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乳酸菌的安全性及多种益生特点使其成为外源基因表达和口服疫苗研制的理想候选宿主。但乳酸菌表达系统与其他原核或真核表达系统比较而言,相对不够成熟,主要表现在外源蛋白的表达量较低、乳酸菌某些遗传背景不够清楚、操作比较繁琐、表达条件不够稳定等。而乳酸菌表达系统外源蛋白的表达量主要与乳酸菌表达载体启动子的活性密切相关。相关的研究表明乳酸菌宿主对表达载体的启动子要求比大肠杆菌(E.coli)更为严格,具有高度的选择性,因此在乳酸菌表达系统中,很少使用外源启动子。目前可用于构建乳酸菌表达载体的启动子数量相对较少,其中大多数乳酸菌表达载体的启动子活性不高,且需要诱导,这不仅降低了外源蛋白表达的效率,也使操作变得繁琐,更重要的是限制了乳酸菌的实际应用。而组成型启动子不需诱导等特殊条件即可在菌体存活期持续不断地表达外源基因,从而简化了操作过程、且具有相对较高的安全性,因此更适合在实际生产中应用。针对乳酸菌表达量低和诱导型启动子在实际应用方面限制等问题,本项研究构建了一株乳酸菌组成型启动子表达载体,并分离和测定了在食品和医药中广泛应用的短乳杆菌S层蛋白启动子的启动活性,为进一步构建乳酸菌组成型表达载体,拓展乳酸菌表达载体的应用范围奠定了基础。为了研究短乳杆菌S层启动子的活性,本研究以短乳杆菌全基因组DNA为模板,扩增出大小为357bp的S层启动子片段,以pPG612作为表达载体,分别以TGEV的N基因、大肠杆菌STa-LTB-STb-FaeG(简称SLSF)基因片段,构建了重组乳酸菌表达质粒pPG612-SlpA-N/pPG612-SlpA-SLSF,并电转化至四种乳酸菌—干酪乳杆菌L.casei393、植物乳杆菌L.plantarum、副干酪乳杆菌L. paracasei、乳酸乳球菌L.lactis中, SDS-PAGE结果显示,在干酪乳杆菌、植物乳杆菌及副干酪乳杆菌三种重组乳酸杆菌中均有大小约54ku和58ku的蛋白表达,所表达蛋白的大小与理论值相符;在乳酸乳球菌中则目的蛋白没有表达。Westernblot鉴定结果表明,三种重组乳酸杆菌表达的蛋白均可以被TGEV单抗上清以及LTB单抗上清所识别,证实了两种目的蛋白在三种乳酸杆菌中确实得到了表达。证明了S层启动子在这三种乳酸杆菌中具有活性,而在乳酸乳球菌中没有活性。为了探讨S层启动子的启动活性,在静止培养条件下,对三种不同宿主菌分别在不同时段(8h、12h、16h、20h、24h)取样,进行western blot鉴定分析,表明该启动子能够持续的启动蛋白表达,且在16h时表达量最大。同时,在最佳表达时间时对三种不同的重组菌分别取样,进行western blot鉴定分析,结果表明S层启动子在植物乳杆菌中活性最好,在干酪乳杆菌中活性稍差,在副干酪乳杆菌中活性最弱;而此前实验表明S层启动子在乳酸乳球菌中不表现活性。以上结果表明,短乳杆菌S层启动子在菌体生长过程中能够持续的表达外源蛋白,且具有严格的宿主选择性,在亲缘性较近的乳酸杆菌中活性相对较好。在此基础之上,我们利用发酵罐的培养方式对三种不同重组菌进行培养,更深程度的探讨了发酵罐中稳定的酸碱环境条件及更高的菌体密度对S层启动子的启动活性的影响。首先我们对在发酵罐培养条件下的菌体OD值进行了测定,结果表明在发酵罐培养条件下OD值能够达到静止培养条件下OD值的三到四倍;然后我们将pH值调定为不同的固定值,通过western blot鉴定分析,结果表明在pH5.5时,三种重组菌中的S层启动子的活性相对较好。而过酸及偏碱的环境都能不同程度的抑制启动子活性,且偏碱的培养基环境比过酸的环境更能够抑制启动子的活性。本实验前期研究的基础上,以外源功能性蛋白作为报告基因,利用S层蛋白启动子构建了重组乳酸杆菌组成型表达系统,证实启动子具有良好的活性,为进一步研究该启动子在不同宿主菌中调控外源蛋白表达的功能,鉴定和筛选组成型启动子奠定基础。