Luận án tiến sĩ sinh học sàng lọc và nghiên cứu ảnh hưởng của đột biến điểm trên peptide tín hiệu đến khả năng tiết α amylase tái tổ hợp trong bacillus subtilis

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGUYỄN THỊ ĐÀ LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC SÀNG LỌC VÀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘT BIẾN ĐIỂM TRÊN PEPTIDE TÍN HIỆU ĐẾN KHẢ NĂNG TIẾT α – AMYLASE TÁI TỔ HỢP TRONG BACILLUS SUBTILIS Hà Nội, 2017 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGUYỄN THỊ ĐÀ SÀNG LỌC VÀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘT BIẾN ĐIỂM TRÊN PEPTIDE TÍN HIỆU ĐẾN KHẢ NĂNG TIẾT α – AMYLASE TÁI TỔ HỢP TRONG BACILLUS SUBTILIS Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 62 42 01 07 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Đình Mấn Viện Cơng nghệ sinh học Hà Nội, 2017 i Lời cảm ơn Trƣớc tiên, xin gửi lời biết ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS Trần Đình Mấn, Phịng Công nghệ vật liệu sinh học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Kim Thoa toàn thể anh chị bạn đồng nghiệp phịng Cơng nghệ vật liệu sinh học động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình nghiên cứu đề tài Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện công nghệ sinh học, anh chị phòng Vi sinh vật đất, phòng Cơng nghệ lên men, Trung tâm bảo tàng giống, phịng Vi sinh phân tử ThS Bùi Thị Hải Hà giúp đỡ, hợp tác tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Đây cơng trình đƣợc thực nhờ hỗ trợ kinh phí đề tài “Nghiên cứu sản xuất enzyme -amylase bền nhiệt tái tổ hợp ứng dụng công nghiệp dệt” thuộc Đề án Phát triển Ứng dụng CNSH công nghiệp chế biến, Mã số: CNSHCB/2010-5 đề tài cán trẻ Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam:“Nghiên cứu ảnh hưởng trình tự peptide tín hiệu lên khả tiết  amylaza ngoại bào Bacillus” Cuối cùng, vô biết ơn gia đình bạn bè, ngƣời ln bên tôi, quan tâm, động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tơi lúc khó khăn suốt thời gian học tập nghiên cứu để tơi hồn thành nhiệm vụ đƣợc giao Hà Nội, ngày 16 tháng 01 năm 2018 NCS Nguyễn Thị Đà ii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan: Đây cơng trình nghiên cứu tơi số kết cộng tác với cộng khác; Các số liệu kết trình bày luận án trung thực, phần đƣợc công bố tạp chí khoa học chuyên ngành với đồng ý cho phép đồng tác giả; Phần cịn lại chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 16 tháng 01 năm 2018 Tác giả NCS Nguyễn Thị Đà iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 QUÁ TRÌNH TIẾT PROTEIN Ở TẾ BÀO VI SINH VẬT 1.1.1 Quá trình tiết protein tế bào Eucaryotes 1.1.2 Quá trình tiết protein E coli 1.1.3 Quá trình tiết protein Bacillus 1.1.4 Enzyme phân cắt peptide tín hiệu Sec/P 16 1.2 HỆ BIỂU HIỆN PROTEIN TÁI TỔ HỢP Ở VI SINH VẬT 18 1.2.1 Vai trò Bacillus công nghiệp sản xuất enzyme 18 1.2.2 Hệ thống biểu Bacillus 20 1.2.3 Đặc điểm di truyền Bacillus subtilis 20 1.2.4 Hệ biểu E coli vi sinh vật khác 21 1.3 CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN BIỂU HIỆN GEN Ở Bacillus subtilis 22 1.3.1 Lựa chọn promoter 23 1.3.2 Các vector biểu Bacillus subtilis 24 1.3.3 Chọn trình tự peptide tín hiệu 25 1.3.4 Đột biến peptide tín hiệu 25 1.3.5 Sử dụng chủng chủ đƣợc cải biến di truyền 28 1.4 α - AMYLASE 29 1.4.1 Cấu trúc α – amylase 29 1.4.2 α-Amylase từ Bacillus 30 1.4.3 α-Amylase từ vi sinh vật khác 32 1.4.4 α-Amylase tái tổ hợp vi sinh vật 35 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 38 iv 2.1 CHỦNG VI SINH VẬT VÀ PLASMID 38 2.1.1 Các chủng dại 38 2.1.2 Chủng chủ dùng nghiên cứu 38 2.1.3 Plasmid 39 2.2 MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY VÀ CÁC CHẤT BỔ SUNG 40 2.2.1 Môi trƣờng nuôi cấy 40 2.2.2 Chất bổ sung 40 2.3 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 41 2.3.1 Thiết bị 41 2.3.2 Hóa chất Kit 41 2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.4.1 Phân lập chủng 42 2.4.2 Phƣơng pháp xác định hoạt tính α – amylase 42 2.4.3 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng protein hòa tan theo Lowry 43 2.4.4 Phƣơng pháp thu amylase tế bào 43 2.4.5 Phƣơng pháp phân loại chủng chọn lọc 44 2.4.6 Phƣơng pháp tách chiết DNA 44 2.4.7 Biến nạp DNA plasmid vào chủng chủ 46 2.4.8 Kỹ thuật PCR 46 2.4.9 Cắt enzyme giới hạn ligation DNA 49 2.4.10 Phản ứng loại đầu 5’ - Phosphat (Dephosphorylation) 50 2.4.11 Phân lập đoạn gen mã hóa peptide tín hiệu 50 2.4.12 Phƣơng pháp megaprimer 50 2.4.13 Phƣơng pháp tinh DNA từ gel agarose 52 2.4.14 Phƣơng pháp điện di DNA 52 2.4.15 Nghiên cứu điều kiện thu nhận α-amylase chủng tái tổ hợp 53 2.4.16 Điện di SDS – PAGE 54 2.4.17 Xác định hoạt tính α – amylase gel polyacrylamid 55 2.4.18 Xử lý số liệu 55 v CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56 3.1 PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG BACILLUS CÓ KHẢ NĂNG TIẾT ALPHA AMYLASE MẠNH RA MÔI TRƢỜNG 56 3.1.1 Phân lập tuyển chọn sơ chủng Bacillus có hoạt tính amylase 56 3.1.2 Sàng lọc chủng phân lập thu chủng thuộc chi Bacillus có hoạt tính amylase cao 57 3.1.3 Nghiên cứu đặc điểm phân loại chủng 59 3.2 PHÂN LẬP CÁC ĐOẠN GEN MÃ HĨA CHO TRÌNH TỰ PEPTIDE TÍN HIỆU CỦA ALPHA AMYLASE TỪ CÁC CHỦNG CHỌN LỌC 62 3.3 SÀNG LỌC THU PEPTIDE TÍN HIỆU MẠNH CỦA GEN α - AMYLASE 67 3.3.1 Tách peptide tín hiệu tạo tổ hợp với gen đích 70 3.3.2 Tạo vector mang tổ hợp gen đích 72 3.3.3 Đánh giá khả tiết tổ hợp gen đích chủng chủ B subtilis 168M 75 3.4 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾT AMYLASE CỦA CÁC CHỦNG TÁI TỔ HỢP MANG VECTOR BIỂU HIỆN CĨ CÁC PEPTIDE TÍN HIỆU ĐỘT BIẾN ĐƢỢC THIẾT KẾ 83 3.5 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN BIỂU HIỆN ALPHA AMYLASE CỦA CHỦNG TÁI TỔ HỢP 91 3.5.1 Xác định động thái sinh trƣởng sinh tổng hợp α - amylase chủng 168MpHVC1 91 3.5.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ nuôi cấy lên khả sinh trƣởng sinh amylase chủng 168MpHVC1 92 3.5.3 Ảnh hƣởng nồng độ IPTG lên khả tiết amylase chủng 168MpHVC1 93 3.5.4 Ảnh hƣởng nguồn N, C lên khả sinh trƣởng sinh amylase chủng 168MpHVC1 95 CHƢƠNG BÀN LUẬN KẾT QUẢ 97 vi 4.1 QUÁ TRÌNH TIẾT PROTEIN 97 4.1.1 Phân lập thu chủng tuyển chọn có hoạt tính α – amylase 97 4.1.2 Protein ngoại bào hoạt tính α – amylase chủng tuyển chọn 98 4.1.3 Tách dịng peptide tín hiệu Bacillus đánh giá vai trò axit amin trình tự với trình tiết protein 101 4.2 KHẢ NĂNG BIỂU HIỆN α–AMYLASE VỚI CÁC PROMOTER KHÁC NHAU 105 4.3 SÀNG LỌC CÁC PEPTIDE TÍN HIỆU VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BIỂU HIỆN TRONG B subtilis 168M 107 4.4 NGHIÊN CỨU TẠO MỘT SỐ ĐỘT BIẾN TRÊN PEPTIDE TÍN HIỆU VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG TIẾT PROTEIN ĐÍCH CỦA CHÚNG 113 4.5 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY TĂNG TIẾT ENZYME 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 NHỮNG CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ TRONG THỜI GIAN THỰC HIỆN LUẬN ÁN 125 TÓM TẮT LUẬN ÁN BẰNG TIẾNG ANH 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT APS Ammonium persulphate BLAST Basic local alignment search tool Bp Base pair – cặp bazơ BSA Bovine serum albumin CM Cell membrane Cs Cộng CTAB hexadecyltrimethyl ammonium bromide DNA Deoxyribonucleic acid DTT Dithiothreitol ER Mạng lƣới nội chất/ endoplasmic reticulum G- Vi khuẩn Gram âm G+ Vi khuẩn Gram dƣơng GRAS Generally recognized as safe – đƣợc coi an toàn HAc Axit axetic Kb kilobase mg Milligram mg/ml Milligram/millilitre mM Milli (10-3) Molar NCBI National Centre for Biotechnology Information PAGE Polyacrylamide gel electrophoresis PCR Polymerase chain reaction PMSF Phenylmethylsulfonyl fluoride rDNA Ribosomal deoxynucleic acid SDS Sodiumdodecylsulfat Sec/P Sec pathway/ Secretion pathway – đƣờng tiết SP Peptide tín hiệu (SP) SPase SPase viii SRP Signal recognition particle STT Số thứ tự TAE Tris-acetic acid-EDTA TAT/P Twin-arginine translocation pathway TEMED Tetramethylethylenediamine TIM Triose phosphate Isomerase Tm Melting temperature U Unit VSV Vi sinh vật MeOH Methanol TRAM Translocating chain-associating membrane protein 52 D8-1 Trắng đục, bề mặt khơ, mép xù + + + 53 D8-2 Trắng, bề mặt nhẵn, trơn, bóng + + + 54 D8-4 Tròn nhỏ, màu trắng, bề mặt khơ, khuẩn lạc già có nếp nhăn nhẹ + + + 55 D8-5 Tròn, màu kem bề mặt nhăn, lồi + + + 56 D8-6 Trắng đục, bề mặt khơ, mép xù + + + 57 D8-11 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khơ, mép gọn + + + 58 D8-12 Trắng đục, bề mặt khô, mép xù + + + 59 D9 Trắng đục, bề mặt khơ, mép xù + + + 60 D9-1 Tròn, nhỏ, màu kem khuẩn lạc chuyển màu cà phê nuôi cấy thời gian dài + + + 61 D9-2 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khơ, mép gọn + + + 62 D9-3 Trắng đục, bề mặt khơ, mép xù + + + 63 D9-4 Trịn, màu trắng ánh nâu, bề mặt khô, mép gọn màu + + + 64 D9-5 trịn khơng đều, màu nâu, có đƣờng viền phân tâm, tâm có nếp nhăn + + + 65 D9-7 Tròn, màu trắng ánh nâu, bề mặt khô, mép gọn màu + + + 66 D9-11 Trắng, bề mặt khô, mép xù + + + 67 D9-12 Nhỏ, màu trắng, bề mặt khơ, mọc dính chặt vào thạch, mép lan + + + 68 D9-13 Tròn, màu trắng, bề mặt nhăn, khô, mép gọn + + + 69 D9-14 Trắng đục, bề mặt khơ, mép xù + + + 70 DP1-1 To, màu trắng, ánh nâu đỏ, mặt bóng, bề mặt có nếp nhăn + + + 71 DP1-2 To, màu trắng, ánh nâu đỏ, mặt bóng, bề mặt có nếp nhăn + + + 72 DP2 Trắng đục, bề mặt khô, mép xù + + + 73 DP3 Trịn, màu trắng ánh nâu, bề mặt khô, mép gọn màu + + + 74 DP4 Trắng đục, bề mặt khô, mép xù + + + 75 DP5 Trắng đục, bề mặt khơ, mép xù + + + 76 DA23 Nhỏ, màu trắng, bề mặt khơ, mọc dính chặt vào thạch, mép lan + + + 77 DA24 Nhỏ, màu trắng, bề mặt khơ, mọc dính chặt vào thạch, mép lan + + + 78 GL1-1 Màu trắng, bề mặt khơ, mép xù + + + 79 GL1-2 To, màu trắng, bề mặt nhẵn, mép cƣa + + + 80 GL1-4 To, màu trắng, bề mặt khơ, có viền tâm, mép xù + + + 81 GL1-5 Tròn, màu kem bề mặt nhăn, lồi + + + 82 GL1-7 Nhỏ, bề mặt nhẵn, tâm vàng chanh viền trắng + + + 83 GL1-8 To, màu trắng đục, mép xù sì, nhăn + + + 84 GL2-1 To, màu trắng đục, mép xù sì, nhăn + + + 85 GL2-2 Trịn nhỏ, màu vàng chanh, bề mặt khơ, bóng + + + 86 GL2-3 To, màu trắng, ánh nâu đỏ, mặt bóng, bề mặt có nếp nhăn + + + 87 GL2-4 Trắng, mép sần sùi, có nhiều chấm nhỏ, bề mặt khơ + + + 88 GL2-6 Trắng, bề mặt bóng, mép có tia lan rộng + + + 89 GL2-7 Trắng, mép sần sùi, có nhiều chấm nhỏ, bề mặt khơ + + + 90 GL2-8 To, màu trắng, bề mặt nhẵn, mép cƣa + + + 91 ML1-3 Khuẩn lạc màu vàng chanh, bề mặt khô, mép gọn + + + 92 ML1-4 Trắng đục, bề mặt khơ, có nhiều nếp nhăn với sóng to, mép gọn + + + 93 ML1-5 Khuẩn lạc nhẵn, màu trắng, bề mặt khô, mép xù + + + 94 RRM11 trịn, bề mặt khơ, màu trắng, mép xù + + + 95 RRM12 To, màu trắng đục, mép xù sì, nhăn + + + 96 RRM13 tròn, màu trắng, bề mặt nhăn, sóng to + + + 97 RRM2 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, lồi + + + 98 RRM31 trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, sóng to + + + 99 RRM32 ovan, màu trắng, bề mặt khô, mép gọn + + + 100 RRM4 Tròn, màu kem bề mặt nhăn, lồi + + + 101 RRM52 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khơ, mép gọn + + + 102 RRM53 Tròn, màu trắng, bề mặt nhăn, khô, mép gọn + + + 103 RRM54 Nhỏ, trắng đục, bề mặt khơ, mép có hình cƣa màu trong, xù + + + 104 RRM8 To, màu trắng sáng, bề mặt khô + + + 105 TB1-1 Tròn, màu kem nâu cà phê khuẩn lạc già, bề mặt nhăn, lồi + + + 106 TB1-2 tròn, màu trắng, bề mặt nhăn, sóng to + + + 107 TB2-1 Trắng đục, bề mặt khơ, mép có hình cƣa màu trong, xù + + + 108 TB2-2 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, lồi + + + 109 TH1-1 Nhỏ, trắng, bề mặt khô, mỏng mọc sát thạch, mép gọn, có nếp nhăn + + + 110 TH1-2 trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, sóng to + + + 111 TH2 tròn, màu trắng, bề mặt nhăn, sóng to + + + 112 TH5-1 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, lồi + + + 113 TH5-2 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khơ, mép gọn + + + 114 TR1 To, tròn, trắng, mép xù + + + 115 TR4-1 Bề mặt khô, màu trắng trong, nhiều nếp nhăn + + + 116 TR4-2 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khơ, mép gọn + + + 117 TR4-3 Tròn, màu trắng, bề mặt nhăn, khô, mép gọn + + + 118 TR5-1 Tròn, màu trắng đục, mép cƣa, có viền tâm + + + 119 TR5-2 Trịn, màu vàng, bề mặt nhẵn bóng + + + 120 TR5-3 Nhỏ, màu trắng, bề mặt khô, mép lan + + + 121 TT2-1 nhỏ, trắng đục, bề mặt khơ, mép có hình cƣa màu trong, xù + + + 122 TT2-10 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khô, mép gọn + + + 123 TT2-2 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khơ, mép gọn + + + 124 TT2-3 Nhỏ, bề mặt khơ, bóng, có mép hình cƣa + + + 125 TT2-4 nhỏ, trắng đục, bề mặt khô, mép có hình cƣa màu trong, xù + + + 126 TT2-5 To, tròn, trắng, mép xù + + + 127 TT2-6 To, màu trắng, ánh nâu đỏ, mặt bóng, bề mặt có nếp nhăn + + + 128 TT2-7 To, tròn, trắng, mép xù + + + 129 TT2-8 Nhỏ, trắng đục, bề mặt khơ, mép có hình cƣa màu trong, xù + + + 130 TT2-9 Trịn, màu trắng, bề mặt nhăn, khô, mép gọn + + + PHỤ LỤC II Hoạt tính hàm lƣợng α amylase chủng chọn lọc Ký hiệu chủng Hoạt tính amylase (U/ml) Hàm lƣợng protein tiết (µg/ml) Tỷ lệ hoạt Tỷ lệ hoạt tính tính amylase amylase Hoạt tính Hàm lƣợng hàm Ký hiệu hàm amylase protein tiết lƣợng chủng lƣợng (U/ml) (µg/ml) protein protein tiết tổng tiết tổng số, U/mg số, U/mg CN1-1 5,70±0,40 1441,64±6,11 3,95 D9-11 6,28±0,67 1085,19±4,64 5,79 CN1-2 2,53±0,76 1553,18±6,14 1,63 D9-12 2,79±0,59 1293,53±5,53 2,16 CN1-3 3,51±0,52 1179,57±13,10 2,98 D9-13 7,33±0,57 1617,70±6,92 4,53 CN1-5 6,93±0,21 1368,06±15,38 5,07 D9-14 3,93±0,43 1690,31±7,23 2,33 CN1-6 1,52±0,47 1167,37±12,96 1,30 DP1-1 8,01±0,65 1412,87±4,76 5,67 CN2-1 2,24±0,92 1631,07±18,11 1,37 DP1-2 7,81±0,65 1770,99±7,57 4,41 CN2-7 6,50±0,56 1269,36±14,09 5,12 DP2 3,82±0,54 1348,03±4,05 2,83 CN2-8 8,41±0,37 1750,91±19,44 4,80 DP3 7,58±0,98 1591,55±3,81 4,76 CN3-1 3,40±0,27 1171,43±13,01 2,90 DP4 3,90±0,65 1347,41±5,76 2,89 CN3-2 6,50±0,44 1540,13±17,10 4,22 DP5 4,01±0,27 1879,92±8,04 2,13 CN3-7 4,48±0,44 1285,33±14,27 3,49 DA23 14,23±0,92 1563,87±6,69 9,10 CN3-8 5,31±0,36 1548,03±16,08 3,43 DA24 11,23±0,52 1445,53±6,18 7,77 D1-1 5,64±0,15 1220,24±13,55 4,62 GL1-1 5,34±0,7 1069,05±4,57 5,00 D1-2 2,53±0,32 1232,45±13,68 2,05 GL1-2 6,89±0,5 1190,08±5,09 5,79 D1-17 6,97±0,33 1215,86±16,83 5,73 GL1-4 7,86±0,55 1274,79±5,45 6,17 D1-33 8,54±0,21 1532,45±13,68 5,57 GL1-5 11,24±0,79 1303,03±5,57 8,63 D1-35 3,14±0,31 1476,50±16,39 2,13 GL1-7 3,66±0,26 1625,76±6,95 2,25 D2-1 6,21±0,26 1675,81±18,61 3,71 GL1-8 4,9±0,92 1133,59±4,58 4,32 D2-2 8,61±0,1 1830,37±20,32 4,70 GL2-1 5,82±0,84 1420,02±6,07 4,10 D2-7 3,98±0,33 1460,23±16,21 2,73 GL2-2 10,61±1,2 1573,32±6,73 6,74 D2-8 10,21±0,25 1479,20±17,53 6,90 GL2-3 11,83±0,69 1504,74±6,44 7,86 D2-9 3,50±0,36 1374,51±9,71 2,55 GL2-4 1,97 3,17±0,57 1609,63±6,88 D2-10 4,39±0,27 1696,14±18,83 2,59 GL2-6 5,09±0,78 1940,43±8,30 2,62 D2-11 7,70±1,13 1754,09±17,25 4,39 GL2-7 4,48±0,89 1936,39±8,28 2,31 D2-12 3,90±0,26 1651,40±18,33 2,36 GL2-8 6,34±0,47 1435,31±5,71 4,42 D2-13 10,33±0,5 1618,87±17,97 6,38 ML1-3 8,55±0,74 1433,59±4,85 5,96 D2-15 5,35±0,56 1600,17±6,99 3,34 ML1-4 4,92±0,67 1641,90±7,02 3,00 D2-17 4,49±0,56 1517,19±6,62 2,96 ML1-5 5,18±0,59 1276,27±4,18 4,06 D2-20 8,65±0,61 1845,18±8,49 4,69 RRM1-1 3,65±0,47 1084,33±4,21 3,37 D2-22 2,48±0,56 1145,80±5,00 2,16 RRM1-2 7,97±0,51 1675,41±3,74 4,76 D3 4,65±0,65 1402,62±6,12 3,32 RRM1-3 5,34±1,31 1355,24±3,66 3,94 D4 2,07±0,96 1328,49±4,05 1,56 RRM2 10,52±1,21 1504,74±6,44 6,99 D5-2 14,12±0,99 1520,47±7,51 9,29 RRM3-1 10,38±1,01 1584,57±6,35 6,55 D6 10,09±0,67 1473,73±6,44 6,85 RRM3-2 11,33±0,59 1475,03±7,59 7,68 D6-1 7,62±0,62 1343,35±5,87 5,67 RRM4 12,84±0,74 1608,76±6,88 7,98 D6-3 2,25±1,03 1031,22±4,50 2,18 RRM5-2 8,59±0,45 1242,52±5,31 6,91 D6-6 5,28±0,17 1210,10±4,19 4,36 RRM5-3 7,59±0,68 1702,41±7,28 4,46 D6-8 3,14±0,77 1213,91±3,55 2,59 RRM5-4 11,00±0,71 1488,60±6,37 7,39 D6-9 3,07±0,45 1173,46±5,12 2,62 RRM8 10,76±0,79 1549,11±6,62 6,95 D6-10 7,53±0,31 1841,18±8,04 4,09 TB1-1 10,05±0,66 1380,96±6,76 7,28 D6-11 6,43±0,08 1248,53±5,45 5,15 TB1-2 7,94±0,42 1473,08±4,59 5,39 D6-12 8,53±0,23 1054,92±4,61 8,09 TB2-1 5,75±0,39 1511,34±7,75 3,80 D6-14 3,87±0,14 1036,39±4,09 3,73 TB2-2 5,70±0,92 1334,67±3,14 4,27 D6-19 10,61±0,46 1556,71±6,80 6,82 TH1-1 6,28±0,86 1054,21±4,51 5,96 1536,68±5,4 5,31 TH1-2 11,03±0,78 1889,16±8,08 5,84 D7-1 6,48±0,13 1260,38±5,50 5,14 TH2 7,84±0,68 1379,23±3,76 5,68 D7-4 11,03±0,25 1529,35±6,68 7,21 TH5-1 6,22±0,33 2119,67±9,07 2,93 D7-5 11,49±0,36 1805,62±7,88 5,81 TH5-2 7,1±0,56 1932,36±8,26 3,67 D7-6 8,90±0,72 2086,15±9,11 4,27 TR1 3,63±0,65 1311,10±5,61 2,77 D7-10 5,22±0,62 1608,07±7,02 3,25 TR4-1 12,72±0,86 1658,04±7,09 7,67 D7-11 4,90±0,46 1149,75±5,02 4,26 TR4-2 8,50±0,3 1488,60±6,37 5,71 D8-1 4,09±0,77 1683,53±2,98 2,43 TR4-3 10,74±0,71 1590,93±5,52 6,75 D7 8,16±0,15 D8-2 4,61±0,44 1879,45±3,76 2,45 TR5-1 8,60±0,4 1698,38±7,26 5,06 D8-4 9,55±0,58 1658,04±7,09 5,76 TR5-2 11,79±0,61 1562,93±7,54 7,54 D8-5 12,82±1,03 1441,92±6,17 8,89 TR5-3 10,27±0,69 1460,36±6,25 7,03 D8-6 4,25±0,85 1508,77±6,45 2,82 TT2-1 4,04±0,37 1137,63±4,87 3,55 D8-11 5,94±0,74 1078,59±3,33 5,51 TT2-2 12,23±0,48 1764,86±5,41 6,93 D8-12 2,95±0,62 1024,68±4,38 2,88 TT2-3 2,71±0,71 1016,60±4,35 2,67 D9 3,61±0,56 1097,29±4,69 3,29 TT2-4 3,54±0,63 1101,33±4,71 3,21 D9-1 11,18±1,05 1469,30±6,28 7,61 TT2-5 4,18±0,71 1637,86±7,00 2,55 D9-2 3,83±0,59 1444,22±6,18 2,65 TT2-6 8,98±0,63 1415,99±6,06 6,34 D9-3 3,99±0,32 1149,73±4,92 3,47 TT2-7 5,90±0,78 1391,78±5,95 4,24 D9-4 11,15±0,99 1615,99±6,06 6,90 TT2-8 9,66±0,63 1658,34±7,09 5,83 D9-5 9,46±0,57 1359,51±5,81 6,96 TT2-9 5,60±0,68 1407,69±3,88 3,98 D9-7 10,17±0,79 1767,16±5,42 5,75 TT2-10 4,71±0,44 2129,44±9,96 2,21 PHỤ LỤC III Kết thử kit API 50 CHB số chủng vi khuẩn chọn lọc PHỤ LỤC IV ĐIỂM XỬ LÝ PHÂN CẮT CỦA CÁC ĐOẠN SP Trình tự nucleotide, protein vị trí phân cắt peptide tín hiệu gen α-amylase chủng DA23 Trình tự nucleotide, protein vị trí phân cắt peptide tín hiệu gen α-amylase chủng D5-2 10 Trình tự nucleotide, protein vị trí phân cắt peptide tín hiệu gen α-amylase chủng CN1-5 11 PHỤ LỤC V PHÂN TÍCH PROTEIN THEO LOWRY Phƣơng pháp dựa sở phức chất đồng protein khử hỗn hợp photphomolipden- photphovonphramat (thuốc thử Folin- ciocalteu) tạo phức chất màu xanh da trời có độ hấp thụ cực đại bƣớc sóng 750nm Cƣờng độ màu hỗn hợp phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ protein phạm vi định Dựa vào mức độ hấp thụ quang học protein chuẩn, ta xác định đƣợc hàm lƣợng protein mẫu nghiên cứu Dung dịch dùng cho phƣơng pháp xác định hàm lƣợng protein theo Lowry + Dung dịch A: 2,85g NaOH 14,31g Na2CO3 pha 500ml nƣớc cất + Dung dịch B: 1,42g CuS04.5H2O pha 100ml nƣớc cất + Dung dịch C: 2,85g Na2 Tartrate.2H2O pha 100ml nƣớc cất + Dung dịch D (Lowry solution; 0,7mL/mẫu): trộn dung dịch A, dung dịch B, dung dịch C theo tỉ lệ 100:1:1 + Dung dich E: Thuốc thử folin (0,1 ml/mẫu): 5ml thuốc thử Folin - Ciocalteu’s Phenol + 5ml nƣớc đề ion DUONG CHUAN PROTEIN 0.45 0.4 y = 0.0021x - 0.0084 R2 = 0.9953 0.35 0.3 0.25 OD 0.2 0.15 0.1 0.05 -0.05 Linear (OD) 50 100 150 200 Đồ thị đƣờng chuẩn protein 12 250 PHỤ LỤC VI PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH BẰNG DNSA Nguyên tắc phản ứng: Phƣơng pháp dựa nguyên tắc có mặt nhóm carbonyl tự (C=O) Phản ứng ơxi hóa nhóm chức aldehyt có mặt glucose nhóm ketone fructose 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) bị khử thành 3-amino,5-nitrosalicylic acid dƣới điều kiện môi trƣờng kiềm Màu phản ứng phụ thuộc vào xác lƣợng đƣờng khử dung dịch Nồng độ chất bổ sung mẫu thí nghiệm đƣờng khử Tên đối Thể tích dịch Thể tích dịch tinh bột Đệm/nƣớc tƣợng mẫu enzyme (ml) đệm (ml) cất DNSA (ml) Đối chứng 0 Đối chứng 0.5 0.5 Đối chứng 0.5 0.5 Mẫu 0.5 0.5 Thể tích Duong chuan glucose y = 5.3486x + 0.0619 R2 = 0.9934 30 25 20 15 10 0 Đồ thị đƣờng chuẩn glucose 13 PHỤ LỤC VII CHUẨN BỊ CÁC DUNG DỊCH NGHIÊN CỨU Pha IPTG: + 1.2g IPTG pha vào 50ml nƣớc sau lọc qua filter-sterilise bảo quản 4ºC 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-b-D-galactoside (2ml): + 100mg X-Gal hòa 2ml N, N’-dimethylformamide Bảo quản 20ºC, tránh ánh sáng TE (Tris/EDTA) buffer pH 8.0 : + Tris/HCl pH 8.0 10mM EDTA pH 8.0 10mM 10% SDS (sodium dodecyl sulphate): + 10g SDS 100ml nƣớc deion khử trùng bảo quản nhiệt độ phòng CTAB/NaCl + Cân 10% cetyltrimethylammonium bromide 0.7 M NaCl bổ sung nƣớc đến 100ml Dung dịch A Tách chiết DNA tổng số + 567 µl 1xTE, 30 µl SDS 10% µl proteinase K 20 mg/ml Tách plasmid E.coli + Sol I: 50mM glucose, 25mM Tris – HCl (pH 8), 10mM EDTA(pH 8) + Sol II: 0.2N NaOH, 1% SDS + Sol III: 60.0 ml potassium acetate 5M; 11.5 ml acetic acid; H2O, 28.5 ml Tách chiết DNA plasmid Bacillus + SET: 25% sucrose, 50mM EDTA, 50mM Tris – HCl pH + Sol II: 0.2N NaOH; 1% SDS 14 LOCUS KU214590 366 bp DNA linear BCT 17MAY-2016 DEFINITION Bacillus licheniformis strain DA23 alpha amylase gene, partial cds ACCESSION KU214590 VERSION KU214590.1 KEYWORDS SOURCE Bacillus licheniformis ORGANISM Bacillus licheniformis Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus REFERENCE (bases to 366) AUTHORS Da,N.T.Man T.D, Thoa, N.K TITLE Signal peptide sequences of alpha amylase gene of bacillus sp d5-2 and bacillus sp da23 isolated from soil JOURNAL Unpublished REFERENCE (bases to 366) AUTHORS Da,N.T.Man T.D, Thoa, N.K TITLE Direct Submission JOURNAL Submitted (01-DEC-2015) Biomaterial, IBT, VAST, 18, Hoang Quoc Viet, Cau Giay, Ha Noi 084, Viet Nam FEATURES Location/Qualifiers source 366 /organism="Bacillus licheniformis" /mol_type="genomic DNA" /strain="DA23" /isolation_source="soil" /db_xref="taxon:1402" /country="Viet Nam" /collection_date="22-Nov-2010" /collected_by="Da, N T" CDS >366 /EC_number="3.2.1.1" /codon_start=1 /transl_table=11 /product="alpha amylase" /protein_id="AND80847.1" /translation="MKQQKRLYARFCCRLLFALIFLLPHSAAAAANLKGTLMQYFEWY MPNDGQHWKRLQNDSAYLAEHGITAVWIPPAYKGTSQADVGYGAYDLYDLGEFHQKGT VRTKYGTKGELQSAIKSLHT" ORIGIN atgaaacaac aaaaacggct ttacgcccga ttttgctgcc gcctgttatt tgcgctcatc 61 ttcttgctgc ctcattctgc agcagcggcg gcaaatctta aagggacgct gatgcagtat 121 tttgaatggt acatgcccaa tgacggccaa cattggaagc gcttgcaaaa cgactcggca 181 tatttggctg aacacggtat tactgccgtc tggattcccc cggcatataa gggaacgagc 241 caagcggatg tgggctacgg tgcttacgac ctttatgatt taggggagtt tcatcaaaaa 301 gggacggttc ggacaaagta cggcacaaaa ggagagctgc aatctgcgat caaaagtctt 361 catacc // 15 LOCUS MAY-2016 DEFINITION ACCESSION VERSION KEYWORDS SOURCE ORGANISM KU214591 352 bp DNA linear BCT 17- Bacillus cereus strain CN1-5 alpha amylase gene, partial cds KU214591 KU214591.1 Bacillus cereus Bacillus cereus Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; REFERENCE AUTHORS TITLE sp d5-2 JOURNAL REFERENCE AUTHORS TITLE JOURNAL Quoc FEATURES source CDS Bacillus cereus group (bases to 352) Da,N.T.Man T.D, Thoa, N.K Signal peptide sequences of alpha amylase gene of bacillus and bacillus sp da23 isolated from soil Unpublished (bases to 352) Da,N.T.Man T.D, Thoa, N.K Direct Submission Submitted (01-DEC-2015) Biomaterial, IBT, VAST, 18, Hoang Viet, Cau Giay, Ha Noi 084, Viet Nam Location/Qualifiers 352 /organism="Bacillus cereus" /mol_type="genomic DNA" /strain="CN1-5" /isolation_source="soil" /db_xref="taxon:1396" /country="Viet Nam" /collection_date="31-Oct-2010" /collected_by="Da, N T" >352 /EC_number="3.2.1.1" /codon_start=1 /transl_table=11 /product="alpha amylase" /protein_id="AND80848.1" /translation="MFKKVTIVGLSVVMFLPSIYEGSKAYADTVNNGTLMQYFEWYAP NDGNHWNRLRTDVENLAEKGITSVWIPPAYKGTTQNDVGYGAYDLYDLGEFNQKGTVR TKYGTKAQLKSAIDA" ORIGIN atgtttaaaa aagtaacaat agtcggattg tcggttgtta tgtttttacc tagtatatat 61 gaggggagta aagcatatgc agacacagtt aacaatggaa cgttaatgca gtattttgag 121 tggtatgctc cgaatgatgg gaatcattgg aatcgtttgc gtactgatgt tgaaaattta 181 gcggaaaaag gaattacatc tgtttggata ccacctgcat ataaaggaac tacgcaaaat 241 gacgtaggat atggagcata tgatttatat gatctggggg aattcaatca aaagggcaca 301 gtgcggacga aatatgggac gaaagcacaa ttgaaatctg caattgacgc tt // 16 LOCUS MAY-2016 DEFINITION cds ACCESSION VERSION KEYWORDS SOURCE ORGANISM Bacillus REFERENCE AUTHORS TITLE sp d5-2 JOURNAL REFERENCE AUTHORS TITLE JOURNAL Quoc FEATURES source CDS KU214589 397 bp DNA linear BCT 17- Bacillus subtilis strain D5-2 alpha amylase gene, partial KU214589 KU214589.1 Bacillus subtilis Bacillus subtilis Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; (bases to 397) Da,N.T.Man T.D, Thoa, N.K Signal peptide sequences of alpha amylase gene of bacillus and bacillus sp da23 isolated from soil Unpublished (bases to 397) Da,N.T.Man T.D, Thoa, N.K Direct Submission Submitted (01-DEC-2015) Biomaterial, IBT, VAST, 18, Hoang Viet, Cau Giay, Ha Noi 084, Viet Nam Location/Qualifiers 397 /organism="Bacillus subtilis" /mol_type="genomic DNA" /strain="D5-2" /isolation_source="soil" /db_xref="taxon:1423" /country="Viet Nam" /collection_date="22-Nov-2010" /collected_by="Da, N T" >397 /EC_number="3.2.1.1" /codon_start=1 /transl_table=11 /product="alpha amylase" /protein_id="AND80846.1" /translation="MFKKRFKTSLLPLFAGFLLLFHLVLSGPAAANAETANKSNKVTA SSVKNGTILHAWNWSFNTLTQNMKDIRDAGYAAIQTSPINQVKEGNQGDKSMRNWYWL YQPTSYQIGNRYLGTEQEFKDMWQPRIKYG" ORIGIN atgtttaaaa aacgattcaa aacctcttta ctgccgttat tcgccggatt tttattgctg 61 tttcatttgg ttttgtcagg cccggcggct gcaaacgctg aaactgcaaa caaatcgaat 121 aaggtgaccg cgtcatcggt caaaaacggg accatccttc atgcatggaa ttggtcgttc 181 aatacgttaa cacaaaatat gaaagatatt cgtgatgcgg gctatgcagc cattcagacg 241 tctccgatta accaagtaaa ggaagggaac caaggagata aaagcatgag gaactggtac 301 tggctgtatc agccgacatc gtaccaaatc ggcaaccgtt acttaggcac tgaacaagaa 361 tttaaggaca tgtggcagcc gcggataaag tatggcg // 17 ... 2005) 1.4.2 α- Amylase từ Bacillus Trong số vi sinh vật sinh α- amylase, Bacillus dƣờng nhƣ có số lồi lớn đa dạng Hầu nhƣ loài thuộc chi tìm thấy chủng sinh α- amylase Phần lớn chủng Bacillus sinh truởng... 1.4.2 α- Amylase từ Bacillus 30 1.4.3 α- Amylase từ vi sinh vật khác 32 1.4.4 α- Amylase tái tổ hợp vi sinh vật 35 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 38 iv 2.1 CHỦNG VI SINH. .. biến điểm peptide tín hiệu đến khả tiết α- amylase tái tổ hợp Bacillus subtilis? ?? Mục tiêu nghiên cứu: - Có đƣợc sở dự liệu trình tự peptide tín hiệu gene α? ? ?amylase từ chủng thuộc chi Bacillus -