《Plantaricin ZJ316 生物合成的基因調控機制》是依託浙江工商大學，由顧青擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Plantaricin ZJ316 生物合成的基因調控機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顧青
- 依託單位：浙江工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由某些乳酸菌產生的羊毛硫細菌素（lantibiotic）是一類具有獨特抗菌作用的翻譯後修飾肽，作為新型的食品防腐劑有很好的套用前景。該類抗菌肽的基因表達調節和信號應答關係的確立能為抗菌肽的高效合成提供分子生物學基礎。研究組已在植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum ZJ316）中分離到一個新的小分子量羊毛硫細菌素plantaricin ZJ316，擬通過設計簡併引物克隆抗菌肽的結構基因，了解抗菌肽的生物合成基因簇，推定轉錄激活調控基因，構建抗菌肽表達調控基因缺失突變體，分析與抗菌肽表達信號傳導系統相關基因的功能，揭示抗菌肽調節和信號應答關係的分子基礎，弄清抗菌肽plantaricin ZJ316結構基因遺傳調控的分子機制。項目的完成不僅有助於我們更全面系統地認識乳酸菌抗菌肽生物合成的基因調控機制，還可為lantibiotic的套用提供堅實的理論基礎。
結題摘要
植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)，是人體胃腸道菌群中占優勢的菌種，被認為是有益於腸道健康的重要益生菌之一。L. plantarum ZJ316，最初分離自健康嬰兒的糞便樣品中，有多種益生功能，如改善仔豬的生長和豬肉的品質，在體外對包括藤黃微球菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌和單增李斯特氏菌等在內的多種病原微生物有拮抗作用。L. plantarum ZJ316全基因組測序完成，揭示其含有一個包括3,203,964對鹼基的環形染色體，3,159個預測的開放閱讀框。已全基因組測序的9個L. plantarum的pln基因簇顯示了高度的易變性。其中，僅L. plantarum ZJ316和NC8具有可誘導的IIb類細菌素NC8βα和它們相應的免疫蛋白NC8c的編碼基因。ZJ316和NC8也有相似的調控操縱子，均在染色體基因組上，包括編碼誘導肽的plNC8IF和組氨酸蛋白激酶的plNC8HK，代替了其它菌株中的plnABC。但是ZJ316缺少plnD編碼的調節基因和細菌素plnEFI操縱子。ZJ316的pln位點內有三個轉座子，其中兩個正好替換了plnIFE和plnD所在位置。在L. plantarum 16和P8中只有轉運操縱子plnGHSTUVW和細菌素操縱子plnEFI，沒有完整的pln基因簇。研究組將來自Lactobacillus plantarum ZJ316的細菌素K和J克隆到大腸桿菌中，並實現活性表達，分離純化抗菌肽。同時，克隆抗菌肽相關轉運蛋白基因、免疫基因及調控基因，並進行大腸桿菌體系的表達和蛋白純化，為明確這些基因的功能打下基礎。plantaricin ZJ316免疫基因plnL的克隆及轉化大腸桿菌，顯示基因PlnL具有免疫蛋白特性；plantaricin ZJ316 ABC轉運蛋白基因plnH的克隆和異源表達，及蛋白功能初步分析，證明PlnH參與ABC轉運系統來負責抗菌肽向胞外運輸；plantaricin ZJ316合成的群體感應系統研究，ZJ316缺少PlnC(C)和PlnD(D) 編碼的調節基因，但是其抗菌肽基因的表達還可以受通常的plnABCD群體感應系統(Quorum sensing，QS)調控。
