Получение штамма Bacillus subtilis с инактивированной катаболитной репрессией гена термостабильной альфа-амилазы : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. В. Качан

Abstract

Объектами исследования являлись нуклеотидные последовательности, задействованные в регуляции биосинтеза α-амилазы в клетках бактерий рода Bacillus. Целью работы стало получение штамма Bacillus subtilis, способного к эффективному синтезу термостабильной α-амилазы в присутствии легко метаболизируемых углеводов. Работа была выполнена с использованием методов микробиологии, биохимии, молекулярной генетики. В НИР показано, что подавление синтеза гетерологичной α-амилазы AmyM3 в клетках B. subtilis, наблюдаемое после внесения в культуру глюкозы, обусловлено активностью транскрипционного регулятора CcpA. Подавление синтеза α-амилазы глюкозой в клетках B. subtilis происходило на уровне транскрипции и было опосредовано белком CcpA. Для обеспечения репрессии было необходимо наличие предполагаемого участка cre в регуляторной области гена amyM3. Мутации в предполагаемых участках cre, расположенных в начале кодирующей последовательности гена amyM3, не оказывали значимого влияния на подавление синтеза фермента в присутствии глюкозы, обусловленное действием регулятора CcpA. Инактивация генов sinR, degU, scoC и codY в клетках B. subtilis не оказывала влияния на биосинтез α амилазы AmyM3 в присутствии глюкозы, однако отключение гена, кодирующего регулятор АbrB, приводило к частичному снятию подавления синтеза α амилазы AmyM3 в условиях катаболитной репрессии. Установлено, что сдвиг рН среды культивирования до значений 5,8–6,0, обусловленный выделяемыми бактериями B. subtilis продуктами утилизации глюкозы, препятствовал синтезу активной внеклеточной α-амилазы. Штаммы B. subtilis 1/2 и 1/5, содержащие ген amyM3 с гетерологичными промоторными участками, через 48 ч культивирования в среде с высоким содержанием глюкозы и при поддержании значений рН не ниже 6,5, обеспечивали накопление внеклеточной α-амилазы в количестве (2567,0 ± 70,6) и (2844,3 ± 50,0) ед./мл, соответственно.