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瑞士乳杆菌S-层蛋白基因的克隆与表达
作 者: 杨秀华
导 师: 李宗军
学 校: 湖南农业大学
专 业: 营养与食品卫生学
关键词: S-层蛋白 乳酸菌 黏附 克隆 表达 纯化
分类号: Q78
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
乳酸菌在自然界分布广泛,特别是在碳水化合物和蛋白质丰富的地方如植物和发酵食品,属G+菌,以发酵糖类生成乳酸为主要特点或以乳酸为主要终产物。而且,乳酸菌还是人和动物肠道及泌尿生殖道的正常菌群。如嗜酸乳杆菌,短乳杆菌及瑞士乳杆菌等。瑞士乳杆菌是同型发酵嗜热乳酸菌,常用于瑞士产及意大利长成熟期型乳酪,比如瑞士多孔奶酪,格拉那奶酪,及普罗卧干酪奶酪等。而且瑞士乳杆菌是应用最普遍的自然发酵剂。S-层蛋白(surface layer protein, slp)是一些细菌及古细菌细胞壁表面所包被的生物活性大分子。这种蛋白能够形成周期性的有序结构,如倾斜形,正方形或是匀称的六边形。最新研究表明,这些结构是通过非共价键相互作用,在熵驱动下自我组装而成。鉴于其高度周期有序的多孔超微结果,使S-层蛋白在生物技术、纳米技术、生物医学等方面都具有多种应用前景。对于S-层蛋白的功能还不是很清楚,目前认为它具有保护菌体避开不利环境,维持细胞形状及黏附功能。许多乳酸菌能够黏附到小肠上皮细胞,Caco-2细胞,黏液,DC (dendritic cell)及胞外基质(extracellular matrix)等。此外经提取的S-层蛋白还能够抑制肠出血性大肠埃希菌与宿主上皮细胞的黏附作用。在本研究中,通过PCR获得了瑞士乳杆S-层蛋白的基因,并表达于大肠杆菌JM109中,为将来开展进一步研究打下了基础,得到了以下主要研究结果。1以瑞士乳杆菌ATCC 15009 S-层蛋白基因为模板,利用primier5.0设计引物,通过PCR得到瑞士乳杆菌S-层蛋白基因。2成功将瑞士乳杆菌S-层蛋白基因表达于E.coli JM109中,而且在20℃,0.6 mM IPTG,150rpm条件下诱导过夜,蛋白表达量较大,经Ni-NTA纯化,得到了较纯的蛋白,可以用于下一步的研究。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第一章 文献综述 8-21 1 S-层蛋白结构特点 8-9 2 乳酸菌S-层蛋白 9-15 2.1 乳酸菌S-层蛋白结构特点 9-10 2.2 乳酸菌S-层蛋白功能 10-11 2.3 乳酸菌S-层蛋白与宿主间的黏附机制 11 2.4 影响乳酸菌S-层蛋白黏附因素 11-12 2.5 S-层蛋白与细胞壁间的黏附 12 2.6 乳酸菌S-层蛋白的多样性 12-15 3 乳酸菌S-层蛋白的研究方法 15-16 3.1 超微结构研究技术 15 3.2 黏附作用研究技术 15-16 3.3 基于S-层蛋白的表面展示技术 16 4 乳酸菌S-层蛋白应用举例 16-20 4.1 S-层蛋白与免疫学 16-19 4.2 S-层蛋白与微生态制剂 19-20 5 乳酸菌S-层蛋白基因克隆与表达研究进展 20-21 第二章 瑞士乳杆菌S-层蛋白基因的克隆 21-28 引言 21 1 材料与方法 21-24 1.1 材料与设备 21-23 1.1.1 材料 21 1.1.2 主要药品与试剂 21-22 1.1.3 主要仪器设备 22-23 1.2 方法 23-24 1.2.1 从瑞士乳杆菌中制备基因组DNA 23 1.2.2 引物设计 23 1.2.3 PCR扩增S-层蛋白基因片段 23-24 1.2.4 基因序列测定 24 2 结果与分析 24-26 2.1 引物设计 24 2.2 PCR反应体系优化 24 2.3 PCR结果 24-25 2.4 PCR产物测序 25-26 3 讨论 26-27 4 小结 27-28 第三章 瑞士乳杆菌S-层蛋白基因的表达 28-38 引言 28 1 材料与方法 28-35 1.1 材料与设备 28-29 1.1.1 材料 28 1.1.2 主要药品与试剂 28-29 1.1.3 主要仪器设备 29 1.2 方法 29-33 1.2.1 PCR产物与原核表达载体pQE30的连接 29-33 1.3 转化子的检测 33 1.4 S-层蛋白基因诱导表达及蛋白检测 33-35 2 结果与分析 35-37 2.1 基因片段与T载体连接 35 2.2 pQE30与外源片段连接 35-36 2.3 诱导表达 36-37 3 讨论 37 4 小结 37-38 第四章 表达瑞士乳杆菌S-层蛋白的纯化 38-42 引言 38 1 材料与方法 38-40 1.1 材料与设备 38-39 1.1.1 材料 38 1.1.2 主要药品与试剂 38 1.1.3 主要仪器设备 38-39 1.2 方法 39-40 1.2.1 在变性条件下制备大肠杆菌裂解液 39-40 1.2.2 SDS-PAGE分析 40 2 结果与分析 40-41 3 讨论 41 4 小结 41-42 本文主要结论 42-43 创新点与展望 43-44 参考文献 44-52 致谢 52-53 作者简介 53-54 附件1 54-58
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中图分类: > 生物科学 > 分子生物学 > 基因工程(遗传工程)
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