Luận án tiến sĩ development of inducer free expression vectors for bacillus subtilis based on pgrac promoters

Luận án tiến sĩ nghiên cứu development of inducer free expression vectors for bacillus subtilis based on pgrac promoters, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề xuất

Trường đại học

Ho Chi Minh University

Chuyên ngành

Microbiology

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

thesis

2022

176
3
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

DECLARATION OF AUTHORSHIP

ACKNOWLEDGEMENT

CONTENTS

LIST OF TABLES

LIST OF FIGURES

1. RATIONALE OF THE STUDY

1.1. Objective of the Study

1.2. Research Subjects

1.3. Scientific and practical significance of the thesis

2. MATERIALS AND METHODOLOGY

2.1. Bacterial strains, plasmids, oligonucleotides, antibiotics, and media

2.2. Enzymes, biochemicals, chemicals, and kits

2.3. DNA and protein analysis

2.4. PCR and Colony PCR

2.5. Recombinant strains construction

2.6. Growth and collection of samples

2.7. BgaB activity measurement

2.8. Inducer-free replicative vector construction

2.9. Inducer-free integrative vector construction

3. RESULTS AND DISCUSSION

3.1. Inducer-free replicative expression vectors

3.1.1. Inducer-free plasmid based on Pgrac01

3.1.2. Inducer-free plasmids based on strong promoters Pgrac57 and Pgrac100

3.1.3. Influence of different lengths of lacI deletion on BgaB production

3.1.4. Discussion of inducer-free expression plasmids

3.2. Inducer-free integrative expression vectors

3.2.1. Inducer-free integrative vector based on Pgrac01

3.2.2. Vectors with strong promoters Pgrac57, Pgrac100, and Pgrac212

3.2.3. Increasing production by introducing two expression cassettes

3.2.4. Discussion of inducer-free integrative expression vectors

4. CONCLUSION AND SUGGESTION

LIST OF AUTHOR'S PUBLICATIONS

REFERENCES

APPENDIX

Tóm tắt

I. Tổng Quan Phát Triển Vectơ Biểu Hiện Không Cần Chất Kích Thích

Bacillus subtilis là một vi khuẩn Gram dương được nghiên cứu kỹ lưỡng và là một nhà máy tế bào lý tưởng để sản xuất protein dị hợp. Vectơ biểu hiện không cần chất kích thích ngày càng được ưa chuộng do chi phí thấp và không độc hại. Tuy nhiên, phần lớn các vectơ biểu hiện ở B. subtilis là vectơ con thoi Escherichia coli, do đó biểu hiện nền có thể cản trở hiệu quả của các bước nhân dòng ở E. coli. Do đó, việc tạo ra các vectơ biểu hiện có thể sản xuất protein dị hợp ở mức độ cao ở B. subtilis mà không cần chất kích thích, đồng thời vẫn ức chế biểu hiện rò rỉ ở E. coli, là một yêu cầu trong sản xuất protein dị hợp. Nghiên cứu này tập trung vào phát triển các vectơ mới dựa trên promoter Pgrac để giải quyết vấn đề này. Trích dẫn: 'B. subtilis is an ideal cellular factory for producing heterologous proteins.'

1.1. Ưu điểm của Bacillus Subtilis trong sản xuất Protein

Bacillus subtilis có nhiều ưu điểm như khả năng phát triển tốt trên các nguồn carbon rẻ tiền, khả năng chịu đựng cao trong quá trình lên men công nghiệp và được công nhận là an toàn (GRAS). Vi khuẩn này thiếu endotoxin và tính gây bệnh, không có thiên vị đáng kể trong việc sử dụng codon. Do đó, nó trở thành một nhà máy tế bào hấp dẫn cho sản xuất protein dị hợp. Việc sử dụng các promoter mạnh để xây dựng các hệ thống biểu hiện là một trong những chiến lược chính để biểu hiện các protein dị hợp và đồng hợp.

1.2. Vectơ biểu hiện cảm ứng và không cảm ứng So sánh

Một loạt các vectơ biểu hiện đã được phát triển để sản xuất protein tái tổ hợp trong B. subtilis. Chúng có thể là cảm ứng hoặc không cảm ứng. Các vectơ biểu hiện không cần chất kích thích gần đây đã nhận được nhiều sự chú ý hơn do những nhược điểm của chất kích thích như chi phí cao và độc tính. Các vectơ biểu hiện trong B. subtilis là vectơ sao chép hoặc vectơ tích hợp. Loại đầu tiên phổ biến hơn và thúc đẩy sự biểu hiện của gen mục tiêu ở mức độ cao hơn.

II. Thách Thức Biểu Hiện Nền và Chi Phí Chất Kích Thích trong Sản Xuất

Các vectơ biểu hiện trong B. subtilis thường là vectơ con thoi B. subtilis - Escherichia coli, điều này có thể dẫn đến biểu hiện nền không mong muốn trong quá trình nhân dòng ở E. coli. Điều này làm giảm hiệu quả tổng thể của quá trình sản xuất protein. Thêm vào đó, việc sử dụng các chất kích thích đắt tiền và đôi khi độc hại làm tăng thêm chi phí và sự phức tạp của quy trình. Do đó, nhu cầu cấp thiết là phát triển các hệ thống biểu hiện có thể kiểm soát chặt chẽ biểu hiện nền trong E. coli và loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về chất kích thích trong B. subtilis.

2.1. Vấn đề biểu hiện nền trong E. coli khi sử dụng Vectơ Con Thoi

Sự hiện diện của biểu hiện nền trong E. coli khi sử dụng vectơ con thoi là một thách thức lớn. Biểu hiện nền có thể dẫn đến sự hình thành các protein không mong muốn, làm giảm hiệu quả của quá trình nhân dòng và gây khó khăn cho việc tinh chế sản phẩm cuối cùng. Việc ức chế hiệu quả biểu hiện nền trong E. coli là rất quan trọng để đảm bảo thành công của quá trình sản xuất protein.

2.2. Chi phí và Độc tính của Chất Kích Thích trong sản xuất Protein

Việc sử dụng các chất kích thích như IPTG trong các hệ thống biểu hiện cảm ứng làm tăng thêm đáng kể chi phí sản xuất. Hơn nữa, một số chất kích thích có thể độc hại đối với tế bào chủ hoặc gây ra các vấn đề về quy định. Việc loại bỏ sự cần thiết của chất kích thích không chỉ làm giảm chi phí mà còn làm cho quá trình sản xuất an toàn và thân thiện với môi trường hơn.

2.3 Tầm quan trọng của việc kiểm soát biểu hiện gen một cách chặt chẽ

Kiểm soát biểu hiện gen một cách chặt chẽ, đặc biệt là ức chế biểu hiện rò rỉ trong E. coli và kích hoạt hiệu quả trong B. subtilis, đóng một vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa năng suất và chất lượng protein tái tổ hợp. Việc phát triển hệ thống biểu hiện hiệu quả và có thể kiểm soát cho phép kiểm soát chính xác thời gian, mức độ và vị trí của biểu hiện gen, từ đó giải quyết các thách thức liên quan đến chi phí, độc tính và biểu hiện rò rỉ, dẫn đến tăng năng suất và quy trình sản xuất bền vững hơn.

III. Phương Pháp Sử Dụng Promoter Pgrac để Phát Triển Vectơ Mới

Promoter Pgrac là một promoter mạnh được tạo ra bằng cách lai promoter PgroES và toán tử lac để biểu hiện quá mức protein trong B. subtilis. Các promoter này có tiềm năng tạo ra các vectơ sản xuất protein dị hợp một cách không cần chất kích thích trong B. subtilis nhưng vẫn có thể kiểm soát được ở E. coli do sự hiện diện của gen lacI trên nhiễm sắc thể ở E. coli và sự vắng mặt của nó trên B. subtilis. Nghiên cứu này đã tạo ra các vectơ biểu hiện không cần chất kích thích mang promoter Pgrac, bao gồm plasmid không cần chất kích thích và vectơ tích hợp không cần chất kích thích, bằng cách xóa gen lacI trên các plasmid pHT có thể cảm ứng IPTG. Pgrac57, Pgrac100, Pgrac212 là các biến thể mạnh mẽ của promoter Pgrac.

3.1. Đặc Điểm và Ưu Điểm của Promoter Pgrac trong B. subtilis

Promoter Pgrac được tạo ra bằng cách kết hợp các yếu tố điều hòa từ promoter PgroES và toán tử lac. Điều này cho phép điều chỉnh biểu hiện gen một cách mạnh mẽ và linh hoạt. Sự hiện diện của toán tử lac cho phép kiểm soát biểu hiện thông qua gen lacI ở E. coli, trong khi sự vắng mặt của gen này ở B. subtilis cho phép biểu hiện không cần chất kích thích. Promoter Pgrac là một lựa chọn hứa hẹn để phát triển các hệ thống biểu hiện có thể kiểm soát chặt chẽ.

3.2. Xóa Gen LacI Chìa Khóa Tạo Vectơ Biểu Hiện Không Cần Chất Kích Thích

Việc xóa gen lacI trên các plasmid pHT có thể cảm ứng IPTG là một bước quan trọng để tạo ra các vectơ biểu hiện không cần chất kích thích. Bằng cách loại bỏ gen lacI, sự ức chế biểu hiện của protein mục tiêu bị loại bỏ, dẫn đến biểu hiện liên tục trong B. subtilis mà không cần thêm chất kích thích. Phương pháp này cho phép sản xuất protein một cách hiệu quả và kinh tế.

IV. Kết Quả Phát Triển Thành Công Vectơ Biểu Hiện Pgrac bgaB Không Cần Chất Kích Thích

Trong phần đầu tiên, plasmid không cần chất kích thích đã được xây dựng và việc sản xuất protein dị hợp được kiểm soát bởi chúng đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng bgaB từ Geobacillus stearothermophilus làm gen báo cáo. Các plasmid cho biểu hiện độc lập với IPTG ở B. subtilis và ức chế biểu hiện nền ở E. coli đã được chứng minh bằng cách sử dụng promoter Pgrac01 và protein báo cáo BgaB. Plasmid pHT1655 (AlacI 1362 bp, Pgrac01-bgaB) biểu hiện BgaB một cách độc lập với IPTG, chiếm 14,6% tổng số protein nội bào mà không ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của tế bào chủ. Trong khi đó, nó vẫn ức chế biểu hiện nền ở E. coli với tỷ lệ ức chế là 5. Ban đầu, chiến lược tạo ra plasmid không cần chất kích thích bằng cách xóa gen lacI đã đạt được kết quả như mong đợi.

4.1. Biểu Hiện BgaB độc lập IPTG bằng Plasmid pHT1655 ở B. subtilis

Plasmid pHT1655 (AlacI 1362 bp, Pgrac01-bgaB) thể hiện khả năng biểu hiện BgaB một cách độc lập với IPTG. Protein BgaB chiếm 14,6% tổng số protein nội bào mà không ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của tế bào chủ. Thành công này chứng minh tính khả thi của việc sử dụng promoter Pgrac01 kết hợp với việc xóa gen lacI để tạo ra các vectơ biểu hiện không cần chất kích thích hiệu quả.

4.2. Ức Chế Biểu Hiện Nền Hiệu Quả ở E. coli bằng Plasmid pHT1655

Mặc dù cho phép biểu hiện không cần chất kích thích ở B. subtilis, plasmid pHT1655 vẫn duy trì khả năng ức chế biểu hiện nền ở E. coli. Tỷ lệ ức chế biểu hiện nền là 5, chứng tỏ rằng plasmid này có thể kiểm soát chặt chẽ biểu hiện gen trong cả hai sinh vật. Khả năng này rất quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn của quá trình nhân dòng và sản xuất protein.

V. Kết Quả Tối Ưu Hóa Hiệu Quả Biểu Hiện Bằng Các Promoter Pgrac Mạnh Hơn

Tiếp theo, các plasmid không cần chất kích thích đã được tạo ra bằng cách sử dụng các promoter mạnh hơn và xóa các đoạn khác nhau của gen Jacl. Một loạt các plasmid biểu hiện không cần chất kích thích đã được tạo ra bằng cách sử dụng các promoter mạnh hơn mang đột biến trong các vùng promoter cốt lõi và các chuỗi ngược dòng, bao gồm Pgrac57 (-35”, -15”), Pgrac100 (UP”, -357,-15”), và sử dụng yếu tố ổn định có thể kiểm soát axit ribonucleic thông tin (mRNA) 5’ (CoSE), bao gồm Pgrac212. Biểu hiện BgaB bởi các chủng B. subtilis mang plasmid AlacI với Pgrac57, Pgrac100 và Pgrac212 chiếm 22. Các plasmid AlacI với Pgrac57, Pgrac100 ức chế biểu hiện nền ở FE. coli với tỷ lệ ức chế là 1.

5.1. Sử dụng Promoter Pgrac57 và Pgrac100 để tăng cường biểu hiện

Việc sử dụng các promoter mạnh hơn như Pgrac57 và Pgrac100 dẫn đến sự gia tăng đáng kể biểu hiện BgaB trong B. subtilis. Các promoter này, mang các đột biến trong các vùng promoter cốt lõi, cho phép phiên mã hiệu quả hơn của gen mục tiêu. Kết quả là, plasmid mang các promoter này có thể sản xuất lượng protein tái tổ hợp cao hơn.

5.2. Áp dụng yếu tố CoSE Pgrac212 để kiểm soát biểu hiện gen

Việc sử dụng yếu tố ổn định có thể kiểm soát axit ribonucleic thông tin (mRNA) 5’ (CoSE) Pgrac212 cung cấp một phương pháp bổ sung để kiểm soát biểu hiện gen. Yếu tố CoSE giúp tăng cường sự ổn định của mRNA, dẫn đến tăng cường dịch mã và sản xuất protein. Việc kết hợp Pgrac212 vào plasmid biểu hiện cho phép điều chỉnh chính xác thời gian và mức độ biểu hiện gen.

VI. Ứng Dụng Tiềm Năng Thương Mại và Hướng Phát Triển trong Tương Lai

Nghiên cứu này đã chứng minh một cách tiếp cận mới để thay đổi các vectơ biểu hiện có thể cảm ứng IPTG thành vectơ biểu hiện không cần chất kích thích, cho phép sản xuất protein mục tiêu ở mức độ cao trong B. subtilis mà không cần chất kích thích đồng thời vẫn duy trì sự ức chế biểu hiện nền trong E. coli, bằng cách xóa gen Jac] trên plasmid. Bên cạnh đó, một loạt các vectơ sao chép và tích hợp khác nhau với nhiều mức độ biểu hiện đã được tạo ra để đáp ứng các mục đích khác nhau. Cách tiếp cận này với các vectơ biểu hiện không cần chất kích thích có sẵn để biểu hiện các gen khác nhau trong các nghiên cứu trong tương lai. Các kết quả tích cực thể hiện giá trị thương mại tiềm năng của các vectơ mới được xây dựng.

6.1 Ứng dụng trong sản xuất protein công nghiệp

Các vectơ mới có thể được sử dụng để sản xuất quy mô lớn các protein công nghiệp, chẳng hạn như enzyme, dược phẩm và vật liệu sinh học, với chi phí thấp hơn và độ an toàn cao hơn.

6.2 Ứng dụng trong nghiên cứu cơ bản

Các vectơ mới có thể được sử dụng để nghiên cứu chức năng gen và quá trình sinh học trong B. subtilis và các vi sinh vật khác. Chúng cũng có thể được sử dụng để phát triển các công cụ sinh học mới cho các ứng dụng khác nhau.

6.3 Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, các vectơ mới có thể được tối ưu hóa hơn nữa để tăng hiệu quả biểu hiện và giảm biểu hiện nền. Chúng cũng có thể được sửa đổi để phù hợp với các ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như biểu hiện protein độc hại hoặc biểu hiện gen có mục tiêu. Nghiên cứu này có thể được mở rộng sang các loại vi khuẩn khác.

27/05/2025
Luận án tiến sĩ development of inducer free expression vectors for bacillus subtilis based on pgrac promoters

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRAN THI MINH DINH DEVELOPMENT OF INDUCER-FREE EXPRESSION VECTORS FOR Bacillus subtilis BASED ON Pgrac PROMOTERS PhD THESIS OF MICROBIOLOGY HO CHI MINH CITY — 2022 TRAN THI MINH DINH DEVELOPMENT OF INDUCER-FREE EXPRESSION VECTORS FOR Bacillus subtilis BASED ON Pgrac PROMOTERS Speciality: Microbiology Code: 62420107 Reviewer |: Prof. Le Huyen Ai Thuy Reviewer 2: Assoc. Ngo Thi Hoa Reviewer 3: Dr. Nguyen Thi Thanh Thao Independent reviewer 1: Dr.

Tran Thi Hai Yen Independent reviewer 2: Dr. Nguyen Thi Thanh Thao SUPERVISOR 1. Nguyen Duc Hoang 2. Wolfgang Schumann HO CHI MINH CITY — 2022 DECLARATION OF AUTHORSHIP I hereby declare that the PhD thesis in Microbiology with the topic "Development of inducer-free expression vectors for Bacillus subtilis based on Pgrac promoters" is my own scientific work under the guidance of Assoc.

Nguyen Duc Hoang and Prof. The research results of the thesis are completely honest, accurate, and do not overlap with the published works. PhD student Tran Thi Minh Dinh ACKNOWLEDGEMENT First and foremost, I would like to express my sincere thanks and gratitude to Associate Professor Nguyen Duc Hoang. His wholehearted support and continuous advice went through the process of completion of my thesis.

His encouragement and comments had significantly enriched and improved my work. Without his motivation and instructions, the thesis would have been impossible to be done effectively. I would like to express my deep gratitude to Professor Wolgang Schumann and Associate Professor Phan Thi Phuong Trang for their generous support, patient guidance, enthusiastic encouragement, valuable and constructive suggestions, and valuable critiques of this research work. I heartily appreciate Huynh Thi Kim Phuong, Dang Thi Kim Ngan, Phan Thi Thu Hanh, Nguyen Thi My Linh, and Nguyen Thi My Ngoan for their valuable assistance and for making the warm atmosphere in the Lab.

I am also grateful to all of the CBBers for their help and encouragement throughout this work. My special thanks approve to my parents for their endless love, care, and have the most effective assistance and motivation for my whole life. I also would like to thank to my brother and sisters for their support and care for me all the time. I do not know how to express my thanks to my husband, Do Thanh Hung.

He always persevered through late-night lab and study sessions. He understands my goals and helps me every step of the way. His understanding and love mean the world to me. I could not finish my thesis without him.

I would like to say a special thank to my little angel, Do Tue Minh. She joined all my study sessions and my labwork during my pregnancy. I also appreciate for her lovely patience during her infancy and toddlerhood. Last but not least, I am really grateful for financial and the whole support from Center of Bioscience and Biotechnology.

il CONTENTS DECLARATION OF AUTHORSHIP. 223111113 119 11911 1 ng ngư1 ACKNOWLEDGEMENTT.-- 9H Hà HH HH ng ng il CONTENTS 0.-- HH HH TH HH HH nh Hư Vii LIST OF TABLES 1177. Vii LIST OF FIGURES 17.-- 0 HH ng TH TH TH HH nh 1 1. Rationale of the Study.

Objective of the SfUỈY. TH TH HH ng 2 3. Research SUJ€CfS.- -- - c1 111v TH TH ng HH HH ng 3 4.-- G- L1 SH HH HH HH HH 3 hN. Scientific and practical significance of the theS1S.- SH HH TH HH HH Hư 5 1.

Bacillus subtilis as cell factories for recombinant protein production. SH HH HH kh 5 1. subtilis in recombinant protein producfion.3, Advances in improving B. subtilis cellular perfOrIMAanC€S.

Expression systems for B. Characteristics ofa promoter Of B. Characteristics of an expression vector for B. Inducible expression SVSͩHHS.

Ăn HH ng vệ 21 1. Inducer-free €XDT€SSỈOH SVSÍCTH(S. BgaB reporter DYOf€ITI. Hypothesis of the Study.

MATERIALS AND METHODOLOGY. Bacterial strains, plasmids, oligonucleotides, antibiotics, and media. BACtCrIAL St GINS nan ốốốố. HH TH HH HT TH như 51 QDS, MCdiIQ anh h.

Enzymes, biochemicals, chemicals, and KI(S. SH HH TH 52 2. DNA and protein ÏQ(Ï@LF. Biochemicals and Chemicals.

- - 6 2< 111191211911 1 91H HH HH Hệ 54 2. PCR and Colony PCR. RECOMDINANE StVAINS €H€T(fÏOH. Growth and collection Of SAMPLES.

BgaB activity m€aSUT€TT€TIE.- 5 0 1011930 91199119 11 vn HH nệt 59 2. Inducer-free replicative VeCtOr CONSÍTHCÍÏOH. Construction of integrative expression vectors allowing insertion at the ,1/4058199/10NhhOC. Construction of integrative expression vectors allowing insertion at the VACA LOCUS SE nh.

RESULTS AND DISCUSSION. Inducer-free replicative EXPpressSiON VECTOTS. Inducer-free plasmid based on PgrdCÔÏ. The inducer-free plasmids based on strong promoters, Pgrac57 and PRTACLOO voecccccccsccccesssceessssecseneeeessneeesseeeeeneesseeeeseseeesseseeessaueeeneaaeeseseeseeaseseneaaes 73 3.

Influence of differrent lengths of lacI deletion on the production of BgaB %ẮẦ. Inducer-free expression plasmid with the Pgrac212 promof†er. Discussion of inducer-free expression pÏASIH(ÌS. Inducer-free integrative EXPresSSiON V€CẨOTS.

Inducer-free integrative vector based on PgracO]. Vectors with strong promoters Pgrac57, Pgracl00, Pgrac212 for high production levels of the bgaB repOrter QeCNE. Increasing the production of reporter protein by introducing two expression cassettes into PB. Discussion of inducer-free integrative CExXPTeSSION VECTOTS.

CONCLUSION AND SUGGESTION. 113 LIST OF AUTHOR'S PUBLICA TIONS. - HH gi, 114 REFERENCES. Án ng TH TH HH HH HH nhe 115 APPENDIX 07.

Maps of vectors generated in this SEUd|y.- 5 SH ng ey a A2. Electrophoresis of the colony PCR of inducer-free integrative expression VECCOTS TT. Sequencing of inducer-free pÏaSIT1đS. Sequencing of inducer-free integrative V€CfOFS.

The schematic map showed the primer sites and PCR product sizes for checking the integration of the expression CaSSffC. Electrophoresis of the colony PCR for integrating checking at the amyE A7. Electrophoresis of the colony PCR for integrating checking at both the amyE and 220 on". Growth of some B.

subtilis recombinant strains habouring IPTG-inducible or inducer-free expression vectors with PgracO1] promOf€T. Variance analysis of data using Stagraphics plus 3.«--<+5 r vi ABBREVIA TIONS Abbreviations Full words bp base pair Cas CRISPR-associated CoSE Controllable Stabilizing Elements CRISPR Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats DMSO DiMethyl SulfOxide DNA DeoxyriboNucleic Acid dNTP deoxyriboNucleotide TriPhosphate EGFP Enhanced Green Fluorescent Protein GFP Green Fluorescent Protein IPTG IsoPropyl B-D-1-ThioGalactopyranoside LB Luria-Bertani MCS Multiple Cloning Sites MUG 4-MethylUmbelliferyl-8-D-Glucuronide min minute ori origin of replication PCR Polymerase Chain Reaction RBS Ribosome Binding Site RFP Red Fluorescent Protein RNA RiboNucleic Acid SDS Sodium Dodecyl Sulfate SDS-PAGE Plectrophovea Sulfate PolyAcrylamide Gel sfGFP superfolder Green Fluorescent Protein X-gal 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-B-D-galactopyranoside Vil LIST OF TABLES Table 1. Some inducible promoters for B. Sequences of some Pgrac promoters.

Bacterial strains used 1n this Work. Plasmids used in this Study. Oligonucleotides used 1n this WOTK. Antibiotic solutions used in this Work.

Components of PCR for cÏOn1ng. Components of colony PCT.- ---- 5 5 + vn ng ng ng trên 55 Table 2. Components of the restriction cleavage with KpnI and Sac]l. Components of ligation reaction.

Components of the restriction cleavage with BamHI and Aaill. Components of the restriction cleavage with BamHI and Kpnl. Components of the restriction cleavage with SnaBI and Sacl. Components of the restriction cleavage with BamHI and EcoRl.

Components of the restriction cleavage with BglII and EcoRI. Components of the restriction cleavage with BamHI and Spel. Components of the restriction cleavage with BamHI and Sacl. ODeoo value of B.

subtilis recombinant sfTa1nS. Repression of different expression vectors 1n E. Inducer-free replicative expression plasmids with different lengths of lacI Table 3. BgaB production of B.

subtilis recombinant strains carrying plasmids with different lengths of lacI deπfIOT. --- c5 1113111311119 1111 111v ng rey 81 Table 3. Inducer-free integration vectors carrying Pgrac57, Pgracl00, or Pgrac212 promoters allowing integration at the amyE locus in this study. Inducer-free integration vectors carrying PgracO1, Pgrac57, Pgrac100, or Pgrac212 promoters allowing integration at the /acA locus constructed in this study Table 3.

Percentage of BgaB in comparison with total intracellular proteins in B. subtilis Wte grants 20. 104 Vili LIST OF FIGURES Fig. Colony morphology and scanning electron microscopic image of B.

The schematic model of the organization - segregation cycle in B. The schematic plasmid map showing the main component of typical EXPTESSION VECCOTS 2. Location of some well-characterized loci for ectopic integration on B. SUbtilis circular FENOME.

Q2 HH TH HH 20 Fig. The Pgrac01 promoter and RBS sequence in the pNDH33 plasmid. Secondary structures of the 5’-steMm-lOOPS .cc:cccescesseeeseeeeteeeeeeeseeeees 24 Fig. Schematic map of the pHTO1 plasimid.- -- 5 «<< £+s£<se+se+sessxs 27 Fig.

Control of ColEl repÏ1CafIOII. --- -- - < + +3 + VE*kkseieeeeeeereere 28 Fig. P43 promoter S€QU€TCG. G2 0111311119111 911191111 HH ng ng 29 Fig.

The cry3Aa promoter sequence and some of its derivatives. The schematic representation of repession and expression mechanism of the target gene ON PHT V€CfOTS 00. eee eeesccesseseeeceseecesceceseeeeseesaeceeeeeeeseaecesaeeeeeesaes 37 Fig. DNA and protein ladder used in this sfUdyy.

The schematic diagram shows the sites of oligonucleotides used for checking the double crossover at both amyE in B. subtilis recombinant strains. Schematic diagram of the construction of inducer-free expression vectors harboring the Pgrac100 promoter and the DgaB gene. Schematic diagram of the construction of inducer-free expression vectors harboring the Pgrac212 promoter and the DgaB øene.- -- 5 «<< <+sx+se+sxs 63 Fig.

Schematic diagram of the construction of inducer-free expression vectors integrating into the AMYE ÏOCUS. -- -- 5c 111191018910 19 111911 ng ky 64 Fig. Schematic diagram of the construction of inducer-free expression vectors integrating into the [ACA ÏOCUS.- s5 6+ 1E E919 211 9101 911101 hi HH 66 Fig. BgaB activity of B.

subtilis recombinant strains carrying the Pgrac01 PLOMOLEL 00111777. SDS-PAGE revealed BgaB synthesis of Bs/pHT1655. subtilis recombinant strains on LB-agar-Xøgal. BgaB activities of E.

coli strains carrying the PgrzcOÖ]. Gel electrophoresis of the colony PCR product of pHT1658 on agarose 2% 2111810150300). Gel electrophoresis on 2% agarose of PCR product for cloning of PHT 1656. BgaB activities of B.

subtilis recombinant strains carrying inducer-free plasmids with the Pgrac01, Pgrac57, or Pgrac100 promoters. SDS-PAGE showing BgaB production of B. subtilis recombinant strains carrying inducer-free plasmids with PgracO1, Pgrac57, or Pgrac100. Gel electrophoresis on agarose 2% of colony PCR of pHT2079 with the product size Of V29).

Gel electrophoresis on 2% agarose of PCR products for cloning of 2:0. BgaB protein of B. subtilis carrying inducer-free plasmids with PgracO1, Pgrac57, OF PgraclOO PT 43. Gel electrophoresis on 2% agarose of colony PCR of pHT2080 with the product size Of 587 Dp.- sọ TT Hà Hà HH HH gà 85 Fig.

BgaB activities of B. subtilis carrying plasmids with Pgrac212. BgaB protein in B. subtilis carrying plasmids with Pgrac212.

The supposed DNA-loop formed by binding of tetrameric LacR on the TWO LAC OPECTALOTS Tai. Cloning result of PHT 2170 0. Background expression of plasmids carrying Pgrac01 promoter in E. Confirmation of double crossover of the expression cassette in B.

BgaB synthesis of integrative strains carrying Psrac01 in comparison with other strains carrying replicative plasmids with the same or different promoters Fig. BgaB production of recombinant B. subtilis strains habouring expression cassettes at the GME LOCUS 0. Confirmation of the insertion of the expression cassette at both the amyE and the lacA loci by a double crossover €V€TI.

cv ersep 103 Fig. BgaB synthesis of B. subtilis recombinant strains carrying two inserted expression Cassettes On the GENOME .- <1 13011991 E991 91 1v ng ng nếp 105 XI SUMMARY Thank to its numerous favourable properties, B. subtilis is an ideal cellular factory for producing heterologous proteins.

The inducer-free expression vectors in B. subtilis gain preference because of the low costs and absence of toxicity of the inducers. However, the majority of the expression vectors in B. subtilis - Escherichia coli shuttle vectors, so the background expression can interfere the efficiency of cloning steps in E.

Therefore, generation of expression vectors that could produce the heterologous proteins in the absence of inducers at a high level in B. subtilis while they still repress leaky expression in E. coli is a demand in heterologous protein production.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Phát Triển Vectơ Biểu Hiện Không Cần Chất Kích Thích Cho Bacillus subtilis Dựa Trên Các Promoter Pgrac" trình bày một phương pháp mới trong việc phát triển vectơ biểu hiện cho vi khuẩn Bacillus subtilis mà không cần sử dụng chất kích thích. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất protein tái tổ hợp. Các điểm chính của nghiên cứu bao gồm việc tối ưu hóa các promoter Pgrac để đạt được mức độ biểu hiện cao nhất, cũng như ứng dụng của phương pháp này trong sản xuất các enzyme và protein có giá trị.

Đối với những ai quan tâm đến lĩnh vực này, tài liệu mở ra nhiều cơ hội để tìm hiểu sâu hơn về các nghiên cứu liên quan. Bạn có thể tham khảo Luận án sàng lọc và nghiên cứu ảnh hưởng của đột biến điểm trên peptide tín hiệu đến khả năng tiết α amylase tái tổ hợp trong bacillus subtilis, nơi khám phá ảnh hưởng của đột biến đến khả năng tiết enzyme. Ngoài ra, tài liệu Nghiên cứu xây dựng quy trình lên men thu nattokinase tái tổ hợp trong bacillus subtilis và ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng hỗ trợ ngăn ngừa sự hình thành huyết khối cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về quy trình sản xuất enzyme trong Bacillus subtilis. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và hiểu rõ hơn về ứng dụng của Bacillus subtilis trong công nghiệp sinh học.