短小芽孢杆菌HZbp脂肪酶基因的克隆表达

以短小芽孢杆菌HZbp总DNA为模板以PCR的方式获得512 bp的脂肪酶基因,并在该基因的两端引入了EcoR1和Sal1的酶切位点,将该基因与大肠杆菌表达质粒pSE380连接,获得重组质粒pSE380-BPL。重组质粒转入大肠杆菌表达细胞株BL21,获得工程菌株BL21-BPL。序列分析显示所克隆的基因具有脂肪酶的保守G-X-S-X-G序列,SDS-PAGE电泳显示该脂脂肪酶的分子质量约为20 kDa。在LB培养基中,IPTG诱导浓度为1.0 mmol/L,33℃诱导培养10 h后,发酵液酶活达到8 U/mL。     

丙酮丁醇梭菌ldhL基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

首次从丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum ATCC824)中克隆得到L-乳酸脱氢酶(L-lactate dehydrogenase,ldhL)基因,并将其连接到pSE380表达载体上,得到重组质粒pSE380ldhL,将重组质粒转化到乳酸脱氢酶和丙酮酸裂解酶缺陷的Escherichia coli FMJl44大肠杆菌中进行表达。SDS-PAGE分析表达产物的分子量约为34kD,摇瓶发酵后用HPLC检测分析L-乳酸产量为2.4g/L,纯度达到99.9%,不需要再进行手性分离,为以后在工业上生物法生产高纯度的L-乳酸打下基础。     

富集宏基因组DNA中α淀粉酶全长基因的克隆及重组表达

利用反向-巢式PCR（IN-PCR）从富集土壤宏基因组DNA中克隆到一种α-淀粉酶基因的全序列,其基因登录号为GU045523,测序分析显示与来自Bacillus sp. KR-8104耐酸淀粉酶不完整基因同源性为99%。将获得的α-淀粉酶成熟肽基因与表达载体pSE380连接,导入Escherichia coli JM109中,IPTG诱导表达。粗酶液经Ni-NTA、Sephacryl S-200纯化后测定酶学性质：重组酶GXAA的最适作用pH为7.0,最适作用温度为75℃,对可溶性淀粉的Km值为11.6g/L。构建突变子E27G、A450T、E27G-A450T,其酶学性质与原始酶没有显著差别。     

鼠李糖乳杆菌D-(+)-乳酸脱氢酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用PCR的方法从鼠李糖乳杆菌基因组DNA中扩增到D-(+)-乳酸脱氢酶基因(ldhD),并连接到载体pSE380上,构建表达质粒pSE-ldhD,将重组质粒pSE-ldhD转化大肠杆菌BL21(DE3),重组菌株经IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳分析表明ldhD在大肠杆菌中实现了表达,表达产物的分子量约为37kD。同时采用紫外分光光度法测定D-乳酸脱氢酶的酶活,测得重组菌株的D-乳酸脱氢酶活力为5.4U/mL,最适反应温度为35℃,最适pH为5.6。     

黑曲霉α-葡萄糖苷酶cDNA的克隆及表达

研究黑曲霉(Aspergillus niger)M-1菌株的α-葡萄糖苷酶基因在大肠杆菌中的克隆及表达。以M-1菌株的总RNA为模板,利用RT-PCR扩增α-葡萄糖转苷酶的cDNA,重组到Trc启动子控制下的表达载体pSE380中,构建重组质粒pSE-αtg,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行IPTG诱导表达。初步研究表明:重组蛋白具有葡萄糖苷酶活性,最适pH为6.0,最适温度为45℃,金属离子Cu2 和Mn2 对酶活力有明显的促进作用。添加1.6mmol/L IPTG对重组菌的诱导作用最大,在培养中添加麦芽糖,对重组菌产酶有显著的促进作用。     

弗氏柠檬酸菌dhaT基因的克隆表达、序列分析、酶的纯化及特性研究

1,3-丙二醇（1,3-propanediol,1,3-PD）是一种重要的化工原料,越来越受到广泛的关注。以弗氏柠檬酸菌(Citrobacter freundii)基因组DNA为模板,通过PCR得到1,3-丙二醇氧化还原酶(1,3-propanediol dehydrogenase,PDOR) 的基因dhaT,序列显示与来源于C.freundii DSM 30040 (Genbank U09771)相应基因的相似性为78%。将此基因构建于表达载体pSE380,得到重组质粒pSE-dhaT。重组质粒转化到宿主菌E.coli JM109中进行了表达,重组酶通过镍柱及Sephacral S-300进行纯化,重组酶SDS-PAGE结果显示有非常明显的单一的42kDa特异性蛋白条带出现。以丙醛为底物测定重组酶还原反应的最适温度为37℃、最适pH为8.0,对丙醛的Km值为10.05mmol/L,最大反应速度Vmax为37.27umol/ min /mg;以1,3-PD为底物测定重组酶氧化反应的最适温度为25℃、最适pH为10.5,对1,3-PD的Km值为1.28mmol/L,最大反应速度Vmax为25.55umol/min/mg。重组酶的还原反应比活为49.50U/mg,氧化反应比活为79.72U/mg。该酶同样具有假定的结合Fe2+的G-X-X-H-X-X-A-H-X-X-G-X-X-X-X-X-P-H-G模体保守结构。此研究为工程菌高效生产1,3-PD奠定了基础。     

淀粉结合域与α-淀粉酶的融合表达及其酶学性质

利用RT-PCR从Rhizopus oryzaeGX-08总RNA中克隆到糖化酶的淀粉结合域(SBD)基因(sbd),将该基因片段插入α-淀粉酶(CN7A)基因cn7a的5′端构建融合表达质粒pSE-sbdcn7a。嵌合酶SBD-CN7A在Escherichia coliJM109表达,并经Ni-NTA、Sephacryl S300纯化。酶学性质研究表明:嵌合酶在最适作用条件方面与原始酶并无明显差别;在以生玉米粉为底物时,其比酶活提高了8.7倍,而以可溶性淀粉为底物时其比酶活是原始酶的1.8倍,Km也从3.784 g/L降低为2.234 g/L;嵌合酶在65℃下的半衰期从10 min缩短为4 min。结果表明,淀粉结合域SBD的融合赋予了α-淀粉酶CN7A水解生淀粉的能力。     

弗氏柠檬酸菌甘油脱水酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

以弗氏柠檬酸菌（Citrobacter freundii）基因组DNA为模板,通过PCR得到甘油脱水酶（glycerol dehydratase）基因dhaB、dhaC、dhaE,克隆到表达载体pSE380上,得到重组质粒pSn-dhaBCE。将此重组质粒转化到E．coli JM109中,重组菌株SDS-PAGE结果显示有明显的61kD、22kD、16kD三条特异性蛋白条带出现。重组菌株经诱导表达,酶活力为11．59U／mL。     

中温α-淀粉酶在地衣芽孢杆菌中的异源表达

提高中温α-淀粉酶生产菌株的发酵温度,对减少冷却水消耗降低生产成本有重要意义。本文利用基因删除技术删除了地衣芽孢杆菌CBBD302菌株α-淀粉酶的编码基因(amy L)获得突变株D402。将表达解淀粉芽孢杆菌中温α-淀粉酶基因Ba A的重组质粒p HY-WZX-Ba A转化D402,获得表达中温α-淀粉酶的重组地衣芽孢杆菌D402/p HY-WZX-Ba A。摇瓶发酵实验显示,重组菌最适发酵温度为42℃,比原生产菌株提高8℃,最高产酶水平达到301 U/m L。30 L发酵罐发酵试验,78 h达到最高酶活531 U/m L。重组酶的最适作用温度为60℃,最适作用p H 6.5,在90℃保温20 min可以完全失活,保持了中温α-淀粉酶既能在淀粉糊化温度下保持稳定又便于灭酶的优良性能。     

克雷伯氏菌甘油脱水酶基因在大肠杆菌中的克隆与表达

利用PCR技术从克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae ATCC49790)总DNA中扩增得到甘油脱水酶(glycerol dehydratase,DHAB)基因的DNA片段,并将其连接到表达质粒pSE380,携带有重组质粒pSE-dhaB的大肠杆菌JM109实现了dhaB基因的表达;对含有dhaB工程菌进行表达研究,表明工程菌在37℃,以1．0mmol／L IPTG诱导5h酶活力即达到1164．14u／L,比野生菌酶活力(168．69U／L)提高了6．9倍。     

Synthesis and secretion of a heat-stable carboxymethylcellulose from Clostridium thermocellum in Bacillus subtilis and Bacillus stearothermophilus

Summary The cellulase gene celA of Clostridium thermocellum coding for the thermostable endoglucanase A was transferred from Escherichia coli to Bacillus subtilis 168 and B. stearothermophilus CU21 using plasmids derived from the Bacillus vector pUB110. When the structural part of the gene was joined to a pUB110 promoter the recombinant plasmids (pSE102, pSE105) were stably maintained and expressed carboxymethylcellulase (CMCase) activity. In B. stearothermophilus CU21 (pSE105) the clostridial CMCase was produced over a wide temperature range up to the maximal growth temperature (68° C). In contrast to E. coli, all of the CMCase synthesized in bacilli was released into the culture medium. About 50% of the extracellular protein secreted by B. subtilis 168 (pSE102) carrying the celA gene consisted of endoglucanase A. These findings demonstrate the feasibility of producing cellulolytic enzymes from thermophilic anaerobes in bacilli.     

D-乳酸高产菌菊糖芽胞乳杆菌Y2-8磷酸果糖激酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

以D-乳酸高产菌菊糖芽胞乳杆菌Y2-8基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到960 bp的磷酸果糖激酶基因(pfk)。氨基酸序列比对分析表明,该磷酸果糖激酶(PFK)与其他乳酸菌PFK具有保守的底物结合位点,但是其变构效应物结合位点存在差异。将pfk基因克隆到表达载体pSE380上,获得重组菌E-pSE-pfk。进一步通过诱导条件的优化,重组菌的PFK比酶活达到4.89 U/mg,是优化前的4.79倍。采用低温诱导策略有助于实现菊糖芽胞乳杆菌pfk基因在大肠杆菌中可溶性表达。     

酿酒酵母gpd1和hor2基因在大肠杆菌中的共表达

利用途径工程的方法,在大肠杆菌中构建一条新的产甘油的代谢途径。从酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)克隆3-磷酸甘油脱氢酶基因(gpd1)和3-磷酸甘油酯酶基因(hor2),并将两个基因串连到启动子trc的下游,构建由trc启动子控制的能高效表达的多顺反子重组质粒pSE-gpd1-hor2,将重组质粒导入大肠杆菌BL21菌株中,构建得到的重组菌株GxB-gh能将葡萄糖转化为甘油。结果表明重组菌株GxB-gh以葡萄糖为底物进行发酵,甘油产量为46．67g／L,葡萄糖的转化率为42.87％。这为利用工程菌绿色生产甘油进行了前期的探索,也为进一步构建能生产1,3-丙二醇的工程菌打下了良好的基础。     

Site-specific integration in Saccharopolyspora erythraea and multisite integration in Streptomyces lividans of actinomycete plasmid pSE101.

An 11.3-kilobase-pair plasmid, designated pSE101, exists in Saccharopolyspora erythraea NRRL 2338 as an integrated sequence (pSE101int) at a unique chromosomal location and in the free form in less than an average of 1 copy per 10 chromosomes. The plasmid sequence is missing from S. erythraea NRRL 2359. Restriction maps of the free and integrated forms of pSE101 showed point-to-point correspondence. Plasmid pECT2 was constructed by ligation of pSE101, pBR322, and the gene for thiostrepton resistance (tsr). When introduced by polyethylene glycol-mediated transformation into protoplasts of S. erythraea NRRL 2359, all thiostrepton-resistant regenerants examined were found to carry a single copy of pECT2 in the integrated state at a single chromosomal site. The chromosomal site of pECT2 integration in strain NRRL 2359 (attB) corresponded to the chromosomal location of pSE101int in strain NRRL 2338. The plasmid crossover site (attP) was mapped to the plasmid site that corresponded to the site of interruption of the plasmid sequence in the host carrying pSE101int, indicating that site-specific integrative recombination had occurred. An additional 2.8-kilobase-pair chromosomal sequence homologous to a segment of pSE101 was also observed in strains NRRL 2338 and NRRL 2359. After introduction of pECT2 into Streptomyces lividans, approximately half of the transformants examined were found to carry the plasmid as a stable, autonomously replicating element. The other half carried a single copy of pECT2 as an integrated sequence, but the location of pECT2int in Streptomyces lividans varied from one transformant to another. In each case, integrative crossover used the attP site. A model is proposed to account for the determination of the particular state of pSE101 in Streptomyces lividans.     

产1,3-丙二醇基因工程菌发酵条件的研究

利用途径工程的方法,将来源于克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)的甘油脱水酶基因dhaB和1,3-丙二醇氧化还原酶基因dhaT构建成多顺反子重组质粒pSE-dhaB-dhaT并在大肠杆菌JM 109中进行表达,在大肠杆菌中构建一条新的产1,3-丙二醇代谢途径。研究表明,重组菌株JM 109/pSE-dhaB-dhaT在微好氧条件下,尝试用廉价的乳糖为诱导物、维生素B12为辅酶,可以将甘油转化为1,3-丙二醇,产量达15.34 g/L,甘油转化率为35.7%,对低成本生产1,3-丙二醇作了有益的探索。