應用背景

枯草芽孢桿菌，是芽孢桿菌屬的一種。單個細胞0.7～0.8×2～3微米，著色均勻。B.subtilis屬革蘭氏陽性菌，無莢膜，周生鞭毛，能運動，需氧型，細胞壁僅含肽聚糖和磷壁質。芽孢0.6～0.9×1.0～1.5微米，橢圓到柱狀，位于菌體中央或稍偏，芽孢形成后菌體不膨大。菌落表面粗糙不透明，污白色或微黃色，表面色暗，有皺褶狀。廣泛分布于土壤、空氣和腐敗有機物上。易在枯草浸汁中繁殖，應用領域廣。

應用優勢

70年代后，隨著DNA重組技術的發展，金黃色葡萄球菌抗性標記質粒的應用，該表達系統發展更為迅速。人們對其遺傳背景和生理特性的了解僅次于E.coli。非致病性的重要工業微生物，其全基因組測序已經完成，安全性高，成功表達了多種外源基因，廣泛應用于食品、藥物等工業生產。

◆非致病微生物，

◆能直接將分泌蛋白釋放到培養基中，利于分離純化，優于大腸桿菌。

◆具有高效的分泌目的蛋白的能力，其分泌的真核來源的重組蛋白多數情況下都具有天然構象和生物活性。

◆生長迅速，培養條件簡單，遺傳背景了解清晰，而且有較好的工業生產基礎。

◆有較強的淀粉酶和蛋白酶活力；

◆能分解植物組織的果膠和多糖；

◆能迅速液化明膠；

◆可利用蛋白質、多種糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚。

表達的外源蛋白

1、耐熱性酶制劑 如耐高溫a-淀粉酶等淀粉加工酶系

2、多肽類藥物 如白細胞介素、人表皮生長因子(hEGF)、胰島素原等

3、殺蟲蛋白 如Bt蛋白、蛋白酶抑制劑、植物凝集素

應用方案

通過高壓細胞破碎儀使物料在柱塞作用下進入可調節壓力大小的閥組中經過特定寬度的限流縫隙均質區在均質閥內產生三種效應:空穴效應、撞擊效應、剪切效應的機械作用力從而打破細胞壁的束縛，把蛋白質從組織或細胞中釋放出來盡可能保持原來的天然狀態，不喪失活性，達到高效率破碎細胞的效果。即使用高壓勻漿破碎法采用高壓細胞破碎法，在細胞內產生的壓力效應，從而能夠有效地提取出蛋白質，且處理量大、破碎速度較快。這是一種機械處理細胞，物理抽提方法。

解決方案

首先富集菌體，收集胞內產物的細胞或菌體。然后進行細胞重懸，用適當的緩沖液或培養液將離心或沉降等方法得到的固體（沉淀、細胞、活性物質等等）重新懸浮。其次進行細胞破碎，使產物轉移到液相中。最后收集含生化物質的液相，進行碎片分離，分離除去細胞、菌體、細胞碎片、蛋白質的沉淀物和絮凝體等固體懸浮物，得到上清液或濾液。然后從澄清的濾液中提取胞內產物，從細胞裂解物中獲取目標產物。

PhD優勢

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）是科學研究中的重要模式菌種，是一種具有極高研發潛力的微生物。枯草芽孢桿菌是一種土壤來源的低G+C、內生孢子革蘭氏陽性細菌，也是一種重要的原核表達宿主，具有很高的應用價值。目前，已經有很多外源基因在枯草芽孢桿菌系統中成功復制、表達，該表達系統的進一步開發將會帶來更高效、更經濟、更安全的應用價值。隨著基礎研究和應用技術更深入的研究和推進，未來枯草芽孢桿菌將成為一個超級分泌細胞工廠。高壓細胞破碎法屬于物理破碎細胞的方法，采用高壓細胞破碎法，處理量大、破碎速度較快，是工業上常用的破碎細胞的方法之一。對比傳統的細胞破壁方法，高壓細胞破壁的效果好，其破壁率與提取率都相對較高，而且其操作的設備簡單，可大規模操作，操作成本低，周期較短。此過程中只發生物質狀態的變化，而無化學反應變化；是物質量的分配，而不是質的飛躍。

◆破壁能力：高壓設計，輕松上壓；均質效率高，工藝穩定；穩定的破碎能力，更高的胞內物提取；純機械破碎，無化學污染；可放大工業化生產工藝設備

◆控溫效果：獨特溫控設計，內置和外置雙向控溫，確保均質過程及出料溫度可控。

◆活性保障：循環的控溫系統，蛋白活性不失活，細胞破碎后，活性保值高達99%                                                                 

◆無菌保障：金屬結構連接，沒有O型圈或墊片，無死角設計；在線排空結構設計；所有機型均可實現在線清洗（CIP）、循環清洗、拆裝清洗、在位滅菌（SIP）