蛋白分泌表达 枯草芽孢杆菌来表达
枯草芽孢杆菌表达系统及抗菌肽的表达综述-畜牧兽医论文-农学论文
枯草芽孢杆菌表达系统及抗菌肽的表达综述-畜牧兽医论文-农学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——由于抗生素药物的滥用，出现了越来越多的抗生素耐药菌株，传统抗生素替代药物的开发已成为目前研究热点。
在生物机体中分离出的抗菌肽被认为是一种最有潜力的抗菌类药物。
抗菌肽一般含有10 ~ 50 个氨基酸，整体带有2 ~ 9 个的正电荷，较大部分（30%）的疏水性氨基酸（Hancock 和Sahl,2006）。
抗菌肽具有抗菌谱广、抗菌活性高、不易产生耐药性、无毒副作用（仅少数种类具有溶血活性）、无残留与无污染等优点，符合畜产品安全生产的需要，适合在饲料生产中使用，具有作为新一代饲料添加剂的潜质（单安山等，2012）。
枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是广泛存在于土壤和动物胃肠道的一类革兰氏阳性菌，目前已作为重要的工业菌种被越来越多地应用于畜牧业生产中。
枯草芽孢杆菌具有易于分离培养、较清晰的遗传背景、良好的分泌性及无致病性等优点。
近几年来利用重组枯草芽孢杆菌生产饲用酶、饲用活性代谢产物以及作为肠道益生菌成为热点研究领域。
本文对枯草芽孢杆菌表达系统及抗菌肽在其中的表达进行了简要的综述，以期为开发饲用型抗菌制剂提供参考。
1 枯草芽孢杆菌表达系统枯草芽孢杆菌属于芽孢杆菌属，是一类好氧型、内生抗逆性孢子的革兰氏阳性菌。
其细胞呈直杆状，大小为（0.8 ~ 1.2）m（1.5 ~ 4.0）m,广泛分布于土壤及腐败的有机物中。
因其培养简单快速，具有较强的分泌蛋白质的能力、非致病性及良好的发酵基础和生产技术，故枯草芽孢杆菌是目前生产各种工业用酶，如淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等的理想表达宿主，是微生物研究领域中的一种重要模式菌株。
枯草芽孢杆菌具有自己独特的生长规律：生长延滞期、对数期、稳定期、衰亡期及芽孢发育期。
其在不同的生长阶段基因表达不同，有多种不同时序性的因子来调节（Staroń 等，2009）。
蛋白分泌表达,枯草芽孢杆菌来表达
蛋白分泌表达,枯草芽孢杆菌来表达Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】枯草芽孢杆菌，学名Bacillus subtilis，是一种被广泛应用于工业生产的革兰氏阳性细菌。
与大肠杆菌不同，枯草芽孢杆菌没有外层膜，分泌的蛋白能直接释放到培养基中，是一种理想的原核蛋白分泌表达菌株。
那么作为一种潜能巨大的原核表达系统，它究竟强在哪些方面呢？且让AtaGenix为您一一道来。
枯草芽孢杆菌的安全性是食品级的，收录于FDA的GRAS菌中，欧洲食品安全局认为枯草芽孢杆菌可用于食品发酵。
很多常用食品工艺中都能见到它的身影。
与大肠杆菌相比，枯草芽孢杆菌的细胞壁组成简单，只含肽聚糖和磷壁酸，在分泌的蛋白质产品中不会混杂有类似革兰氏阴性菌细胞壁成分中的热源性脂多糖（内毒素）等物质。
该表达系统用于药用蛋白的表达纯化时还可省掉去除内毒素这一步。
同为原核生物界的明星，虽然大肠杆菌和枯草芽孢杆菌都只需短时间就可表达和积累大量目标蛋白。
但大肠杆菌在后续发酵工艺中需要对收集的菌体进行破胞处理，而枯草芽孢杆菌得益于其本身所拥有的一套高效分泌信号肽及分子伴侣系统，只要简单处理发酵上清就能得到较纯的蛋白，并且表达的蛋白在多数情况下具有天然构象和生物活性。
蛋白质组学研究表明，枯草芽孢杆菌中至少有四种蛋白质分泌途径，其中Sec 分泌途径是主要分泌途径。
另外枯草芽孢杆菌拥有良好的发酵生产技术，目前大部分商业化的蛋白水解酶和淀粉酶都是由其发酵得到的。
AtaGenix拥有的 5 L、20 L、150 L及其他型号的发酵罐（上图就是真相），可满足各种大规模发酵的需求。
虽然枯草芽孢杆菌表达外源蛋白潜力无限，但也有其短板，如自身胞外蛋白酶对表达产物的降解、遗传操作相对困难、外源蛋白有时得不到有效的表达等等。
但AtaGenix却能成功避免以上问题使外源目标蛋白在枯草芽孢杆菌表达系统中有效表达，这主要得益于以下三个方面的优势：①丰富的表达宿主由于枯草芽孢杆菌没有明显的密码子偏爱性，表达外源蛋白时无需对DNA序列进行优化。
枯草芽孢杆菌的生物学特征与应用领域分析
枯草芽孢杆菌的生物学特征与应用领域分析枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种常见的细菌，被广泛应用于生物学研究和工业生产中。
它具有许多独特的生物学特征，并在多个应用领域发挥着重要作用。
以下是对枯草芽孢杆菌的生物学特征和应用领域的详细分析。
一、生物学特征1. 形态和结构：枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌，形态为短杆状，通常呈单个或簇生长，能形成芽孢。
在芽孢形态下，枯草芽孢杆菌具有高度的抗逆性和存活能力。
2. 代谢特性：枯草芽孢杆菌是典型的好氧生物，可以利用多种碳、氮和磷源进行生长。
此外，它还具有广泛的分解能力，能降解一些有机物质，如淀粉、蛋白质和脂肪等。
3. 基因组和遗传特性：枯草芽孢杆菌的基因组相对较小，含有少量的非编码RNA。
它具有丰富的代谢和合成酶系统，同时具有多个质粒，可用于基因工程和蛋白表达。
二、应用领域1. 生物农药：枯草芽孢杆菌被广泛应用于农业生产中的生物农药制备。
它可以产生多种抗病原微生物代谢产物，如杀虫剂、杀菌剂和植物生长调节剂等。
这些产物对于农田中的害虫和病原菌具有高效的防治作用，同时对环境友好，不会污染土壤和水源。
2. 饲料添加剂：枯草芽孢杆菌可以作为一种饲料添加剂应用于畜禽养殖中。
它能够促进动物的消化吸收和免疫功能，提高动物的生长速度和养殖效益。
此外，枯草芽孢杆菌还具有一定的抗菌活性，能够预防和治疗畜禽肠道疾病。
3. 生物肥料：枯草芽孢杆菌可用于生物肥料的生产。
它具有氮固定和磷溶解能力，在农田中能够与植物共生，提供养分和增强植物的生长。
此外，枯草芽孢杆菌还能分解有机废弃物，为土壤提供有机质和养分。
4. 发酵工业：由于枯草芽孢杆菌丰富的代谢能力和产酶能力，它被广泛应用于发酵工业中。
枯草芽孢杆菌可以产生多种酶，如纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶等，用于食品、饲料、纺织和纸浆工业等领域。
此外，枯草芽孢杆菌还可以合成多种有机化合物，如氨基酸、有机酸和抗生素等。
总结起来，枯草芽孢杆菌作为一种常见的细菌，具有独特的生物学特征和广泛的应用领域。
枯草芽孢杆菌高效表达系统的构建
枯草芽孢杆菌高效表达系统的构建
枯草芽孢杆菌是一种用途广泛、分离鉴定容易、具有生物修复、生物降解、蛋白质合成等功能的优质保守菌种，因而在环境生物技术和生物有机合成以及分子学研究方面有着广泛的应用前景。
由于枯草芽孢杆菌具有低温、药物抗性强，抗酸、耐盐、耐重金属和活性细菌的特性，可以在复杂的环境中存活，随着相关技术的不断完善，一种高效的枯草芽孢杆菌表达系统正在逐步诞生。
枯草芽孢杆菌表达系统的构建首先应考虑对蛋白质研究的应用，包括表达量、效率、稳定和种类等。
构建高效的枯草芽孢杆菌表达系统需要优化以下几个关键方面：一是筛选和构建枯草芽孢杆菌表达载体，研究者可以通过基因重组技术建立枯草芽孢杆菌表达载体，使其具有较高的表达量和定向表达性；二是利用枯草芽孢杆菌合成等技术，选择优秀的发酵培养条件，提高抑制剂的状态；三是枯草芽孢杆菌的分离鉴定，建立一个良好的分离鉴定方法，以确保有效表达正确的目标蛋白质；最后，需要建立一种有效的表达分析方法，以观察目标蛋白质的表达变化，以便传输给其他进一步研究的学者。
枯草芽孢杆菌的表达系统是一种非常有效的方法，可以有效地提高环境生物技术、生物有机合成和分子学研究的效率，使研究者可以以更高的效率得到更多的有价值的结果。
在一系列的关键步骤中，利用现有的技术和经验，以及系统的优化和分析，研究者们能够创造出更高效的枯草芽孢杆菌表达系统，从而有助于将枯草芽孢杆菌所具有的诸多优点作用于研究中。
枯草芽孢杆菌表达系统的原理
枯草芽孢杆菌表达系统的原理枯草芽孢杆菌表达系统是一种重要的重组蛋白表达系统，广泛地应用于生物技术研究和工业生产中。
本文将详细介绍枯草芽孢杆菌表达系统的原理。
一、枯草芽孢杆菌的特点及表达机制枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性菌，常生长在土壤和泥土中。
其表达机制为在细胞内部产生大量的蛋白质，并通过生长期间的细胞泀水产生的孢子释放到外界。
枯草芽孢杆菌天然含有的一些基因表达产物可以抑制其他微生物的生长，所以被认为是一种潜在的生物农药。
二、枯草芽孢杆菌表达系统的结构组成枯草芽孢杆菌表达系统主要是由表达载体、诱导剂和宿主菌三部分组成。
1.表达载体枯草芽孢杆菌表达载体一般包括以下几个部分：(1)选择标记基因：该基因能够方便地筛选出已经转化成功的细胞。
(2)启动子和调控元件：用于调节目标基因的表达量。
(3)多克隆位点：利用该位点可以方便地克隆多个目标基因。
(4)信号肽：可将目标蛋白导向到特定的细胞部位或细胞外界面。
2.诱导剂枯草芽孢杆菌表达系统的诱导剂主要分为两类：化学诱导剂和温度诱导剂。
对于许多表达载体而言，利用化学诱导剂可以实现目标蛋白的高效表达，而利用温度诱导剂则可以实现目标蛋白的原生态表达。
3.宿主菌枯草芽孢杆菌作为表达宿主菌，其优点是生长速度快、能量来源可靠、产量高等。
此外，枯草芽孢杆菌具有良好的内源性分泌系统，可以使得目标蛋白得到有效的分泌和表达。
三、枯草芽孢杆菌表达系统原理的实现过程枯草芽孢杆菌表达系统主要的实现流程如下：1.构建表达载体根据需要表达的目标蛋白的类型和结构，进行载体的构建和改造。
2.将表达载体转化至宿主菌将经过改造的表达载体转化至宿主菌中，利用下合子实现转化效率的控制。
3.诱导表达目标蛋白根据诱导剂的类型和浓度，在不同的条件下引导宿主菌表达目标蛋白。
4.分离和纯化目标蛋白根据目标蛋白的性质和重量，利用不同的纯化技术将目标蛋白分离纯化出来。
四、枯草芽孢杆菌表达系统的应用情况枯草芽孢杆菌表达系统的应用不仅局限于基础生物学研究领域，同时也广泛应用于医学、环保、工业等诸多领域。
枯草芽孢杆菌
枯草芽孢杆菌简介枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种常见的芽孢杆菌，是革兰氏阳性细菌，广泛存在于自然环境中，尤其是土壤中。
它具有较强的耐受性和适应能力，能够在各种恶劣的环境条件下存活并繁殖。
枯草芽孢杆菌在工业生产中被广泛应用，例如食品工业、制药工业和生物农药生产等。
特征枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌，细胞形态为短杆状，大小约为0.5-1.0微米宽，2-3微米长。
它具有产孢能力，在适宜的环境条件下能够形成内生芽孢。
芽孢对于外界的环境压力具有很强的抵抗能力，可以存活数十年。
此外，枯草芽孢杆菌还具有摄取多种有机物的能力，可以利用一些废弃物和残渣进行代谢生长。
应用食品工业枯草芽孢杆菌是一种被广泛应用于食品工业的菌种。
它可以用于制作酸奶、乳酸菌饮品等发酵食品。
枯草芽孢杆菌能够在发酵中产生酸，调节食品的酸碱度，同时还能产生一些有益的代谢产物，提高食品的品质和口感。
制药工业枯草芽孢杆菌在制药工业中有着重要的应用。
作为一种优质的表达宿主，它可以被用于生产多种药物和蛋白质。
枯草芽孢杆菌拥有较高的生物合成能力和分泌能力，可以在其细胞外表达大量的目标蛋白，从而满足制药工业对于大规模生产的需求。
生物农药生产枯草芽孢杆菌的显著优点是能够产生一系列的抗菌代谢产物，可以用作生物农药来防治一些农作物病害。
这些抗菌代谢产物可以抑制多种植物病原菌的生长繁殖，起到保护作物的作用。
此外，枯草芽孢杆菌还可以与一些其他微生物联合应用，形成生物复合制剂，提高农作物抗病能力。
研究进展近年来，针对枯草芽孢杆菌的研究不断深入。
研究人员通过基因工程方法，对枯草芽孢杆菌进行了基因组测序和功能分析。
这些研究为我们理解枯草芽孢杆菌的生理特性和代谢途径提供了重要的信息。
此外，还有研究人员致力于改造枯草芽孢杆菌，使其能够更好地发挥在不同领域中的应用潜力。
结论枯草芽孢杆菌是一种常见而重要的细菌，具有广泛的应用前景和研究价值。
通过深入研究其生理特性和代谢途径，我们可以更好地理解枯草芽孢杆菌的应用机制，并进一步开发其在食品工业、制药工业和生物农药生产等领域的应用。
枯草芽孢杆菌绿色荧光蛋白高效表达载体的构建
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枯草芽孢杆菌表达系统的原理
枯草芽孢杆菌表达系统的原理枯草芽孢杆菌是一种常见的细菌，具有广泛的应用价值。
枯草芽孢杆菌表达系统是一种常用的蛋白质表达系统，其原理是利用枯草芽孢杆菌作为宿主细胞来表达目标蛋白质。
枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌，具有较强的耐热性和耐酸性，能够在广泛的温度和pH条件下生长。
此外，枯草芽孢杆菌具有较高的产量和分泌能力，能够快速高效地表达目标蛋白质。
枯草芽孢杆菌表达系统的原理主要分为以下几个步骤：1. 选择适当的表达载体：表达载体是将目标基因导入宿主细胞的载体，其中包含了启动子、转录终止子、选择标记等功能元件。
根据需要选择合适的表达载体，将目标基因插入载体中。
2. 转化宿主细胞：将重组的表达载体导入枯草芽孢杆菌中，使其与宿主细胞发生转化。
转化可以通过化学法、电转化等方法进行。
3. 选择阳性克隆株：通过添加适当的选择抗生素，筛选出带有目标基因的阳性克隆株。
这些阳性克隆株含有目标基因，可以通过后续步骤进行蛋白质表达。
4. 表达蛋白质：将阳性克隆株进行培养，使其在适当的条件下表达目标蛋白质。
在培养过程中，可以通过调整培养基组分、温度、pH 等条件来提高蛋白质的表达水平。
5. 纯化目标蛋白质：通过蛋白质纯化技术，将目标蛋白质从细胞中提取出来，并去除其他杂质。
常用的纯化方法包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等。
枯草芽孢杆菌表达系统具有许多优点，使其成为广泛应用的蛋白质表达系统之一。
首先，枯草芽孢杆菌具有较高的表达水平和分泌能力，可以快速高效地表达目标蛋白质。
其次，枯草芽孢杆菌的生长条件相对简单，培养成本较低，适用于大规模生产。
此外，枯草芽孢杆菌的表达系统对多种表达载体和宿主细胞具有较好的兼容性，可以灵活选择合适的实验方案。
然而，枯草芽孢杆菌表达系统也存在一些限制。
首先，由于枯草芽孢杆菌属于革兰氏阳性细菌，其表达的蛋白质主要定位在胞内，对于定位在细胞外的蛋白质表达效果较差。
其次，枯草芽孢杆菌表达系统在某些情况下可能会出现蛋白质不稳定、聚集、失活等问题，需要针对不同的目标蛋白质进行优化。
枯草芽孢杆菌的研究进展
枯草芽孢杆菌的研究进展摘要枯草芽孢杆菌是一类好氧型、内生抗逆孢子的革兰氏阳性杆状细菌，广泛存在于土壤、湖泊、海洋、动植物的体表，细胞壁不含内毒素，没有致病性，具有单层细胞外膜，能直接将许多蛋白分泌到培养基中，是一些重要工业酶制剂的生产菌[1]。
在营养缺乏的条件下，枯草芽孢杆菌停止生长，但同时加快代谢作用，产生多种大分子的水解酶和抗生素，并诱导自身的能动性和趋化性，从而恢复生长。
在极端的条件下，还可以诱导产生抗逆性很强的内源孢子，具有较强的抗逆性。
作为革兰氏阳性细菌的典型代表，对于其生理、生化、遗传及分子生物学的研究已有40多年的历史。
近年来，随着分子生物学和基因工程的发展，枯草芽孢杆菌作为基因工程表达系统发展迅速，并展现出良好的应用前景。
关键词：枯草芽孢杆菌；启动子；绿色荧光蛋白；载体；表达；异源基因1 枯草芽孢杆菌基因组研究枯草杆菌有以下一些优点: ①非致病性，不具有热源性脂多糖和细胞内毒素，具有较好的生物安全性，炭疽杆菌和蜡样芽孢杆菌除外，多数芽孢杆菌对人畜无害[2]；②遗传学特性先进，很多噬菌体和质粒适合于用作克隆载体；转化外源DNA的感受态系统也同样适用于转化重组DNA[3]。
③较强的蛋白分泌能力，当分泌蛋白跨过细胞膜后，被加工和直接释放到培养基中，使回收和纯化目的蛋白较为简单[4]。
④良好的发酵基础和生产技术。
枯草杆菌在工业上长期被用于生产蛋白酶、α-淀粉酶以及苏云金杆菌的杀虫晶体蛋白等。
枯草杆菌能在相对简单的培养基中能生长到很高的密度。
细胞的生长特性和生理学性质都被广泛、深入研究。
⑤细胞壁的组成简单，只含有肽聚糖和磷壁质，因此在分泌的蛋白质产品中不会混杂有胞被内毒素（热源性脂多糖），而这一点是大肠杆菌无法比拟的。
2 枯草芽孢杆菌基因表达特性2.1 多σ因子原核基因的转录主要由RNA聚合酶完成。
该酶由5个亚基组成，二个α亚基、一个β亚基、一个β′亚基和一个Sigma（σ）因子。
5个亚基组成全酶，除去σ因子为核心酶（E）。
外源蛋白在芽孢杆菌中分泌表达的研究进展
《生物工程进展》2000,Vol.20,No.5外源蛋白在芽孢杆菌中分泌表达的研究进展邓兵兵综述 熊凌霜校审(军事医学科学院八所 北京 100071)摘要 芽孢杆菌是很有潜力的分泌型基因工程宿主菌。
本文概述了利用芽孢杆菌分泌表达外源基因时,影响目的蛋白产率的一些主要因素,如蛋白酶水解作用、缺乏适宜的分子伴侣、信号肽的选择不当等,并讨论了相应的解决对策。
关键词 芽孢杆菌 分泌表达 外源蛋白 外源蛋白以分泌形式表达的优点主要在于,目的蛋白能以活性结构生成而不发生聚集,避免了复性的困难,产物与大量的细胞蛋白分离,较易于纯化。
因此,用分泌型宿主菌生产外源蛋白的研究越来越为人们所关注。
芽孢杆菌具有良好的分泌特性,其发酵工艺和产物回收技术也较成熟,用作外源蛋白的分泌型宿主菌,具有很大的潜力[1]。
研究表明,不少外源蛋白都能在芽孢杆菌中分泌表达,有些还获得了较高的产率。
当然,芽孢杆菌分泌表达系统还存在不少问题,如何构建有效的芽孢杆菌分泌系统并获得较高的外源蛋白产率,涉及的内容很多,本文仅就引起外源蛋白分泌障碍的主要因素作一介绍,并简要讨论相应的解决对策,包括如何保护外源蛋白抵抗宿主蛋白酶的降解作用,如何利用信号系统和分子伴侣等来优化分泌系统等。
1 蛋白酶的水解作用表1 枯草芽孢杆菌蛋白酶的性质基因蛋白酶类型信号肽前肽成熟序列npr E中性蛋白酶Ⅱ27194300胞 外蛋白酶apr E枯草杆菌蛋白酶Ⅰ2977275 epr次要丝氨酸蛋白酶Ⅰ2776645 bpf芽孢杆菌肽酶FⅠ165681433 m pr次要金属蛋白酶Ⅱ3458胞内isp21Ⅰ319蛋白酶isp22Ⅰ芽孢杆菌自身能产生并分泌多种蛋白酶[2],以枯草芽孢杆菌(B.subtilis)为例,其蛋白酶如表1所示,Ⅰ类为丝氨酸蛋白酶,Ⅱ类为金属蛋白酶,其中中性蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶被称为主要蛋白酶,它们的酶活加起来占总酶活的95%以上。
这些蛋白酶的特性有:①胞外酶都由含前肽序列的前体合成,可能有共同的分泌和成熟机制;②Ⅰ类蛋白酶的N端氨基酸序列高度相似,次要丝氨酸蛋白酶和芽孢杆菌肽酶F的C端可缺失。
高赖氨酸蛋白基因Cflr在枯草芽孢杆菌中表达
（１ ． 河北北方 学院生命科学研 究中心，河北 张家 口
莉
１ ５ ０ ０ ３ ０）
０ ７ ５ ０ ０ ０ ；２ ． 东北农业大学乳 品科学教育部重 点实验室 ，哈尔滨
摘
要 ：赖 氨 酸作 为 家 畜 限制 性 必 需氨 基 酸 ，其 饲 料 含 量 直 接 影 响 到 家 畜蛋 白质 合 成 。 试 验 利 用 基 因 工程 方
ａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ，ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｅ ｘ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏｎ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏｒ ｐ ＨＴ４ ３ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｓ ｍｉ ｄ ｐ ＨＴ ４ ３ ／ ｃ 疗 ｒ ｗａｓ ｏｎ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｓ ｍｉ ｄ ｗａ ｓ ｔ ｒ ａｎ ｓ ｆ ｅｒ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ Ｂ ａｃ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｓ ｕ ｂ ｔ ｉ ｌ ｉ ｓ ，ｕ ｐ ｏｎ Ｉ ＰＴ Ｇ ｉ ｎ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ，ｍＲＮＡ ｏ ｆ ｃ ｌ ｆ ｒ ｗａ ｓ
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枯草芽孢杆菌产的蛋白
枯草芽孢杆菌产的蛋白
枯草芽孢杆菌产生的蛋白是一种重要的生物杀虫剂。
枯草芽孢杆菌是一种常见的土壤细菌，其产生的蛋白通常被用作农业生物制剂，用于控制害虫和病原菌。
首先，枯草芽孢杆菌产生的蛋白中最著名的是Bt蛋白，它是一种杀虫蛋白毒素，对许多昆虫有毒性作用。
Bt蛋白通过在宿主昆虫的肠道内形成孔道，破坏细胞膜，导致细胞溶解，最终导致昆虫死亡。
这种蛋白对昆虫有高度选择性，对人类和其他非靶标生物的影响较小，因此被广泛用于农业生物防治中。
其次，枯草芽孢杆菌还产生其他一些蛋白，比如一些具有抗菌作用的蛋白，可以帮助植物对抗病原微生物的侵袭。
这些蛋白可以被用于生物防治，帮助植物提高抗病能力，减少化学农药的使用。
此外，枯草芽孢杆菌产生的蛋白还被用于生物技术领域，例如在基因工程中被用作表达载体，用于在植物、动物或微生物中表达其他蛋白。
这些蛋白在医药和工业生产中有着广泛的应用。
总的来说，枯草芽孢杆菌产生的蛋白在农业、生物防治和生物
技术领域发挥着重要作用，对于增加农作物产量、减少化学农药使用、保护环境和人类健康都具有重要意义。
枯草芽孢杆菌表达系统研究进展
第38卷第6期 注 為 科 修Vol. 38 No. 62020 年 12 月JIANGXI SCIENCED" 2020doi ：10.13990/j. ()1001 -3679.2020.06.016枯草芽抱杆菌表达系统研究进展马平英，罗雯3,詹怡昕，吴楚楚，熊雨顺，许小群，陈梅4南昌师范学院生物系,330032，南昌)摘要:枯草芽抱杆菌是一种土壤来源的、低G + C 、内生抱子革兰氏阳性细菌。
其所属芽抱杆菌属是微生物发酵中的主要细菌，该细菌被认为是理想的模式生物。
枯草芽抱杆菌应用广泛，且因其具有非致病性、抗药性有限、为益生菌菌株等优点，可以直接用于人体和动物。
综述枯草芽抱杆菌的优点、表达系统的发展及其在各个领域的应用进展，从而在理论和实践两方面为枯草芽抱杆菌的表达系统研究提供可以借鉴的依据和思路。
关键词：枯草芽抱杆菌；遗传转化;表达;应用；进展中图分类号:Q939. 9文献标识码:A 文章编号:1001 -3679(2020)06 -867 -05Research Progress of Bacillus subtilis Expression SystemMA Pingying, LUO Wen ** , ZHAN Yixin, WU Chuchu , XIONG Yushun, XU Xiaoqun, CHEN Mei 收稿日期:2020 - 10 - 24；修订日期:2020-11 -10作者简介:马平英(1999—),女，本科，研究方向:生物科学。
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目(201614437004)；南昌师范学院学生科研项目(19XSKY51 )o*通信作者:罗 雯(1974—),女，博士，教授，研究方向为应用微生物学。
E-mail ： ***************。
(Department of Biology, Nanchang Normal University , 330032, Nanchang , PRC)Abstra^: BadUus subtilis is a kind of soil - derived gram 一 positive bacterium with low G + C andendospore. Badllus is the main bacmia in microbial feanentation , which is sonsidered th be an iVe- al model oreanism. BadUus subtilis is wiVely used and it ccn be directly used in human body andanimals beccuse of its non - pathoocnic , limited resistance and being probiotic strains. The purpose of this paper was ta eeview the adventages of Badllus subtilis , the development of the expression sys tem and i I s application in veaoueields, ss as th previde referencc basis and ides for the study of the exprssion system of Bacillus subtilis in theory and practica.Key %ords ：Bad,llus subtilis p genetic transformation ； expression ； application ； prooress0引言枯草芽抱杆菌(Badllus subtilis)是一种理想 型的模式生物，其应用价值很高,培养简单快速, 具有非致病性及良好的发酵基础和生产技术等优势，是目前生产各种工业用酶的理想表达宿主。
枯草芽孢杆菌分泌表达
枯草芽孢杆菌分泌表达枯草芽孢杆菌分泌表达，听起来是不是有点高大上？其实啊，就像是一个小小的工厂在生产东西然后把产品运出去一样。
咱先说说枯草芽孢杆菌这小家伙。
它就像一个勤劳的小工匠，在微生物的世界里可有自己的一套本事呢。
它生存能力强，就好比一个适应各种环境的小超人，不管是在土壤里，还是在一些特殊的培养环境下，都能顽强地活着。
这就给我们利用它来做分泌表达创造了很好的条件。
那什么是分泌表达呢？这就像是小工匠做出了精美的手工艺品，然后把这个手工艺品放到店门口展示一样。
枯草芽孢杆菌在自己的体内合成一些有用的蛋白质之类的东西，然后把这些东西分泌到细胞外面。
这过程啊，就像我们包饺子，把馅包在皮里，然后煮熟了再盛出来，只不过这里的馅是那些有用的物质，皮就是细胞，盛出来就是分泌到外面啦。
要让枯草芽孢杆菌好好地进行分泌表达，这就像照顾一个调皮的小孩子，得注意好多细节。
比如说培养基，这培养基就像小工匠吃饭的饭碗，得给它合适的营养。
如果营养不够或者不对，就像给小工匠吃一些不好吃、没营养的东西，那他哪有力气干活呢？对于枯草芽孢杆菌，合适的碳源、氮源等营养成分是非常关键的。
碳源就像燃料，给它提供能量；氮源呢，就像是建造房子的砖头，是合成蛋白质等物质的基础。
还有啊，培养的温度和环境酸碱度也很重要。
这就好比我们人啊，太热或者太冷都不舒服，太酸或者太碱也不行。
枯草芽孢杆菌也有自己舒服的温度范围和酸碱度范围，在这个范围内，它就像在温暖的被窝里一样，开开心心地进行分泌表达工作。
如果温度或者酸碱度不合适，就像把小工匠扔到一个恶劣的环境里，它就没法好好工作啦。
再说说基因工程在这当中的应用。
我们可以把想要让枯草芽孢杆菌分泌表达的基因导入到它的体内。
这就像是给小工匠一张图纸，告诉他要按照这个图纸来做东西。
但是这可不是一件简单的事情哦。
就像我们给一个厨师一个新的菜谱，厨师得先熟悉这个菜谱才能做出新的菜来。
基因导入后，还要看它能不能很好地整合到枯草芽孢杆菌的基因组里，就像菜谱能不能很好地被厨师记住并且运用到做菜过程中一样。
一种非经典分泌蛋白及其在蛋白分泌表达中的应用[发明专利]
![一种非经典分泌蛋白及其在蛋白分泌表达中的应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7a60357d6bec0975f565e20e.png)
专利名称：一种非经典分泌蛋白及其在蛋白分泌表达中的应用专利类型：发明专利
发明人：张大伟,陈景奇,赵留群,孙际宾
申请号：CN201610056025.2
申请日：20160126
公开号：CN105602925A
公开日：
20160525
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种在枯草芽孢杆菌中以非经典分泌途径进行分泌的异源蛋白及其在蛋白分泌表达中的应用。
来源于瘤胃菌Ruminococcus？sp.？5_1_39B_FAA的D-阿洛酮糖3-差向异构酶RDPE本身不带有任何信号肽或分泌信号，却可以大量分泌到胞外；通过实验证明了RDPE并非通过Sec途径或Tat途径进行分泌，也不是因为细胞自溶和裂解而泄漏到胞外。
因此，RDPE在枯草芽孢杆菌中是一种非经典分泌蛋白。
将RDPE分别与18种目标蛋白进行融合，尝试以RDPE作为转运信号实现目标蛋白的分泌表达，16种融合蛋白均在胞内有明显的表达，9种融合蛋白被成功分泌到胞外，其中2种融合蛋白的分泌水平占相应融合蛋白总量的比例大于50%。
所以，本实验发展了一种实现蛋白质在枯草芽孢杆菌中分泌表达的新策略。
申请人：中国科学院天津工业生物技术研究所
地址：300308 天津市东丽区空港经济区西七道32号
国籍：CN
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枯草芽孢杆菌表达系统
基因工程中新型表达系统
-B.subtilis 表达系统
生物工程学院 生工1005
Diagram
宿主菌株
表达载体
存在问题
工业应用
宿主菌株—枯草芽孢杆菌
• B. subtilis属革兰氏阳性菌，细胞壁仅含肽聚糖和磷壁质。 • 非致病性的重要工业微生物，其全基因组测序已经完成。人们 对其遗传背景和生理特性的了解仅次于E.coli。 • 70年代后，随着DNA重组技术的发展，金黄色葡萄球菌抗性 标记质粒的应用，该表达系统发展更为迅速。 • 成功表达了多种外源基因，广泛应用于工业生产,发现了本系 统的许多特点，同时也暴露出本系统存在蛋白酶和质粒不稳定 等问题.
• 限制外源蛋白在枯草杆菌中高效表达的瓶颈。 • 质粒本身的不稳定性： 分离型不稳定：整个质粒丢失 结构型不稳定：质粒本身非常规重组 • 菌株特性引起的不稳定性 原噬菌体3区域中编码的基因使得重组质粒的转化 效率急剧下降，同时对外源基因有排斥性。 • 如何解决： 构建整合质粒，构建原噬菌体3区域的缺陷性菌株。
芽孢杆菌表达的外源蛋白1耐热性酶制剂如耐高温淀粉酶等淀粉加工酶系2多肽类药物如白细胞介素人表皮生长因子hegf胰岛素原等3杀虫蛋白如bt蛋白蛋白酶抑制剂植物凝集素很多都已经用于商业化生产全球最大的egf供应商北京百胜思生物工程有限公司中科院遗传研究所汤懋竑教授汤氏芽孢杆菌基因工程系统bsubtilis表达系统有着较多的优点相对于大肠杆菌表达系统研究较少存在问题也很多仍需要进行大量的实验对它的稳定性以及表达系统进行更好的了解其优势将逐步显现成为未来外源基因最具潜力的表达载体
B.subtilis表达系统有着较多的优点，相对于大肠杆菌 表达系统研究较少，存在问题也很多，仍需要进行大量的实 验对它的稳定性以及表达系统进行更好的了解 其优势将逐步显现，成为未来外源基因最具潜力的表达 载体。
枯草芽孢杆菌 原核表达
枯草芽孢杆菌原核表达枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种常见的芽孢形成革兰氏阳性细菌，属于原核生物。
它具有广泛的应用价值，尤其在原核表达领域中发挥着重要作用。
枯草芽孢杆菌的原核表达是指利用该菌株进行蛋白质的表达和产生。
原核表达是一种常用的表达系统，用于生产大量蛋白质。
枯草芽孢杆菌作为一种优良的表达宿主，具有以下几个优点：枯草芽孢杆菌具有较高的生长速度和较简单的培养条件。
它可以在常见的培养基上生长，并且生长周期相对较短，可以在较短的时间内获得较高的细胞密度。
这为大规模的蛋白质表达提供了便利。
枯草芽孢杆菌的遗传工具相对完善，具有多种可供选择的表达载体和表达系统。
研究人员可以选择适合自己实验需求的表达载体，并通过基因工程手段将目标基因插入到载体中，实现目标蛋白的表达。
此外，枯草芽孢杆菌还具有多种启动子和信号肽，可以根据实验需要选择适合的启动子和信号肽，进一步提高目标蛋白的表达水平。
枯草芽孢杆菌的表达产物往往具有较高的稳定性和纯度。
由于其细胞壁较坚韧，可以保护内部表达产物不受外界环境的影响。
此外，枯草芽孢杆菌的分泌系统也可以将目标蛋白直接分泌到培养基中，减少了目标蛋白的提取和纯化步骤，从而提高了蛋白质的纯度。
枯草芽孢杆菌的原核表达系统还可以进行多种表达策略的组合应用。
例如，可以利用枯草芽孢杆菌同时表达多个基因，实现多蛋白质的协同表达。
此外，还可以通过调控表达载体中的启动子和信号肽的强度，实现目标蛋白在不同阶段的表达，从而满足不同实验需求。
枯草芽孢杆菌的原核表达系统具有许多优点，使其成为广泛应用于蛋白质表达和生产的重要宿主。
随着基因工程和蛋白质工程的发展，枯草芽孢杆菌原核表达系统还将进一步完善和优化，为科研人员和工业生产提供更多的选择和便利。
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枯草芽孢杆菌，学名Bacillus subtilis，是一种被广泛应用于工业生产的革兰氏阳性细菌。
与大肠杆菌不同，枯草芽孢杆菌没有外层膜，分泌的蛋白能直接释放到培养基中，是一种理想的原核蛋白分泌表达菌株。
那么作为一种潜能巨大的原核表达系统，它究竟强在哪些方面呢？且让AtaGenix为您一一道来。
枯草芽孢杆菌的安全性是食品级的，收录于FDA的GRAS菌中，欧洲食品安全局认为枯草芽孢杆菌可用于食品发酵。
很多常用食品工艺中都能见到它的身影。
与大肠杆菌相比，枯草芽孢杆菌的细胞壁组成简单，只含肽聚糖和磷壁酸，在分泌的蛋白质产品中不会混杂有类似革兰氏阴性菌细胞壁成分中的热源性脂多糖（内毒素）等物质。
该表达系统用于药用蛋白的表达纯化时还可省掉去除内毒素这一步。
同为原核生物界的明星，虽然大肠杆菌和枯草芽孢杆菌都只需短时间就可表达和积累大量目标蛋白。
但大肠杆菌在后续发酵工艺中需要对收集的菌体进行破胞处理，而枯草芽孢杆菌得益于其本身所拥有的一套高效分泌信号肽及分子伴侣系统，只要简单处理发酵上清就能得到较纯的蛋白，并且表达的蛋白在多数情况下具有天然构象和生物活性。
蛋白质组学研究表明，枯草芽孢杆菌中至少有四种蛋白质分泌途径，其中Sec 分泌途径是主要分泌途径。
另外枯草芽孢杆菌拥有良好的发酵生产技术，目前大部分商业化的蛋白水解酶和淀粉酶都是由其发酵得到的。
AtaGenix拥有的5 L、20 L、150 L及其他型号的发酵罐（上图就是真相），可满足各种大规模发酵的需求。
虽然枯草芽孢杆菌表达外源蛋白潜力无限，但也有其短板，如自身胞外蛋白酶对表达产物的降解、遗传操作相对困难、外源蛋白有时得不到有效的表达等等。
但AtaGenix却能成功避免以上问题使外源目标蛋白在枯草芽孢杆菌表达系统中有效表达，这主要得益于以下三个方面的优势：
①丰富的表达宿主
由于枯草芽孢杆菌没有明显的密码子偏爱性，表达外源蛋白时无需对DNA序列进行优化。
在不同宿主中表达时，蛋白表达情况可能有差异。
在AtaGenix拥有的多种枯草芽孢杆菌表达宿主中，1012 wild type宿主菌是最常用到的，可作为胞内和胞外表达的通用菌；168 Marburg遗传背景清楚，是研究枯草芽孢杆菌的标准菌株；AS1作为胞内表达的备用菌株，常用于表达外源蛋白。
而胞外蛋白酶缺陷菌株WB800N能有效解决由于枯草芽孢杆菌丰富的蛋白酶导致的蛋白表达产物降解问题。
②给力的表达载体
大部分的枯草芽孢杆菌不含内源性质粒，并且一般不能识别大肠杆菌中的启动子。
最初的枯草芽孢杆菌载体源于金黄色葡萄球菌，其结构不稳定并易丢失。
现在普遍使用的质粒载体是由枯草芽孢杆菌隐性质粒与大肠杆菌质粒构成的穿梭载体，可在大肠杆菌中完成基因片段的连接克隆等遗传操作，然后转入枯草芽孢杆菌进行外源基因的表达。
AtaGenix使用的pHT系列载体拥有枯草芽孢杆菌的σA-依赖性的强启动子，配以gro E启动子和lac操纵子，能够通过IPTG诱导来启动外源基因的表达。
通过添加枯草芽孢杆菌中编码α-淀粉酶的amyQ基因的信号肽编码区域，构成了能够将目标蛋白有效分泌至胞外的表达载体，如pHT43。
③有效的转化手段
枯草芽孢杆菌早期比较通用的转化方法是Spizizen转化法（接合转化），但在枯草芽孢杆菌的生长周期中能自发形成感受态的菌株极少，并且感受态保存时间短暂。
电转化法操作简单并且转化率相对较高，AtaGenix通过优化电转条件（上图为AtaGenix实验室的电转仪实拍），将其用于枯草芽孢杆菌的转化，可以有效缩短转化时间并使转化阳性率达到90%以上。
与大肠杆菌相比，枯草芽孢杆菌表达系统还不是很完善，相信随着对其研究的不断深入，它在今后的发展中一定会大放光彩。
毕竟，相对于真核表达系统，枯草芽孢杆菌表达系统周期短、成本低、表达量较高这些优势还是很吸引人的。
当然，AtaGenix也期待更多新的表达系统可以服务科研，造福人类。