腾冲嗜热厌氧杆菌tte0732(Galu) 基因编码的TTE0732是温度依赖性蛋白.为研究其在热适应中的作用,应用PCR技术克隆腾冲嗜热厌氧菌tte0732基因,构建原核表达载体pET-28a::tte0732并在大肠埃希菌BL21表达TTE0732;通过qRT-PCR分析tte0732基因在50、60、75和80 ℃的RNA表达量;应用生物信息学软件分析Galu在嗜热菌和常温菌中编码氨基酸的基本理化性质.成功构建了原核表达载体pET-28a::tte0732并在大肠埃希菌BL21中得到高效表达,TTE0732分子质量大小为35 ku,主要以可溶性形式存在;qRT-PCR显示tte0732 mRNA在75和80℃高表达;生物信息学分析得出tte0732基因完整的ORF全长909 bp,编码302个氨基酸,其中Ile(I)、Leu(L)含量高于常温菌,编码蛋白为酸性亲水性蛋白,等电点为5.22,含有18个潜在的磷酸化位点,不存在跨膜结构、信号肽和糖基化位点.预测其蛋白质二级空间结构以α-螺旋、无规则卷曲、β-折叠为主.腾冲嗜热厌氧杆菌TTE0732蛋白是一种亲水性蛋白,在原核系统能高效表达,本研究结果对嗜热蛋白质的热稳定性机制的研究具有一定的参考.

[目的]通过定点突变探究腾冲嗜热厌氧菌MB4中生物合成型丙氨酸消旋酶TtAlr底物通道内氨基酸位点A172和S173的功能.[方法]利用定点突变PCR技术构建突变体,通过亲和层析法纯化酶蛋白,采用D-氨基酸氧化酶偶联法检测各突变蛋白的活性及其稳定性.[结果]通过定点突变PCR成功得到8个突变体,酶学特性分析发现,A172位点突变为丝氨酸(S)后酶蛋白的相对活性有所提升,但含有该位点突变的酶蛋白稳定性均大幅下降;S173位点突变为天门冬氨酸(D)后导致突变体蛋白的最适反应温度提升了15℃,半衰期大幅延长,但相对活性明显下降.[结论]丙氨酸消旋酶TtAlr底物通道内A172和S173位点均是影响酶蛋白催化活性和稳定性的关键位点.

为了研究腾冲嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)AhpC在嗜热中的作用,应用PCR技术扩增腾冲嗜热厌氧菌tte0270基因(即ahpC编码基因),构建了原核表达载体pET-28a::ahpC并在大肠杆菌BL21(DE3)表达AhpC,并通过荧光定量PCR分析ahpC在50℃、60℃、75℃和80℃的mRNA表达量;同时利用生物信息学软件分析AhpC在腾冲嗜热厌氧杆菌、单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌中编码氨基酸的基本理化性质和蛋白质三级结构.在BL21(DE3)中腾冲嗜热厌氧杆菌AhpC蛋白能高效的表达,以可溶性形式存在,分子质量为26 ku;荧光定量PCR结果表明腾冲嗜热厌氧杆菌ahpC mRNA表达量随温度升高而提高;生物信息学分析得出AhpC含有220个氨基酸,为酸性亲水性蛋白,等电点为6.126,蛋白质有29.1％的氨基酸参与α-螺旋结构的形成.嗜热菌AhpC中Glu(E)和Lys(K)的含量高于常温细菌.腾冲嗜热厌氧杆菌AhpC的三级结构明显比大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌的更紧凑.结果对腾冲嗜热菌嗜热机制研究具有一定的启发.

为研究CRISPR/Cas系统及其相关蛋白Cas2(TTE2657)在腾冲嗜热厌氧杆菌热适应中的作用,应用PCR技术构建了原核重组质粒pET-28a::cas2,并在大肠埃希菌BL21表达Cas2蛋白;结合生物信息学软件对cas2编码蛋白的基本理化性质、氨基酸同源性、空间结构及蛋白质相互作用网络进行预测和分析.结果显示,成功构建了原核表达载体pET-28a::cas2并在大肠埃希菌BL21中得到表达,Cas2分子质量大小为9.9 ku,主要以可溶性形式存在;qRT-PCR显示cas2 mRNA在60℃和75℃高表达;生物信息学分析显示cas2基因其完整的ORF全长264 bp,编码88个氨基酸,其中Ile(14)、Ser(14)、Phe(12)含量较高,等电点为9.31,不存在跨膜结构.其蛋白质二级空间结构以α-螺旋、无规则卷曲、β-折叠为主,蛋白互作预测网络显示Cas2与Cas3、Cas5、Cas7等其家族大部分蛋白存在相互作用.进化树分析显示腾冲嗜热厌氧杆菌cas2基因与厌氧菌芽胞杆菌B7M1同源性最高(39.5％).腾冲嗜热厌氧杆菌cas2编码蛋白是一种亲水性蛋白,在原核系统能高效表达.本研究为嗜热蛋白质的热稳定性机制的研究提供参考.