芽孢杆菌发酵液的抑菌活性及葡聚糖酶的基因克隆、表达分析

作者：孙紫文; 孟玉洁; 杨玉青; 王亚维; 张鑫; 付亚娟; 侯晓强^*

来源：食品工业科技, 2023, 44(08): 144-152.

DOI：10.13386/j.issn1002-0306.2022070015

• 苹果炭疽病菌
• 葡聚糖内切酶
• 基因克隆
• 原核表达
• 抑菌活性

通过液培法和菌丝生长速率法，探究茯苓粉培养基（ABP培养基）诱导芽孢杆菌CmRh1产葡聚糖酶的发酵上清液对苹果炭疽病菌的抑制作用；采用PCR技术克隆葡聚糖内切酶基因，异源表达并初步验证其功能；采用在线生物信息学对芽孢杆菌葡聚糖酶的理化性质、信号肽、跨膜区、保守结构域、二级和三级结构、亚细胞定位等进行预测。结果表明：茯苓粉培养基（ABP培养基）诱导的芽孢杆菌CmRh1发酵上清液对苹果炭疽病菌具有一定的抑菌效果，抑菌率分别为16.07%和14.03%；从芽孢杆菌CmRh1菌株克隆到1个葡聚糖内切酶基因（Glu4），开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）为1500 bp，编码499 aa。生物信息学预测，Glu4是1个含有信号肽和1个跨膜结构域稳定的亲水性蛋白质，其分子量约为55 kDa，理论等电点为7.14；保守结构域预测，Glu4属于GH5型纤维素酶家族；二级结构元件主要包括α螺旋、延伸链、β转角和无规则卷曲，三级结构为典型的β-三明治结构，符合葡聚糖内切酶的结构特征；Glu4亚细胞定位于细胞外，是一个典型的分泌蛋白。SDSPAGE结合Western blot结果显示，Glu4能在大肠杆菌中表达，其蛋白大小与理论值55 kDa基本相符。重组工程菌具有分泌葡聚糖内切酶能力，为后期葡聚糖内切酶的纯化、酶学性质分析及探究Glu4对苹果炭疽病菌的抑菌活性奠定基础。

• 单位
  廊坊师范学院; 生命科学学院