全 文 ：研究报告
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010年第 10期
抗氧化酶过表达对趋磁螺菌MSR1耐氧性的影响
刘聪 李颖 李季伦 姜伟 田杰生
(中国农业大学生物学院 农业生物技术国家重点实验室,北京 100193)
摘 要: 在格瑞斯瓦尔德磁螺菌 (M agnetosp irillum gryphisw aldense)M SR1中分别过量表达 3种抗氧化酶 Fe超氧化物歧
化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶 H PII, 并分析过量表达这 3种酶对趋磁螺菌 M SR1耐氧性的影响。通过 PCR分别扩
增大肠杆菌 DH 5的 Fe超氧化物歧化酶 ( sodB)、谷胱甘肽过氧化物酶 ( b tuE)、过氧化氢酶 H PII( katE) 基因序列,将前两个片
段分别连接到广宿主质粒 pBBR1MCS2上, 后一个片段连接到广宿主质粒 pBBR1MCS5上, 构建成表达质粒 pBBR1MCS
sodB, pBBR1M CSbtuE和 pBBR1MCSkatE,将 3个质粒通过双亲接合转移的方法分别转入趋磁螺菌 MSR1。 3种抗氧化酶过
表达对趋磁螺菌 MSR1耐氧性影响的试验结果为过量表达 Fe超氧化物歧化酶对菌体生长影响不明显;过量表达谷胱甘肽过
氧化物酶、过氧化氢酶 HPII使趋磁螺菌 M SR1致死。上述试验结果表明抗氧化酶系在菌体耐氧过程中的全局协调调控的重
要性。
关键词: 趋磁螺菌 M SR1 Fe超氧化物歧化酶 谷胱甘肽过氧化物酶 过氧化氢酶 HPII
Effects ofAntioxidant EnzymeOverexpression on Oxygen
Tolerance ofMagnetosirillum gryphiswaldenseMSR1
L iu Cong L iY ing L i J ilun J iangW ei T ian J iesheng
(S tateK ey Laboratory of AgriculturalB iotechnology, China Agricultural University, College of B iological Sciences, Beijing 100193)
Abstrac:t In th is study, genes of Fesuperox ide d ism utase ( sodB ), g luta th ioneperox idase ( btuE ) and cata lase HPII ( katE)
w ere overexpressed in theMagnetosp irillum gryph isw aldenseMSR1, respective ly. The effec ts o f these three enzymes overexpress ion
on the oxygen tolerance o fM SR1 w ere analyzed. sodB, btuE and katE gene were am plified by PCR from E. co li DH5. sodB and butE
genew ere connec ted w ith pBBR1MCS2, and katE gene was connected w ith pBBR1M CS5 to construct the express ion plasm id pB
BR1MCSsodB, pBBR1MCSb tuE and pBBR1MCSkatE, and then, these three expression plasm ids w ere transferred toMagnetosp iril
lum gryphisw aldenseM SR1 by conjugation, respectively. The results o f to lerance o fM SR1 to oxygen show ed that the overexpress ion
o f Fesuperox ide dismutase in MSR1 had no obv ious effects on ce ll g row th, and the overexpression o f g lu tathionepe rox idase and cata
laseH PII resu lted in the death ofMSR1. Th is resea rch revealed that the coord ination regulation of antiox idant enzym e sy stem in bacte
riaw as importan t.
Key words: M. gryphiswald enseM SR1 Fesuperox ide d ism utase G luta th ione perox idase CatalaseH PII
收稿日期: 20100612
基金项目:国家自然科学基金面上项目 ( 30970041 )
作者简介:刘聪,女,硕士,研究方向:趋磁细菌磁小体合成机理; Em ai:l l iucong19832006@ 163. com
通讯作者:田杰生,副教授,硕士生导师,研究方向:趋磁细菌磁小体合成机理; Em ai:l tianhom e@ cau. edu. cn
趋磁细菌 (M agneto tactic bacteria)是由美国学者
B lakemo re在 1975年发现的一类奇异细菌 [ 1]。趋磁
细菌是细胞内含有成链状排列的纳米磁小体 (mag
netosome),能够延磁力线方向运动的细菌的总称。
磁小体是由脂膜包被的 Fe4O3或 Fe3 S4晶体, 与人工
合成的磁颗粒相比, 具有晶型稳定, 体积小, 有外膜
包被, 不易聚集, 且无毒无害, 分散性较好等特点。
在免疫检测、固定化酶、靶向治疗和核酸分离纯化等
方面显示出很强的优势, 具有广阔的应用前景。但
磁细菌一般生活在微好氧环境下, 对营养要求很苛
刻, 可以生长的氧浓度范围比较窄,很难控制其供氧
条件,不利于大量发酵培养 [ 2]。
生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 10期
过氧化氢酶、谷胱苷肽过氧化物酶、超氧化物歧
化酶是清除生物体内自由基的 3种关键酶, 与降低
氧气对机体的毒害作用有直接联系。过氧化氢酶又
称触酶 ( catalase, CAT) , 以过氧化氢为底物, 通过催
化电子转移而最终将其分解为水和氧气, 是一类末
端氧化酶。已有研究表明, 几乎所有需氧微生物中
都存在 CAT[ 3 ] ,主要用于清除机体内的 H 2O2, 从而
减少 H 2O2生成羟基自由基的毒害作用。谷胱苷肽
过氧化物酶 ( GSH Px )能清除代谢过程中所产生的
活性氧自由基,分解 H 2O2成为 H 2O。超氧化物歧化
酶 ( superox ide dismutase, SOD)能专一地清除生物
氧化过程中产生的超氧阴离子自由基。一般认为微
好氧菌之所以对氧气浓度要求严格是因为其缺少某
种清除其体内自由基的酶。
目前对细菌耐氧机制的研究主要集中在细胞水
平上, 如通过分析抗氧化酶酶活对双歧杆菌耐氧机
制的影响 [ 4] , 在分子水平上的研究较少, 而对趋磁
细菌的耐氧机理的研究尚未见报道。本试验所采用
的趋磁螺菌 MSR1是 1991年 Schle ifer等 [ 5]在德国
格瑞菲斯瓦尔德地区水域中分离出的一株微好氧
菌, 其培养一直受供氧条件的限制, 难于大规模发
酵,导致磁小体生产成本较高。本研究在微好氧菌
趋磁螺菌 MSR1中分别过表达 Fe超氧化物歧化
酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶 HPII, 并分析
这 3种抗氧化酶对菌体耐氧性的影响。从而为揭示
细菌的耐氧机制提供基础理论依据。近而为探索提
高趋磁螺菌 MSR1耐氧性的新途径、降低趋磁螺菌
的培养成本和磁小体的生产成本提供理论基础。
1 材料和方法
11 材料
111 菌株和质粒 格瑞菲斯瓦尔德磁螺菌 (M.
gryph isw aldense )M SR1购于德国菌种保藏中心, 菌
株号 DSM 6361。大肠杆菌 ( E scherichia co li ) DH5
和 S171, 质粒 pBBR1MCS2和 pBBR1MCS5均为
本实验室保存。
112 试剂和酶 DNA快速纯化回收试剂盒和质粒
小量提取试剂盒购自汇天东方生化科技公司。Pfu
高保真酶购于天根生化科技 (有限 )公司。各种限制
性内切酶、T4DNA连接酶购自 TaKaRa公司。超氧化
物歧化酶 ( SOD)试剂盒购于南京建成生物科技有限
公司。各种试剂购自广达益恒科技有限公司。抗生
素购自经科宏达科技有限公司。引物合成和 DNA测
序由上海英骏生物技术有限公司 ( Inv itrogen)完成。
113 培养基 大肠杆菌培养采用 LB培养基 [ 6] ,用
于接合试验的大肠杆菌的培养采用 LC培养基: 蛋白
胨 10 g, NaC l 5 g, 酵母粉 5 g,蒸馏水 1 000 mL。趋
磁细菌 MSR1的培养采用 LAY培养基: 乳酸钠 225
g, NH4 C l 0. 61 g, 酵母粉 0. 1 g, K2HPO4 0. 5 g, M g
SO4 7H2O 0. 1 g, 硫代乙醇酸钠 0. 05 g, 柠檬酸铁
储液 ( 10mmo l/L ) 6mL,矿质元素混合液 5 mL,蒸馏
水 1 000mL。接合试验中趋磁细菌的培养采用乳酸
钠谷氨酸钠 ( LG)培养基:乳酸钠 225 g, L谷氨酸
钠 4 g, K2HPO4 0. 5 g, M gSO4 7H2O 0. 1 g, 硫代乙
醇酸钠 0. 05 g,柠檬酸铁储液 ( 10mmol /L ) 6mL, 矿
质元素混合液 5mL,蒸馏水 1 000mL。矿质元素混
合液 ( g /L ): 氨三乙酸 15, M gSO4 7H2O 3, M nSO4
2H 2O 0. 5, NaC l 1, FeSO4 7H2O 0. 1, CoSO4
7H2O 0. 18, CaC l2 2H 2O 0. 1, ZnSO4 7H 2O 0. 18,
CuSO4 5H 2O 0. 01。庆大霉素 ( Gm )在 E. coli中的
使用浓度为 20 g /mL,在 M. gryphiswaldense中的使
用浓度为 5 g /mL;卡那霉素 ( Km )在 E. coli中的使
用浓度为 50 g /mL, 在M. gryph isw aldense中的使用
浓度为 5 g /mL; 萘啶酮酸 ( Nx )在 M. gryphiswal
dense中的使用浓度为 5 g /mL。
12 引物
根据 GenBank中大肠杆菌的 Fe超氧化物歧化
酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶 HPII的基因
片段 sodB、btuE和 katE的序列信息分别用 DNAman
软件设计扩增基因全长的引物 (不带有启动子, 但
是含有 RBS序列, 启动子使用质粒上的 LacZ启动
子 ) ,并在各自的 5 末端分别加上酶切位点 (表 1)。
表 1 试验中所用的引物
基因名称 引物序列 ( 5 - 3 ) 长度 ( bp)
sodB
CCCAAGCTTACCCTATCCATACGCACAAT
CGGGATCCGAGTGCCTTATCCGACCTAC
730
btuE
CCCAAGCTTCAACGCCATGACACTTCAGC
CGGGATCCGAAATCAGATGGTCGAAATCAG
2 200
ka tE
AACTGCAGCCAGAATAGTCTCCGAAGCG
GCTCTAGATGCGCCGCTTGAGACTGCTG
2 300
216
2010年第 10期 刘聪等 :抗氧化酶过表达对趋磁螺菌 MSR1耐氧性的影响
13 基因的克隆和鉴定
分子生物学操作如 PCR扩增, 限制性酶切, 连
接和转化按照分子克隆试验指南进行 [ 6]。
3个酶的全长基因的扩增模板 DNA均来自菌
株 DH5, 菌落 PCR。 sodB基因 PCR扩增条件:
94! 5m in; 94! 30 s; 53! 30 s; 72! 1 m in, 30个
循环; 72! 10m in; 4! 1m in。 btuE基因 PCR条件:
94! 5m in; 94! 50 s; 53! 50 s; 72! 210 s, 30个循
环; 72! 10 m in; 4! 1 m in。katE基因 PCR条件:
94! 5m in; 94! 50 s; 50! 50 s; 72! 210 s, 30个循
环; 72! 10 m in; 4! 1 m in。
PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳初步鉴定后,
酶切 sodB和 btuE基因 PCR产物分别与质粒载体
pBBR1MCS2用 T4 DNA连接酶连接; 酶切 katE基
因 PCR产物与质粒载体 pBBR1MCS5用 T4 DNA连
接酶连接,并转化 DH5。 sodB和 btuE基因的转化
子通过卡那抗性 LB平板筛选, katE基因的转化子
通过庆大抗性 LB平板筛选。涂板之前分别加入 X
gal和 IPTG进行蓝白筛。过夜培养后, 分别挑取白
色单菌落进行质粒提取, 而后对提取的质粒分别进
行限制性内切酶酶切分析,鉴定阳性重组子 pBBR1
sodB、pBBR1MCSb tuE和 pBBR1MCSkatE。进一步
用启动子通用引物分别测序验证。将测序正确的质
粒分别转化到大肠杆菌 S171中。
14 对照菌株
将空载质粒 pBBR1MCS2和 pBBR1MCS5转
化进入大肠杆菌 S171中,作为对照菌株。
15 双亲接合转移
以含有质粒的 E. coli S171作为供体菌,挑一
单菌落接到 LB液体培养基 (带有质粒抗性 )中,
37! 200 r /m in恒温培养过夜;将 0. 5 mL过夜培养
物转接于 2 mL LC (无抗性 )培养基中, 30! , 120 r/
m in恒温振荡 25 h;将M. gryphisw aldenseMSR1转
接到 LAY培养基 (无抗性 )中, 30! 120 r /m in恒温
振荡培养 48- 72 h; 取 15 mLM. gryphisw aldense
MSR1培养物, 12 000 r /m in离心 30 s,弃上清;加入
0. 5mL E. coli S171的培养物 12 000 r /m in离心 30
s, 弃上清;加入 15 mL无抗性的 LG液体培养基洗
菌体, 12 000 r/m in离心 30 s, 弃上清;加入 0. 05 mL
无抗性的 LG液体培养基重新悬浮菌体; 将混合物
涂于尼龙膜上 ( 25 mm, 0. 22 m ), 将尼龙膜放在无
抗性的 LG培养基平板上, 30! 培养 8 h; 用微量进
样器吸取 50 L LG培养基清洗尼龙膜,将菌液重新
吸到 1 mL LG (无抗性 )培养基中, 30! , 120 r/m in
复壮培养 2 h, 然后涂板。转入 pBBR1MCSsodB、
pBBR1MCSbtuE和 pBBR1MCS2的质粒涂布在卡
那抗性的 LG平板上。而转入 pBBR1MCSkatE以及
pBBR1MCS5的质粒涂布在庆大抗性 LG平板上,将
平板封膜创造微好氧环境促进菌体生长。
16 酶活性检测
对照趋磁螺菌 MSR1(野生型 )在无抗性液体
LYA培养基中培养, 转入空载质粒 pBBR1MCS2的
MSR1和转入 pBBR1sodB的 MSR1分别在卡那抗
性 LYA液体培养基中培养 16 h,分别取 200mL菌
液, 12 000 r /m in离心 10 m in; 弃去上清,以 0. 9%生
理盐水洗涤菌体, 12 000 r /m in离心 10 m in进行 2
次; 弃去上清,以 20 mL 0. 9%生理盐水将冷冻菌体
制成菌悬液;在冰浴中连续吹加 N 2条件下对细胞超
声波破碎: 300W, 工作时间 3 s, 间停时间 6 s, 30
个循环, 取上清即为粗酶液。使用试剂盒测定超氧
化物歧化酶酶活。
2 结果
21 目的基因的扩增
利用大肠杆菌菌体进行菌落 PCR。分别 PCR
扩增获得 sodB、btuE和 katE基因, 并利用 0. 8%琼
脂糖凝胶电泳检测,表明 sodB(图 1)、btuE (图 2)和
katE (图 3)扩增产物大小分别在 730、2 200和 2 300
bp附近,与片段预期扩增结果相符。
图 1 sodB基因片段的 PCR扩增
217
生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 10期
图 2 btuE基因片段的 PCR扩增
图 3 katE基因片段的 PCR扩增
22 基因重组原核表达质粒的构建及鉴定
PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳初步鉴定后,
sodB和 b tuE基因酶切 PCR产物分别与质粒载体
pBBR1MCS2用 T4DNA连接酶连接, katE酶切 PCR
产物与质粒载体 pBBR1MCS5用 T4 DNA连接酶连
接, 并转化 DH5。 sodB和 b tuE基因的转化子通过
卡那抗性 LB平板筛选, katE基因的转化子通过庆
大抗性 LB平板筛选, 3个基因重组表达质粒的构建
如图 4所示。涂板之前加入 Xgal和 IPTG进行蓝
白筛。过夜培养后, 挑取白色 sodB和 btuE基因重
组菌落于 LB (含 50 g /mL卡那霉素 )液体培养基
中, 挑取 katE基因重组菌落于 LB (含 20 g /mL庆
大霉素 )液体培养基中摇菌过夜, 用质粒提取试剂
盒提质粒,通过 0. 8%的琼脂糖电泳初步筛选出阳
性质粒,对所提取的 sodB和 btuE基因重组质粒经
过 BamH I和 H ind III双酶切, 分别获得约 730 bp
(图 5)和 2 200 bp(图 6)的目的片段。对所提取的
katE基因重组质粒经过 P st I和 Xal I双酶切, 获得
约 2 300 bp(图 7)的目的片段。对鉴定为阳性的重
组质粒中的插入片段进行序列测定, 测序结果表明
所获得 3个基因与大肠杆菌中的相应序列比对, 同
源性全部为 100%。
图 4 sodB, b tuE, ka tE表达载体的构建
218
2010年第 10期 刘聪等 :抗氧化酶过表达对趋磁螺菌 MSR1耐氧性的影响
图 5 sodB基因重组表达质粒酶切鉴定
图 6 b tuE基因重组表达质粒酶切鉴定
图 7 katE基因重组表达质粒酶切鉴定
23 三种抗氧化酶的过表达对 MSR1菌体生长的
影响
231 超氧化物歧化酶过表达对 MSR 1菌体生
长的影响 分别将质粒 pBBR1sodB (含有 SOD
酶基因 )与 pBBR1MCS2 (空质粒 )通过双亲接
合转入 M SR1, LG培养基平板抗性筛选之后, 将
长出的单菌落划线之后, 再转接到 LYA液体培养
基中摇瓶培养。将两株菌接入 IPTG ( 1 mm o l/L )
和 Km ( 5 g /mL )的液体 LYA培养基中培养 16
h, 分别测定超氧化物歧化酶活性和菌体生长情
况 (表 1 )。由表 1可以看出在 M SR1中过量表
达超氧化物歧化酶后, 其酶活迅速增加, 而菌体
生长情况变化不大。
表 1 超氧化物歧化酶活性和菌体生长的测定
MSR1
(野生型 )
M SR1
( pBBR1MCS2)
MSR1
( pBBR1sodB )
SOD活力 ( U) 109 105 235
OD 565 0. 98 0. 96 0. 97
232 谷胱甘肽过氧化物酶过表达对 MSR1菌体生
长的影响 分别将质粒 pBBR1btuE与 pBBR1MCS2
通过双亲接合转移转入 MSR1中, LG培养基平板抗性
筛选,发现转入空质粒的平板上 4 d就长出几百个单菌
落。而转入 pBBR1btuE的菌体不长。重复双亲接合 3
次结果大致相同,可断定菌体致死。
233 过氧化氢酶 HPII过表达对 MSR1菌体生
长的影响 分别将质粒 pBBR1katE与 pBBR1MCS
5通过双亲接合转入 MSR1, LG培养基平板抗性筛
选, 发现转入空质粒的平板上 4 d就长出几百个单
菌落。而转入 pBBR1ka tE的菌体不长,重复双亲接
合 3次结果大致相同,可断定菌体致死。
4 讨论
微好氧菌一般只能在较低的氧分压下才能正常
生长。需氧生物以氧气作为呼吸链的最终电子受
体,并产生能量,氧气进入体内要经过 4个步骤才能
变成水,这个过程中会产生 3种自由基,超氧化物自
由基、过氧化氢和氢氧化物自由基:
O2 + e
-
O
-
2 Superox ide
O
-
2 + e
-
+ 2H
+ H 2O 2 Hydrogen perox ide
H2O2 + e
-
+ H
+
H2O + HO
H ydroxy l radical
HO + e- + H + H 2O
Overal:l O2 + 4e
-
+ 4H
+
2H 2O W ater
完全好氧菌有完善的清除自由基的酶系, 包括
过氧化氢酶,过氧化物酶和超氧化物歧化酶:
C ata lase: H 2O2 + H2O2 2H 2O+ O2
Perox idase: H 2O 2 + NADH + H
+
2H 2O
+ NAD
+
Superox ide d ismu tase: O
-
2 + O
-
2 + 2H
+
219
生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 10期
H 2O2 + O2
Superox ide dismutase /catalase: 4 O
-
2 + 4H
+
2H2O + 3O2
而微好氧菌的清除自由基的酶系并不完善,一
般认为可能缺少 3种酶中的一种, 从而使其只能在
较低的氧分压下生长。
MSR1是一种微好氧菌。其基因序列已经公布,
对其基因序列分析表明, MSR1含有一种过氧化氢
酶, 一种谷胱甘肽过氧化物酶和一种超氧化物歧化
酶,而且本实验室对 MSR1中 3种酶活测定表明, 确
实具有 3种酶的活性。虽然 MSR1含有 3种酶,那么
为什么它还是微好氧菌呢? 对好氧微生物大肠杆菌
基因组序列的分析发现,大肠杆菌具有两种超氧化物
歧化酶 [ 7] ,两种过氧化氢酶 [ 8] ,一种谷胱甘肽过氧化
物酶 [ 9]。以超氧化物歧化酶为例,大肠杆菌中的两个
超氧化物歧化酶基因 sodA与 sodB, 前者编码 Mn
SOD,后者编码 FeSOD。MnSOD是诱导表达, 只有
在氧分压很高时,或者突然暴露在高氧分压条件下才
诱导表达。而 FeSOD为组成型表达 [ 10] ; M SR1之
所以微好氧的可能的原因: 与大肠杆菌相比, M SR1
清除氧自由基 3种酶系统相对简单,调节能力较差,
无法耐受较高的氧浓度。
本试验在 MSR1中分别过表达 FeSOD酶,谷
胱甘肽过氧化物酶, 和过氧化氢酶 HPII,从而分析
这 3种酶对 MSR1耐氧性的影响, 进而探索增强菌
株 MSR1清除自由基能力的途径。
SOD酶在生物清除氧自由基的过程中起着重
要的作用,因为当氧气得到一个电子变成超氧自由
基的时候,这个超氧自由基必须在超氧化物歧化酶
的催化下,才能变成过氧化氢, 然后让其它两个酶继
续作用 [ 11]。而且还有研究证明, 超氧自由基会抑制
过氧化氢酶的功能 [ 12 ] ,可见如果没有 SOD酶, 那么
菌体受到超氧自由基, 及其它自由基的损伤会很严
重。厌氧菌主要是因为缺少 SOD酶, 不能及时清除
氧自由基,只能厌氧生长。本试验首先将大肠杆菌
中组成型表达的 sodB基因在 MSR1中进行表达,
试验结果表明, 转入 FeSOD酶基因的菌体, 虽然酶
活增加,但菌体生长情况没有变化。分析原因:曾经
有研究表明超氧化物歧化酶单独起作用的时候,基
本不能对细胞产生强烈的保护作用,可是,当它与过
氧化氢酶共同起作用的时候, 其保护细胞的功能会
被显著的提高 [ 13]。所以可以得出, 虽然超氧化物歧
化酶对菌体来说, 行使着重要的功能, 但是, 还需要
过氧化氢酶的配合,这个酶才能够更加有效地对菌
体产生保护作用。因而, 如果只把超氧化物歧化酶
在菌体中进行过表达,也只是在数量上增加了酶在
菌体中的表达,未必会增加酶对菌体的保护功能。
本试验分别将大肠杆菌的谷胱甘肽过氧化物酶
和过氧化氢酶 HPII在 MSR1中过表达, 结果二者
的过量表达都使菌体致死。分析致死原因: 过氧化
物酶催化的反应需要 NADH的参与,而 NADH在原
核生物中是为菌体的合成代谢提供还原力的, 谷胱
甘肽过氧化物酶的过量表达, 过量的消耗了菌体中
的还原力,菌体无法正常代谢,使菌体致死。在大肠
杆菌中, katE基因的转录具有复杂的调控, 有研究
表明其可能含有两个启动子, 其中一个启动子是以
70因子起始转录,但是还有一个启动子需要一种自
身独特的 因子 KatF蛋白启始转录, 这个蛋白由
katF基因编码, 但是它到底属于哪一类 因子尚未
确定 [ 14]。在大肠杆菌中,有关这个酶的调控还在研
究中,但是由此已经可以看出,菌体对这个酶的调控
精确,并以此来维持酶网络调控的平衡。另外,从上
述反应式可以看出,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶
在清除氧气产生的自由基的同时,还会产生氧气,所
以,在菌体中, 这 3个反应必须有严格的平衡才能对
菌体产生保护作用,而过氧化氢酶的过量表达必然
会打破了菌体清除自由基反应的平衡, 导致菌体
致死。
通过上述分析可以看出, 虽然对于微好氧趋磁
细菌 MSR1来说, 清除氧自由基的能力比较差, 但
菌体中,用以清除自由基的 3种酶具有严格全局协
调调控系统,单独过表达清除自由基的酶并不能有
效提高菌体的耐氧性,反而可能打破菌体酶系统本
身代谢调控的平衡性,引起菌体死亡。
参 考 文 献
[ 1] Bhkem ore R. M agn etotactic bacteria. Science, 1975, 190 ( 4212 ):
377379.
(下转第 230页 )
220
生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 10期
[ 13 ] JonesA, Lam saM, Frandsen TP, et a.l D irected evolut ion of am al
togen icam ylase from Ba cillu s sp. TS25. Jou rnal ofB iotechnolo
gy, 2008, 134: 325333.
[ 14 ] K im JH, C hoiGS, K im SB, et a.l Enhanced thermostab ility and
tolerance of h igh sub strate concen trat ion of an esterase by d irected
evo lut ion. Jou rnal ofMo lecular Catalys is B: En zym at ic, 2004, 27:
169175.
[ 15] M chunu NP, S ingh S, Perm au lK. Exp ress ion of an alkalotolerant
fungal xy lanase enhan ced by d irected evolu tion in P ich ia pa storis
andE scherich ia coli. Jou rnal of B iotechno logy, 2009, 141: 2630.
(上接第 220页 )
[ 2] S chler D. Form at ion of magnetosom es in m agnetotactic bacteria.
Journal of M olecu lar M icrob iology B iotechno logy, 1999, 1 ( 1 ):
7986.
[ 3] 刘灵芝,钟广蓉,熊莲, 等.过氧化氢酶的研究与应用新进展.化
学与生物工程, 2009, 26 ( 3) : 1518.
[ 4] 桂仕林,孟祥展,张久龙. 双歧杆菌的耐氧机制. 食品工业科技,
2008, 7: 280283.
[ 5] Sch leifer KH, Schler DS, Spring M, et a.l The genusM agn etosp i
rillum gen nov, descrip tion ofM agnetosp iril lum gryph isw ald en se sp
nov, and transfer ofAqua sp irillum m agnetotac ticum toM agn etospiril
lum m agnetotac ticum comb nov. Sys t App lM icrob io,l 1991, 14:
379385.
[ 6] Sam brook J, Fritsch EF, M an iat is T. Mo llecu lar clon ing: a laborato
ry m anual ( 2nd ed) [M ] . New York: C old Spring H arbor Laborato
ry Press, 1989.
[ 7] Sakam oto H, Touati D. C lon ing of the iron superoxid e d ismu tase
gene ( sodB ) in E scherich ia coli K12. Jou rnal of Bacterio logy,
1984, 159 ( 1) : 418420.
[ 8] T riggsRaine BL, Doble BW, M ulvey MR, et a.l Nucleotide se
quen ce of katG, encod ing catalaseH PI ofE scherich ia coli. Jou rnalof
Bacteriology, 1988, 170 ( 9) : 44154419.
[ 9] Baker LM S, Poole LB. C ata lytic m echan ism of th iol perox idase from
E scherich ia coli. Jou rnal of B iological Chem istry, 2003, 278( 11 ):
92039211.
[ 10 ] Carlioz A, T ouati D. Isolat ion of superox ide d ism utase mu tants in
E scherich ia col i: Is sup erox ide dism u tase necessary for aerob ic
life?. EM BO Journa,l 1986, 5 ( 3) : 623630.
[ 11 ] Fridov ich I. Superoxide radical and superox ide d ismu tases. Annu al
R eview of B iochem istry, 1995, 64: 97112.
[ 12 ] Kono Y, Fridovich I. Superox ide rad ical inh ib its Catalase. Journ al
of B iolog icalCh em istry, 1982, 257( 10) : 57515754.
[ 13 ] Kellogg EW, Fridov ich I. L iposom e oxidat ion and eryth rocyte lys is
by en zym ically generated superoxide and hydrogen p eroxide. Journ al
of B iolog icalCh em istry, 1982, 252( 19 ): 67216728.
[ 14 ] M ulvey MR, Loew en PC. Nucleotid e sequ ence of katF of E s
ch en ich ia coli suggestsK astF protein is a novel transcript ion fac
tor. Nucleic A cids Research, 1989, 17 ( 23) : 99799991.
中国科技核心期刊、全国中文核心期刊、全国优秀农业期刊
∀植物遗传资源学报 #征订启事
∀植物遗传资源学报 #是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术期刊,为全国中文核心期刊、中国科技核心期刊、全国
优秀农业期刊。该刊为中国科技论文统计源期刊、中国科学引文数据库来源期刊 (核心期刊 )、中国核心期刊 (遴选 )数据库收录期刊、中国学
术期刊综合评价数据库统计源期刊,又被∀中国生物学文摘 #和中国生物学文献数据库、中文科技期刊数据库收录。据中国期刊引证研究报告
统计, 2009年度∀植物遗传资源学报 #影响因子达 1. 015, 5年影响因子 1. 317。
报道内容为大田、园艺作物,观赏、药用植物,林用植物、草类植物及其一切经济植物的有关植物遗传资源基础理论研究、应用研究方面的
研究成果、创新性学术论文和高水平综述或评论。诸如,种质资源的考察、收集、保存、评价、利用、创新,信息学、管理学等;起源、演化、分类等
系统学;基因发掘、鉴定、克隆、基因文库建立、遗传多样性研究。
双月刊,大 16开本, 128页。定价 20元, 全年 120元。各地邮局发行, 邮发代号: 82- 643。国内刊号 CN11- 4996 /S,国际统一刊号
ISSN1672- 1810。
本刊编辑部常年办理订阅手续,如需邮挂每期另加 3元。
地址:北京市中关村南大街 12号 中国农业科学院∀植物遗传资源学报 #编辑部
邮编: 100081 电话: 010- 82105794 010- 82105796(兼传真 )
网址: www. zw yczy. cn
E - m ai:l zw yczyxb2003@ 163. com zwyczyxb2003@ sin a. com
230