耐热内切葡聚糖酶与β-葡萄糖苷酶基因的克隆及其在枯草杆菌系统中的共表达

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枯草杆菌(Bacillussubtilis)作为一种革兰氏阳性菌,营养需求简单、而且生长快,可以利用己糖和戊糖,并具有高效的蛋白分泌能力,其细胞壁不含内毒素,无致病性等多种优点,是生物炼制工业中很有潜力的菌种。将纤维素酶各组分的基因在枯草杆菌中进行分泌型共表达,对降低生物炼制过程中纤维素酶的使用成本具有重要意义。  本研究首先在枯草杆菌WB800(WB600)/pMA5表达系统中,表达了来自多粘芽孢杆菌(Bacilluspolymayxa)的β-葡萄糖苷酶bglA基因,重组菌能够在以纤维二糖为唯一碳源的培养基中生长。另外,利用克隆有枯草杆菌中性蛋白酶NprB信号肽的pP43JM2穿梭质粒作为表达载体,在枯草杆菌WB800中分别表达了来自多粘芽孢杆菌的β-葡萄糖苷酶bglA和bglB基因,并且bglB基因在枯草杆菌WB800中实现了分泌型表达。本研究还将来源于热纤梭菌(Clostridiumthermocellum)的耐热内切葡聚糖酶celA基因分别与β-葡萄糖苷酶bglA和bglB基因串联在穿梭载体pP43JM2上,在枯草杆菌WB800中进行共表达。结果表明,内切葡聚糖酶celA基因与β-葡萄糖苷酶bglA和bglB基因能够实现在枯草杆菌WB800中的共表达。其中,内切葡聚糖酶celA和β-葡萄糖苷酶bglB能被分泌到发酵液中,实现了分泌型共表达。而β-葡萄糖苷酶bglA虽然不能被分泌到胞外,但在胞内能检测到较强的纤维二糖酶酶活。在枯草杆菌系统中实现纤维素酶各组分基因的共表达,为构建能生产生物基化学产品和生物质能源炼制的生物菌种方面奠定了一定的实验基础。
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