Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Expression und Anwendungen von HriCFP in E. coli: Ein neuartiges biosensorisches fluoreszierendes Protein

Hira Mehreen, Salma Saeed, Umut Gerlevik, Aamira Tariq, Ugur Sezerman, Zobia Noreen, Xunli Zhang, Sammer-ul Hassan und Habib Bokhari*

Die Kontamination der Umwelt mit Halbmetallen und Schwermetallen ist zu einem globalen Problem geworden. Daher besteht dringender Bedarf an der Entwicklung wirksamer und kostengünstiger Ansätze, die eine effiziente Überwachung des Gefahrenniveaus dieser Umweltschadstoffe ermöglichen. Biosensoren auf mikrobieller Zell- und Fluoreszenzproteinbasis bieten im Vergleich zu herkömmlichen instrumentellen Ansätzen relativ praktische und kostengünstige Werkzeuge für die Analyse von Umweltschadstoffen. Kleine Fluoreszenzproteine ​​können Denaturierungsmitteln, hohen Temperaturen und einem weiten pH-Bereich standhalten. Diese Eigenschaften sowie ihr Potenzial, verschiedene toxische Analyten zu erkennen, machen sie zu einem geeigneten Kandidaten für die Entwicklung von Biosensoren zur Erkennung vor Ort. Die vorliegende Studie nutzt das Biosensorpotenzial eines neuartigen Fluoreszenzproteins namens HriCFP. HriCFP wurde im prokaryotischen System (gramnegative E. coli) exprimiert, das eine stabile und diskrete Expression in Bakterienzellen zeigte. Ganzzell-Biosensoren (WCB) wurden durch Immobilisierung von HriCFP entwickelt, das nicht pathogene E. coli über eine Nitrocellulosemembran, niedrigschmelzende Agarose und Natriumsilikatgel exprimierte. Diese immobilisierten Biosensoren wurden auf ihre Nachweisempfindlichkeit für Umweltschadstoffe, d. h. Schwermetalle (Cu(II), Hg(II), As(III)), getestet. Diese WCBs zeigten eine starke Fluoreszenzlöschung, wenn sie einer Reihe von Schwermetallen ausgesetzt wurden. Diese Biosensoren blieben 12 Tage lang bei 4 °C aktiv, was ihr Potenzial für langfristige Stabilität und Lagerung demonstriert. Diese Studie impliziert, dass HriCFP einen erheblichen Vorteil gegenüber anderen größeren und multimeren Proteinen haben könnte, da es nur minimale Auswirkungen auf den Stoffwechsel des Wirtsstamms hat und somit seine Nachhaltigkeit über einen längeren Zeitraum erhöht.