球形芽孢桿菌C3—41菌株銨鹽利用特性及銨轉運蛋白質分析

梁運改 江瑩 金琪 蔡亞君

摘要：對球形芽孢桿菌（Lysiniacillus sphaericus）C3-41在不同銨鹽濃度中的生長進行了研究。結果表明，在銨鹽濃度為0.5～4.0 g/L范圍內時，菌株正常生長并形成毒素，但是芽孢形成時間隨銨鹽濃度的升高而提前。從該菌株中提取基因組DNA，通過PCR的方法克隆了其基因組中疑似銨轉運蛋白質的編碼基因amt基因序列（GeneID： 501248970）。為了研究amt基因在T7啟動子啟動下的表達，構建了表達質粒pETAMT并轉化進大腸桿菌中，對得到的重組菌株進行活性分析。結果表明，重組菌株E-pETAMT與對照菌株E-pET28a相比具有明顯的將銨鹽轉運進細胞內及將銨鹽分泌到細胞外的活性，即表明該amt基因編碼的蛋白質在重組菌株E-pETAMT中表達并表現(xiàn)出銨轉運蛋白質的活性。通過KEGG軟件對C3-41菌株氮代謝途徑的分析表明，銨鹽既用于其氨基酸的合成，也是部分氨基酸的代謝產物。

關鍵詞：球形芽孢桿菌（Lysiniacillus sphaericus）；銨鹽；銨轉運蛋白質；活性；氮代謝

中圖分類號：Q786 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）21-5240-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.010

Ammonium Utilitation and Ammonium Transporter Analysis of

Lysinibacillus sphaericus C3-41 Strain

LIANG Yun-gai， JIANG Ying， JIN Qi， CAI Ya-jun

（Environmental Engineering College， Wuhan Textile University， Wuhan 430073， China）

Abstract： The effect of ammonium on Lysiniacillus sphaericus C3-41 strain was studied， and the result showed that， at the concentration of 0.5～4.0 g/L，C3-41 strain grew in similar level and expressed binary toxins normally， but spores formed earlier at high concentration.The putative ammonium transporter encoding gene （amt， GeneID： 501248970） was cloned by PCR from Lysinibacillus sphaericus C3-41 genomic DNA. To express amt gene under T7 promoter （a vegetative promoter），the recombinant plasmid pETAMT was constructed and transformed into Escherichia coli BL21 strain. The generated recombinant strain E-pETAMT could transport ammonium into the cell and secrete ammonium to the extracellular. This result indicated that the protein encoding by amt gene had the activity of ammonium transporter. KEGG analysis of nitrogen metabolism for strain C3-41showed that ammonium could be used for amino acid synthesis，but also was the metabolite product of some amino acids.

Key words： Lysinibacillus sphaericus； ammonium； ammonium transporter； activity； nitrogen metabolism

氮素是所有生物體必需的營養(yǎng)物質，而銨離子是最容易被生物體吸收利用的氮源形式。銨離子在氮素代謝中有著重要地位，它既是生物體內所有氮源的最終代謝產物，同時也是生物體內合成的核酸、氨基酸和輔因子等含氮類化合物的底物，因此，在維持生物體內的氮素動態(tài)平衡中，相對穩(wěn)定的銨離子庫具有重要意義。銨轉運蛋白質是一類存在于真核生物或原核生物細胞膜上的、能主動轉運NH4+的載體，它可將細胞所處環(huán)境中的微量NH4+轉運到細胞內成為其自身氮源，確保細胞內的NH4+濃度穩(wěn)定和細胞代謝的正常進行。……