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嗜热蛋白酶HtrAw是一个来源于Brevibacillus sp.WF146的丝氨酸蛋白酶,属于枯草杆菌蛋白酶家族(subtilisinfamily)。在本实验室前期的实验中,祝凤涛同学发现蛋白酶HtrAw在大肠杆菌BL21(DE3)中表达时,不仅会明显提高大肠杆菌的生物量,而且重组菌的细胞形态会发生变化,并确定蛋白酶HtrAw的N端短肽N74在这一过程中发挥了重要作用。本研究以此为基础,探究了 N74对大肠杆菌生长的影响。嗜热蛋白酶WF146是Brevibacillussp.WF146分泌的胞外丝氨酸蛋白酶,由于其良好的热稳定性以及活性,既可用于酶结构与功能的理论研究,同时在工业上也具有潜在的应用价值。为利用重组蛋白N74能提高大肠杆菌生物量的特性,我们将N74和缺失信号肽蛋白酶WF146△S在大肠杆菌共表达。我们发现,共表达N74+WF146AS和单独表达WF146AS的重组菌中蛋白酶WF146的表达并没有明显差异,且含有N74+WF146AS的重组菌,其生长状态明显弱于单独表达WF146△S的重组菌。我们推测,在共表达体系中,两种蛋白的同时表达极大程度增加了宿主的代谢负担,使得宿主菌无法兼顾自身的生长繁殖以及外源蛋白的高效表达。在本研究中,通过分析共表达体系以及单独表达体系中蛋白酶的分布情况,我们发现WF146AS在胞外的含量前者远多于后者,说明重组蛋白N74的表达可以在一定程度上造成宿主细胞的损伤,造成胞内蛋白外流。而在工业生产中,大多数蛋白在宿主菌中表达后主要存在于胞内,我们可以利用N74的这种特性,帮助一些以可溶形式表达的蛋白进入胞外,从而简化破细胞分离目的蛋白的工序。为了探究N74引起大肠杆菌细胞形态变化的原因,我们构建了绿色荧光蛋白GFP与N74的融合蛋白N74-GFP,在大肠杆菌中表达后,通过观察绿色荧光蛋白的分布,进而判定重组蛋白N74的分布规律。我们发现重组蛋白N74在宿主菌中呈现明显的螺旋分布。有相关研究表明,一些参与大肠杆菌细胞分裂的调控蛋白也呈现这种螺旋状分布规律,我们推测,重组蛋白N74表达后通过某种作用方式,与这些调控蛋白互相作用,从而使宿主菌无法进行正常的分裂而呈现长丝状。但其中具体的作用机制还需要进一步地探究。本研究对重组蛋白N74影响大肠杆菌的生长机制进行了初步探究,有助于进一步了解影响大肠杆菌生长的多重因素,并且对于工业生产具有一定的参考价值。