粪产碱杆菌青霉素G酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达、纯化及其性质

利用PCR技术克隆了粪产碱杆菌 (Alcaligenesfaecalis,CICCAS1.76 7)青霉素G酰化酶 (pencillinGacylase ,PGA)基因 (GenBank登录号AF4 5 5 35 6 )。通过构建工程菌E .coli(pETAPGA) ,该酶在大肠杆菌中获得了表达 ,表达产物分泌到周质空间。进一步构建的工程菌B .subtilis (pMAPGA)和B .subtilis(pBAPGA)实现了该酶的胞外分泌表达。分泌表达的最高表达量为 6 5 3u/L ,比野生型A .faecalis表达量高 10 9倍。表达产物经硫酸铵分级沉淀和DEAE SepharoseCL 6B两步纯化 ,纯度提高 86倍 ,活力回收率达到 81% ,纯化后的PGA活力为 1.4 6 9u/mg。研究表明 ,PGA家族成员中只有粪产碱杆菌PGA和巨大芽孢杆菌PGA可以在枯草芽孢杆菌中分泌表达。与巨大芽孢杆菌PGA相比 ,粪产碱杆菌PGA的最适pH值为 8.0 ,最适温度为 6 0°C ,而且在有机溶剂中具有更强的稳定性。该酶在水相中具有较低的头孢氨苄合成活力。本研究为粪产碱杆菌PGA的获得提供了新的途径。     

重组青霉素G酰化酶在枯草芽孢杆菌中的表达条件优化

 为获得巨大芽孢杆菌青霉素 G酰化酶 (PGA)的高产菌株和条件 ,构建了分泌表达 PGA的基因工程枯草杆菌菌株 ,对表达条件进行了优化 .以 LB作为初始培养基 ,考察了温度、苯乙酸、装液量、碳源对于工程菌 PGA产量的影响 .实验发现重组细胞产酶不再需要变温和苯乙酸诱导 .充足的通气量和适当浓度的淀粉可使细胞密度及 PGA表达量大为提高 .表达条件优化后 ,菌体 A60 0由 3提高到 2 0 ,PGA的表达量由 3～ 6U/ml提高到 35～ 40 U/ml,为目前生产用巨大芽孢杆菌表达量的 6倍 .     

一种新型酿酒酵母附加型分泌表达载体的构建

用化学法合成克鲁维酵母的菊粉酶基因的信号肽序列(INU),将其嵌入酵母附加型表达质粒pYES2,得到一套新型的分泌表达载体pYES2I,pYES2Ⅱ,pYES2Ⅲ。然后用PCR方法分别扩增大肠杆菌的天冬酰胺酶基因(ASN)和短芽孢杆菌α乙酰乳酸脱羧酶(ALDC)基因,连接到INU下游,得到重组质粒pASN和pALDC。分别将这两个重组质粒转化酿酒酵母菌株INVScⅠ中表达,胞内和胞外的酶活分析表明ASN和ALDC基因都能在酿酒酵母中分泌表达,表明菊粉酶信号肽序列能很好地将酿酒酵母中的重组蛋白分泌到胞外。稳定性分析表明,重组酵母菌株在没有选择压力的条件下连续接种培养100h,未发现重组质粒的不稳定性。     

来源于软化芽孢杆菌的环糊精葡萄糖基转移酶在毕赤酵母和枯草杆菌中的表达

通过PCR扩增软化芽孢杆菌α-CGT酶基因,将基因片段分别克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K和大肠杆菌-枯草杆菌穿梭载体pMA5中,分别转化毕赤酵母KM71和枯草杆菌WB600。结果表明,重组毕赤酵母发酵上清液中α-CGT酶活性仅0.2U/mL,重组枯草杆菌产酶达到1.9U/mL。对重组枯草杆菌发酵条件进行了优化,当以TB为出发培养基,初始pH6.5,温度为37oC时,摇瓶培养24h后α-CGT酶环化活性达到4.5U/mL(水解活性为3200IU/mL),是野生菌株软化芽孢杆菌表达量的9.8倍。     

嗜碱性芽孢杆菌PB92碱性蛋白酶分别在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌中表达

从Bacillus alcalophillus PB92中扩增出碱性蛋白酶基因Mapr,Mapr分别插入到大肠杆菌载体pET-22b( )和枯草芽孢杆菌载体pWB980中构建成重组分泌型表达载体pET22b( )-Mapr、pWB980-Mapr。碱性蛋白酶基因分别在大肠杆菌宿主BL21和枯草芽孢杆菌DB104中得到表达。SDS-PAGE分析,重组蛋白酶的分子量为28kD。在大肠杆菌,所得酶活为231U/ml,而在枯草芽孢杆菌,其酶活为1563U/ml。大概是由于碱性蛋白酶在枯草芽孢杆菌折叠成熟机制与大肠杆菌的不同造成的。     

二色补血草LbGRP基因的克隆及抗逆能力分析

富含甘氨酸RNA结合蛋白(Glycine-rich RNA-binding proteins, GRP)是植物中重要的转录后调控蛋白, 在植物的生长发育及对胁迫的抗性调控等过程中起重要作用。文章从二色补血草(Limonium bicolor (Bunge) O.) cDNA文库中克隆出了富含甘氨酸RNA结合蛋白基因(LbGRP)的全长cDNA序列(GenBank登录号: GQ398238)。为了研究LbGRP的抗逆功能, 将其构建到酵母表达载体pYES2中, 转化到酿酒酵母INVSc1菌株中, 获得重组酵母INVSc1(pYES2-LbGRP), 同时将转空pYES2质粒的酵母INVSc1(pYES2)作为对照。对重组酵母INVSc1 (pYES2-LbGRP)和对照INVSc1(pYES2)进行NaCl、KCl、NaHCO₃、Na₂CO₃、干旱和冷冻胁迫, 比较它们在不同胁迫下的存活率。结果表明, INVSc1(pYES2-LbGRP)在各种胁迫下的存活率明显高于对照INVSc1(pYES2), 证明LbGRP基因具有抗NaCl、KCl、NaHCO₃、Na₂CO₃、干旱和冷冻等胁迫的能力, 推测该基因参与了二色补血草的抗逆调控过程。     

细菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的诱导型异源表达

【目的】实现地衣芽孢杆菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达,并研究该重组酶的酶学性质。【方法】克隆巨大芽孢杆菌木糖异构酶基因的启动子区域及其调控蛋白,构建一个大肠杆菌/芽孢杆菌穿梭型诱导表达质粒,使用该诱导型启动子介导麦芽糖淀粉酶编码基因,实现其在枯草芽孢杆菌中的功能表达。对重组枯草芽孢杆菌的诱导条件进行优化,提高麦芽糖淀粉酶的产量。【结果】获得了诱导表达麦芽糖淀粉酶基因的重组枯草芽孢杆菌菌株。最适诱导温度为45°C,最适诱导剂添加浓度为1%,最适添加诱导剂时间为接种培养9 h后。重组酶蛋白分子量大小为67 k D,对该酶的酶学性质研究发现,以可溶性淀粉为底物,反应生成麦芽糖和葡萄糖,其中麦芽糖含量为60.42%。重组酶最适作用温度为45°C,最适作用p H为6.5,Ca2+、Co2+、EDTA对该重组麦芽糖淀粉酶具有激活作用。【结论】通过木糖诱导表达系统可以实现麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效诱导型表达,酶活最高可达296.64 U/m L发酵液,在工业上有着较好的应用前景。     

犬细小病毒VP2基因在枯草芽孢杆菌中的表达及鉴定

从犬细小病毒/犬瘟热二联苗中提取CPV基因组,根据GenBank发表的CPV-VP2基因序列设计一对引物,对VP2基因进行PCR扩增,并克隆至TA Cloning(R) Kit Dual Promoter( pCRⅡ),获得克隆栽体pCRⅡ-VP2.将重组质粒亚克隆到枯草芽孢杆菌表达载体pHT43上,获得重组表达栽体pHT43-VP2.经双酶切鉴定及序列比对分析后,将pHT43-VP2载体转化入枯草芽孢杆菌WB600中进行诱导表达,产物使用PAGE胶蛋白回收法纯化.结果表明,在69 kD处存在目的蛋白,ELISA检测发现,纯化后的目的蛋白与阳性血清存在特异性反应.     

葡萄糖醛酸木聚糖酶在枯草芽孢杆菌中的表达及发酵条件优化

为了研究葡萄糖醛酸木聚糖酶在枯草芽孢杆菌中异源表达,笔者从枯草芽孢杆菌中克隆得到带有自身信号肽的葡萄糖醛酸木聚糖酶基因,将其构建到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒中,转化入枯草芽孢杆菌WB800,得到重组菌。通过发酵条件以及培养基成分优化,重组菌中葡萄糖醛酸木聚糖酶酶活达到76.0 U/mL,约为优化前产酶量的5.4倍。葡萄糖醛酸木聚糖酶在枯草芽孢杆菌中实现高效异源表达,为其进一步的实际应用奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌中性蛋白酶基因的克隆与表达

本研究对枯草芽孢杆菌中性蛋白酶的基因进行克隆,并在大肠杆菌中诱导表达。从枯草芽孢杆菌基因组克隆到编码中性蛋白酶的全长基因,构建大肠杆菌原核表达载体pET30b,转化大肠杆菌BL21得到重组工程菌。通过菌落PCR和酶切筛选验证重组体。在25℃,110 r/min条件下,用IPTG诱导重组蛋白表达。表达蛋白用SDS-PAGE验证,并对酶活力进行测定。测序结果表明克隆序列与NCBI上的登录的序列同源性高达99%。SDS-PAGE结果表明诱导出的蛋白相对分子质量56.6 kD,酶活力达到39 U/mL。证明成功克隆得到枯草芽孢杆菌中性蛋白酶基因,并在大肠杆菌中得到高效表达。     

Expression and purification of extracellular penicillin G acylase in Bacillus subtilis

Penicillin G acylase (PGA) is one of the most important enzymes for the production of semisynthetic beta-lactam antibiotics and their key intermediates. To enhance its expression, the PGA gene from Bacillus megaterium was amplified by PCR and subcloned into an expression vector under the control of the P43 promoter. The resulting construct was transferred into Bacillus subtilis WB600 and the transformant producing the most PGA was selected and designated SIBAS205. In contrast to the parent cells, which have to be induced by phenylacetic acid and cultured at 28 and 25 degrees C successively to produce PGA, the recombinant cells needed neither induction nor thermoregulation during fermentation at 37 degrees C. PGA was secreted and reached an expression level of 40 U/mL under optimized conditions. The enzyme was separated by centrifugation and purified by Al(2)O(3) adsorption and phenyl-Sepharose CL-4B hydrophobic chromatography with a yield of 85%. The purified enzyme had a specific activity of 45 U/mg protein.     

Cloning and expression of keratinase gene in Bacillus megaterium and optimization of fermentation conditions for the production of keratinase by recombinant strain

AIMS: Cloning and expression of keratinase gene in Bacillus megaterium and optimization of fermentation conditions for the production of keratinase by recombinant strain. METHODS AND RESULTS: The keratinase gene with and without leader sequence from the chromosomal DNA of Bacillus licheniformis MKU3 was amplified by PCR and cloned into pET30b and transferred into Escherichia coli BL21. The ker gene without leader sequence only expressed in E. coli and the recombinant strain produced an intracellular keratinase activity of 74.3 U ml(-1). The ker gene was further subcloned into E. coli-Bacillus shuttle vector, pWH1520. Bacillus megaterium ATCC 14945 carrying the recombinant plasmid pWHK3 expressed the ker gene placed under xylA promoter and produced an extracellular keratinase activity of 95 U ml(-1). Response surface methodology (RSM) was employed to optimize the fermentation condition and to improve the level of keratinase production by the recombinant strain. A maximum keratinolytic activity of 166.2 U ml(-1) (specific activity, 33.25 U mg(-1)) was obtained in 18 h of the fermentation carried out with an initial inoculum of 0.4 OD600 nm and xylose concentration of 0.75% w/v. CONCLUSIONS: Bacillus licheniformis keratinase was cloned and successfully expressed using T7 promoter in E. coli and xylose inducible expression system in B. megaterium. Response surface methodology was employed to optimize the process parameters, which resulted in a three-fold higher level of keratinase production by the recombinant B. megaterium (pWHK3) than the wild type strain B. licheniformis MKU3. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: This study suggests that B. megaterium is a suitable host for the expression of cloned genes from heterologous origin. Optimization of fermentation conditions improved the keratinase production by B. megaterium (pWHK3) and suggested that this recombinant strain could be used for the production of keratinase.     

植酸酶酵母工程菌的构建*

从无花果曲霉(Aspergillus ficuum)3．4322中用RT-PCR方法扩增出一条约1．4kb的特异性条带,DNA序列测定表明,目的片段为不含信号肽的植酸酶编码序列,全长1347bp。无花果曲霉(Aspergillus ficuum)3．4322phyA基因序列已在GenBank注册(注册号为：AF537344)。将该基因克隆到酵母表达载体pYES2中,构建成不带信号肽phyA基因的重组表达载体pYPA2。用醋酸锂法将pYPA2转进urd缺陷型的酿酒酵母(s．oeraisiae INVSc1),筛选获得含植酸酶基因的酵母转化子。经半乳糖诱导表达后,用磷钼蓝显色(AMES)法对酵母菌体进行酶活测定,测出了明显的植酸酶活性,pYPA2胞内植酸酶活性约11．55IU／mL,表明无花果曲霉(Aspergillus ficuum)3．4322phyA基因能在酿酒酵母中表达。     

代谢木糖和葡萄糖的重组酿酒酵母的构建

为使酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）YS58代谢木糖产乙醇,采用PCR方法克隆得到树干毕赤酵母（Pichia stipitis）木糖醇脱氢酶基因xy12,并将该基因和克隆得到的休哈塔假丝酵母（Candida shehatae）缺终止子的木糖还原酶基因xyl1一起连接到酵母表达载体pYES2的强启动子GAL下,得到融合表达载体pYES2-P12。通过醋酸锂转化的方法将pY-ES2-P12转入S.cerevisiae YS58中,得到S.cerevisiae YS58-12。利用所构建的重组酿酒酵母进行术糖发酵实验,结果表明该重组酵母能发酵木糖,使木糖利用率得到进一步提高,最高达到81．3％,而且能代谢木糖产生乙醇。     

Construction of a recombinant yeast strain converting xylose and glucose to ethanol

Candida shehatae gene xyll and Pichia stipitis gene xyl2,encoding xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XD) respectively,were amplified by PCR.The genes xyl1 and xyl2 were placed under the control of promoter GAL in vector pYES2 to construct the recombinant expression vector pYES2-PI2.Subsequently the vector pYES2-P12 was transformed into S.cerevisiae YS58 by LiAc to produce the recombinant yeast YS58-12.The alcoholic ferment indicated that the recombinant yeast YS58-12 could convert xylose to ethanol with the xylose consumption rate of 81.3%.     

转新疆雪莲去饱和酶基因sikSAD重组酵母低温和酒精耐受性分析

根据GenBank收录的sikSAD基因序列, 采用反转录PCR技术从新疆雪莲(Sasussured involucrata Kar. et Kir)中克隆了sikSAD基因, 并构建了pYES2-sikSAD大肠杆菌/酵母穿梭表达载体, 通过电击法转化酿酒酵母288C菌株, 并利用PCR和SDS-PAGE对转化酿酒酵母进行鉴定, 最后通过低温胁迫和酒精胁迫进行抗性初步分析及方差分析。结果表明: 低温胁迫实验中, 转sikSAD基因酿酒酵母在低温条件下仍能存活, 并且在温度恢复到28 °C时能迅速生长, 生长状态良好, 不饱和脂肪酸油酸的含量有明显的变化。酒精胁迫实验中, 其能耐受一定浓度的酒精, 并且耐受能力比非转基因酿酒酵母提高了十几个百分点。可见, 在低温胁迫和高浓度酒精条件下, 转新疆雪莲sikSAD基因酿酒酵母表现出了优良的活性和生长优势, 显示出较强的抗性特征, 用分子手段改造酿酒酵母, 为工业生产提供高质量的酿酒酵母奠定实验基础。     

巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶在枯草杆菌中的表达及其分离纯化

青霉素酰化酶（ＰＧＡ）在医药工业起着重要的作用,它能够水解青霉素Ｇ产生６－氨基青霉烷酸（６－ＡＰＡ）和苯乙酸,６－ＡＰＡ是半合成青霉素的关键中间体．该酶广泛存在于各种微生物中如真菌和细菌中．国际上对Ｅ．ｃｏｌｉ、Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒｖｉｓｃｏｓｕ...     

刚毛柽柳ThDREB基因在酵母中的表达及抗逆能力分析

DREB蛋白能特异地与DRE（dehydration responsive element）顺式作用元件结合,从而调控下游多个与逆境相关基因的表达,在植物对多种逆境胁迫的应答反应中起重要调节作用。为了研究刚毛柽柳ThDREB基因是否具有抗逆功能,将ThDREB基因插入到酵母表达载体pYES2中构建成重组载体,转入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中获得重组型酵母。分别比较转ThDREB基因酵母和转空载体对照酵母在山梨醇、H₂O₂、CdCl₂、NaCl、Na₂CO₃、MgCl₂、-20℃胁迫处理之后的存活能力。结果显示,ThDREB基因能有效提高转基因酵母的抗干旱、盐、碱、氧化、重金属及低温胁迫的能力,表明ThDREB基因可能参与了柽柳多种抗逆调控过程。