亚硝酸盐胁迫下植物乳杆菌WU14亚硝酸盐还原酶的食品级高效诱导表达及其酶学性质研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

应碧  昌晓宇  刘志文  周通  陈瑶  钟平安  徐波 《中国农业科学》2015,48(7):1415-1427

【目的】研究亚硝酸盐胁迫下植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）WU14亚硝酸盐还原酶（nitrite reductase,NirS）的作用机制,为发酵食品中应用乳酸菌纯种培养技术降解亚硝酸盐奠定基础。【方法】在37℃培养条件下,测定含0.02%-0.16%NaNO₂的MRS培养液中L. plantarum WU14 24 h的生长密度、pH及NaNO₂降解量。通过PCR扩增和TA克隆得到NirS,并克隆到乳酸乳球菌食品级细胞内高效诱导表达载体pRNA48中,获得重组菌L. lactis NZ9000/pRNA48-NirS。重组菌经30 ng·mL^-1 nisin诱导后,经SDS-PAGE和盐酸萘乙二胺法分析目的蛋白的表达情况及NirS酶活。通过生物信息学软件预测分析NirS编码的蛋白质二三级结构、跨膜结构及疏水性。【结果】L. plantarum WU14能够在NaNO₂浓度小于0.12%的MRS培养基中生长并降解一部分NaNO₂,在0.10% NaNO₂培养液中发酵24 h后降解量达到最大,为56.34 μg·mL^-1,NirS酶活达2 347.5 U·mL^-1。NirS编码的蛋白质是一种以α-螺旋和无规则卷曲为主,不存在信号肽和跨膜结构的亲水蛋白。NirS可在L. lactis NZ9000中高效表达,该重组菌能够在NaNO₂浓度低于0.10%的GM17培养基中生长并降解一部分NaNO₂,在含0.04%NaNO₂的培养液中亚硝酸盐降解量达到最大,为22.21 mg·mL^-1,NirS酶活为925.41 U·mL^-1。【结论】L. plantarum WU14的NirS能够降解高浓度的亚硝酸盐,并且经食品级异源表达的NirS具有较高的酶活力。本研究为探索研究亚硝酸盐降解的机理,建立发酵食品中亚硝酸盐降解的可控发酵体系提供了参考。  相似文献