利用弗氏链霉菌的修饰系统克服吸水链霉菌的限制性障碍——发展吸水链霉菌转

用来自变铅青链霉菌TK24的质粒PIJ702（tsr,mel^ )转化吸水链霉菌应城奕种10－22的原生质体,未能得到转化子,但改用来自弗氏链霉菌ATCC 10745的pIJ702转化10－22原生质体却得到了转化子,转化频率约10^3-10^4转化子／微克DNA,在这些转化子中,只有约1／1000是黑色菌落（mel^ ),绝大部分为白色菌落（mel^-),分别挑出黑色,白色2种菌落,只有从前者能提出电泳可见的PIJ702质粒带。2种菌落的质粒提取物,均能转化TK24原生质体并正常表达黑色素,在非选择性条件下,从10－22（PIJ702）黑色菌落的群体中,获得了少数白色菌落,经证明它们是10－22的宿主突变体,这些突变体的PIJ702转化子出现均一的黑菌落。     

吸水链霉菌NND-52-C基因工程宿主载体系统的构建

吸水链霉菌NND-52-C菌株是大环内酯类抗生素-阿扎霉素B的高产菌株。采用原生质体转化技术,将来自变铅青链霉菌TK24菌株的pU702质粒转化吸水链霉菌NND-52-C菌株的原生质体,建立了吸水链霉菌NND-52-C菌株的基因工程宿主载体系统。确定了NND-52-C菌株原生质体制备和再生的条件,其原生质体形成率达到10^8／mL,再生率约为0．2％,转化率为10^2-10^3个转化子／μg质粒DNA。     

不吸水链霉菌梧州新亚种限制-修饰系统初探

采用菌丝体原位包埋方法和高压脉冲电泳技术从不吸水链霉菌梧州新亚种(Streptomyces ahygroscopicus wuzhouensis neosubsp. 11371)中分离得到两条质粒DNA带.通过双向电泳证明,2个质粒均为线性分子,按照分子量大小依次命名为pSAL1、pSAL2.并对不吸水链霉菌梧州新亚种的限制-修饰系统进行初步探讨:将来自变铅青链霉菌TK54的高拷贝质粒pIJ702转化不吸水链霉菌梧州新亚种原生质体,未能得到转化子,改用pIJ702转化不吸水链霉菌梧州新亚种U-3原生质体,得到了转化子.     

转座子Tn5096对刺孢吸水链霉菌北京变种RF220转座的诱变

用大肠杆菌/链霉菌穿梭质粒pCZA168(bla,tsr,Tn5096,ColEI rep,Strep repts)多次转化农抗120产生菌刺孢吸水链霉菌北京变种(S.Streptomyces hygrospinocus var. beijingensis)RF220的原生质体,均未得到转化子。来自吸水链霉菌应城变种(S.Streptomyces hygroscopicus var.)10-22突变株的链霉菌质粒pIJ702(tsr mel+)可以转化RF220,但转化频率只有数十个转化子/μgDNA。用来自RF220本身的pIJ702对消除pIJ702后的RF220的原生质体进行了再转化,转化率没有明显的提高。用氨苄青霉素和甘氨酸协同处理RF220的菌丝体,并经-70℃冷冻原生质体再转化,得到了4个pCZA168的转化子。质粒提取、酶切、抗性测定表明：4个转化子中pCZA168中大肠杆菌DNA部分均被切除,成为大小约50～60kb的小质粒,命名为pWZH102(tsr,Tn5096,strep repts)。用pWZH102上的转座子Tn5096对RF220进行转座实验,在168个转座个体中,有2株可能为抗生素生物合成阻断变株,另有产生抗生素水平各异的变株,说明Tn5096的转座可以引起表型的不同变化。     

吸水链霉菌NND-52-C基因工程宿主载体系统的构建*

吸水链霉菌NND-52-C菌株是大环内酯类抗生素 阿扎霉素B的高产菌株。采用原生质体转化技术 ,将来自变铅青链霉菌TK2 4菌株的pIJ70 2质粒转化吸水链霉菌NND-52-C菌株的原生质体 ,建立了吸水链霉菌NND-52-C菌株的基因工程宿主载体系统。确定了NND-52-C菌株原生质体制备和再生的条件 ,其原生质体形成率达到 10⁸个 mL ,再生率约为0.2 % ,转化率为10²～10³个转化子 μg质粒DNA。     

转座子Tn5096对刺孢吸水链霉菌北京变种PR220转座的诱变

用大肠杆菌／链霉菌穿梭质粒ｐＣＺＡ１６８多次转化农抗１２０产生菌刺孢吸水链霉菌北京变种ＲＦ２２０的原生质体,均未得到转化子。来自吸水链霉菌应城变种１０－２２突变株的链霉菌质粒ｐＩＪ７０２可以转化ＲＦ２２０,但转化频率只有数十个转化子／μｇＤＮＡ。用来自ＲＦ２２０本身的ｐＩＪ７０２对消除ｐＩＪ７０２后的ＲＦ２２０的原生质体进行了再转化,转化率没有明显的提高。用氨苄青霉素和甘氨酸协同处理ＲＦ２２０的菌     

黑暗链霉菌DNA转移系统的建立

研究了黑暗链霉菌的基因转移系统,探索了通过PEG介导的原生质体转化、接合转移向黑暗链霉菌中转入外源DNA的可能性。多次尝试用质粒pIJ702转化黑暗链霉菌9904原生质体均未成功。对原生质体进行“热处理”后转化、利用单链DNA转化等都不能将质粒导入黑暗链霉菌中,表明黑暗链霉菌对外源DNA有很强的限制修饰作用。利用接合转移将具有oriT的大肠杆菌链霉菌穿梭质粒pHZ132转入大肠杆菌ET12567(pUZ8002)中,获得供体菌ET12567(pUZ8002,pHZ132)。将供体菌与预萌发的黑暗链霉菌9904的孢子进行接合转移,成功地将pHZ132转入黑暗链霉菌9904中。质粒pHZ132经黑暗链霉菌自身修饰后也可转入黑暗链霉菌9904菌株的原生质体中,转化率约为103/μg DNA(pHZ132)。     

转座子Tn4560在吸水链霉菌应城变种中的转座

Tn4556是在弗氏链霉菌UC8592中发现的一个类似于Tn3的转座子,在它转坐的非必需区中间插入紫霉素抗性基因vph所组成的复合体(Tn4556::vph),称为Tn4560.把Tn4560克隆到一个温敏性质粒pMT660(由PIJ702衍生而来)构建的重组质粒(pMT660::Tn4560)称为pUC1169.pUC1169不能直接转化吸水链霉菌应城变种1O-22,但可以以一定的频率转化其衍生菌株Q105(至少丧失了一个内源质粒的受体菌株.)从转化子中检测DNA,可以观察到完整的PUC1169的存在(仍为高拷贝).将携带了pUC1169的Q105菌株的孢子悬液以一定的稀释度涂布到无抗生素的平板上获得单个分散的菌株,把平板放在39℃下培养,待菌落长出丰满的孢子后,再分别影印到含有紫霉素和硫链丝菌素的培养基平板上,分离紫霉素抗性(vio~r)和硫链丝菌素敏感(thio~s)的菌落,即为pMT660“自杀”,而Tn4560在细胞中发生了转座的个体.从18个这类菌落中提取总DNA,经PvuⅡ酶解后,在琼脂糖凝胶上电泳,把电泳后的DNA转移到硝酸纤维膜上,与非放射性方法标记的pUC1169探针杂交揭示,每一个衍生菌…     

链霉菌高拷贝质粒pIJ101的研究 V．两个拷贝数突变子及其与克隆片段的关系

在分离和定位链霉菌高拷贝质粒PlJ101上启动子活性区域的过程中,我们将Bc11-E片段经MboI进一步酶解后,克隆到由pIJ101基本复制功能区所衍生的载体pIJ425的BgIII位点上,从转化酶、铅青链霉菌TK64以原生质体所获得的硫链丝菌素抗性转化子中,发现了两个拷贝数极其异常的衍生质粒,命名为PI J2743和PIJ2744。与plJ425相比,pIJ2743的拷贝数增加约10倍,而pIJ2744的拷贝数则降低约10倍。拷贝数的剧增和剧减不是由于质粒宿主的突变,因为它们在重新转化的宿主中仍显示了突变型拷贝数特征。拷贝数的变化也不是由于载体的突变,因为切除插入片段后,载体区域再连接后的质粒仍与原始plJ425的拷贝数相同。将高拷贝突变子中0.63kb的插入片段以两种不同的取向克隆到另一个类似于pIJ425的载体p1J 486的BamHI位点,在一种取向插入时,新衍生的质拉仍显示出投高的拷贝数,而在另一种取向时,质粒的拷贝数不发生变化,说明拷贝数的剧增不仅只与插入片段有关,而且其功用具有明显的方向性,即为-顺式作用因子。     

一个枯草杆菌启动子(P_(28-1))对链霉菌分化的影响

亚克隆1.1kb的枯草杆菌启动子P_(28-1)到pUC19上,再亚克隆到以儿茶酚加氧酶为报告基因的链霉菌启动子探测质粒pIJ4083上,构建的重组质粒命名为pIJ4498.用pIJ4498转化天蓝色链霉菌J1501的原生质体,得到了相对于灰色野生型的白色转化子,而用载体pIJ4083转化J1501后得到的转化子是正常的深灰色菌落.经限制性内切酶验证了重组质粒的结构,测定了质粒的稳定性.当pIJ4498转化天蓝色链霉菌的WhiG突变株(C71)后,未观察到任何表型的变化.通过超声波破碎细胞得到的J1501/pIJ4498菌体的蛋白提取液,可使无色的儿茶酚氧化成黄色的2-羟粘糠酸半醛(HMS).而对照株J1501/pIJ4083及C71/pIJ4498菌株的蛋白提取液不能使儿茶酚氧化成黄色的HMS产物.结果表明枯草杆菌的启动子P_(28-1)被天蓝色链霉菌J1501的σ^(whiG) RNA聚合酶所识别,在启动儿茶酚加氧酶报告基因表达的同时,影响了天蓝色链霉菌J1501分化中的孢子形成.     

转座子Tn4560在吸水链霉菌应城变种中的转座

Tn4556是在弗氏链霉菌UC8592中发现的一个类似于Tn3的转座子,在它转坐的非必需区中间插入紫霉素抗性基因vph所组成的复合体(Tn4556::vph),称为Tn4560.把Tn4560克隆到一个温敏性质粒pMT660(由PIJ702衍生而来)构建的重组质粒(pMT660::Tn4560)称为pUC1169.pUC1169不能直接转化吸水链霉菌应城变种1O-22,但可以以一定的频率转化其衍生菌株Q105(至少丧失了一个内源质粒的受体菌株.)从转化子中检测DNA,可以观察到完整的PUC1169的存在(仍为高拷贝).将携带了pUC1169的Q105菌株的孢子悬液以一定的稀释度涂布到无抗生素的平板上获得单个分散的菌株,把平板放在39℃下培养,待菌落长出丰满的孢子后,再分别影印到含有紫霉素和硫链丝菌素的培养基平板上,分离紫霉素抗性(vio^r)和硫链丝菌素敏感(thio^s)的菌落,即为pMT660“自杀”,而Tn4560在细胞中发生了转座的个体.从18个这类菌落中提取总DNA,经PvuⅡ酶解后,在琼脂糖凝胶上电泳,把电泳后的DNA转移到硝酸纤维膜上,与非放射性方法标记的pUC1169探针杂交揭示,每一个衍生菌株都丢失了对应于载体PMT660的区域,却在染色体或内源质粒的不同位点上保留了Tn4560.从vio^r thio^s的突变体中已获得了5102-Ⅲ抗生素生物合成的阻断突变株.     

链霉菌和大肠杆菌穿梭质粒载体的构建

本文报道了链霉菌和大肠杆菌穿梭质粒载体pSE-3的构建;把具有双启动子的大肠杆菌的质粒pGEM-3与新霉素抗性基因启动子缺失的链霉菌的探针质粒pIJ486分别用BamHI和BglⅡ酶切,T4 DNA连接酶连接后转化到E.coli HB101(Amp(?),Neo(?)),所得重组质粒能强启动pIJ486质粒上的氨基糖苷磷酸转移酶基因(aph),并使新霉素抗性基因在大肠杆菌中得到强表达。此重组质粒被命名为pSE-3,当其转化到变青链霉菌TK54(Tsr(?),Neo(?))的原生质体前,新霉素抗性基因亦能得到强表达。酶切结果表明,构建的具有两个启动子的穿梭质粒载体pSE-3上有HindⅢ和EcoRI的单酶位点,拷贝数约为39。经再转化和传代50代等研究表明,穿梭质粒载体pSE-3在链霉菌和大肠杆菌中均是稳定的。为某些有应用价值的目的基因在大肠杆菌和链霉菌中的克隆与表达提供了一个有价值的穿梭质粒载体。     

不吸水链霉菌梧州新亚种基因组文库的构建

以不吸水链霉菌梧州新亚种为材料,提取的总基因组DNA经Sau3 AI不完全酶切。回收20-30kbDNA酶切片段,与经Hpal和BamHI酶切的粘粒载体pKC505进行连接,将连接产物用噬菌体包装蛋白包装。侵染大肠埃希菌DH5α。在舍有安普霉素的LB平板上培养,所得转化子数为12000个,构建成不吸水链霉菌梧州新亚种的基因组文库。以不吸水链霉菌染色体基因组大小为7Mb计算,概括了不吸水链霉菌梧州新亚种约99％的基因组,达到了建库要求的理论值。未扩增文库的滴度为1．2×10^8pfu／L,扩增文库的滴度为4．8×10^11pfu／L,包装效率为每微克DNA1．2×10^5个转化子。随机挑取菌落,提取重组质粒进行酶切电泳分析,均有外源片段插入。基因文库的构建为进一步深入研究梧宁霉素生物合成基因结构及功能奠定基础。     

金色链霉菌转化系统的优化

12 %的蔗糖浓度、 0 5 %甘氨酸、溶菌酶酶解 1h,是金色链霉菌原生质体制备的较优条件。采用麸皮再生培养基替代R2YE再生培养基 ,原生质体再生率、生长及筛选效果得到明显改善。P buffer介导的质粒转化效率高于T buffer,33%的PEG1 0 0 0是质粒转化金色链霉菌原生质的最适浓度。     

不吸水链霉菌梧州新亚种基因文库的构建

以不吸水链霉菌梧州新亚种为材料,提取的总基因组经Sau3AI不完全酶切,回收3~9 kb DNA酶切片段,用T4连接酶将回收片段按一定比例与经BamHI酶切、南极热敏磷酸酶去磷酸化处理后的pUC18质粒载体连接,热激法转化受体菌E.coliDH5α,在含有IPTG/X-gal和Amp 的LB平板上筛选重组子,所得克隆数为9×103个,以不吸水链霉菌染色体基因组大小为7 Mb计算,概括了不吸水链霉菌梧州新亚种约99%的基因组,达到了建库要求的理论值。随机挑取白色菌落,提取重组质粒进行酶切电泳分析,均有外源片段插入。基因文库的构建,为进一步深入研究梧宁霉素生物合成基因结构及功能奠定基础。     

链霉菌11371基因工程宿主菌的确定

为消除链霉菌11371内源性质粒对pIJ702的限制,以提高pIJ702转化率,确定11371基因工程宿主菌。采用种内接合转移的方法对链霉菌11371衍生菌U3和P2、P5、P7进行内源性质粒的消除。获得接合转移子U3-P7-6,具有转化外源质粒的能力,转化率为17～20个/100个菌,为链霉菌11371转化体系构建、克隆基因结构、功能鉴定和基因定位等研究提供生物材料。     

单点突变葡萄糖异构酶(GIG138P)基因在变铅青链霉菌中的高效表达及其稳定性研究

通过三步亚克隆 ,将单点突变葡萄糖异构酶 ( GIG1 38P)基因及其调控序列插入链霉菌质粒p IJ40 83,构建重组表达质粒 p IJ40 83- GI1 .用重组质粒转化变铅青链霉菌 TK54原生质体 ,经硫链丝菌素抗性 ( Th R)筛选 ,获得重组菌株 TK54/p IJ40 83- GI1 .酶活力测定和 SDS- PAGE分析表明 ,GIG1 38P基因在变铅青链霉菌中得到高效表达 ,GI1粗酶液比活力为 1 5U/mg,GI1表达量约占菌体可溶性蛋白的 2 5% .同时也研究了重组质粒的遗传稳定性 .重组菌株在无选择压力条件下经液体连续传代培养 ,GI1比活力和 GI1表达量在 2 0 0 h传代时间中呈平缓下降趋势     

葡萄糖异构酶突变体酶GIG138P和GIG138P-G247D在变铅青链霉菌中的高效表达及检测

将含有G138P单点突变和G138P-G247D双点突变的GI结构基因,分别克隆入E.coli链霉菌穿梭载体pHZ1272,成功构建了穿梭表达载体pHZGI1和pHZGI2。通过原生质体的转化,将穿梭表达载体导入变铅青链霉菌TK54菌株。30℃振荡培养24h,加入2 μg/mL 硫链丝菌素诱导表达12h。SDSPAGE电泳表明,两个穿梭载体在TK54菌株内表达出425 kD特异性条带。薄层扫描显示,突变体酶GIG138P和GIG138PG247D分别约占可溶性蛋白的19%和22%。Western杂交进一步证实GIG138P和GIG138PG247D在变铅青链霉菌TK54中获得了表达。     

一个枯草杆菌启动子(P_(28-1))对链霉菌分化的影响

亚克隆1.1kb的枯草杆菌启动子P_(28-1)到pUC19上,再亚克隆到以儿茶酚加氧酶为报告基因的链霉菌启动子探测质粒pIJ4083上,构建的重组质粒命名为pIJ4498.用pIJ4498转化天蓝色链霉菌J1501的原生质体,得到了相对于灰色野生型的白色转化子,而用载体pIJ4083转化J1501后得到的转化子是正常的深灰色菌落.经限制性内切酶验证了重组质粒的结构,测定了质粒的稳定性.当pIJ4498转化天蓝色链霉菌的WhiG突变株(C71)后,未观察到任何表型的变化.通过超声波破碎细胞得到的J1501/pIJ4498菌体的蛋白提取液,可使无色的儿茶酚氧化成黄色的2-羟粘糠酸半醛(HMS).而对照株J1501/pIJ4083及C71/pIJ4498菌株的蛋白提取液不能使儿茶酚氧化成黄色的HMS产物.结果表明枯草杆菌的启动子P_(28-1)被天蓝色链霉菌J1501的σ~(whiG) RNA聚合酶所识别,在启动儿茶酚加氧酶报告基因表达的同时,影响了天蓝色链霉菌J1501分化中的孢子形成.     

葡萄糖异构酶突变体酶GIGl38P和GIG138P-G247D在变铅青链霉菌中的高效表达及检测

将含有G138P单点突变和G138P－G247D双点突变的GI结构基因,分别克隆入E.coli-链霉菌穿梭载体pHZ-1272,成功构建了穿梭表达载体pHZGI1和pHZGI2。通过原生质体的转化,将穿梭表达载体异入变铅青链霉菌TK54菌株。30℃振荡培养24h,加入2μg/mL硫链丝菌素诱导表达12h。SDS－PAGE电泳表明,两个穿梭载体在TK54菌株内表达出42．5kD特异性条带。薄层扫描显示,突变体酶GIG138P和GIG138P－G247D分别约占可溶性蛋白的19％和22％。Western杂交进一步证实GIG138P和GIG138P－G247D在变铅青链霉菌TK54中获得了表达。