The FimH subunit of type 1-fimbriated Escherichia coli has been determined as a major cause for urinary tract infections. In our previous study, the Adhesin/CTXA2B was expressed as soluble recombinant chimaeric protein derived from the uropathogenic Escherichia coli adhesin genetically coupled to cholera toxin A2B (CTXA2B) subunit in Escherichia coli. Since it is very important to optimize IPTG concentration and culture temperature to maximize cell growth and productivity, These optimal culture factors were determined to increase the productivity of the expressed Adhesin/CTXA2B chimaeric protein in Escherichia coli TB1 carrying pMALfimH/ctxa2b. Our data demonstrate that optimal concentration of IPTG for increased production of chimaeric protein was 0.5 mM. Additionally, culture time was 10 hours and temperature, 37${\circ}C$.
We investigated the induction of resistance to Haemaphysalis longicornis infestation in rabbits that had been immunized with recombinant H. longicornis P27/30 protein. The success of immunological control methods is dependent upon the use of potential key antigens as tick vaccine candidates. Previously, we cloned a gene encoding 27 kDa and 30 kDa proteins (P27/30) of H. longicornis, and identified P27/30 as a troponin I-like protein. In this study, rabbits that were immunized with recombinant P27/30 expressed in Escherichia coli showed the statistically significant longer feeding duration for larval and adult ticks (P<0.05), low engorgement rates in larval ticks (64.4%), and an apparent reduction in egg weights, which suggest that H. longicornis P27/30 protein is a potential candidate antigen for a tick vaccine. These results demonstrated that the recombinant P27/30 protein might be a useful vaccine candidate antigen for biological control of H. longicornis.
Phospholipase A2 (PLA2) from Streptomyces violaceoruber is a lipolytic enzyme used in a wide range of industrial applications including production of lysolecithins and enzymatic degumming of edible oils. We have therefore investigated expression and secretion of PLA2 in two workhorse microbes, Pichia pastoris and Escherichia coli. The PLA2 was produced to an activity of 0.517 ± 0.012 U/ml in the culture broth of the recombinant P. pastoris. On the other hand, recombinant E. coli BL21 star (DE3), overexpressing the authentic PLA2 (P-PLA2), showed activity of 17.0 ± 1.3 U/ml in the intracellular fraction and 21.7 ± 0.7 U/ml in the culture broth. The extracellular PLA2 activity obtained with the recombinant E. coli system was 3.2-fold higher than the corresponding value reached in a previous study, which employed recombinant E. coli BL21 (DE3) overexpressing codon-optimized PLA2. Finally, we observed that the extracellular PLA2 from the recombinant E. coli P-PLA2 culture was able to hydrolyze 31.1 g/l of crude soybean lecithin, an industrial substrate, to a conversion yield of approximately 95%. The newly developed E. coli-based PLA2 expression system led to extracellular production of PLA2 to a productivity of 678 U/l·h, corresponding to 157-fold higher than that obtained with the P. pastoris-based system. This study will contribute to the extracellular production of a catalytically active PLA2.
Abdul Rahman, Nor Aini;Shirai, Yoshihito;Shimizu, Kazuyuki;Hassan, Mohd Ali
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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v.7
no.5
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pp.281-288
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2002
Recombinant Escherichia coli strain harboring the ${\lambda}$pR-pL promotor and heterologus poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) biosynthesis genes was used to investigate the effect of culture conditions on the efficient PHB production. The expression of phb genes was induced by a temperature upshift from $33^{\circ}C\;to\;38^{\circ}C$. The protein expression levels were measured by using two-dimensional electrophoresis, and the enzyme activities were also measured to understand the effect of culture temperature, carbon sources, and the dissolved oxygen (DO) concentration on the metabolic regulations. AcetylCoA is an important branch point for PHB production. The decrease in DO concentration lowers the citrate synthase activity, thus limit the flux toward the TCA cycle, and increase the flux for PHB production. Since NADPH is required for PHB production, the PHB production does not continue leading the overproduction of acetate and lac-tate. Based on these observations, a new operation was considered where DO concentration was changed periodically, and it was verified its usefulness for the efficient PHB production by experiments.
A model equation to describe the plasmid instability in recombinant Escherichia coli fermentation is proposed. The equation allows one to estimate easily the two model parameters; (1) the difference in the specific growth rates between plasmid-free cells and plasmid-harboring cells ($\delta$), and (2) the probability of plasmid loss by plasmid-harboring cells ($\rho$). The estimated values of $\delta and \rho$ were in the range of 0.02-0.07 and $10^{-3}-10^{-5}$, respectively, and were strongly dependent on the dilution rate. As another parameter, the ratio of specific growth rates of plasmid-free cells and plasmid-harboring cells ($\alha$) was calculated and the result showed the highest value of 1.28 at the lowest dilution rate of 0.075 $hr^{-l}$, examined in this work. By the sensitivity analyses on the estimates of $\delta and \rho$, it was found that the growth rate difference ($\delta$) affected the plasmid instability more seriously than the probability of plasmid loss ($\rho$). Furthermore, the profound instability of plasmid at low dilution rate could be explained by the high values of $\alpha and \rho$.
Effects of IPTG induction on cell growth and production of ${\beta}$-galactosidase-preS2 fusion protein (${\beta}$gal-preS2) were studied in a defined medium using a recombinant Escherichia coli JM109/pCMHB30. IPTG was added (0.2 mM) to induce the cloned-gene expression in the early-, mid-, and late-log growth phases. The most serious decreases in growth rate and plasmid stability were observed for the induction in the early-log growth phase. The expression level of ${\beta}$gal-preS2 attained by the induction in the mid-log phase was about 0.51 mg fusion protein/mg total cellular protein, which was 2- and 5-fold improvement over the levels obtained with the inductions in the early- and late-log phases. Formation of acidic byproducts including acetate and pyruvate showed different profiles during the fermentation period for each cases of induction; pyruvate was the major byproduct for the induction in the early-log phase while acetate production became more significant for the cases of inductions in the mid- and late-log phases.
The inulin fructotransferse (depolymerizing) (IFTase, EC 2.4.1.93) gene of Arthrobacter sp. A-6 was cloned and expressed in Escherichia coli and Bacillus subtilis. The IFTase gene consisted of an ORF of 1.311 nucleotides encoding a polypeptide of 436 amino acids containing a signal peptide of 31 amino acids in the N-terminus. The molecular mass of the IFTase based on the nucleotide sequence was calculated to be 46.116 Da. The recombinant E. coli $DH5{\alpha}$ cells expressing the Arthrobacter sp. A-6 IFTase gene produced most of the IFTase intracelularly. In contrast, the recombinant B. subtilis DB 104 carrying the IFTas gene on a B. subtilis-E. Coli expression vector secreted the IFTase into the culture fluid efficiently.
Selvamani, Vidhya;Ganesh, Irisappan;Chae, Sowon;Maruthamuthu, Murali kannan;Hong, Soon Ho
Microbiology and Biotechnology Letters
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v.48
no.1
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pp.24-31
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2020
Five genes (mxbDM, mxcQE and mxaB) are responsible for the transcription of methanol oxidation genes in Methylobacterium strains. Among these, MxbDM and MxcQE constitute the two-component system (TCS) regulating methanol metabolism. In this study, we integrated the methanol-sensing domain of MxbD and MxcQ with the EnvZ/OmpR from Escherichia coli. The domain-swapping strategy resulted in chimeric histidine kinases (HK's) MxbDZ and MxcQZ AM1 containing recombinant E. coli. Real-time quantitative PCR was used to monitor OmpC expression mediated by the chimeric HK and response regulator (RR) OmpR. Further, an ompC promoter based fluorescent biosensor for sensing methanol was developed. GFP fluorescence was studied both qualitatively and quantitatively in response to environmental methanol. GFP measurement also confirmed ompC expression. Maximum fluorescence was observed at 0.05% methanol and 0.01% methanol using MxbDZ and MxcQZ AM1, respectively. Thus the chimeric HK containing E. coli were found to be highly sensitive to methanol, resulting in a rapid response making them an ideal sensor.
We assessed heterologous protein expression in 64 strains obtained from the Escherichia coli Reference (ECOR) collection, a collection representing diverse natural E. coli populations. A plasmid generating a glutathione S-transferase and plant carbonic anhydrase fusion protein (GST-CA) under the control of the tac promoter was introduced into the ECOR strains, and the quantity of the fusion protein was determined by SDS-PAGE. The foreign protein was generated at various levels, from very high (40 strains, high producers) to very low (six strains, low producers). Immunoblotting showed that the high producers expressed approximately 250-500 times more GST-CA protein than the low producers. The results of semi-quantitative RT-PCR showed that the low producers generated mRNA levels comparable to those of the high producers, thereby suggesting that, at least in this case, inefficient translation is a major cause of the low production. We introduced a different plasmid, which expressed a maltose binding protein and plant guanylate kinase fusion protein (MBP-GK) into the six low producers. Interestingly, five of these expressed MBP-GK at very high levels. Thus, we conclude that the production of a particular protein from an expression vector can vary considerably, depending on the host strain. Strains in the ECOR collection could function as useful alternative hosts when a desired level of protein expression is not obtained from commonly used strains, such as E. coli K12 or B derivatives.
Proceedings of the Korean Society for Applied Microbiology Conference
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1986.12a
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pp.529.1-529
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1986
For isolation of the CMCase gene of the alkalophilic Bacillus sp. strain N-4 to analyze their genetic information for the multicomponents of the cellulase, Bscherichia coli K12 and plasmid DNA pBR322 was used as host-vector system. After the digestion of purified chromosomal DNA and plasmid DNA pBR322 with HindIII, these were ligated. The ligated DND were transformed into Escherichia coli, and recombinant plasmid 107 carried the gene coding for CMCase was constructed. The CMCase produced by Escherichia coli cells containing plasmid DNA pYBC107 was found in the cells as intracellular enzyme and nearly 60% of the total CMCase activity was localized in cellular fraction. Also, the optimum pH for the reaction of CMCase produced by Escherichia coli was appeared at pH .8.0 and the enzyme was stable between pH 7.0 and pH 8.0.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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