铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白及其在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用制造技术

本发明专利技术属于生物技术领域，涉及一种铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白及其在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。一种铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。该Gp21蛋白在非原始宿主菌大肠杆菌BL21(DE3)中的表达能够增强大肠杆菌抵御噬菌体的感染，展现出作为靶点应、用于改造不同细菌以抵抗噬菌体感染的潜力，具备广谱抗噬菌体感染的优良特性。抗噬菌体感染的优良特性。

【技术实现步骤摘要】
铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白及其在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用


[0001]本专利技术属于生物
，涉及一种铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白及其在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。

技术介绍

[0002]噬菌体污染一直是发酵食品安全生产的重大隐患。噬菌体(特指“裂解性噬菌体”)是一种细菌病毒，能特异性侵染并高效杀灭发酵菌株且不易产生抗性。噬菌体可以影响利用细菌或以细菌为产品的微生物发酵过程，一旦发酵菌株受到噬菌体感染，将丧失发酵性能，导致发酵失败。然而，噬菌体污染一直是困扰食品发酵行业的世界性技术难题，发酵过程中的噬菌体感染轻则导致发酵产品产量降低，重则会导致工厂停产甚至倒闭，最终造成严重的经济损失。因此，控制和消除发酵过程中噬菌体的污染成为食品发酵工业生产实践的迫切需求。
[0003]为避免噬菌体的感染，诸多防御措施如合理的工厂设计、生产环境的噬菌体消毒、发酵菌株的变换与优化等被提出并应用。然而，食品发酵工厂并非无菌环境，噬菌体广泛存在，无论实验室或工厂的卫生条件和管理水平如何提高，噬菌体感染发酵菌株的现象仍时有发生，使得完全消除噬菌体的概率几乎为零；轮换菌种虽然能够降低噬菌体感染的风险，但该方法操作繁琐、投入成本高，因此发酵菌株被噬菌体频繁感染问题难以得到彻底解决。随着研究的不断深入，抗噬菌体发酵菌株的选育或改造成为了科学家们研究的热门选题。尽管目前已报道了细菌可以通过吸附抑制、注入阻滞、限制修饰系统、流产感染、适应性免疫等多种机制来获得对噬菌体的抗性，并衍生了利用基因工程技术构建流产感染系统和CRISPR
‑
Cas免疫系统等赋予细菌获得噬菌体抗性的策略。然而，由于噬菌体可以通过突变快速适应这些噬菌体抗性系统；此外，许多已发现的抗性功能元件并未验证具备广谱抗噬菌体性能，限制了抗性功能元件在发酵工程菌的改造应用。
[0004]最近有研究表明，噬菌体蛋白在促进宿主抵御噬菌体感染的进程中发挥了重要的作用，如目前已报道的由噬菌体编码的Aqs1,BD24
‑
4和Tip蛋白等。然而，已报道的Aqs1，JBD24
‑
4和Tip蛋白均来源于溶原性噬菌体，而裂解性噬菌体蛋白是否也能介导细菌抗噬菌体感染并不明确。裂解性噬菌体一般都能够在短时间内完成吸附、侵入、增殖、装配及裂解，是造成工业发酵失败的主要因素。因此，发掘裂解性噬菌体源编码产物作为抗性元件，对于未来开发与设计新型抗噬菌体方案，稳定、安全且长效应用于食品发酵产业，突破噬菌体侵染的防控技术瓶颈提供重要的理论基础及方法学依据。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种由裂解性铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白，该蛋白在非原始宿主菌大肠杆菌BL21(DE3)中的表达能够增强大肠杆菌抵御不同噬菌体的感染，展现出作为靶点应用于改造不同细菌以抵抗噬菌体感染的潜力，是目前首个发现的由裂解性噬菌体
源编码产物，具备广谱抗噬菌体感染优良特性的抗性元件。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。Gp21蛋白由裂解性噬菌体编码，能够赋予不同宿主菌株抵御噬菌体的感染。
[0008]本专利技术所述的铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白能够赋予大肠杆菌抗噬菌体感染的能力，具备广谱抗噬菌体感染的优良特性。本专利技术扩充了现有的对抗噬菌体系统或抗噬菌体功能元件的认识，并为生物技术的开发及发酵过程抗噬菌体污染提供了新的思路。
[0009]一种编码所述蛋白的基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0010]一种本专利技术所述的铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。
[0011]作为优选，所述大肠杆菌噬菌体为长尾科噬菌体或肌尾科噬菌体。进一步的，所述肌尾科噬菌体可为T4、vB_Eco M_IME281、vB_Eco M_IME338、vB_Eco M_IME339、vB_Eco M_IME340、vB_Eco M_IME341等肌尾科噬菌体，所述长尾科噬菌体可为T1、vB_Eco S_IME18、vB_Eco S_IME253、vB_Eco S_IME347、JMPW1等长尾科噬菌体。
[0012]一种本专利技术所述的铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。
[0013]一种提高大肠杆菌抗噬菌体能力的方法，该方法是：在大肠杆菌中过量表达核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的基因，
[0014]或者向大肠杆菌中转入含有核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的基因的表达载体，或者在大肠杆菌基因组上整合有单拷贝或多拷贝的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的基因。
[0015]作为优选，所述的大肠杆菌是大肠杆菌BL21(DE3)。
[0016]作为优选，所述大肠杆菌以pET系列为表达载体，所述pET系列载体包括pET28a(+)、pET21a、pET30a。
[0017]一种本专利技术所述的方法得到的大肠杆菌BL21(DE3)在抑制工业发酵中大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。
[0018]一种本专利技术所述的基因作为靶点在筛选抑制大肠杆菌噬菌体感染相关药物中的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术首次发现裂解性噬菌体编码的Gp21蛋白能够保护不同宿主抵抗噬菌体的感染。Gp21蛋白在原始宿主菌铜绿假单胞菌PAO1中的表达能够帮助PAO1抵御铜绿假单胞菌噬菌体的感染。在非原始宿主菌大肠杆菌BL21(DE3)中，Gp21的表达也能够帮助大肠杆菌抵御噬菌体的感染，即Gp21具备广谱抗噬菌体的性能，有望作为未来发酵工程菌株底盘细胞改造的靶点，解决工业发酵生产中噬菌体频繁感染的技术瓶颈。
附图说明
[0021]构成本专利技术一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1是质粒pET28a(+)示意图，其上包含了来自裂解性铜绿假单胞菌噬菌体基因组编码的gp21基因；
[0023]图2大肠杆菌BL21(DE3)(gp21)的蛋白表达SDS
‑
PAGE图。M：Marker；1:大肠杆菌BL21(DE3)的pET28a
‑
gp21质粒，不经IPTG诱导；2:大肠杆菌BL21(DE3)的pET28a
‑
gp21质粒，IPTG诱导。其中，箭头所指为目的条带；
[0024]图3是大肠杆菌BL21(DE3)(gp21)分别在37℃未加IPTG诱导条件下以及在37℃，0.5mM IPTG诱导30min条件下对噬菌体的抗性实验结果图。
具体实施方式
[0025]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.一种编码所述蛋白的基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.一种权利要求1所述的铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述大肠杆菌噬菌体为长尾科噬菌体或肌尾科噬菌体。5.一种权利要求1所述的铜绿假单胞菌噬菌体编码的Gp21蛋白在抑制大肠杆菌噬菌体感染方面的应用。6.一种提高大肠杆菌抗噬菌体能力的方法，其特征在于，该方法是：在大肠杆菌中过量表达核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的基因，或者向大肠杆菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：玄冠华，王静雪，林洪，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：