許曉瀟,楊秀清

(山西大學(xué) 生物技術(shù)研究所,化學(xué)生物學(xué)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030006)

紅球菌R04細(xì)胞分裂相關(guān)蛋白R(shí)HOGL008438對(duì)大腸桿菌細(xì)胞絲狀化的影響

許曉瀟,楊秀清*

(山西大學(xué) 生物技術(shù)研究所,化學(xué)生物學(xué)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030006)

通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)紅球菌R04的RHOGL008438蛋白可能與細(xì)胞分裂有關(guān)。為研究其生理功能,通過構(gòu)建融合表達(dá)質(zhì)粒在大腸桿菌BL21中異源表達(dá)RHOGL008438蛋白,并在熒光顯微鏡下觀察該蛋白對(duì)大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)的影響。結(jié)果表明,過量表達(dá)RHOGL008438蛋白會(huì)使大腸桿菌細(xì)胞出現(xiàn)絲狀化,絲狀化程度與IPTG誘導(dǎo)濃度呈劑量效應(yīng)關(guān)系,且培養(yǎng)時(shí)間越長,細(xì)胞絲狀化程度越高。IPTG濃度為0.5 mmol/L時(shí)培養(yǎng)5 h后細(xì)胞長度可達(dá)46.2 μm,表明RHOGL008438蛋白干擾了大腸桿菌細(xì)胞隔膜的正常形成導(dǎo)致細(xì)胞絲狀化。通過序列同源性分析,確定RHOGL008438蛋白為細(xì)胞分裂過程中的主要分裂蛋白FtsZ。

紅球菌R04;細(xì)胞分裂蛋白;細(xì)菌細(xì)胞分裂;異源表達(dá)

細(xì)菌細(xì)胞分裂過程中,第一個(gè)分裂蛋白FtsZ定位于分裂位點(diǎn)并且聚合形成Z環(huán),然后招募其他約20種分裂蛋白形成分裂小體[1-2],分裂小體隨后收縮,拉動(dòng)細(xì)胞膜以促進(jìn)胞質(zhì)分裂[3]。細(xì)胞分裂蛋白FtsZ是一種GTP酶,該酶的活性依賴于FtsZ蛋白的表達(dá)水平,FtsZ的N端被認(rèn)為是對(duì)GTP依賴性聚合起重要作用的活性部位,而C端是FtsZ蛋白與其他細(xì)胞分裂蛋白相互作用的區(qū)域[4]。FtsZ蛋白在正常細(xì)菌細(xì)胞周期中發(fā)揮的作用是獨(dú)一無二的,然而當(dāng)FtsZ蛋白表達(dá)異常后如胞內(nèi)濃度異常升高或降低,會(huì)使得細(xì)菌細(xì)胞分裂受阻,細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)呈現(xiàn)絲狀化[5]。ftsZ基因的序列與功能都是高度保守的,在細(xì)菌中僅存有一個(gè)拷貝[6]。

大腸桿菌細(xì)胞中其它分裂組分未改變時(shí),FtsZ蛋白的過量表達(dá)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞分裂機(jī)制的不平衡,抑制細(xì)胞分裂[7]。將牙齦卟啉單胞菌的FtsZ蛋白在大腸桿菌中異源過表達(dá)后會(huì)導(dǎo)致大腸桿菌細(xì)胞形成絲狀化[8];結(jié)核分枝桿菌FtsZ基因在其自身體內(nèi)過量表達(dá)時(shí),會(huì)使結(jié)核桿菌細(xì)胞絲狀化[9];宿主根瘤菌中,同源或異源的FtsZ蛋白在過表達(dá)后會(huì)由于細(xì)胞壁向外生長時(shí)殘留在細(xì)胞的中間位置而形成分支狀結(jié)構(gòu)[10];球狀細(xì)菌如革蘭氏陽性病原菌金黃色葡萄球菌中當(dāng)FtsZ耗盡時(shí)細(xì)胞持續(xù)生長且不再分裂,會(huì)產(chǎn)生長的絲狀細(xì)胞[11],最終細(xì)胞裂解。

紅球菌(Rhodococcussp.)R04基因組與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果注釋為細(xì)胞分裂相關(guān)蛋白功能的基因RHOGL008438推測(cè)為ftsZ基因,我們從GenBank數(shù)據(jù)庫中提取6條其他菌屬的ftsZ基因序列,應(yīng)用MEGA 5.0軟件進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹分析(圖1),結(jié)果表明紅球菌R04 RHOGL008438基因序列與其他菌屬ftsZ基因序列表現(xiàn)出極高的親緣關(guān)系,與結(jié)核分枝桿菌的驗(yàn)證可信度達(dá)到100,由此可以說明該序列即為ftsZ基因序列。該基因的生理功能目前尚不清楚。我們課題組之前的研究發(fā)現(xiàn),以聯(lián)苯為唯一碳源培養(yǎng)紅球菌R04時(shí),其細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)絲狀化,且隔膜形成異常,通過實(shí)時(shí)熒光PCR方法檢測(cè)RHOGL008438蛋白的表達(dá)情況,隨著聯(lián)苯濃度的增大,RHOGL008438蛋白的表達(dá)量下降(結(jié)果未顯示),說明聯(lián)苯影響了RHOGL008438蛋白的表達(dá),進(jìn)而影響了紅球菌R04細(xì)胞的分裂。本研究為了證實(shí)RHOGL008438為細(xì)胞分裂相關(guān)基因,將其與pET-21a載體構(gòu)建融合表達(dá)質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化到大腸桿菌BL21細(xì)胞中,IPTG誘導(dǎo)表達(dá)后,在熒光顯微鏡下觀察其對(duì)大腸桿菌細(xì)胞分裂的影響,以期確定RHOGL008438蛋白的生理功能。這對(duì)進(jìn)一步研究紅球菌R04細(xì)胞的分裂有著重要的意義。

注:Bootstrap驗(yàn)證次數(shù)為1 000;樹枝上的數(shù)值為驗(yàn)證可信度;圖左下端標(biāo)尺表示堿基置換頻率Fig.1 Phylogenetic tree of Rhodococcus sp. R04 RHOGL008438 gene sequence圖1 紅球菌R04 RHOGL008438基因序列系統(tǒng)發(fā)育樹

1 材料與方法

1.1 菌株和培養(yǎng)基

實(shí)驗(yàn)所用的E.coliDH5a、E.coliBL21(DE3)、紅球菌R04及載體pET-21a均由本實(shí)驗(yàn)室保存。所用培養(yǎng)基為LB培養(yǎng)基:5 g酵母膏,10 g胰蛋白胨,5 g氯化鈉,加水定容至1 L。

1.2 主要試劑和儀器

FastPfu DNA Polymerase購于北京全式金生物技術(shù)有限公司;限制性內(nèi)切酶EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ,T4 DNA連接酶購于大連寶生物工程有限公司;質(zhì)粒提取試劑盒、膠回收試劑盒購于上海生工生物工程有限公司;細(xì)胞膜染料FM1-43購于北京海德生物技術(shù)有限公司;日立UV-2010分光光度計(jì)(Hitachi Instruments公司);恒溫震蕩培養(yǎng)箱2HWY-200D(上海智城分析儀器制造有限公司)；Delta Vision Deconvolution microscope(美國Delta Vision公司)。

1.3 重組質(zhì)粒的構(gòu)建與鑒定

1.3.1 引物設(shè)計(jì)

根據(jù)RHOGL008438基因序列,通過Primer5.0軟件設(shè)計(jì)引物,上游引物F:5′-TAGAATTCATGACGCCCCCGCACAACTACC-3′(EcoR Ⅰ);下游引物R:5′-TAAAGCTTTCAACGGCGCATGAAGATCGGC-3′(Hind Ⅲ),引物由上海生工生物工程有限公司合成。

1.3.2 PCR擴(kuò)增目的基因

以紅球菌R04基因組DNA為模板,擴(kuò)增RHOGL008438基因,PCR反應(yīng)條件:94℃ 5 min,94℃ 30 s,58℃ 30 s,72℃ 60 s,30個(gè)循環(huán),72℃ 10 min,獲得目的基因DP,膠回收純化PCR產(chǎn)物。

1.3.3 重組質(zhì)粒構(gòu)建和篩選

分別將基因DP與表達(dá)載體pET-21a通過限制性內(nèi)切酶Hind Ⅲ和EcoR Ⅰ進(jìn)行雙酶切,酶切產(chǎn)物膠回收后在T4 DNA ligase的作用下16℃ 過夜連接,轉(zhuǎn)化入E.coliDH5a感受態(tài)細(xì)胞中,在含有氨芐青霉素(終濃度為50 μg/mL)的LB平板上培養(yǎng)。通過菌落PCR篩選陽性重組質(zhì)粒pET-21a-DP,Hind Ⅲ和EcoR Ⅰ雙酶切驗(yàn)證,送上海生工生物工程有限公司測(cè)序。

1.4 RHOGL008438蛋白的表達(dá)

將測(cè)序成功的重組質(zhì)粒pET-21a-DP轉(zhuǎn)化入大腸桿菌BL21感受態(tài)細(xì)胞中,挑取單菌落接入含有氨芐青霉素(終濃度為50 μg/mL)的LB培養(yǎng)基中,37℃ 培養(yǎng)至OD600達(dá)到0.6時(shí),加入終濃度為0.1 mmol/L的IPTG誘導(dǎo),16℃,180 r/min恒溫震蕩過夜培養(yǎng)。8 000 r/min離心10 min收集菌體,Tris-HCl緩沖液(20 mmol/L,pH 8.0)洗滌菌體,菌體重懸于緩沖液中。超聲破碎菌體(間歇5 s,工作3 s,30個(gè)循環(huán)),12 000 r/min離心30 min,分別取全菌、上清和沉淀進(jìn)行SDS-PAGE檢測(cè)分析,經(jīng)考馬斯亮藍(lán)染色與脫色后觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.5 熒光顯微鏡觀察

將pET-21a-DP和pET-21a分別轉(zhuǎn)化入大腸桿菌BL21感受態(tài)細(xì)胞中,在含有氨芐青霉素(終濃度為50 μg/mL)的LB平板上培養(yǎng),分別挑取單菌落于LB培養(yǎng)基中,37℃,180 r/min震蕩培養(yǎng)。待生長至OD600達(dá)到0.6時(shí)分別加入終濃度為0.1 mmol/L,0.2 mmol/L,0.3 mmol/L,0.4 mmol/L和0.5 mmol/L的IPTG進(jìn)行誘導(dǎo),16℃,180 r/min震蕩培養(yǎng),每個(gè)濃度做3個(gè)平行。上述培養(yǎng)的菌液,每隔1 h分別取樣測(cè)量OD600值,同時(shí)進(jìn)行膜染料FM1-43染色:取1 mL菌液,8 000 r/min離心5 min收集菌體,磷酸緩沖液(20 mmol/L,pH 8.0)洗滌菌體2次,膜染料FM1-43(終濃度為0.1 μg/mL)避光染色5 min,磷酸緩沖液洗滌2次,重懸于1 mL磷酸緩沖液中。取20 μL處理好的菌液滴于載玻片上,蓋玻片直接壓片,用玻璃纖維密封脂將蓋玻片邊緣密封。Delta Vision去卷積熒光顯微鏡下100倍物鏡觀察,激發(fā)波長為488 nm[12]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

隨機(jī)選取Delta Vision去卷積熒光顯微鏡下拍攝的圖片,利用softworx explorer中長度測(cè)量工具測(cè)量大腸桿菌細(xì)胞的長度,每個(gè)樣統(tǒng)計(jì)細(xì)胞數(shù)為100個(gè),分別做3個(gè)平行。將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel工作表中,統(tǒng)計(jì)不同細(xì)胞長度各占的百分比,所得數(shù)據(jù)均為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差。利用Origin 9軟件作圖。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 目的基因的獲得

以紅球菌R04基因組為模板,通過PCR的方法擴(kuò)增RHOGL008438基因,產(chǎn)物經(jīng) 1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),結(jié)果如圖2所示。在1 200 bp處擴(kuò)增出目的條帶,與預(yù)期結(jié)果一致。

2.2 表達(dá)載體的構(gòu)建和鑒定

用Hind Ⅲ和EcoR Ⅰ對(duì)重組質(zhì)粒進(jìn)行雙酶切鑒定,結(jié)果如圖3所示,3泳道中RHOGL008438基因條帶與pET-21a載體分離,大小符合預(yù)期。測(cè)序結(jié)果表明，序列正確,重組質(zhì)粒pET-21a-DP構(gòu)建成功。

2.3 RHOGL008438蛋白的表達(dá)

重組質(zhì)粒pET-21a-DP轉(zhuǎn)化入大腸桿菌BL21感受態(tài)細(xì)胞中,經(jīng)IPTG誘導(dǎo)表達(dá),對(duì)菌體進(jìn)行超聲破碎后,分別對(duì)全菌、上清和沉淀進(jìn)行SDS-PAGE檢測(cè)分析,與誘導(dǎo)前相比,獲得特異的新增表達(dá)條帶,分子量大小符合預(yù)期,結(jié)果如圖4所示,這表明RHOGL008438蛋白在大腸桿菌中成功表達(dá)。

注:M為100 bp DNA Ladder;1、2泳道均為RHOGL008438基因PCR擴(kuò)增產(chǎn)物Fig.2 Products of RHOGL008438 gene圖2 RHOGL008438基因的擴(kuò)增

注:M為1 kb DNA Ladder;1、2和3泳道分別為疑似質(zhì)粒雙酶切結(jié)果Fig.3 Identification of recombinant plasmid by digest圖3 雙酶切鑒定重組質(zhì)粒

2.4 過量表達(dá)RHOGL008438蛋白對(duì)大腸桿菌細(xì)胞分裂的影響

2.4.1 過量表達(dá)RHOGL008438蛋白對(duì)大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)的影響

注:M為蛋白分子量標(biāo)準(zhǔn);泳道1-3分別為IPTG誘導(dǎo)后的全菌、上清、沉淀;泳道4-6分別為未誘導(dǎo)的全菌、上清、沉淀Fig.4 SDS-PAGE analysis of RHOGL008438 protein圖4 RHOGL008438蛋白的SDS-PAGE分析

分別將重組質(zhì)粒pET-21a-DP與空載體pET-21a轉(zhuǎn)化入大腸桿菌BL21感受態(tài)細(xì)胞中,經(jīng)不同濃度的IPTG誘導(dǎo),以未經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的大腸桿菌細(xì)胞作為對(duì)照,間隔取樣,膜染料染色后Delta Vision熒光顯微鏡下觀察大腸桿菌的細(xì)胞形態(tài)。含有pET-21a的大腸桿菌細(xì)胞在IPTG誘導(dǎo)前后其細(xì)胞形態(tài)是一致的(圖5A和5B);未誘導(dǎo)的含有融合質(zhì)粒的大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)(圖5C)與圖5A和5B類似,而經(jīng)IPTG誘導(dǎo)的大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)變化很大(圖5D-5F),表現(xiàn)為細(xì)胞長度的增加,形成絲狀化,說明RHOGL008438蛋白的過表達(dá)對(duì)大腸桿菌的細(xì)胞分裂產(chǎn)生了影響,使其細(xì)胞出現(xiàn)絲狀化。

注:A和B分別為含有pET-21a的大腸桿菌細(xì)胞IPTG誘導(dǎo)前與誘導(dǎo)后的形態(tài);C-F均為含有pET-21a-DP的大腸桿菌細(xì)胞形態(tài),其中,C:未經(jīng)IPTG誘導(dǎo);D:0.1 mmol/L IPTG誘導(dǎo)1 h;E:0.2 mmol/L IPTG誘導(dǎo)1 h;F:0.5 mmol/L IPTG誘導(dǎo)5 hFig.5 Fluorescence micrograph of E.coli cells圖5 大腸桿菌細(xì)胞的熒光顯微鏡圖

2.4.2 不同濃度IPTG誘導(dǎo)下大腸桿菌細(xì)胞長度百分比

為了研究紅球菌R04的RHOGL008438蛋白對(duì)大腸桿菌細(xì)胞分裂的影響,分別加入終濃度為0.1 mmol/L,0.2 mmol/L,0.3 mmol/L,0.4 mmol/L和0.5 mmol/L的IPTG對(duì)轉(zhuǎn)入重組質(zhì)粒pET-21a-DP的大腸桿菌細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng),間隔1 h進(jìn)行取樣, Delta Vision熒光顯微鏡下觀察,測(cè)量統(tǒng)計(jì)不同細(xì)胞長度所占的百分比。由圖6可以看出IPTG誘導(dǎo)RHOGL008438蛋白表達(dá)影響了宿主大腸桿菌的細(xì)胞形態(tài),使菌體呈現(xiàn)絲狀化,細(xì)胞長度隨著IPTG誘導(dǎo)時(shí)間的延長而增大,同時(shí)IPTG誘導(dǎo)濃度增大,細(xì)胞長度也隨之增大。IPTG濃度為0.1 mmol/L時(shí),培養(yǎng)1 h后細(xì)胞長度為2～6 μm；當(dāng)培養(yǎng)2 h后,細(xì)胞長度達(dá)18～22 μm；3 h后細(xì)胞長度最大可達(dá)到26～30 μm；培養(yǎng)4～5 h后，細(xì)胞長度可達(dá)30～34 μm(圖6A)。當(dāng)IPTG濃度增大到0.5 mmol/L時(shí)(圖6E),培養(yǎng)2 h時(shí)最長細(xì)胞長度為34～38 μm,培養(yǎng)5 h后細(xì)胞長度最長可達(dá)46～50 μm。

雖然在不同IPTG誘導(dǎo)濃度不同培養(yǎng)時(shí)間下最大細(xì)胞長度不盡相同,但不同IPTG誘導(dǎo)濃度下培養(yǎng)1 h后所占比例最大的細(xì)胞長度范圍基本一致,均為2～6 μm;誘導(dǎo)2 h后,IPTG濃度為0.1～0.3 mmol/L時(shí),所占比例最大的細(xì)胞長度范圍仍為2～6 μm,而IPTG濃度為0.4～0.5 mmol/L時(shí)所占比例最大的細(xì)胞長度范圍為6～10 μm;誘導(dǎo)3～4 h,不同IPTG誘導(dǎo)濃度下所占比例最大的細(xì)胞長度范圍仍為6～10 μm;誘導(dǎo)培養(yǎng)5 h后,IPTG濃度為0.2～0.5 mmol/L所占比例最大的細(xì)胞長度范圍保持不變,而IPTG濃度為0.1 mmol/L時(shí),所占比例最大的細(xì)胞長度范圍變?yōu)?～6 μm。通過跟蹤測(cè)量誘導(dǎo)表達(dá)了RHOGL008438蛋白的大腸桿菌生物量,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)19 h時(shí)的OD600值與培養(yǎng)2 h時(shí)相當(dāng)(數(shù)據(jù)未顯示),說明RHOGL008438蛋白過表達(dá)會(huì)抑制大腸桿菌細(xì)胞的生長分裂,且隨著誘導(dǎo)濃度的增大抑制率增大,菌體不斷增長,最終導(dǎo)致絲狀化的細(xì)胞裂解死亡。

注:A:IPTG濃度為0.1 mmol/L;B:IPTG濃度為0.2 mmol/L;C:IPTG濃度為0.3 mmol/L;D:IPTG濃度為0.4 mmol/L;E:IPTG濃度為0.5 mmol/LFig.6 The percentage of cell length on the different time of different concentration with IPTG圖6 不同IPTG濃度誘導(dǎo)下不同時(shí)期細(xì)胞長度百分比

紅球菌R04基因組與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果注釋為細(xì)胞分裂相關(guān)蛋白功能的基因RHOGL008438推測(cè)為ftsZ,本研究將其與pET-21a載體構(gòu)建融合表達(dá)質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化到大腸桿菌BL21細(xì)胞中經(jīng)IPTG誘導(dǎo)表達(dá),結(jié)果顯示對(duì)大腸桿菌細(xì)胞的分裂造成了影響,證實(shí)RHOGL008438為細(xì)胞分裂相關(guān)蛋白,通過對(duì)不同IPTG誘導(dǎo)濃度下不同時(shí)期的細(xì)胞長度進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì),說明大腸桿菌細(xì)胞隔膜的形成受到干擾,基于序列同源性分析,表明RHOGL008438蛋白確實(shí)為細(xì)胞分裂過程中主要的分裂蛋白FtsZ。

3 討論

紅球菌R04,是需氧的革蘭氏陽性細(xì)菌,和分枝桿菌同屬于放線菌[13]。大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主,遺傳背景清楚,技術(shù)操作簡單,培養(yǎng)條件簡單。為了構(gòu)建高純度的RHOGL008438重組蛋白分離純化體系,探討其生理功能,本研究利用大腸桿菌BL21 異源表達(dá)紅球菌R04 RHOGL008438重組蛋白[14]。融合表達(dá)質(zhì)粒pET-21a-DP轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞中誘導(dǎo)表達(dá)后,大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)異常,細(xì)胞出現(xiàn)絲狀化,隨著IPTG誘導(dǎo)濃度的加大,絲狀化程度增大,表明RHOGL008438蛋白的過量表達(dá)干擾了大腸桿菌細(xì)胞隔膜的形成,對(duì)宿主大腸桿菌的細(xì)胞分裂造成了影響,引起細(xì)胞絲狀化。研究報(bào)道,將牙齦卟啉單胞菌的FtsZ蛋白在大腸桿菌中過表達(dá)后導(dǎo)致了大腸桿菌細(xì)胞絲狀化[8],細(xì)胞伸長約20倍,說明牙齦卟啉單胞菌的FtsZ蛋白可以干擾大腸桿菌細(xì)胞隔膜的形成,這與本研究的結(jié)果一致,表明RHOGL008438蛋白為細(xì)胞分裂相關(guān)蛋白,其生理功能與隔膜形成有關(guān)。

有關(guān)大腸桿菌細(xì)胞絲狀化的研究報(bào)道主要集中在對(duì)FtsZ蛋白的抑制方面。當(dāng)FtsZ的GTP酶活性受到阻礙時(shí)對(duì)其FtsZ濃度會(huì)造成一定的影響,FtsZ的濃度影響細(xì)胞分裂的進(jìn)行[15]。有報(bào)道指出多環(huán)生物堿中的血根堿通過減少FtsZ的聚合來抑制FtsZ原絲組裝,進(jìn)而抑制FtsZ蛋白[16]。生物堿中的小檗堿也可通過抑制GTP酶活性和降低FtsZ聚合抑制FtsZ蛋白[17]。在一些革蘭氏陰性菌中存在抑制FtsZ蛋白的SOS途徑,SulA蛋白參與SOS途徑,以1∶1的比例結(jié)合FtsZ單體,以減少FtsZ在細(xì)胞內(nèi)的有效濃度,通過抑制FtsZ在分裂位點(diǎn)的聚合從而引起細(xì)胞絲狀化[18-19]。RHOGL008438蛋白過表達(dá)阻礙宿主大腸桿菌的細(xì)胞分裂而形成絲狀化菌體這一過程的機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

本研究通過將RHOGL008438蛋白在大腸桿菌BL21細(xì)胞中誘導(dǎo)表達(dá)后觀察其對(duì)大腸桿菌細(xì)胞分裂的影響,證實(shí)RHOGL008438為細(xì)胞分裂相關(guān)基因,該基因功能與隔膜形成有關(guān),這為進(jìn)一步研究紅球菌R04細(xì)胞的分裂提供依據(jù),為研究FtsZ蛋白作為抗菌藥物的新靶點(diǎn)提供基礎(chǔ)。

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Effect ofRhodococcussp. R04 Cell-division-related Protein RHOGL008438 on the Filaments Formation ofEscherichiacoli

XU Xiaoxiao,YANG Xiuqing*

(Key Laboratory of Chemical Biology and Molecular Engineering of Ministry of Education,Institute of biotechnology,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

Transcriptomics analysis indicated that the protein RHOGL008438 ofRhodococcussp. R04 may be related to cell division. The heterologous expression of RHOGL008438 inEscherichiacoliBL21 was performed to find out its physiological function on cellular morphology by fluorescence microscope.The results showed that the filamentous cells were formed. There was a significant correlation between cell filamentous and IPTG concentration. The longer the culture time was, the longer the filamentous was. The cell length ofE.coliwas reached 46.2 μm after 5 h under 0.5 mmol/L IPTG. The results revealed that RHOGL008438 inhibited the formation of septum ofE.coli, and confirmed it played a significant role in cell division. RHOGL008438 was then identified as cell-division-related protein FtsZ by sequence homology analysis.Key words：Rhodococcussp. R04;cell division protein;bacterial cell division;heterologous expression

10.13451/j.cnki.shanxi.univ(nat.sci.).2017.02.027

2017-03-01；

2017-03-09

山西省自然科學(xué)基金(2014011030-3);山西省煤層氣聯(lián)合研究基金(2015012002);山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(MQ2014-03)

許曉瀟(1992-),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槲⑸锷镛D(zhuǎn)化與生物催化。

*通信作者：楊秀清(YANG Xiuqing),E-mail:xiuqyang@sxu.edu.cn

Q93;Q25

A

0253-2395(2017)02-0373-07