苯胺双加氧酶基因的克隆与序列分析

通过设计苯胺双加氧酶基因特异引物,以苯胺降解菌株ANA5基因组DNA为模板,PCR扩增出目的基因片断。然后利用粘粒pLAFR3作为载体,以E．coliEPI100作为受体,构建了菌株ANA5的基因组粘粒文库。以PCR扩增产物作为探针,通过菌落原位杂交筛选得到两个阳性克隆,经Southern杂交及亚克隆测序分析,初步确认克隆到苯胺双加氧酶基因。同时完成了苯胺双加氧酶基因atdA3A4A5序列的测定,并对其核苷酸及其推导的氨基酸序列进行分析,结果表明克隆到的苯胺双加氧酶基因与GenBank报道的基因有一定的差异,同时体现了该基因在进化上的保守性。     

猪FGL2基因cDNA末端序列检测及结构分析

检测猪FGL2基因cDNA末端序列并对该基因结构初步分析。α-32P dCTP放射性同位素标记cDNA探针筛选猪基因组DNA文库;cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA end,RACE)。以猪正常小肠及心脏组织提取新鲜总RNA,反转录后作为模板,设计基因特异性引物,采用Advantage 2 聚合酶混合物进行PCR扩增;依据猪与人FGL2基因3′端已知同源序列设计PCR上游引物,以人FGL2基因3′末端序列设计下游引物,以猪基因组DNA为模板采用Advantage 2 聚合酶混合物进行PCR反应;PCR载体重组质粒DNA亚克隆扩增。同位素探针未能筛选到特异阳性克隆,RACE反应检测到特异性转录起始位置及第一个转录终止位置,但仍未检测到第二个转录终止位置。猪基因组DNA行PCR扩增成功检测到猪FGL2基因3′末端未知序列及第二个转录终止位置。     

产邻苯二酚工程菌的构建及发酵条件的优化

从实验室保存的一株能高效降解苯胺的不动杆菌中克隆到完整的苯胺双加氧酶基因簇,序列分析表明该基因簇包含6个完整的ORF,全序列与已报道的不动杆菌YAA的苯胺双加氧酶基因簇在氨基酸水平上有较高的同源性。将该基因簇连接于pLAFR6载体,电转化至E.coli,构建了该基因簇的工程菌。发酵条件优化表明,在苯胺浓度0.5mg/mL,采用pH7.0的LB培养基,E. Coli DH5α为宿主菌,于37℃培养,接种量为3％的条件下,邻苯二酚产量在20h达到0.546mg/mL,底物分子水平转化率可达92.4％。     

右旋糖苷蔗糖酶基因的克隆及其序列分析*

以筛选的肠膜明串珠菌的基因组为模板,通过聚合酶链式反应(PCR)分别扩增得到右旋糖苷蔗糖酶的基因片段dsr1和dsr2,将基因片段克隆到pUC19载体上并对基因片段组装得到完整基因序列dsrx,通过限制性酶切分析和核苷酸序列分析鉴定,dsrx的序列全长为4,566bp,编码1,522个氨基酸,与GenBank中已注册的U81374核苷酸序列同源性达99%,推导的氨基酸序列与其序列同源性达98.49%。     

苏云金芽孢杆菌chiA,chiB全基因的克隆、表达及其序列分析

以苏云金芽孢杆菌科默尔亚种15A3菌株基因组DNA为模版,用touchdown PCR方法扩增几丁质酶ChiA和ChiB的全基因序列(GenBank登录号:EF103273和DQ512474)。将PCR产物连接pUCm-T克隆载体,获得重组质粒pUCm-chiA和pUCm-chiB,分别转化E.coliXL-Blue。克隆的几丁质酶基因可以利用本身的启动子异源表达各自的蛋白,不需要几丁质作为诱导物。表达的几丁质酶能够分泌到胞外。证明15A3菌株可组成型表达2种几丁质酶。经核苷酸及氨基酸序列分析证明,chiA基因全长1426bp,含有343bp的上游非编码区和1083bp的ORF,编码360个氨基酸。推测成熟蛋白分子量为36kD,只有一个几丁质酶催化域。chiB基因全长2279bp,含有248bp的上游非编码区和2031bp的ORF,编码676个氨基酸。推测成熟蛋白分子量约为70.6kD,具有三个功能域。核苷酸序列分析显示chiA和chiB的启动子所处的位置及转录起始碱基都不相同,-35区相同,而-10区有两个碱基不同,SD序列也不完全一致。     

大肠杆菌ubiC基因的克隆及序列分析

研究以克隆得到正确序列的大肠杆菌ubiC基因目的,实验通过PCR方法从大肠杆菌基因组中扩增得到了ubiC基因,扩增产物克隆到pUC118载体,转化大肠杆菌JM109,DNA序列分析结果表明克隆得到的大肠杆菌ubiC基因碱基序列正确。     

B.t.c. cry1C全长基因的克隆及其在增产菌中的表达*

设计的一对引物 ,对苏云金芽孢杆菌科默尔亚种 (Bacillusthuringiensissubsp .colmeri)1 5A3菌株中的cry1C基因进行PCR扩增 ,得到包括结构基因 ,调节基因在内的全长为40kb的PCR产物。经两步克隆 ,将此基因连接至穿梭表达载体pHT315上 ,得到重组质粒pHT 1C。通过电转化将其导入一株增产菌蜡状芽孢杆菌 (Bacilluscereus) 9509菌株 ,SDS-PAGE检测到 1条 60kD左右的蛋     

嗜盐古菌Haloferax volcanii WFD11中龙胆酸1,2-双加氧酶HagA的研究

【目的】研究嗜盐古菌Haloferax volcanii WFD11菌株以不同芳香酸作为碳源的生长情况;鉴定其通过龙胆酸途径代谢芳香酸过程中的开环酶龙胆酸1,2-双加氧酶的基因,并对其进行生化水平的研究;初步揭示古菌和细菌代谢芳香酸的可能差异。【方法】分别以4 mmol/L的6种不同芳香酸为唯一碳源培养菌株WFD11,利用全自动生长曲线分析仪测定菌株生长情况并绘制生长曲线;利用高效液相色谱检测菌株WFD11代谢3-羟基苯甲酸的中间产物;对菌株WFD11的基因组进行生物信息学分析,寻找潜在的龙胆酸1,2-双加氧酶编码基因,并在Haloferax volcanii H1424中异源表达;通过快速纯化系统(采用Ni2+-NTA亲和层析柱)纯化异源表达的蛋白,以龙胆酸为底物通过紫外分光光度计检测粗酶液和纯化后的龙胆酸1,2-双加氧酶和相关酶学特性;通过实时定量PCR观察hag A的表达类型。【结果】菌株WFD11能以4 mmol/L的3-羟基苯甲酸和3-羟基苯丙酸为唯一碳源和能源生长;高效液相色谱检测证明菌株WFD11通过龙胆酸代谢3-羟基苯甲酸(3HBA);克隆和异源表达了龙胆酸1,2-双加氧酶基因hag A;Hag A粗酶液和纯化蛋白均具龙胆酸1,2-双加氧酶的活性,催化龙胆酸开环生成顺丁二酸单酰丙酮酸;Hag A的龙胆酸1,2-双加氧酶比活力为0.024 8 U/mg,且其活性不依赖于Fe2+;荧光定量PCR实验结果证明hag A是组成型表达。【结论】嗜盐古菌H.volcanii WFD11可能是通过龙胆酸途径代谢芳香酸类物质,为进一步研究古菌和细菌代谢芳香酸的可能差异打下了基础。     

环羟基化双加氧酶α亚基保守序列的克隆及基因定位

利用PCR法成功地克隆了不动杆菌 (Acinetobacter) L2菌株的环羟基化双加氧酶α亚基保守序列310 bp片段,并对其进行测序.序列分析结果表明该片段与3-苯基丙酸盐双加氧酶α亚基、苯1,2-双加氧酶α亚基、甲苯2,3-双加氧酶α亚基的氨基酸序列同源性分别为72%、75%和78%.Southern杂交将菌株L2的环羟基化双加氧酶α亚基基因定位在L2质粒的不同酶切片段上.     

变形链球菌耐氟菌株耐酸相关基因ropA的克隆及蛋白表达

克隆并表达变形链球菌耐氟菌株耐酸相关基因ropA。以变形链球菌UA159的耐氟菌株全基因组为模版,PCR扩增ropA基因并与p MD-18T克隆载体连接构建重组克隆质粒,测序鉴定。Bam HⅠ、HindⅢ双酶切重组克隆质粒,回收目的基因片段并与p Pro EX HTa表达载体通过粘性末端连接构建重组表达质粒,转化入大肠埃希菌感受态细胞DH5α,IPTG诱导,SDS-PAGE检测Rop A表达量。测序结果为变形链球菌UA159的耐氟菌株ropA基因碱基序列与亲代菌株UA159完全一致。SDS-PAGE结果显示IPTG成功诱导Rop A蛋白表达,并且随诱导时间的延长蛋白表达增多。变形链球菌UA159耐氟菌株的耐酸相关基因ropA未发生突变,说明变形链球菌耐氟菌株耐酸性增强不是由ropA碱基序列的改变导致。本研究成功诱导Rop A蛋白表达,为后续研究Rop A蛋白功能奠定了基础。     

葡萄球菌肠毒素A全长基因的克隆和序列测定

分析和克隆超抗原（SAg）葡萄球菌肠毒素A（SEA）全长基因,为进行SAg基因应用于肿瘤导向治疗和基因治疗的研究奠定基础。设计并合成一对针对SEA全长基因的特异性引物,用PCR反应从产SEA的标准葡萄球菌菌株的基因组中扩增出SEA全长基因。PCR产物与克隆载体pGEM-T连接后进行基因序列测定。成功地从标准葡萄球菌菌株的基因组中扩增出一条约770bp的条带。基因序列测定表明,与巳发表的SEA全长基国序列完全一致。     

金黄色葡萄球菌tst-1基因敲除菌株的构建

抽提金黄色葡萄球菌834菌株的基因组DNA,PCR克隆扩增tst-1及tst-1的上、下游基因,通过将tst-1上、下游基因分别重组到载体质粒pAULA中,形成同源重组质粒pAULA Δtst-1,将pAULA-Δtst-1电转入细菌内,进行同源重组,以PCR、Western blot鉴定tst-1基因敲除菌株无tst-1基因片段,且无TSST-1蛋白表达,表明已成功构建金黄色葡萄球菌tst-1基因的敲除菌株。     

微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)P-type ATPase及金属硫蛋白相关基因的克隆

本研究以高抗多种重金属盐的微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)菌株GXCR为材料构建基因组fosmid文库。其插入片段集中在36～50kb,含13348个克隆,重组率为100%,大约覆盖了GXCR基因组的14.83倍。基于序列特异性和简并引物,利用PCR扩增分析了与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)重金属盐抗性相关的CRS5和CUP2基因;基于兼并引物和序列特异性引物,利用PCR扩增分析了GXCR的P-type ATPase基因。通过菌落原位杂交和Southern blot鉴定了一个含铜转运P-type ATPase基因的阳性fosmid克隆,经亚克隆测序分析表明该基因与棒曲霉(Aspergillus clavatus菌株)NRRL1的P-type copper ATPase相似性达97%。没有筛选到与CRS5和CUP2基因同源的克隆,说明GXCR中可能不存在与酿酒酵母CUP2和CRS5高度同源的MT基因,同时也暗示酵母与丝状真菌的重金属盐的抗性机制有本质上的差异或者独特性。     

香蕉rbcS基因启动子的克隆及序列分析

以巴西香蕉为材料,根据已经获得的香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因的全长cDNA序列设计1对专一引物,通过PCR扩增得到了香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基的基因组全长,序列长811 bp,含有2个内含子。根据其基因组序列设计引物,采用SEFA-PCR方法,以总DNA为模板克隆了香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因的启动子序列,长1 681 bp。用PLACE软件分析发现该序列具有启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box,包含多个胁迫诱导元件,如光诱导元件、赤霉素、低温诱导元件、昼夜节律调控元件等。该序列的克隆与分析为进一步研究香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因的表达调控奠定了基础。     

肺囊康定产生菌Glarea lozoyensis线粒体基因组序列的再分析

[目的] Glarea lozoyensis是抗真菌药物卡泊芬净的产生菌,其突变菌株ATCC 74030的线粒体基因组已被报道。我们此前的研究发现诱变剂能引起该菌某些细胞核基因的突变,但诱变剂是否也能引起线粒体DNA序列的改变并不清楚。[方法] 组装野生型菌株ATCC 20868的线粒体基因组,并与发表的突变型菌株ATCC 74030的线粒体基因组进行比较。通过PCR验证野生和突变菌株线粒体基因组间表现差异之处,并利用正确的线粒体基因组序列进行新的分析。[结果] 我们成功组装出野生型菌株ATCC 20868的线粒体基因组,通过比较其与发表的ATCC 74030的线粒体基因组序列,发现存在6处单核苷酸变异位点和2处具有长度差异的区域。然而,随后的PCR验证和序列比较并没有发现2个菌株间存在这些差异。最初观察到的碱基差异是因为发表的ATCC 74030线粒体基因组存在序列错误。有趣的是,在Glarea lozoyensis的线粒体基因组中,我们发现存在3个具有内含子的tRNA基因和1个rnpB基因。同时,该菌线粒体基因组中存在多种重复序列,在其线粒体和细胞核基因组间也存在明显的DNA片段重复事件。[结论] 诱变剂没有引起G. lozoyensis线粒体DNA的任何改变;发表的ATCC 74030的线粒体基因组存在序列错误。我们报道G. lozoyensis正确的线粒体基因组序列,并且发现该菌线粒体和细胞核基因组间频繁的基因交流。     

食酸丛毛单胞菌AN3菌株降解苯胺代谢途径的研究

食酸丛毛单胞菌(\%Comamonas acidovorans\%)AN3菌株中降解苯胺的酶类均为诱导酶,在以苯胺为唯一碳、氮源和能源生长的细胞中,含有苯胺双加氧酶、邻苯二酚2,3双加氧酶、2羟基己二烯半醛酸脱氢酶、4草酰巴豆酸脱羧酶和4羟基2酮戊酸醛缩酶等。苯胺双加氧酶作用于苯胺的\%K\%m值和\%V\%\-\{max\}分别为292μmol/L和3.57μmol\5mg\+\{-1\}·min-1;邻苯二酚2,3双加氧酶作用于邻苯二酚的\%K\%m和\%V\%\-\{max\}分别为16.4 mol/L和15.2μmol\5mg\+\{-1\}\5min\+\{-1\}。根据实验结果,推测了该菌株降解苯胺的代谢途径。     

刺参消化道中蛭弧菌类的生物多样性分析

研究了刺参消化道中蛭弧菌类生物多样性。用刺参肠道内容物提取微生物总DNA,分别使用蛭弧菌类生物特异性引物Bd、Bac扩增获得16S rDNA目的片段,连接pMD19 T载体,转化到大肠埃希菌DH5α感受态细胞,经蓝白斑筛选及阳性克隆筛选,通过核糖体DNA扩增片段限制性内切酶分析(ARDAR)对阳性克隆进行分型,使用HaeⅢ和MspⅠ双酶切各60个阳性克隆,选取不同ARDAR型的阳性克隆测序,并进行生物学分析。结果显示：引物Bd、Bac的16S rDNA扩增产物分别分离获得3个和2个差异性序列,各属于一个类群,分属于蛭弧菌属(Bdellovibrio)和噬菌弧菌属(Bacteriovorax)。这些序列与数据库中相应菌株序列的最大相似性均为95.0%,这5个序列的菌株可能为潜在的新种。     

三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp. YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能

【目的】研究Sphingomonas sp.YL-JM2C菌株的生长特性,确定以三氯卡班作为碳源的生长情况。挖掘菌株YL-JM2C潜在的邻苯二酚1,2-双加氧酶及邻苯二酚2,3-双加氧酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达邻苯二酚双加氧酶基因并研究其酶学性质。【方法】优化S.sp.YL-JM2C菌株以三氯卡班作为碳源时的培养条件,并利用全自动生长曲线测定仪测定菌株生长情况,绘制生长曲线。通过生物信息学方法挖掘潜在的邻苯二酚双加氧酶基因,并分别在Escherichia coli BL21(DE3)中进行异源表达,通过AKTA快速纯化系统纯化蛋白,分别以邻苯二酚、3-和4-氯邻苯二酚为底物检测重组蛋白的酶学特性。【结果】菌株在pH为7.0-7.5时生长最优。在以浓度为4-8 mg/L的三氯卡班做为底物时,菌株适宜生长。当R2A培养基仅含有0.01%酵母提取物和无机盐时,加入终浓度为4 mg/L的三氯卡班可促进菌株生长。挖掘到6个潜在的邻苯二酚双加氧酶基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1、stcE2和stcE3,表达并通过粗酶液分析证明其中5个基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1和stcE2编码的酶均具有邻苯二酚双加氧酶和氯邻苯二酚双加氧酶的活性;纯化酶的底物范围研究揭示了StcA1、StcA2和StcA3均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,StcE1和StcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶;它们酶动力学分析研究证明了5个酶对邻苯二酚的亲和力和催化效率最高,4-氯邻苯二酚次之。【结论】在同一菌株中发现了5个具有功能的邻苯二酚双加氧酶基因,stcA1、stcA2和stcA3编码的酶均属于Ⅱ型邻苯二酚1,2-双加氧酶,stcE1和stcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶编码基因。5个酶均具有催化邻苯二酚和氯邻苯二酚开环反应的功能,这为更好地理解微生物基因组内代谢邻苯二酚及其衍生物氯代邻苯二酚基因的多样性奠定了基础。     

鸡肺炎克雷伯菌Ⅲ型菌毛A基因序列测定和分析

根据GenBank中肺炎克雷伯菌Ⅲ型菌毛结构基因A(mrkA)GI:149187的序列设计一对引物,以5株鸡致病性肺炎克雷伯菌临床分离株的基因组DNA为模板,PCR分别扩增出了543 bp的Ⅲ型菌毛结构基因(mrkA),经纯化、连接、转化、筛选得到含阳性质粒的菌株,将酶切鉴定正确的阳性质粒菌株进行DNA测序并分析。结果表明所扩增的片段为鸡肺炎克雷伯菌mrkA基因,其开放阅读框架为543 bp,编码181个氨基酸。