一种具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BS16及其应用。本发明专利技术具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BS16保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCC No.60193，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏日期为2017年6月2日。本发明专利技术经实验发现，具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BS16可以增强细胞葡萄糖有氧氧化，提高线粒体呼吸，对ATP能量代谢通路进行调控，因此，枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BS16可实现对细胞衰老、线粒体功能障碍和代谢综合征等多种代谢相关疾病的治疗。

Bacillus subtilis with cephalosporin resistance and high expression of Sir2 protein and its application

The invention discloses a cephalosporin resistance and high expression of Sir2 protein in Bacillus subtilis Bacillus subtilis BS16 and its application. The invention has the advantages of high resistance and the expression of Sir2 protein of Bacillus subtilis Bacillus subtilis BS16 preserved in Guangdong Province Culture Collection Center for the preservation of GDMCC No.60193 address for the preservation of Guangzhou city 100 martyrs compound No. 59 building, 5 floor, the collection date is June 2, 2017. The experiment has found that cephalosporin resistance and high expression of Sir2 protein in Bacillus subtilis Bacillus subtilis BS16 cells can enhance the aerobic oxidation of glucose, improve mitochondrial respiration, regulation, energy metabolism pathway of ATP therefore, Bacillus subtilis Bacillus subtilis BS16 can realize the treatment of diseases related to metabolic and cellular senescence mitochondrial dysfunction and metabolic syndrome.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属新军中筛选和应用机制领域，更具体地说，本专利技术涉及一种具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16及其应用。
技术介绍
Sir2蛋白家族(Sirtuin)是一种保守蛋白，它主要作为NAD+依赖性蛋白去乙酰化酶，其存在于包括古细菌到哺乳动物各种生物中。目前很多的研究已经表明哺乳动物Sirtuin蛋白家族参与调节细胞代谢，并且有助于延缓，甚至阻止代谢相关疾病。另外，越来越多的研究也表示益生菌可以改善代谢疾病等。益生菌也具有Sir2同源蛋白，然而关于sir2蛋白在益生菌中的生物学功能少有报道。研究表明，sirtuins广泛参与调节机体能量代谢调节，保持机体糖脂代谢稳态，其中以SIRT1、SIRT3、SIRT6研究的最为广泛。SIRT1是该家族研究最多的一个成员，当前的研究已经表明其不但可以调控组蛋白的去乙酰化作用，而且还对非组蛋白也有很好的调节作用。在体内和体外SIRT1可通过PGC-1α转录因子来调节糖异生、糖酵解，导致线粒体数量和功能的增加。另外有研究表明，SIRT1可以改善线粒体功能障碍，当过表达SIRT1时改善高糖诱导的骨骼肌细胞胰岛素抵抗，进一步研究发现这是通过调节SIRT1-SIRT3-线粒体的途径来实现的。在肌肉中，SIRT1能够通过去乙酰化PGC1-α来增强线粒体中的脂肪酸氧化。另外SIRT3、SIRT4和SIRT5属于线粒体Sirtuin蛋白，它们位于线粒体中。目前，SIRT3是最主要的一种线粒体去乙酰化酶，它的很多靶蛋白已被确定，其中有许多参与调节重要的代谢平衡。例如SIRT3去乙酰化而激活异柠檬酸脱氢酶2(IDH2；它参与三羧酸循环(TCA循环))。SIRT3也激活TCA循环谷氨酸脱氢酶(GDH)，尽管GDH脱乙酰的生理意义尚不清楚。此外，SIRT3去乙酰化复合体I，复合体II以及复合体III，它们参与氧化磷酸化(OXPHOS)，线粒体有氧呼吸的最后阶段。在HEK293T细胞内过表达线粒体sirtuin蛋白改变糖酵解和线粒体功能。SIRT6是仅次于SIRT1、SIRT3相比，研究的比较深入的Sirtuin蛋白。SIRT6参预基因组DNA的稳定和修复、代谢和衰老的作用。已有研究表示SIRT6缺失小鼠会出现低血糖症状，而在SIRT6缺失的细胞中Hif1α活性上升，并且葡萄糖摄取增加，糖酵解增强而线粒体呼吸功能减弱。总结以上研究，不难发现Sirtuin蛋白与细胞能量代谢密切相关，而且在一定程度上它们充当着糖酵解到氧化代谢的开关。益生菌，作为肠道微生物显示了良好的改善宿主代谢疾病的作用，但是其具体的分子机制并不清楚。Sir2基因家族是一种保守的从古细菌到哺乳动物都存在的NAD+依赖的组蛋白/非组蛋白去乙酰化酶。目前很多的研究已经表明哺乳动物Sirtuin蛋白家族可以调节细胞代谢，包括细胞呼吸，糖酵解，糖异生，脂肪酸代谢等。sirtuins正常活性的维持有助于延缓，甚至阻止代谢相关疾病的发生。目前，有关益生菌sir2蛋白生物学功能少有报道。是否益生菌Sir2蛋白参与调节宿主代谢，并作为益生菌调节代谢疾病的一个靶点值得研究。目前对于益生菌Sir2同源蛋白的研究还处于起始阶段，只有枯草芽孢杆菌Sir2同源蛋白被确定，是由yhdz基因编码。而其他益生菌的sir2同源蛋白并没有相关的研究。以往对于哺乳动物Sirtuin蛋白家族的研究，表明其广泛参与糖脂代谢的调控及维持能量代谢平衡，并且有望成为代谢疾病的靶点。那么是否益生菌Sir2蛋白参与细胞代谢，并且充当益生菌调节宿主代谢的分子靶点目前并没有相关研究，这些是值得深入研究的。
技术实现思路
本专利技术筛选出具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16并研究其作用机制，使其在疾病治疗中发挥作用。本专利技术提供了一种具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCCNo.60193，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏日期为2017年6月2日。本专利技术具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16可用于制备治疗抗衰老、线粒体功能障碍或代谢综合征的药物。本专利技术还提供了一种抗衰老食品，包括有效剂量的作为活性成分的具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分。本专利技术还提供了一种抗衰老药品，包括有效剂量的作为活性成分的具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分，以及药学上可接受的载体。本专利技术还提供了一种预防和治疗细胞线粒体功能障碍的食品，包括有效剂量的作为活性成分的具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分。本专利技术还提供了一种预防和治疗细胞线粒体功能障碍的药物，包括有效剂量的作为活性成分的具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分，以及药学上可接受的载体。本专利技术还提供了一种预防和治疗代谢综合征的食品，包括有效剂量的作为活性成分的具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分。本专利技术还提供了一种预防和治疗代谢综合征的药物，包括有效剂量的作为活性成分的具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分，以及药学上可接受的载体。相对于现有技术，本专利技术经实验发现，具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16可以增强细胞葡萄糖有氧氧化，提高线粒体呼吸，对ATP能量代谢通路进行调控，因此，枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16可实现对细胞衰老、线粒体功能障碍和代谢综合征等多种代谢相关疾病的治疗和预防。附图说明图1为实施例1枯草芽孢杆菌sir2基因鉴定结果。图2为实施例1枯草芽孢杆菌蛋白电泳图。图3为实施例1枯草芽孢杆菌Sir2蛋白Westernblot结果。图4为实施例2枯草芽孢杆菌sir2基因的PCR片段大小鉴定。图5为实施例2pEGFP-N1-BS-sir2双酶切鉴定结果。图6为实施例2pEGFP-N1-BS-sir2转染HEK293T细胞的荧光显微镜结果，其中，从左至右依次为对照组、空质粒转染组vector，重组质粒pEGFP-N1-BS-sir2转染组Sir2。图7为实施例2重组质粒转染HEK293T细胞所表达融合蛋白的WesternBlot蛋白检测结果，其中，1为空白对照组，2为pEGFP-N1空质粒组，3为pEGFP-N1-BS-sir2组。图8为实施例2重组质粒转染HEK293T细胞后的ATP水平。图9为实施例2免疫共沉淀结果BS-sir2基因对葡萄糖代谢酶活力的影响。图10为实施例2BS-sir2基因乳酸水平的影响。图11为实施例2BS-sir2影响线粒体呼吸结果。具体实施方式以下结合实施例，对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BS16，其特征在于，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCC No.60193，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏日期为2017年6月2日。

【技术特征摘要】
1.一种具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16，其特征在于，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCCNo.60193，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏日期为2017年6月2日。2.权利要求1所述具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16在制备治疗抗衰老、线粒体功能障碍或代谢综合征的药物中的应用。3.一种抗衰老食品，其特征在于，包括有效剂量的作为活性成分的权利要求1所述具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分。4.一种抗衰老药品，其特征在于，包括有效剂量的作为活性成分的权利要求1所述具有头孢抗性且高表达Sir2蛋白的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisBS16和/或其菌体蛋白成分，以及药学上可接受的载体。5.一种预防和治疗细胞线粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晗笑，郭晴，谢亚杰，利时雨，刘梦鸽，陈露平，黄金群，
申请(专利权)人：广州弘宝元生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44