携带SHV类超广谱β-内酰胺酶的吉戈菲肠杆菌北京株的研究

用接合转移的遗传学方法证实了临床分离菌株吉戈菲肠杆菌(Enterobactergergoviae)3773含有一约60kb的可转移质粒,又用测耐药表型、酶水解率及基因片段杂交等方法证实了该质粒上有一编码产生超广谱β-内酰胺酶(ESbla)的基因.其大肠杆菌接合子除了头霉甲氧塞吩(cefoxitin)和亚胺硫霉素(imipenem)外,几乎对所有测定的β-内酰胺类药物都表现耐药,β-内酰胺酸抑制剂——棒酸(clavulanate)可抑制此ESbla的活性.携带此ESbla基因的质粒的一片段可与SHV-1的一结构基因片段杂交,说明此酶是SHV类的ESbla.     

携带SHV类超广谱β-内酰胺酶的吉戈菲肠杆菌北京株的研究

用接合转移的遗传学方法证实了临床分离菌株吉戈菲肠杆菌(Enterobactergergoviae)3773含有一约60kb的可转移质粒,又用测耐药表型、酶水解率及基因片段杂交等方法证实了该质粒上有一编码产生超广谱β-内酰胺酶(ESbla)的基因.其大肠杆菌接合子除了头霉甲氧塞吩(cefoxitin)和亚胺硫霉素(imipenem)外,几乎对所有测定的β-内酰胺类药物都表现耐药,β-内酰胺酸抑制剂——棒酸(clavulanate)可抑制此ESbla的活性.携带此ESbla基因的质粒的一片段可与SHV-1的一结构基因片段杂交,说明此酶是SHV类的ESbla.     

吉戈菲肠杆菌中SHV-2耐药基因的序列分析

近来一个值得注意的现象,即肠杆菌科中某些菌属对头孢噻甲羧肟(ceftazidime,caz)等三代头孢菌素的耐药有不同程度增长,这是由于细菌产生了超广谱β-内酰胺酶(Esbla),或染色体Ⅰ型酶所致.在我们前一步的研究中,发现一耐caz的Ent.gergoviae菌株,含有一约60kb的可接合转移质粒pC3773.其上有一编码SHV类Esbla的基因,为深入了解此Esbla基因的分子特点,以及酶结构与功能的关系,本文用测定核苷酸序列的方法进行了研究.     

大肠杆菌中一种新类型的超广谱β—内酰胺酶

出现于北京协和医院的一耐头孢噻甲羧肟的临床分离菌株大肠杆菌(E.coli 5518),含有一约7.5kb的耐药质粒,编码产生一种新类型的超广谱β-内酰胺酶(ESbla).除了头霉甲氧噻吩和亚胺硫霉素外,产酶菌株对所测定的多种β-内酰胺类药物都耐药.该菌株耐β-内酰胺类药物的特性可接合传递给E.coli JP559菌株,与之一起转移的还有耐氨基糖甙类和磺胺类药物的特性.β-内酰胺酶抑制剂棒酸能抑制此酶的活性.此ESbla基因既不与SHV-1也不与TEM-1的结构基因片段杂交.     

核基质结合区对转爬山虎芪合酶基因烟草中产生白藜芦醇的作用

采用核基质结合区(MARs)来提高转芪合酶基因(STS)烟草(Nicotianatabacum L.)中白藜芦醇产物的含量.MARs是细胞中能与核基质特异紧密结合的DNA片段,体外结合实验表明克隆自酵母的MARs序列能特异地与烟草核基质结合.芪合酶是白藜芦醇生物合成中的关键酶,用RT-PCR方法从川鄂爬山虎(Parthenocissus henryana(Hemsl.)Diels et Gilg)中克隆了与葡萄芪合酶基因有较高同源性的芪合酶编码区,将其置于CaMV35SΩ强启动子下,分别构建两侧带有MARs及不含MARs序列的表达载体,通过农杆菌介导转化烟草.Northern blot及HPLC等分析表明STS基因已整合至烟草染色体中并正常转录,且表达的外源芪合酶在烟草中可催化其底物合成白藜芦醇产物.与对照相比,MARs的存在使转芪合酶基因烟草中白藜芦醇的含量平均提高了约一倍.MARs在转芪合酶基因植物中的应用也为获得抗病性更强、白藜芦醇含量更高、更保健的转基因果蔬的研究奠定了基础.     

三角褐指藻Δ6脂肪酸延长酶基因的克隆与序列分析

多不饱和脂肪酸具有重要的生理和保健功能.利用基因工程手段在植物和微生物中生产多不饱和脂肪酸是研究的热点.Δ6脂肪酸延长酶是多不饱和脂肪酸合成中的关键酶,克隆了三角褐指藻的Δ6脂肪酸延长酶基因的cDNA和DNA序列,并对该基因的基因结构、翻译后修饰及起源进化进行了分析.结果显示,三角褐指藻的Δ6脂肪酸延长酶基因有两个内含子,该酶属于ELO系列延长酶,具有磷酸化及N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)修饰等翻译后修饰.BLAST结果表明,在三角褐指藻中很有可能存在两个Δ6脂肪酸延长酶基因.     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP).我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L.)中克隆到了编码烯醇酶的全长基因.序列分析表明该基因全长cDNA为1 624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38 kD,等电点为5.78.比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性.Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在.RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100 mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降.该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员.     

NaHCO3胁迫下紫杆柽柳一些基因的表达

应用差异显示技术研究了NaHCO3胁迫下紫杆柽柳(Tamarix androssowii)基因的表达.经Northern检测共获得了17个基因片段,BLASTX分析表明,有2个基因与编码F-box类蛋白家族成员的基因同源性较高(F-box蛋白的功能为调节细胞周期转变、转录调控和信号转换,在植物抗逆防御系统中起重要作用);1个基因与翻译起始因子eIF成员有高的同源性(eIF在植物和酵母的抗盐胁迫中起重要作用);2个与分泌型过氧化物酶和过氧化物酶基因同源性高的基因片段;5个与盐碱胁迫密切相关的新基因,它们在胁迫前后差异表达明显.另外7个与已知基因同源性较高或有一定相似性,它们在抗盐碱胁迫中的作用尚待研究.     

棘孢木霉几丁质酶tachi2 基因的原核表达及酶学性质研究

目的:实现棘孢木霉(Trichoderma asperellum)几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,研究几丁质酶Tachi2的酶学性质.方法:利用PCR技术扩增得到几丁质酶基因tachi2,将其克隆到原核表达载体pEHISTEV中,测序后,转化大肠杆菌BL21感受态细胞,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导后进行Tachi2蛋白的纯化和复性.用纯化的目的蛋白Tachi2进行几丁质酶酶学性质的研究.结果:tachi2基因在重组大肠杆菌中正确表达,其主要以包涵体形式存在;重组蛋白Tachi2分子量约为44kDa,经过纯化和复性后得到的Tachi2有较高的几丁质酶活性.该酶的最适温度为40℃,最适pH值为7.0,几丁质酶在40℃以下比较稳定、pH 6～9时酶有较高活性,受Cu2和Zn2+的强烈抑制.结论:成功实现了棘孢木霉几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,表达纯化了重组蛋白,明确了几丁质酶Tachi2的酶学性质,为该几丁质酶的进一步开发利用和深入研究奠定了基础.     

稻瘟病菌过氧化物酶体产生与降解的关键基因

过氧化物酶体(peroxisomes)是真核细胞中一类单层膜包被的细胞器,参与多种生化代谢.过氧化物酶体起源于内质网,过氧化物酶体形成相关的蛋白称为Peroxin,其编码基因通常写作PEX.细胞中过氧化物酶体的选择性消解称为过氧化物酶体自噬(pexophagy).参与细胞自噬(autophagy)的基因(ATG)大多参与过氧化物酶体自噬.近年来,丝状真菌中过氧化物酶体形成与降解机制的研究进展迅速,相关基因不断被鉴定.本文对相关研究进行了简要评述,并以稻瘟病菌为例,对丝状真菌基因组中可能的PEX和ATG基因进行了检索.发现稻瘟病菌中存在除PEX15,PEX17,PEX18,PEX21,PEX22,ATG19,ATG25,ATG30和ATG31之外的大多数PEX和ATG基因;同时,还存在多个丝状真菌特有的基因.说明过氧化物酶体的产生与消解在酵母、丝状真菌与哺乳动物之间相对保守,同时又各具特性.     

紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进展

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的一种重要次生代谢产物 ,研究紫杉醇的生物合成对于通过基因工程手段提高紫杉醇的产量 ,解决目前资源紧缺造成的巨大供求矛盾具有重要意义 ,这就需要对紫杉醇生物合成途径中催化各步反应 (尤其是关键步骤 )的酶以及编码这些酶的基因有个全面的了解。对近年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进行了综述 ,大部分酶及相关基因已被分离、克隆 ,但还有一些酶及相关基因没有发现 ,有待继续深入研究。     

海栖热袍菌耐高温β-半乳糖苷酶基因的克隆和表达

本文主要研究了在大肠杆菌中克隆和表达海栖热袍菌(Thermotoga maritima)MSB8的一个β-半乳糖苷酶基因 (TM_0310).以海栖热袍菌基因组 DNA(GenBank登录号 AE000512)为模板,设计特异性引物带有 NcoI-HindⅢ酶切位点,克隆得到的该基因全序列为2019 bp,编码672个氨基酸,分子量为78.972 kD.该基因编码的蛋白质属于42族,根据氨基酸同源性分析,该β-半乳糖苷酶与 Thermotoga petrophila RKU-1 来源的假想的β-半乳糖苷酶(GenBank 登录号 ABQ46628.1)以及Thermotoga sp.RQ2来源的β-半乳糖苷酶(GenBank 登录号 EDQ29256.1)同源性最高,均为95%.重组转化子经诱导酶比活可达2.08 U/mg 蛋白.粗酶液经过80℃热处理10 min,酶活残留70%以上,表明该酶有很好的耐热性,在高温工业环境中有良好应用前景.     

二氧化硫胁迫导致拟南芥防护基因表达改变

研究SO2熏气对拟南芥细胞中mRNA和蛋白质表达的影响,分析植株对逆境胁迫的响应机制.结果表明,30 mg·m-3 SO2 熏气72 h后拟南芥地上组织中差异表达1倍以上的基因有494个,其中抗氧化酶、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、硫氧还蛋白等多种与逆境生理关系密切的基因表达上调;2.5～30 mg·m-3 SO2 熏气可导致超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和GST的活性诱导性增高,SOD、CAT同工酶谱带特征改变.研究结果表明,SO2 胁迫能够诱导拟南芥中防护基因在mRNA和蛋白质表达水平的改变,这些基因的差异性表达可能对逆境生理过程有益.     

植物抗旱基因工程研究进展

综述了渗透保护物质生物合成关键酶基因、胚胎后期发生丰富蛋白(Lea)基因或Lea相关基因、编码转录因子的调节基因、抗氧化胁迫相关的酶等植物抗旱基因工程研究进展,并对其研究中存在的问题及今后的应用前景进行了讨论.     

谷子弯孢菌海藻糖酶基因(ClTRE)及其启动子的克隆和序列分析

海藻糖代谢调控真菌生长、发育及致病性,为了进一步研究海藻糖代谢在谷子弯孢病菌中的功能,对海藻糖酶基因及其启动子进行了克隆.根据植物病原真菌海藻糖酶基因的保守序列设计简并引物,扩增得到海藻糖酶基因同源序列.通过RACE技术,首次在谷子弯孢病菌中克隆得到了海藻糖酶基因(ClTRE)全长cDNA序列.序列分析表明,该基因最大开放阅读框为2037 bp,编码679个氨基酸;二级结构预测表明,该蛋白含约40.48％的α螺旋,12.99％的延伸串,6.5％的β转角,40.03％的不规则卷曲;蛋白保守结构域分析发现其含有海藻糖酶特有的保守位点,与其他植物病原真菌中海藻糖酶基因有51％-86％同源性;利用SignalP3.0软件预测谷子弯孢海藻糖酶蛋白具有信号肽.通过染色体步移技术克隆得到其上游启动子序列,利用TFSEARCH软件分析含有多个与逆境胁迫相关的顺式作用元件,初步推测该基因与逆境胁迫相关.谷子弯孢病菌ClTRE基因及其启动子的克隆,为进一步研究该基因在病菌致病中作用以及以该基因为靶位点的化学防控奠定基础.     

美洲鲽抗冻蛋白基因的克隆及在E.coli中的表达

本文报告了美洲鲽抗冻蛋白基因的克隆及在E.coli中表达的研究,以质粒P~(CT5)作为抗冻蛋白基因的供体,p~(ORF-2)作为表达载体。用HpaⅡ酶从质粒p~(CT5)上切下抗冻蛋白基因片段,再经Bal 31酶,绿豆核酸酶处理,连接上BglⅡ接头,然后插入到p~(ORF-2)的BglⅡ位点上,借助于p~(ORF-2)上的β-半乳糖苷酶基因的活性,使含正确插入抗冻蛋白基因的克隆呈现出蓝色菌落,共获得4000多个转化子,其中有201个蓝色克隆。对于50个蓝色克隆提取质粒DNA,电泳后发现均大于p~(ORF-2)。用BglⅡ消化后,可以发现有300—1500bpDNA片段,同时确定了抗冻蛋白基因在p~(ORF-2)中的插入方向,对于正确插入的克隆作出部分限制性内切酶图谱,测定出插入的抗冻蛋白基因片段的DNA序列,然后将重组质粒从E.coli MH1000菌株转化到E.coliTK1046中,研究分析表达产物,SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳结果证明插入的抗冻蛋白的基因已表达,有明显的融合蛋白带,分子量大于β-半乳糖苷酶、是由大肠杆菌的外膜蛋白F,抗冻蛋白和β-半乳糖苷酶组成。融合蛋白含量占总蛋白的20％左右。     

美洲大蠊肠道内生放线菌抗金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌活性分析

昆虫肠道共生放线菌作为一种特境放线菌,因与土壤中的放线菌生存环境的不同,研究其种类和抗菌活性具有重要意义.将金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)这两种致病菌作为指示细菌,对分离自美洲大蠊Periplaneta americana肠道的159株内生放线菌使用牛津杯法实验,分别对其进行体外抑菌活性筛选,随后利用16S rRNA PCR、BLAST同源性对比和构建系统发育树相结合的方法对菌株进行分子生物学鉴定,对关键酶基因非核糖体多肽合成酶(Nonribosomal peptide synthetase,NRPS)基因、多聚酮合酶(Polyketone synthase,PKS)基因和卤化酶基因FADH2进行初步筛选.结果表明49株放线菌能够不同程度的抑制金黄色葡萄球菌和MRSA,有11株放线菌对两种致病菌均具有不同程度的抑制作用.49株放线菌中链霉菌属有36株(73.47％),属于优势菌属;其余的13株放线菌分别属于戈登氏菌属、微杆菌属、短状杆菌属、分枝杆菌属、无色杆菌属和小单孢菌属.琼脂糖凝胶电泳结果显示,11株放线菌中有6株放线菌均检测到关键酶基因PKS I、NRPS和卤化酶基因FADH2.本研究表明美洲大蠊肠道中含有具有抗菌活性的放线菌资源.     

一种与抗生素调控基因afsk高度同源的新基因——Spy1的克隆

普那霉素是由始旋链霉菌产生的一种链阳性菌素 类抗生素.目前国外对普那霉素的基因工程研究甚少,国内尚属空白,这阻碍了利用基因工程 的方法来提高普那霉素产量的发展.本文通过对普那霉素产生菌——始旋链霉菌柯斯基因组 文库的构建和菌落原位杂交,筛选出了与普那霉素高产密切相关的新基因所在的柯斯质粒,并通过 酶切分析和Southern杂交确定了该基因所在的酶切片段,对酶切片段进行亚克隆测序,获得了 与天蓝色链霉菌中抗生素调控基因afsk同源新基因的全长克隆,该新基因包含有1个2 127 bp的开放阅读框(ORF),编码708个氨基酸的蛋白,命名为Spy1.对该新基因的生物信息学初步分析表明,该基因编码的是丝/苏氨酸蛋白激酶.     

利玛原甲藻中聚酮合酶基因克隆与分析

为探讨聚酮合酶 (polyketide synthase, PKS)基因与藻毒素合成的关系,揭示PKS基因在赤潮毒素合成中的作用,采用兼并引物,通过PCR技术获得利玛原甲藻(Prorocentrum lima)可能存在的I型PKS基因;并对所获得PKS基因的同源性进行了分析,构建了基于PKS氨基酸序列的系统进化树;采用RT-PCR技术分析了PKS基因在利玛原甲藻中的表达状况;并通过多聚腺苷酸RNA的扩增、细菌的分离鉴定、限制性内切酶酶切、Southern blotting等技术对PKS基因进行了分析.结果表明,利玛原甲藻中PKS基因与海洋原甲藻聚为一支,在利玛原甲藻中有显著表达;以Oligo(T)引物进行RT-PCR扩增时,可出现18S rRNA和PKS基因相应条带;限制性内切酶酶切和Southern blotting结果显示,该基因中存在明显的甲基化;16S rRNA基因序列分析显示,从利玛原甲藻培养液中分离到的细菌与海洋放线菌假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)基因序列同源性达到99%,该菌株中并不存在PKS基因.结果显示,所获得的PKS基因是利玛原甲藻聚酮合酶基因,基因序列已提交GenBank (EF521601);PKS可能在腹泻性贝毒合成中起着关键作用.     

罗尼氏弧菌Vibrio shilonii BY新琼胶酶基因的克隆、序列分析及表达

【目的】从海洋来源的罗尼氏弧菌菌株BY中克隆得到一个具有琼胶酶活性的新基因,并对其进行重组表达。【方法】对实验室保藏的产琼胶酶菌株BY进行16S rRNA基因序列分析,并构建系统发育树。根据已报道的琼胶酶基因序列的同源性,设计简并引物,利用降落PCR (Touch-down PCR)及染色体步移技术扩增琼胶酶基因序列全长,对基因序列进行生物信息学分析。将目的基因插入pET22a(+)载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),对重组酶进行表达,利用DNS法测定了重组酶的酶活,对该重组琼胶酶酶学性质进行研究。【结果】克隆得到一条新的琼胶酶基因,命名为Vibrio sp. BY (GenBank登录号：AIW39921.1),Vibrio sp. BY基因序列全长2 232 bp,编码744个氨基酸,理论分子量为85 kD,Vibrio sp. BY的氨基酸序列基因库中与已知的琼胶酶氨基酸序列Vibrio sp. EJY3的相似度为86%。发酵液琼胶酶酶活力为71.73 U/mL,证明表达的蛋白为琼胶酶。酶学性质研究表明重组琼胶酶的最适温度及pH分别为50 °C和7.0,并且具有较好的稳定性。【结论】利用染色体步移技术克隆得到一条新的琼胶酶基因,并在大肠杆菌BL21(DE3)中实现了重组表达,为琼胶酶的应用奠定了基础。