食品级表达载体及应用

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食品级表达载体及应用

   乳酸菌作为益生菌的主要来源,一般认为是安全的食品级微生物,它的应用也是和食品密切相关。随着人们对食品安全问题日益重视,众多学者一直致力于高效、无毒副作用的乳酸菌表达载体的研究。

基因表达载体条件

   1)转化载体的宿主菌必须是食品级微生物。

   2)乳酸菌基因载体必须是食品级。

   3)乳酸菌使用的诱导物必须是食品级。

食品级表达系统

   在食品级乳酸菌中已经形成了一系列适合乳酸菌的基因表达系统,例如:糖诱导表达系统,噬菌体Φ31爆发式诱导的表达系统、乳链球菌素调控表达系统、pH值调控表达系统等。

糖诱导表达系统

   乳酸菌基因组中含有糖代谢相关基因簇,在以各种糖类为碳源的培养基上生长。在乳酸菌的糖诱导表达系统中,主要应用的是糖类选择标记。糖类作为食品级诱导物,可以作为非抗生素抗性的选择标记进行应用。大多数表达系统使用乳糖作为选择标记来诱导基因表达。

乳链球菌素调控表达系统

   在乳链球菌素调控表达系统中,应用了细菌素抗性选择标记。细菌素是细菌在代谢过程中产生的一种具有抗菌特性的蛋白质,菌体本身对细菌素具有免疫性。常用的食品级细菌素为乳链球菌素,又名乳链菌肽(Nisin),此食品级诱导物控制的基因表达系统为NICE基因表达系统,是由de Ruyter等它是以Nisin生物合成基因簇(包括结构基因nis A)的启动子Pnis A和双组分调节系统基因nis RK为基础,由Nisin诱导而自我调节的系统。

噬菌体Φ31爆发式诱导的表达系统

   在乳酸菌的噬菌体诱导表达系统中,通过Φ31侵染后进行诱导表达。此系统中应用的表达载体pTRK391, 是由Lac Z基因以及Φ31启动子P8625构成,构建载体后侵染乳酸菌菌株,构建噬菌体诱导系统,,启动蛋白的高效表达,但是会促进乳酸菌宿主菌的裂解,因此噬菌体表达系统并没有被广泛应用。

pH值调控表达系统

   Madsen等通过研究发现了受p H值调节的启动子P170,构建了表达载体pAMJ529、pAMJ536和pAMJ547, 转化后发现,当pH值为5.5时,菌株能够生长,当上调至7.0时表达受到抑制,停止生长。通过调节不同的pH值, 进行调控系统的诱导表达。

乳酸菌表达载体的应用

   乳酸菌是人体内必不可少且具有重要生理功能的菌群,广泛存在于人体肠道中,调节着人体的肠道健康, 与人们的健康长寿有着直接关系。乳酸菌作为安全级食品菌株,通过对其深入研究,应用乳酸菌基因表达载体构建重组菌株,及其产生的大量酶、多肽、中间代谢物等表达产物,可以应用于食品、医药、保健业和工业等领域,有巨大的应用前景和潜在的商业价值。乳酸菌表达载体的广泛应用,提高了酶制剂、胞外多糖等代谢物质的产量,对食品、医药和工业等领域的发展具有一定的促进作用。