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嗜热芽胞杆菌α-环糊精葡萄糖基转移酶在枯草芽胞杆菌中的表达

陈龙军 林陈强 张慧 贾宪波 方宇 陈济琛

陈龙军, 林陈强, 张慧, 贾宪波, 方宇, 陈济琛. 嗜热芽胞杆菌α-环糊精葡萄糖基转移酶在枯草芽胞杆菌中的表达[J]. 福建农业学报, 2019, 34(5): 600-605. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.014
引用本文: 陈龙军, 林陈强, 张慧, 贾宪波, 方宇, 陈济琛. 嗜热芽胞杆菌α-环糊精葡萄糖基转移酶在枯草芽胞杆菌中的表达[J]. 福建农业学报, 2019, 34(5): 600-605. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.014
CHEN Long-jun, LIN Chen-qiang, ZHANG Hui, JIA Xian-bo, FANG Yu, CHEN Ji-chen. Expression of α-Cyclodextrin Glycosyltransferase Gene of Gebacillius sp. CHB1 in Bacillus subtilis[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(5): 600-605. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.014
Citation: CHEN Long-jun, LIN Chen-qiang, ZHANG Hui, JIA Xian-bo, FANG Yu, CHEN Ji-chen. Expression of α-Cyclodextrin Glycosyltransferase Gene of Gebacillius sp. CHB1 in Bacillus subtilis[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(5): 600-605. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.014

嗜热芽胞杆菌α-环糊精葡萄糖基转移酶在枯草芽胞杆菌中的表达

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.05.014
基金项目: 

福建省自然科学基金项目 2017J01056

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2018R1022-7

福建省科技计划项目——省属公益类科研院所基本科研专项 2017R1022-2

国家重点研发计划项目 2018YFD0200706

福建省农业科学院探索创新项目 AA2018-13

详细信息
    作者简介:

    陈龙军(1983-), 男, 硕士, 助理研究员, 主要从事微生物菌剂、酶工程及发酵工程研究(E-mail:monkeyirene@163.com)

    通讯作者:

    陈济琛(1964-), 男, 研究员, 主要从事微生物菌剂研究(E-mail:chenjichen2001@163.com)

  • 中图分类号: Q786

Expression of α-Cyclodextrin Glycosyltransferase Gene of Gebacillius sp. CHB1 in Bacillus subtilis

  • 摘要:   目的  构建分泌表达α-环糊精葡萄糖基转移酶(α-CGTase)的重组枯草芽胞杆菌,实现α-CGTase的安全高效表达。  方法  通过PCR法扩增嗜热地芽胞杆菌α-CGTase基因,运用EcoR Ⅰ/Xho Ⅰ分别对α-CGTase基因及pBES进行双酶切,然后将该基因片段插入到大肠杆菌-枯草芽胞杆菌穿梭载体pBES中,再电转化法转化枯草芽胞杆菌RIK1285;对重组枯草芽胞杆菌B.subtilis RIK1285/pBE-CGT发酵条件进行探索。  结果  (1)利用发酵培养基分泌表达α-CGTase,重组枯草芽胞杆菌工程菌B.subtilis RIK1285/pBE-CGT发酵上清液产酶达到2.9 U·mL-1。(2)TB为最适发酵培养基(配方:甘油0.5%,蛋白胨1.2%,酵母粉2.4%,K2HPO4 1.64%,KH2PO4 0.23%);在初始pH 6.5,温度为37℃下,摇瓶发酵培养24 h后,α-环糊精酶的环化活性达到5.3 U·mL-1,是野生菌株嗜热地芽胞杆菌(0.66 U·mL-1)的8倍。  结论  成功构建了枯草芽胞杆菌B.subtilis RIK1285/pBE-CGT工程菌,并确定其最适发酵培养基和培养条件。
  • 图  1  重组表达载体pBE-CGT单/双酶切验证

    注:1为1 kb DNA标准分子量;2为重组载体单酶切;3为重组载体双酶切。

    Figure  1.  Verification of pBE-CGT obtained by single and double digestion

    Note:1.DL 1 kb DNA Marker; 2.Single digestion; 3.Double digestion.

    图  2  重组芽胞杆菌B. subtilis RIK1285/pBE-CGT菌落PCR验证

    注:1为1 kb DNA标准分子量;2~6为CGT克隆子PCR。

    Figure  2.  PCR validation on B. subtilis RIK1285/pBE-CGT colonies

    Note:1.DL 1 kb DNA Marker; 2-6.Colony PCR of CGT。

    图  3  初始工程菌发酵环糊精酶活力和生长曲线

    Figure  3.  CGTase activity and cell growth in shaking-flask fermentation

    图  4  优化后工程菌发酵环糊精酶活力和生长曲线

    Figure  4.  CGTase activity and cell growth in shaking-flask fermentation after optimization

    表  1  不同温度对菌体生长和产酶的影响

    Table  1.   Effects of temperature on growth and enzyme production of bacteria

    温度
    Temperature/℃
    细胞密度
    OD600
    环糊精酶活性
    CGTase activity/(U·mL-1)
    25 6.9 1.6±0.11a
    30 7.3 2.1±0.16b
    37 8.3 2.9±0.14c
    40 9.5 1.9±0.15b
    注:同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。表 2~3同。
    Note:Values are the means±SD(n=3).Means with different letters within the same column are signi cantly different (P<0.05).The same as Table 2-3.
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    表  2  不同pH对菌体生长和产酶的影响

    Table  2.   Effects of pH on growth and enzyme production of bacteria

    酸碱度
    pH
    细胞密度
    OD600
    环糊精酶活性
    CGTase activity/(U·mL-1)
    5.5 7.3 1.9±0.13a
    6.0 7.9 2.7±0.17b
    6.5 8.1 3.3±0.19c
    7.0 8.3 3.0±0.15c
    7.5 8.4 2.7±0.15b
    8.0 8.1 2.1±0.12a
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    表  3  不同培养基对产环糊精酶的影响

    Table  3.   Effects of culture medium on growth and enzyme production of bacteria

    初始培养基
    Initial medium
    细胞密度
    OD600
    环糊精酶活性
    CGTase activity/(U·mL-1)
    LB 8.3 2.9±0.17a
    TSB 9.2 3.5±0.16b
    M9 10.5 4.1±0.13c
    TB 12.3 5.3±0.21d
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-12
  • 修回日期:  2019-04-22
  • 刊出日期:  2019-05-28

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