重组嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila 4AK4中3-羟基丁酸3-羟基己酸共聚酯PHBHHx的发酵生产

3-羟基丁酸和3-羟基己酸共聚酯（PHBHHx）是一种性能优良的新型生物可降解材料,其机械和加工性能与3-羟基己酸（3HHx）在共聚物中的含量密切相关。在嗜水气单孢菌Aeromonas hydrophila 4AK4中引入了编码β酮基硫解酶 (β-ketothiolase)的phbA基因和编码乙酰乙酰辅酶A还原酶(AcetoacetylCoA reductase)的phbB基因,使重组菌增加了一条利用乙酰辅酶A合成3羟基丁酸-CoA的代谢途径,这使得利用非相关性碳源调控PHBHHx的单体组成比例成为可能。利用葡萄糖酸钠和月桂酸作为碳源,对重组Aeromonas hydrophila 4AK4进行了摇瓶培养及5 L发酵罐培养的研究。在摇瓶实验中,通过改变碳源中两种组分的比例,可以使A. hydrophila 4AK4合成的PHBHHx中的3HHx摩尔含量由原来的15%左右降低到3%～12 %,成功地实现了对PHBHHx单体组成的调控;当以月桂酸为唯一碳源时,在5 L发酵罐中,经过56 h的培养,获得了51.5 g/L的细胞干重（CDW）,其中62 %为PHBHHx,3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为9.7 %;当以1:1的葡萄糖酸钠和月桂酸为碳源时,48 h的5 L发酵罐培养获得了32.8 g/L的CDW和52 %的PHBHHx含量,其中3HHx在PHBHHx中的摩尔含量为6.7 %。结果证明了该重组菌在大规模生产单体组成可控PHBHHx方面具有很大的应用潜力。     

透明颤菌血红蛋白基因vgb和腈水解酶基因bxn在毕赤酵母中的表达研究

为获得高效表达外源蛋白的Pichiapastoris菌株而设计了重组质粒pPIC9K-vgbbxn ,其中透明颤菌血红蛋白基因vgb胞内表达以提高菌体的发酵密度 ,腈水解酶基因bxn分泌表达。转化GS115菌株后 ,通过PCR、SDS-PAGE检测证实两基因已经整合进酵母基因组且能高效表达 ,以及用准确的蛋白活性测定方法成功地检测到二者所表达的产物均具有正常的活性。摇瓶发酵实验证明 ,血红蛋白在贫氧条件下可明显促进酵母菌体生长和bxn基因分泌表达.     

抗草甘膦抗虫植物表达载体的构建及其转基因烟草的分析

构建了含草甘膦抗性突变基因（aroAM12）和人工合成重组Bt抗虫基因（Bts1m）的植物表达载体pCM12_s1m。aroAM12基因的表达由CaMV35S启动子控制,Bts1m基因的表达由2E_CaMV35S启动子和Ω因子控制。通过农杆菌介导,将aroAM12和Bts1m基因转化到烟草中,转基因烟草通过在含草甘膦的MS培养基上筛选而获得。Southern blot分析表明所有经过草甘膦筛选出的转化植株都整合有aroAM12基因,约70%的转化植株同时整合有aroAM12和Bts1m基因。Northern blot、Immunodot blot分析进一步证明整合的两个基因在转录、翻译水平上均进行了表达,不同植株之间表达存在着差异。草甘膦抗性和虫试实验证明,获得的转基因烟草对草甘膦和烟青虫具有很强的抗性。     

人工合成的黑曲霉NRRL3135菌株植酸酶基因在毕赤酵母系统中的高效表达

本文以黑曲霉(Aspergillus niger)NRRL3135菌株植酸酶基因为对象,通过基因人工合成的方法去除了该基因的内含子与信号肽编码序列,换用在毕赤酵母(Pichia pastoris)中使用频率较高的密码子以优化其表达。该人工合成植酸酶基因(PhyA-as)以N端融合的方式正确插入到毕赤酵母表达载体pPICZαA。通过电击将重组表达载体整合入酵母染色体DNA中得到重组转化子。SDSPAGE结果与表达产物酶学性质研究表明植酸酶得到分泌表达,且与天然产物性质基本一致。筛选得若干株高产基因工程菌,其中SPANⅢ菌株达到了在摇床培养条件下,每毫升发酵液产生165000u植酸酶的水平,基本满足工业化生产的要求。     

SARS冠状病毒核衣壳蛋白在酵母中的表达与活性检测

用PCR扩增SARS冠状病毒N蛋白全长cDNA,克隆到酵母表达载体pPIC3.5K,构建pPIC3.5K-SCoVN酵母表达质粒。表达质粒线性化后电转化到毕赤酵母GS115中,经G418-RDB, MM/MD平板与PCR扩增筛选获得His⁺ Mut⁺ 重组菌株。比较研究了不同的培养基、溶解氧以及甲醇浓度对菌株生长与重组蛋白表达的影响。结果表明：FBS培养基最适宜重组菌的生长与表达,溶氧对菌体的生长与表达有显著的影响,甲醇诱导最佳终浓度为1％（V/V）,SDS-PAGE分析重组蛋白的表达量,发现重组N 蛋白表达量占细胞总蛋白的6％,每升培养基可以生产410mg重组N蛋白,生物量达45OD600。Western　blotting结果表明,重组N 蛋白对鼠源单克隆抗体以及SARS病人恢复期血清具有较强的特异性反应。对摇瓶培养条件进行了发酵罐放大实验,结果生物量达到348OD600,表达量达到 2.5g/L,分别为摇瓶表达的7.7倍和6.1倍,为SARS早期血清学诊断研究以及为N蛋白在病毒复制以及致病机理的研究奠定了一定的基础。     

结核杆菌热休克蛋白70在毕赤酵母中的分泌表达与鉴定

获得结核杆菌热休克蛋白70在毕赤酵母中的分泌表达。构建了酵母表达质粒pPIC9K-hsp70,并将其线性化后用电穿孔法导入Pichia pastoris GS115,经PCR方法筛选出阳性菌落,在0.5%甲醇诱导下分泌表达。所得产物经离心收集上清、超滤浓缩脱盐、亲和层析后,分别用 SDSPAGE、Western blot和动物免疫实验对上清中的重组Hsp70进行鉴定,并考察产物对DC的作用。经SDSPAGE、Western blot分析表明表达的Hsp70表观分子量为70kD并能特异性地与抗Mt.Hsp70单抗结合,动物实验表明重组的Hsp70能在体诱导免疫应答。重组Hsp70能够诱导DC成熟并释放Th1型细胞因子。摇瓶发酵表达量达120mg/L,占培养上清30%以上。这为研究结核杆菌热休克蛋白70的生理功能提供了必要的物质条件。     

扣囊复膜孢酵母β-葡萄糖苷酶基因在毕赤酵母中的克隆与表达

利用PCR技术,从扣囊复膜孢酵母的总DNA中扩增得到β-葡萄糖苷酶（β-Glucosidase）基因 (BGL1),长度为2596 bp,连接到pGEMT载体上,用限制性内切酶切下目的基因,插入到巴斯德毕赤酵母表达载体pPIC9K中,使之位于α-因子信号肽下游,且与之同框, 构建成重组质粒pSHL9K。 通过电转化将重组质粒pSHL9K插入到Pichia pastoris GS115菌株染色体中,获得高效表达BGL1基因的毕赤酵母重组工程菌株。重组酶的最适温度为50℃,最适pH为5.4。培养基中β-葡萄糖苷酶活性最高可达47U/mL。     

利用重组Pichia pastoris生产腺苷甲硫氨酸

为改造甲醇利用型酵母Pichia pastoris来生产腺苷甲硫氨酸（SAM,S-adenosylL-methionine）,我们将一个带有SAM合成酶基因的胞内表达质粒转化入Pichia pastoris菌株GS115,经过G418抗性筛选得到一株有两个基因拷贝的转化子。该菌在含有甲醇和甲硫氨酸的培养基中生长5d后,其细胞内的SAM的产量比原始菌株提高了30余倍。对该菌生产SAM的培养基中的碳源与氮源进行了优化,结果显示碳源的控制对该菌SAM产量的影响很大。在试管水平,该菌在含有0.75％的L-methionine并且碳源和有机氮源经过一定程度优化的培养基中,生长6d后SAM产量达到1.58g/L。     

热带假丝酵母细胞内pH的测定及其与生长代谢活性的关系

应用荧光探针5(6)-双醋酸羧基荧光素 (Carboxyfluorescein diacetate) 测定了产长链二元酸热带假丝酵母 (Candida tropicalis) 细胞内pH (pHi) 值,确定了该探针载入C. tropicalis细胞的适宜条件。用摇瓶培养C. tropicalis细胞,考察了细胞外pH和生长碳源对pH_I的影响,实验结果表明：细胞外pH对pH_I略有影响,而生长碳源对pH_I的影响略为明显。利用5L发酵罐进一步研究了细胞生长代谢活性与pHi的关系,结果表明：细胞比生长速率、CO₂比生产速率和葡萄糖比消耗速率与pHi变化密切相关,pH_I的增加伴随着细胞生长活力的增加,反之亦然。在pH6.0条件下用葡萄糖和醋酸钠共作碳源培养C. tropicalis细胞时,测得的pH_I值维持在5.72～6.15范围内。     

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)半乳糖可诱导表达系统特性的研究

把大肠杆菌β一半乳糖苷酶基因克隆到带有酵母半乳糖可诱导启动子GALl的穿梭表达质粒pYES2中,并把得到的重组质粒分别转化到两种不同遗传性状的宿主菌中,其中一株菌为蛋白酶活性缺失90％以上的pep4-3突变菌株。通过比较两株重组菌产生的β一半乳糖苷酶活性水平发现在所述实验条件下,蛋白酶缺失突变菌株中产生的β一半乳糖苷酶活水平不仅均要高于另一对照菌株,并且pep4-3突变菌株表现出受葡萄糖阻遏的严紧程度高及对诱导反应迅速等特点。此外,带有重组质粒的pep4-3突变菌株在葡萄糖阻遏培养基中最大生长量和重组对照菌株基本相同,但β一半乳糖苷酶在pep4-3突变菌株中的表达对细胞生长的影响明显小于对照菌株。     

在兽疫链球菌中表达vgb基因和HA合成基因提高透明质酸产量

透明质酸(HA)是一种在医药及化妆品领域具有广泛应用的天然粘多糖。兽疫链球菌(Streptococcuszooepidemicus)是工业上生产透明质酸的菌种之一。透明颤菌血红蛋白(VHb)具有增强细胞摄氧的作用。对生产透明质酸的兽疫链球菌进行了基因改造:将兽疫链球菌HA的合成基因hasABC以及合成透明颤菌血红蛋白的vgb基因(Vitreoscillahemoglobingene,vgb)分别或同时插入阳性菌表达质粒pEU308中,通过电转化导入兽疫链球菌中。通过一氧化碳(CO)差光谱检测到了VHb的表达。在摇瓶实验中,同时带有hasABC和vgb基因的重组菌比野生菌的透明质酸产量提高了30％。而在发酵罐中,带有这2个基因的重组菌的透明质酸产量达到了6．9g／L,高于重组菌5．5g／L的产量。实验结果表明,vgb基因的存在促进了细胞的生长,hasABC操纵子的过表达增强了透明质酸的合成。首次将VHb导入兽疫链球菌中,获得了表达,并证明其对菌体生长及透明质酸合成有促进作用。通过研究,VHb将可以在阳性菌中获得更广泛的应用。     

Rhamnolipid production by Pseudomonas aeruginosa engineered with the Vitreoscilla hemoglobin gene

The potential of Pseudomonas aeruginosa expressing the Vitreoscilla hemoglobin gene (vgb) for rhamnolipid production was studied. P. aeruginosa (NRRL B-771) and its transposon mediated vgb transferred recombinant strain, PaJC, were used in the research. The optimization of rhamnolipid production was carried out in the different conditions of cultivation (agitation rate, the composition of culture medium and temperature) in a time-course manner. The nutrient source, especially the carbon type, had a dramatic effect on rhamnolipid production. The PaJC strain and the wild type cells of P. aeruginosa started producing biosurfactant at the stationary phase and its concentration reached maximum at 24 h (838 mg/l(-1)) and at 72 h (751 mg l(-1)) of the incubation respectively. Rhamnolipid production was optimal in batch cultures when the temperature and agitation rate were controlled at 30 degrees C and 100 rpm. It reached 8373 mg l(-1) when the PaJC cells were grown in 1.0% glucose supplemented minimal media. Genetic engineering of biosurfactant producing strains with vgb may be an effective method to increase its production.     

Molecular cloning of polyhydroxyalkanoate synthesis operon from Aeromonas hydrophila and its expression in Escherichia coli

The polyhydroxyalkanoate synthesis operon was cloned from Aeromonas hydrophila CGMCC 0911. Heterogeneous expression of the cloned polyhydroxyalkanoate synthesis operon in Escherichia coli resulted in accumulation of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) consisting of 13.9 mol % 3-hydroxyhexanoate up to 29.2 wt % of cell dry weight when grown in lauric acid. The cell dry weight of recombinant E. coli harboring the polyhydroxyalkanoate synthesis operon was improved to 1.7 g L (-1), which was much higher than that of 0.3 g L (-1) of the wild type E. coli. Coexpression of acyl-CoA dehydrogenase gene (yafH) from E. coli and Vitreoscilla hemoglobin gene (vgb) from Vitreoscilla together with the whole A. hydrophila CGMCC 0911 polyhydroxyalkanoate synthesis operon facilitated cell growth and polyhydroxyalkanoate accumulation in E. coli. When yafH was coexpressed together with the polyhydroxyalkanoate synthesis operon, the poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) content was increased from 29.2 to 52.1 wt %, and the cell dry weight was also increased slightly from 1.70 to 1.86 g L (-1). Coexpression of vgb gene could further enhance the cell dry weight to 2.0 g L(-1) and the polyhydroxyalkanoate content to 60.7 wt %.     

透明颤菌血红蛋白的表达及对基因工程菌的影响

利用已克隆的透明颤菌(Vitreoscilla)血红蛋白基因(vgb),构建了一批复制类型和抗生标记不同的vgb表达载体,并就vgb基因表达及其对几种基因工程大肠杆菌的影响进行了初步研究。实验证明vgb基因的表达具有氧调控特性,在溶氧水平下跌至20％饱和度时迅速合成。Vgb基因的表达产物(Vitreoscilla Hemoglogin,VHb)可促进青霉素酰化酶和TNF、IL-2等基因工程菌在低氧条件下细胞生长和产物表达的状况,由于vgb基因的表达降低了细胞对氧的敏感程度,可望运用它来改善发酵过程中溶氧控制裕度。这些实验结果预示着vgb基因在耗氧生物过程中,如抗生素工业和基因工程菌高密度发酵,有着良好的应用前景。     

Enhancement of biodesulfurization in two-liquid systems by heterogeneous expression of vitreoscilla hemoglobin

The vgb gene, encoding Vitreoscilla hemoglobin (VHb), was introduced into a specific desulfurization bacterium, Rhodococcus erythropolis LSSE8-1. The VHb-specific spectrum was observed for the recombinant. Compared to the wild type, the strain bearing vgb showed a higher biomass yield and desulfurizing activity.     

利用基因工程菌VGl(pTUl4)产聚β-羟基丁酸酯的研究

本文对透明颤菌血红蛋白基因（ｖｇｂ）和λ噬菌体解基因（Ｓ＾－ＲＲｚ）在不同突破主大肠杆菌中的外源表达及其在聚β－羟基丁酸酯（ＰＨＢ）生产中的应用进行了研究。实验结果表明,同时携带ｖｇｂ、Ｓ＾－ＲＲｚ和ｐｈｂＣＡＢ三种基因的产ＰＨＢ基因工程菌ＶＧ１（ｐＴＵ１４）,经过８２ｈ的摇瓶补料分批培养。菌体浓度可以高达２５．９ｇ／Ｌ,ＰＨＢ百分含量则可在５２ｈ时达到９５％以上;此外,该菌株不仅可以实现摇瓶高密     

透明颤菌血红蛋白基因在产PHB重组大肠杆菌中的引入

将透明颤菌血红蛋白基因 (vgb)采用插入染色体的方式引入产聚 β 羟基丁酸酯(PHB)重组大肠杆菌VG1 (pTU1 4)中 ,以从分子水平上提高克隆菌对氧的利用率 ,解决PHB发酵生产过程中的供氧矛盾 ,透明颤菌血红蛋白的一氧化碳差光谱分析明表 ,vgb基因可以在VG1 (pTU1 4)中成功表达 ,且其表达量受溶氧水平的调控。Vgb基因的引入可以同时促进菌体生长和PHB产品的积累 ,且溶氧水平越低 ,VHB表达量越高 ,这种促进作用就越明显     

Effect of Vitreoscilla hemoglobin biosynthesis in Escherichia coli on production of poly(beta-hydroxybutyrate) and fermentative parameters

In order to attain high cell density and low cost production of poly(beta-hydroxybutyrate) (PHB), the Vitreoscilla globin gene (vgb) was introduced into a novel recombinant strain, Escherichia coli VG1 (pTU14). Experiments showed that the expression of vgb was under the regulation of dissolved oxygen (DO) in broth and the introduction of vgb in VG1 (pTU14) induced the parent promotion effect on cell growth and PHB accumulation, especially under low DO conditions. Further experiments indicated that the introduction of vgb in VG1 (pTU14) not only decreased the critical oxygen concentration, but also affected the volumetric oxygen transfer coefficient of the recombinant strain.     

透明颤菌血红蛋白基因的研究与应用

总结了近 15年来透明颤菌血红蛋白的研究结果 ,包括它的分布、结构、功能、合成等分子生物学以及在基因工程中的应用。透明颤菌的血红蛋白是 2 0世纪 70年代被发现的 ,由于它具有结合氧的特性 ,可使透明颤菌这一专性好氧的革兰氏阴性菌在贫氧环境中生长。透明颤菌血红蛋白是同型二聚体形式的可溶性血红蛋白分子 ,每分子透明颤菌血红蛋白由两个分子量为 15 775的亚基和两个b型血红素组成。透明颤菌血红蛋白的功能是为透明颤菌强大的呼吸膜增加氧的流量。完整的有功能的血红蛋白由血红蛋白亚基和血红素组成 ,血红蛋白亚基由基因vgb编码 ,血红素由生化代谢合成。透明颤菌血红蛋白基因在野生透明颤菌中是以单拷贝的方式随染色体一起复制表达的。透明颤菌血红蛋白基因已经被克隆和测序。同时也讨论了将透明颤菌血红蛋白基因整合到异源宿主菌中增加重组蛋白产量和发酵产量方面的研究。最后 ,概述了当透明颤菌血红蛋白在植物中表达时 ,转基因植物表现出生长增加以及代谢物产量发生变化的情况。     

Production of methionine γ- lyase in recombinant Citrobacter freundii bearing the hemoglobin gene

The production of antileukemic enzyme methionine γ-lyase (MGL) in distinctly related bacteria, Citrobacter freundii and in their recombinants expressing the Vitresocilla hemoglobin (VHb) has been studied. This study concerns the potential of Citrobacter freundii expressing the Vitreoscilla hemoglobin gene (vgb) for the methionine γ- liyase production. Methionine γ- liyase production by Citrobacter freundii and its vgb(-) and vgb(+) bearing recombinant strain was studied in shake-flasks under 200 rpm agitation, culture medium and 30 °C in a time-course manner. The vgb(+) and especially the carbon type had a dramatic effect on methionine γ- liyase production. The vgb(+) strain of C. freundii had about 2-fold and 3.1-fold higher levels of MGL than the host and vgb(-) strain, respectively.