• 关键词：猴金属硫蛋白  重金属  抗性  吸附  串连体  SWISS-MODEL

• 基金项目：国家高技术研究发展计划(863)(No.2006AA06Z350);教育部博士点基金(No.20020504023)

• 路延笃
• 1. 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室, 武汉 430070; 2. 中国科学院烟台海岸带可持续发展研究所, 烟台 264003; 3. 中国科学院海洋研究所, 青岛 266071

• 黄巧云
• 1. 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室, 武汉 430070; 2. 华中农业大学农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室, 武汉 430070

• 陈雯莉
• 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室, 武汉 430070

• 雷磊
• 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室, 武汉 430070

• 何小川
• 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室, 武汉 430070

• 蔡鹏
• 华中农业大学农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室, 武汉 430070

• 梁巍
• 华中农业大学农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室, 武汉 430070

• 摘要：采用PCR技术和同尾酶手段,构建了猴金属硫蛋白(mMT)α域的串连体,并构建了表达MTα串连体的工程菌,获得了表达二聚串连体(MTα₂)、三聚串连体(MTα₃)、五聚串连体(MTα₅)的工程菌.结果表明,工程菌在0.1mmol·L^-1IPTG诱导3h后表达量最高.Cd²⁺浓度为0.5mmol·L^-1时,对照菌pGEX-2T/BL21生长受到严重胁迫,工程菌表现出较强的抗性,MTαn/BL21(n=2、3、5)生长几乎不受到胁迫;Cd²⁺浓度为1.0mmol·L^-1时,MTα₅/BL21表现出较强的耐受能力.Cd²⁺浓度为0.5mmol·L^-1时,工程菌对镉的富集能力明显高于对照,其中富集能力最强的是MTα₃/BL21(76%).与对照pGEX-2T/BL21相比,MT/BL21对锌吸附能力显著提高,而转化有MTα串连体基因的工程菌对锌的吸附能力没有提高,说明工程菌对Cd²⁺的吸附特异性增强.结构预测显示,MTα、MTα₂、MTα₃的二级结构中α螺旋依次增加,推测突变蛋白的疏水性增强,三维结构稳定.MTα₄、MTα₅二级结构中,α螺旋数目减少,尤其是MTα₅,其α螺旋几乎完全遭到破坏,疏水性大为降低.对基因工程菌吸附镉的实验表明,MTα₃/BL21对镉具有较高的特异性和富集容量.

• Abstract：Based on PCRand isocaudamer techniques,a series of monkey metallothionein(mMT)mutations were constructed.Engineered bacteria expressing the MTα cluster were obtained as MTα/BL21,MTα₂/BL21,MTα₃/BL21 and MTα₅/BL21.The engineered bacteria expressed the highest amount of target protein when induced with 0.1 mmol·L^-1 IPTGfor 3 h.Toxicity to control was found and no toxicity of Cd²⁺ to engineered bacteria was observed for MTα₂/BL21,MTα₃/BL21 and MTα₅/BL21 in the presence of 0.5 mmol·L Cd²⁺.As Cd²⁺ concentration increased to 1.0 mmol·L^-1,MTα₅/BL21 showed higher resistance.Among the series of engineered bacteria,MTα₃/BL21 removed the greatest percentage of Cd²⁺(76%),followed by MTα₂/BL21(72%)when the concentration of Cd²⁺ was 0.5 mmol·L^-1.The adsorption capacity for Zn²⁺ by MT/BL21(0.118 mmol·mg^-1 dry weight cells)was increased dramatically while no significant improvement was observed for the other engineered bacteria.The phenomenon indirectly suggests an increased specificity of the engineered bacteria for Cd²⁺ adsorption.Based on the predicted secondary structure,increased hydrophobic interaction was observed for MTα,MTα₂ and MTα₃.However the content of α-helix was decreased in MTα₄ and MTα₅,especially in MTα₅.

• Key words：Monkey metallothionein  heavy metal  resistance  adsorption  cluster  SWISS-MODEL

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