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工业酶制剂50%以上的产量由枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌作为生产菌株制造;它们应用于工业化生产主要采取组成型表达机制,在启动子的作用下持续合成自身的蛋白酶或淀粉酶等。然而组成型表达适合于宿主内源基因的高效表达,但其表达量不易控制。另一方面,当表达对细胞具有毒性的外源蛋白时,其与生长相偶联的特点将会对宿主细胞的生长带来极大威胁。因此,为了进一步拓宽这一优良宿主的应用领域,需要开发适合不同蛋白产品的新的表达方式。诱导型表达机制使得生长与表达可控,并可使两者的效率最大化。在已经研究发现的芽孢杆菌内源诱导性表达调控机制中,木糖异构酶的启动子及其阻遏蛋白所组成的木糖诱导系统在表达效率,严谨性及经济性方面均优势明显。当前海藻糖的工业化酶法生产主要应用了来源于嗜酸硫化叶菌的麦芽寡糖基海藻糖合成酶(MTSase)、麦芽寡糖基海藻糖水解酶(MTHase)以及来源于弯曲高温单孢菌的海藻糖合成酶(TreS)。目前已见的报道中这三种酶的重组表达均采用大肠杆菌作为宿主菌,在食品工业的应用受到极大的制约。本研究构建了三组不同来源木糖启动子介导的诱导型表达载体,操纵子分别来源于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。不同来源的操纵子之中,枯草芽孢杆菌来源的木糖操纵子诱导效率最高,以此表达载体为基础,实现了MTSase、MTHase在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中的异源表达。为进行诱导型与组成型的比较,构建了MTSase、MTHase组成型表达载体以及TreS诱导型、组成型表达载体。结果表明MTSase、MTHase的诱导型表达较组成型表达高12.9%,TreS的诱导型表达较组成型表达高10%。在所有的重组菌中采用了枯草芽孢杆菌来源操纵子的表达载体启动效率最高。进一步考察了枯草芽孢杆菌重组菌发酵条件对该操纵子介导的海藻糖合成酶系重组载体产酶的影响,结果表明:5 g·L-1的甘油和24 g·L-1的蛋白胨为产酶最适碳源和氮源;菌体培养8 h后加入终浓度为6 g·L-1的木糖,37℃诱导16 h后重组MTSase、MTHase联合作用,海藻糖酶活较优化前提高了2.46倍。