺旋占26.06%,β-延伸链占21.83%,β-转角占4.93%,无规则卷曲占47.18%;不是分泌性蛋白,形成包涵体的可能性为68.11%;与苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)Bt18247的同类酶CwlJ亲缘关系最近。该研究为后续皮层裂解酶CwlJ基因的表达、分离纯化以及阐明HPTS下皮层肽聚糖水解机制奠定了理论基础。

一株芽孢表面稳定展示海藻糖合酶工程菌的构建

以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168-Tres基因组为模板,PCR扩增得到同源臂基因sleB1和cwlJ1,重叠PCR连接sleB1与卡那霉素抗性(km^r)基因,电转获得B.subtilis 168-Tres△sleB菌株,连接cwlJ1与博来霉素抗性(zeo^r)基因,电转获得B.subtilis 168-Tres△sleB△cwlJ菌株。结果表明,经km^r、zeo^r抗性筛选及PCR鉴定,成功获得sleB、cwlJ,基因双缺失菌株B.subtilis 168-Tres△sleB△cwlJ;发酵结果显示,B.subtilis 168-Tres△sleB△cwlJ与出发菌株的芽孢形成率一致,约为88%;在LB固体培养基和麦芽糖转化生成海藻糖体系中B.subtilis168-Tres的芽孢萌发数为4.8×10~8 CFU/mL,B.subtilis 168-Tres△sleB△cwlJ芽孢未萌发;在麦芽糖转化生成海藻糖体系中,重组菌海藻糖合酶酶活为10.42 U,比原始菌提高了78.7%。敲除sleB、cwlJ基因后,不影响枯草芽孢杆菌生成芽孢的量,但能有效控制芽孢在上述转化体系中的萌发,使芽孢表面稳定展示海藻糖合酶,提高了芽孢的利用率。