植物根际芽胞杆菌菌种资源采集及其具有过水解催化活性水解酶基因的克隆

发布时间：2022-02-09 08:50

　　[背景]芽胞杆菌源枯草杆菌蛋白酶（subtilisin carlsberg）、乙酰基木聚糖酯酶（acetyl xylan esterase）和头孢菌素乙酰水解酶（cephalosporin acetyl hydrolase）具有较高的过水解催化活性,有商业开发价值。[目的]挖掘芽胞杆菌菌株中具有过水解酶催化活性的水解酶蛋白基因,为后续制备过水解酶及酶法合成过氧乙酸奠定基础。[方法]利用定向筛选培养基,从植物根际及纳豆产品中筛选产蛋白酶芽胞杆菌候选菌株,并利用RFLP及16S rRNA基因对其进行鉴定。从蛋白酶高产芽胞杆菌菌株中克隆枯草杆菌蛋白酶、乙酰木聚糖醋酶和头孢菌素乙酰水解酶的全长基因。[结果]从植物根际土壤及纳豆产品中共分离到85个候选菌株,RFLP及16S rRNA基因鉴定结果表明候选菌株均为芽胞杆菌,分别属于Bacillus subtilis、Bacillus cereus、Bacillus pumilus和Bacillus megaterium四个类群。从B.subtilis NSYT-3克隆的枯草杆菌蛋白酶基因编码的多肽链全长381个氨基酸,从B.pumilus OSLJ... 

【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(01)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

产蛋白酶菌株的16S rRNA基因序列的聚类分析

已有专利及文献表明，B.subtilis产生的SCP、CAH蛋白及B.pumilus产生的AXE蛋白均具有较高的过水解催化酶活[11-12]，因此，本研究从分离到的B.subtilis NSYT-3菌株和B.pumilus OSLJ-13菌株中分别兊隆上述酶蛋白基因。从B.subtilis NSYT-3菌株兊隆的SCP蛋白的编码基因全长1 146 bp(NCBI登录号：MK673994)，编码381个氨基酸，该肽链的氨基酸序列与已报道的B.licheniformis和B.lentus产生的SCP蛋白(PDB登录号分别为：1AF4和1NDQ)的氨基酸序列的一致性(identity)分别为70%和60%。从B.subtilis NSYT-3菌株兊隆的CAH蛋白的编码基因全长957 bp(NCBI登录号：MK673996)，编码318个氨基酸，该肽链的氨基酸序列与已报道的B.subtilis产生的CAH蛋白(PDB登录号分别为：1ODS)其氨基酸序列具有高度的序列一致性，一致性达98%。从B.pumilus OSLJ-13菌株兊隆的AXE蛋白的编码基因全长963 bp(NCBI登录号：MK673995)，编码320个氨基酸，该肽链的氨基酸序列与已报道的B.pumilus产生的AXE蛋白(PDB登录号为2XLB)的氨基酸序列具有高度一致性，达97%。聚类分析结果显示，本研究兊隆的3种酶蛋白与其他同功蛋白具有高度的序列一致性，分属于SCP、CAH和AXE三类酶蛋白家族(图4)。2.6具有过水解酶催化活性的酶蛋白3D结构模拟

分别以已结构解析的SCP(PDB数据库：1AF4)、AXE(PDB数据库：2XLB)和CAH(PDB数据库：1ODS)为模板，对从B.subtilis NSYT-3菌株兊隆的SCP蛋白、B.pumilus OSLJ-13菌株兊隆的AXE蛋白和从B.subtilis NSYT-3菌株兊隆的CAH蛋白迚行同源建模，获得的PDB文件经YASARA软件优化并可视化后，从图5A、5B和5C可以看出，模拟获得的3D分子结构均具有α/β水解酶折叠家族蛋白的结构特征，分子结构中央均为系列β-折叠片层结构，系列α-螺旋围绕在β-折叠片层结构的周围。基于序列比对预测为催化三联体的氨基酸残基之间(分析数据未显示，SCP蛋白高度保守的氨基酸残基为Asp138、His170和Ser327;AXE蛋白高度保守的氨基酸残基为Ser181、Asp269和His298;CAH蛋白高度保守的氨基酸残基为Ser181、Asp269和His298)均可形成氢键网络(键长均在1.767?-1.826?之间，与氢键键长范围相符，图5D、5E和5F)。3讨论与结论

【参考文献】：
期刊论文
[1]从植物根际定向批量筛选广谱有机溶剂耐受性脂肪酶产生菌[J]. 舒正玉,林瑞凤,江欢,张岩峰,黄建忠.  微生物学通报. 2009(06)
[2]类似S-层蛋白的苏云金芽胞杆菌伴胞晶体蛋白基因的克隆[J]. 孙明,朱晨光,喻子牛.  微生物学报. 2001(02)



本文编号：3616721