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枯草芽孢杆菌安全无内毒素,遗传背景清晰,分泌能力强,胞外蛋白分离纯化简易,是研究基因表达和蛋白分泌机制的良好系统。本研究以枯草杆菌为表达系统,克隆和筛选了多个启动子,选用效率较高的P43启动子构建了一个大肠杆菌-枯草杆菌穿梭表达载体,并用碱性纤维素酶基因检测了该载体的表达功能,最后将该载体初步应用于生物素合成酶基因表达研究。1.本研究利用蜡样芽孢杆菌基因文库资源,通过鸟枪法和蓝白斑筛选,获得了57个蜡样芽孢杆菌启动子阳性克隆。其中4个启动子(C1,C2,C4和C5)在大肠杆菌中均能有效起始转录,产生的β-半乳糖苷酶(BgaB)活性较高,分别为1229U,780U,1136U和1522U,并不同程度的受葡萄糖抑制。在枯草杆菌中,只有C1和C4表现BgaB酶活(169U和1370U)。序列分析,发现这4个克隆序列具有完整的启动元件和核糖体结合序列,以及潜在的葡萄抑制位点。2.本研究通过PCR技术,获取了启动子P43以及启动子Pamy,并应用β-半乳糖苷酶基因(bgaB)检测了它们的表达能力。P43在枯草杆菌和大肠杆菌中转录活性相似,其活性在对数前期开始显现,然后随着菌量增长迅速提高,稳定期内逐步平稳,稳定期后期随着菌群衰退酶活下降,最高可达9200U;并且P43的活性还受营养条件影响。Pamy转录活性较低,淀粉诱导条件下酶活为1000U;其他条件下酶活接近宿主菌。3.本研究选用枯草杆菌启动子P43,构建了大肠杆菌-枯草杆菌穿梭表达载体pYG43,并运用枯草杆菌带有自身信号肽序列的碱性纤维素酶基因,检测了该载体的表达能力。结果显示碱性纤维素酶在胞外酶活最高可达60U/ml,在原宿主菌(B.subtilis1A747)基础上提高了5~7倍。该载体在枯草杆菌中复制稳定,转录期早于胞外蛋白酶分泌高峰,表达效率高。4.载体pYG43在生物素合成酶基因(bioB)表达的初步应用中,可使生物素产量提高到200mg/L左右,进一步证实了载体pYG43的高效性和初步揭示了生物素合成酶对生物素合成的影响。