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赤红球菌甲苯胁迫响应蛋白基因的克隆、生物信息学分析和表达变化研究

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江西师范大学学报（自然科学版） 2022年第2期46卷 140-146页

作者：张帆袁媛曾艳付薇彭仁江西师范大学生命科学学院江西南昌330022

从赤红球菌SD3中克隆了一个甲苯胁迫响应蛋白基因tsrp1,该基因长度为417 bp,在GenBank的登录号为MK371001.该基因编码的蛋白质Tsrp1由138个氨基酸残基组成,理论分子量为14.2 kDa,理论等电点为4.82,不稳定系数为18.68,总平均疏水指数为-0... 详细信息

从赤红球菌SD3中克隆了一个甲苯胁迫响应蛋白基因tsrp1,该基因长度为417 bp,在GenBank的登录号为MK371001.该基因编码的蛋白质Tsrp1由138个氨基酸残基组成,理论分子量为14.2 kDa,理论等电点为4.82,不稳定系数为18.68,总平均疏水指数为-0.154,属于酸性稳定的亲水蛋白.Tsrp1无信号肽和二硫键、无跨膜区、无保守结构域,存在于细胞质中.在*** SD3中Tsrp1蛋白与***、***、***、***、***和***中的序列相似蛋白的相似性分别为94.93%、71.29%、67.96%、44.58%、42.05%和35.00%.通过分子对接发现Tsrp1与c-di-GMP存在相互作用.在甲苯和苯酚胁迫下,在赤红球菌SD3中tsrp1基因的表达分别为原来的40.19倍和14.73倍.

关键词：赤红球菌有机溶剂胁迫荧光定量PCR 生物信息学

高效赤红球菌协同CpG ODN增强鸡禽流感疫苗的免疫效力

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畜牧兽医学报 2022年第12期53卷 4367-4378页

作者：潘伟雄陈钰怡赵锃珏冯赛祥仇微红叶贺佳张玲华华南农业大学生命科学学院广东省农业生物蛋白质功能与调控重点实验室广州510642 华南农业大学兽医学院广州510642 广州市华南农大生物药品有限公司广州511300

禽类疫苗存在免疫效率低、免疫持续时间短和细胞免疫刺激不足等问题,新型禽类疫苗佐剂亟待开发。作者的前期研究证实,CpG ODN具有高度的安全性以及良好的细胞和体液免疫刺激功能,然而,CpG ODN的生产和使用成本十分高昂,尚未用于禽类疫... 详细信息

禽类疫苗存在免疫效率低、免疫持续时间短和细胞免疫刺激不足等问题,新型禽类疫苗佐剂亟待开发。作者的前期研究证实,CpG ODN具有高度的安全性以及良好的细胞和体液免疫刺激功能,然而,CpG ODN的生产和使用成本十分高昂,尚未用于禽类疫苗佐剂。为了降低成本并提升功效,基于TLR2和TLR21潜在的协同关系,本研究以禽流感疫苗为模式疫苗,探究了赤红球菌和CpG ODN协同刺激免疫的关系。通过HI试验、细胞增殖试验和相关细胞因子表达量的检测,证实了该复合佐剂具有更强大的体液免疫和细胞免疫提升功效,能提升Th 1型免疫反应,免疫保护持续时间长,同时还能增强系统和局部免疫。通过检测受体的表达量,确证了CpG ODN与赤红球菌之间存在着协同关系。此外,在CpG ODN剂量减半的复合佐剂刺激试验中,发现由于协同关系的存在,CpG ODN半剂量的复合佐剂仍具有良好的免疫刺激效果。本研究为进一步降低CpG制剂的生产和使用成本做了先行探究,为CpG制剂高效且成本可控地应用于禽类动物养殖,乃至畜牧养殖奠定了基础。

关键词：高效佐剂 CpG ODN 赤红球菌 Th1型免疫

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赤红球菌组氨酸激酶的融合表达和功能分析

食品科学 2021年第22期42卷 98-104页

作者：吴钟昊彭仁江西师范大学生命科学学院江西南昌330022

对赤红球菌的组氨酸激酶基因进行密码子优化,将优化后的组氨酸激酶基因(rhks)构建重组表达质粒pGEX-4T-2-rhks。将此质粒导入到大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达。在25℃和1 mmol/L异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷诱导条件下,组氨酸激酶... 详细信息

对赤红球菌的组氨酸激酶基因进行密码子优化,将优化后的组氨酸激酶基因(rhks)构建重组表达质粒pGEX-4T-2-rhks。将此质粒导入到大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达。在25℃和1 mmol/L异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷诱导条件下,组氨酸激酶融合蛋白(GST-RHK)获得成功表达,并具有催化活性。经谷胱甘肽琼脂糖亲和层析纯化,获得电泳纯的GST-RHK,其中纯化倍数为3.1,得率为19.5%。该蛋白大小约为72.75 kDa,K_(m)、V_(max)和K_(cat)值分别为20.92μmol/L、0.17μmol/(L·min)和1.4 min^(-1)。野生型赤红球菌、组氨酸激酶基因增强株sdrhkE和组氨酸激酶基因敲减株sdrhkD在分别含有苯酚、甲苯、氯苯、异辛烷4种有机溶剂的培养基中培养,菌株sdrhkD的生长情况都优于野生型赤红球菌,菌株sdrhkE的生长情况都低于野生型赤红球菌。本研究为进一步揭示赤红球菌SD3中组氨酸激酶涉及的信号转导途径与赤红球菌有机溶剂耐受性的关联机制提供一定参考依据。

关键词：组氨酸激酶赤红球菌表达与纯化有机溶剂耐受性

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赤红球菌提取物的制备及其化学成分分析

福建农业科技 2023年第4期54卷 42-47页

作者：程贤陈洲琴张祝兰杨煌建严凌斌王德森连云阳福建省微生物研究所/福建省新药(微生物)筛选重点实验室福建福州350007

为建立赤红球菌提取物制备新工艺,以赤红球菌Rhodococcus ruber FIM 12为试验材料,通过单因素试验优化赤红球菌提取物制备条件,并进一步分析其类脂化合物、总糖、氨基酸等主要成分。结果表明:赤红球菌提取物制备收率为100 g湿细胞可制备... 详细信息

为建立赤红球菌提取物制备新工艺,以赤红球菌Rhodococcus ruber FIM 12为试验材料,通过单因素试验优化赤红球菌提取物制备条件,并进一步分析其类脂化合物、总糖、氨基酸等主要成分。结果表明:赤红球菌提取物制备收率为100 g湿细胞可制备3.97 g赤红球菌提取物,其类脂化合物含量为17.48%,多糖含量44.1%,含有1种氨糖(细胞壁特征氨基酸)和18种氨基酸(其中包含8种人体必需氨基酸),种类较为丰富。研究结果可为深入开发利用赤红球菌提取物可供参考。

关键词：赤红球菌制备多糖氨基酸

赤红球菌SD3全基因组测序及其热休克蛋白DnaK的表达分析

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基因组学与应用生物学 2020年第4期39卷 1613-1620页

作者：樊欣彭仁江西师范大学生命科学学院南昌330022

红球菌属微生物因其自身较强的有机物耐受性和较宽的降解谱,能够适应多种生境而被广泛应用于生物脱硫、石油污染修复、有毒有机化合物降解、污水处理等领域。本研究利用单分子PacBio测序技术,对一株耐有机溶剂的赤红球菌SD3(Rhodococcus... 详细信息

红球菌属微生物因其自身较强的有机物耐受性和较宽的降解谱,能够适应多种生境而被广泛应用于生物脱硫、石油污染修复、有毒有机化合物降解、污水处理等领域。本研究利用单分子PacBio测序技术,对一株耐有机溶剂的赤红球菌SD3(Rhodococcus ruber SD3)全基因组进行测序并进行生物信息学分析。该菌株的全基因组长度大约为5.37 Mb,GC含量为70.63%,GenBank序列登录号为CP029146。使用Barrnap0.4.2和tRNAscan-SEv1.3.1软件对基因组中包含的rRNA基因和tRNA基因进行预测,发现有12个rRNA基因和53个tRNA基因。利用Glimmer3.02软件对该基因组进行基因预测,共得到5120个编码蛋白的基因。将预测的蛋白序列同时与KEGG、STRING和GO三类数据库进行Blastp比对,共计2836个蛋白基因获得COG功能注释,并且注释得到3130条GO功能条目和2190条KEGG通路条目。此外,基于荧光定量PCR的分析表明在甲苯和苯酚胁迫下,赤红球菌SD3中热休克蛋白DnaK的表达分别上调了29.87倍和3.93倍。这些研究结果为赤红球菌的遗传改造和揭示赤红球菌的有机溶剂耐受性机制提供了理论依据。

关键词：赤红球菌全基因组测序功能注释 DnaK基因荧光定量PCR

赤红球菌二鸟苷酸环化酶基因的克隆、信息学分析和转录变化研究

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基因组学与应用生物学 2020年第3期39卷 1128-1136页

作者：匡素芳彭仁江西师范大学生命科学学院南昌330022

本研究通过克隆赤红球菌SD3的二鸟苷酸环化酶(DGC)基因,并对该酶进行生物信息学分析,研究其在甲苯和苯酚胁迫下的转录水平变化,为进一步研究该酶和赤红球菌SD3有机溶剂耐受性之间的关系奠定基础。综合使用煮沸法和冻融法提取赤红球菌SD... 详细信息

本研究通过克隆赤红球菌SD3的二鸟苷酸环化酶(DGC)基因,并对该酶进行生物信息学分析,研究其在甲苯和苯酚胁迫下的转录水平变化,为进一步研究该酶和赤红球菌SD3有机溶剂耐受性之间的关系奠定基础。综合使用煮沸法和冻融法提取赤红球菌SD3的总DNA,利用PCR扩增和T载体克隆获得DGC基因序列;利用生物信息学手段对DGC的理化性质和结构特征进行分析;利用邻位相连法构建进化树;采用Discovery studio 3.5将DGC与底物GTP进行分子对接;采用qPCR方法分析DGC基因在甲苯和苯酚胁迫下的转录变化情况。克隆获得了赤红球菌SD3的DGC基因序列,在GenBank中的序列登录号为MH482549。该基因的开放阅读框长为1 332 bp,编码443个氨基酸,预测蛋白分子量为46.95 kD,是疏水性蛋白。无信号肽和二硫键,含有6段跨膜区,第181~316位氨基酸之间存在一个GGDEF保守结构域和c-di-GMP结合抑制位点(Ⅰ位点)。亚细胞定位分析表明,DGC属于质膜蛋白。DGC中超过50%的氨基酸参与形成α螺旋结构。进化树分析表明Rhodococcus ruber SD3和Rhodococcus aetherivorans的DGC聚为一簇,推测赤红球菌SD3的DGC也属于ClassⅢnucleotidyl cyclases家族,具有类似的分子功能。分子对接表明DGC和GTP分子通过疏水作用和氢键产生相互作用。qPCR结果表明在甲苯和苯酚胁迫下,赤红球菌SD3中DGC基因的转录分别上调了1.57倍和8.71倍。研究表明,赤红球菌SD3中的DGC催化GTP产生c-di-GMP,并且DGC基因的转录在有机溶剂胁迫下发生显著上调,这暗示c-di-GMP与赤红球菌SD3的有机溶剂耐受性可能相关。

关键词：二鸟苷酸环化酶赤红球菌基因克隆生物信息学分析荧光定量PCR

响应面法优化赤红球菌HDRR2Y发酵培养参数

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微生物学杂志 2022年第5期42卷 50-57页

作者：张淞胡晓娟徐煜徐创文杨铿苏浩昌徐武杰文国樑张建设曹煜成浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心浙江舟山316022 中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室/广东省渔业生态环境重点实验室广东广州510300 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

通过响应面法对硝化菌——赤红球菌(Rhodococcus ruber)HDRR2Y的发酵培养参数进行优化,以提高其活菌数。首先通过单因素实验筛选出赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源,并采用Plackett-Burman实验得到影响活菌数的显著因素,然后进行响应面实验... 详细信息

通过响应面法对硝化菌——赤红球菌(Rhodococcus ruber)HDRR2Y的发酵培养参数进行优化,以提高其活菌数。首先通过单因素实验筛选出赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源,并采用Plackett-Burman实验得到影响活菌数的显著因素,然后进行响应面实验,经最陡爬坡及回归分析得出最佳培养参数,最后以摇瓶实验检验其合理性。结果显示,赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源分别为乙酸钠和酵母膏+蛋白胨+氯化铵(1:1:1,质量比),显著影响活菌数的因素有碳、氮源及温度,经回归分析得到的最优培养参数为乙酸钠5.48 g/L、酵母膏+蛋白胨+氯化铵4.96 g/L、温度29.24℃、pH 7.0、转速200 r/min、MgSO_(4)0.2 g/L、KH_(2)PO_(4)0.5 g/L、NaCl 9 g/L、CaCl_(2)0.5 g/L、MnSO_(4)0.025 g/L、FeSO_(4)0.05 g/L、C_(5)H_(9)NO_(4)0.002 g/L、接种活菌数1×10^(4)cfu/mL、装液量40%(体积分数)、培养时间36 h。优化后的实际活菌数为1.54×10^(9)cfu/mL,远高于优化前的活菌数(1.8×10^(8)cfu/mL)(P赤红球菌HDRR2Y的发酵培养参数能大幅提高其发酵活菌数,为硝化菌剂的工业化生产提供数据参考。

关键词：赤红球菌硝化菌培养参数 Box-Behnken设计响应面分析

赤红球菌位点-2蛋白酶类似蛋白底物的筛选及其基因克隆和表达变化分析

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基因组学与应用生物学 2020年第11期39卷 5115-5130页

作者：吴钟昊彭仁江西师范大学生命科学学院南昌330022

位点-2蛋白酶(S2P)作为一种在大多数细菌中存在的金属蛋白酶,在受控膜内蛋白水解(RIP)中发挥重要作用。赤红球菌中关于S2P类似蛋白作用何种底物未见报道。本研究利用分子对接的方法在赤红球菌SD3中筛选S2P类似蛋白的底物,克隆底物蛋白基... 详细信息

位点-2蛋白酶(S2P)作为一种在大多数细菌中存在的金属蛋白酶,在受控膜内蛋白水解(RIP)中发挥重要作用。赤红球菌中关于S2P类似蛋白作用何种底物未见报道。本研究利用分子对接的方法在赤红球菌SD3中筛选S2P类似蛋白的底物,克隆底物蛋白基因,并进行生物学信息分析。通过筛选发现S2P类似蛋白的底物为一个组氨酸激酶。该基因在GenBank中的序列登录号为MN688330。它的开放阅读框长为1410bp,编码469个氨基酸,其蛋白分子量为49.62kD,信号肽存在几率为0.6765,信号肽锚定几率为0.2113,信号肽的切割位点位于35~36位氨基酸之间。该蛋白属于不稳定疏水性蛋白,同时有3个明显的疏水峰,没有二硫键,含有1段跨膜区,二级结构主要以α螺旋为主,亚细胞定位表明组氨酸激酶在细胞膜上发挥生物学作用。组氨酸激酶的第164~455位氨基酸之间包含多种保守结构域,属于多种超家族。进化树分析表明Rhodococcus ruber SD3和Rhodococcus pyridinivorans SB3094的组氨酸激酶聚为一簇。荧光定量PCR分析表明在甲苯和苯酚的胁迫下,组氨酸激酶的表达分别下调到对照样品的0.76倍和0.78倍。本研究为进一步揭示赤红球菌SD3中蛋白酶解所涉及的信号转导途径奠定基础。

关键词：组氨酸激酶赤红球菌位点-2蛋白酶生物信息学分析荧光定量PCR

一株石油降解赤红球菌(Rhodococcus rubber)特性及处理含油废水研究

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环境科学学报 2016年第10期36卷 3651-3657页

作者：刘猛陈吉祥周永涛赵霞孔令姣刘元利周敏兰州理工大学石油化工学院兰州730050 中石油北京天然气管道有限公司北京100101

从石油污染土壤筛选出一株高效石油降解菌JC-106,经细菌形态学、生理生化及16S r DNA序列分析鉴定为赤红球菌(Rhodococcus rubber).在温度15~40℃、初始p H 6~8、盐度0~4%条件下培养生长良好.该菌能利用十二烷、二十四烷、正辛烷、邻苯... 详细信息

从石油污染土壤筛选出一株高效石油降解菌JC-106,经细菌形态学、生理生化及16S r DNA序列分析鉴定为赤红球菌(Rhodococcus rubber).在温度15~40℃、初始p H 6~8、盐度0~4%条件下培养生长良好.该菌能利用十二烷、二十四烷、正辛烷、邻苯二酚、蒽、萘为唯一碳源生长.在较低温度下能有效降解原油,在15和35℃培养15 d对原油降解率分别为41.61%和58.18%,GC-MS分析发现原油组分中正构烷烃(C14~C44)降解率达到96.13%.在含1000 mg·L^(-1)原油的人工废水中加入2%(V/V)赤红球菌JC-106菌悬液,采用SBR间歇式活性污泥法处理含油废水,15 d后出水COD、NH_4+-N、TP平均去除率分别为96.49%、96.88%、99.15%,原油去除率为92.43%,对照组原油去除率仅为53.80%.JC-106在含油废水中稳定生长,数量维持在4.8×1010~1.0×1011cfu·mL^(-1)左右.

关键词：石油降解赤红球菌 GC-MS 含油废水