基于PTP转运蛋白的瓜氨酸利用菌株高通量筛选策略及其应用评估

[目的]为降低发酵体系中氨基甲酸乙酯前体物瓜氨酸的浓度,建立基于PTP(putative transport protein)转运蛋白的瓜氨酸利用菌株高通量筛选策略,对不同样品中的瓜氨酸利用菌株进行分离、筛选和鉴定,并对其胞外瓜氨酸利用能力进行比较和分析.[方法]通过对瓜氨酸转运蛋白PTP的氨基酸序列进行比对分析,确定其保守区域,并通过设计获得简并引物,结合溴甲酚紫变色圈法、简并引物菌落PCR和二乙酰一肟显色法,建立瓜氨酸利用菌株的高通量筛选策略.[结果]设计出一对可用于筛选瓜氨酸利用菌株的简并引物,利用建立的高通量筛选策略从环境中分离获得65株具有瓜氨酸利用能力的菌株,其中Levilactobacillus brevis PC4可在4 h内消耗体系中91.08％的瓜氨酸.对分离菌株PTP编码基因在基因组中的位置进行分析发现,Latilactobacillus sakei等4株菌的PTP编码基因都位于arc基因簇内,表明PTP蛋白的功能与分离菌株的瓜氨酸代谢途径密切相关.[结论]PTP蛋白是菌株胞外瓜氨酸利用的重要功能蛋白,基于PTP编码基因设计的高通量筛选策略可用于高效地从环境中分离瓜氨酸利用菌株,从而降低发酵体系中的瓜氨酸浓度.