pEGF和p40的乳酸乳球菌组成型优化表达

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乳酸乳球菌常用于食品发酵,是一种公认的安全微生物,其作为益生菌在肠道免疫和抗病原微生物有重要应用价值。乳酸乳球菌因其具有自身分泌蛋白和蛋白酶少,安全性等特点,所以在表达外源蛋白方面具有优势,这使得乳酸乳球菌被广泛作为外源蛋白表达重要的宿主。本研究针对乳酸乳球菌的组成型表达方式进行优化。为了提高组成型表达产量,在本研究中对启动子进行筛选,以获得更高表达强度的启动子。选择了乳酸乳球菌核心基因组丰度最高的4个蛋白的启动子和通过文献找到的3个强启动子。以诱导型质粒p NZ8148为骨架,金黄色葡萄球菌核酸酶基因(nuc)作为报告基因,进行启动子筛选。通过检测表达出的酶活活性筛选出一个最强的启动子P1,并且用P1替换了p NZ8148中的Pnis A启动子构建的重组质粒命名为p NZ8148-P1。一般的质粒是以抗生素作为选择标记,但是抗生素的大量使用会造成抗生素泛滥等安全问题,不利于应用。本研究将对p NZ8148-P1进行优化,采用食品级安全筛选标记,对筛选基因进行替换。nisin是唯一用作食品防腐剂的细菌素,能够确保使用安全性,构建表达nisin的抗性基因nsr的载体p NZ8148-P1:nsr,并对其耐受性进行检测,结果显示,其对nisin具有较高的抗性,在300 IU/m L的浓度下仍然能够生长。之后我们删除了p NZ8148-P1:nsr携带的氯霉素(Cm),构建的以nsr为选择标记的食品级表达载体p P1NR,并进行遗传稳定性检测。结果显示,p P1NR在提供选择压力的条件下能够在120代内稳定遗传,所以认为该质粒可以进行遗传操作。相关研究已经证明p EGF能够促进胃肠道的发育,从而促进了仔猪的早期生长,减缓仔猪早期断奶对肠道的损伤。p40是鼠李糖乳杆菌分泌的可溶性蛋白,被认为具有抗凋亡活性,防止氧化剂引起的上皮屏障损伤等功能。本研究将使用优化的表达载体在乳酸乳球菌宿主中表达p EGF和p40。本文以SPUSP45作为分泌蛋白的信号肽分泌蛋白。用接头A(EAAAK)2A连接p40和p EGF。构建表达载体p P1NR:p EGF和p P1NR:p EGF-p40。在这两株重组菌的上清液中检测到了蛋白,表明了p EGF和p EGF-p40在重组菌中能够成功分泌表达。用这两株重组菌上清液刺激IPEC-J2细胞,检测其对细胞增殖和基因表达的作用。实验结果表明,重组菌NZ9000/p P1NR:p EGF,NZ9000/p P1NR:p EGF-p40的上清均可促进细胞增殖,而且NZ9000/p P1NR:p EGF-p40刺激的细胞增殖效果更明显。并且表明了重组菌NZ9000/p P1NR:p EGF可促进转运蛋白GLUT2,消化酶SUC和受体GLP2R的表达。但是NZ9000/p P1NR:p EGF-p40并没有达到预期的效果,融合表达的形式可能影响蛋白质活性。
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