E.coli木糖异构酶基因的克隆及表达条件的优化

采用PCR技术以大肠杆菌JM109基因组DNA为模板扩增得到木糖异构酶基因xylA,连接到载体pET-22b( ),得到重组质粒pET-22b( )-xylA。将此重组质粒转化到大肠杆菌菌株BL21(DE3)中,重组菌株经IPTG诱导后,通过半胱氨酸-咔唑法测得木糖异构酶活力。每mL发酵液中重组菌株显示出酶活力约为0.84 U。SDS-PAGE电泳结果显示出明显的5×104(相对分子质量)特异性蛋白质条带。     

酿酒酵母乙醇脱氢酶2(ADH2)基因的克隆表达及活性验证

为了从酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae中克隆出乙醇脱氢酶2(Alcoholdehy drogenase2,ADH2)基因并使之在大肠杆菌中高效表达。以酿酒酵母细胞中提取的总RNA为模板,通过反转录获得酿酒酵母乙醇脱氢酶2基因,连接到表达载体pTAT上,得到重组表达质粒pTAT-ADH2,将此重组质粒转化到大肠杆菌BL21中,重组工程菌株经IPTG诱导表达得到ADH2蛋白。将该蛋白纯化后,在体外进行活性检测和小鼠体内进行毒理试验,检测ADH2的酶活性。测序结果表明克隆的基因与GenBank中所报道的adh2基因序列有90%的同源性,经SDS-PAGE电泳分析,目的蛋白得到了有效表达,蛋白条带扫描分析表明,表达量占总蛋白的50%左右,纯化得到的蛋白在小鼠体内进行毒理试验,显示出一定的活性。酿酒酵母adh2基因的克隆正确,不仅在大肠杆菌中进行了高效表达而且表现出了较好的酶活性。     

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。     

Thermus thermophilus HB8葡萄糖异构酶在大肠杆菌中表达

为了增加高热稳定性的葡萄糖异构酶的得率,采用PCR技术扩增得到Thermus thermophilusHB8葡萄糖异构酶基因xylA,连接到表达载体pET-22b( )上,获得重组质粒pET-22b( )-xylA。将重组质粒转化到大肠杆菌Rosetta(DE3)中,经IPTG诱导后,通过半胱氨酸-咔唑法测葡萄糖异构酶酶活。重组菌经诱导培养,SDS-PAGE电泳结果显示出明显的分子量约为44 kD特异性蛋白质条带,比酶活约为18.562 U/mg,比野生型菌株提高了2倍。     

产L-乳酸的运动发酵单胞菌代谢工程菌株的构建

以运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)CP4基因组DNA为模板,采用PCR技术克隆得到其丙酮酸脱氢酶基因(pdc)同源下游p3片段,并连接到广谱宿主载体pBBR1MCS3-Ppdc-ldhL中构建了重组质粒pBBR1MCS3-Ppdc-ldhL-p3,将此重组质粒转化到受体菌Z.mobilis CP4中,分别以Ppdc和p3片段作为同源上游和下游片段,利用同源双交换重组技术将重组质粒中的ldhL基因置换了Z.mobilis染色体中的pdc基因,得到重组菌株Z.mobilis CP4(△pdc∷ldhL).测得重组菌株乳酸产量为10.8g/L,明显高于出发菌株,说明初步成功构建了产L-乳酸的运动发酵单胞菌代谢工程菌株.     

三角褐指藻D5-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

D5-脂肪酸脱氢酶是合成花生四烯酸的关键酶。根据已报道的D 5-脂肪酸脱氢酶基因设计引物, 分别从三角褐指藻基因组DNA和总cDNA中扩增得到1520 bp和1410 bp的特异片段, 序列分析结果显示, 结构基因中含有一个大小为110 bp的内含子, 这是国内外首次报道。将D5-脂肪酸脱氢酶基因亚克隆到大肠杆菌和酿酒酵母的穿梭表达载体pYES2.0中, 在大肠杆菌中筛选到含有目的片段的重组质粒pYPTD5, 用电击转化的方法将重组质粒pYPTD5转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中, 在缺省培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YPTD5。在合适的培养条件下, 添加外源底物双高g-亚麻酸和诱导物半乳糖, 培养并收集菌体。通过脂肪酸甲酯气相色谱分析, 表明三角褐指藻D5-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效的表达, 将双高g-亚麻酸转化为花生四烯酸, 其底物转化率达到了45.9%。     

花生油酸脱氢酶基因在酿酒酵母中的高效表达

将克隆的油酸脱氢酶基因(AF900663)亚克隆到大肠杆菌和酿酒酵母的穿梭表达载体pYES6/CT,从大肠杆菌中筛选到含有目的基因的重组质粒pYES/HO-A,用醋酸锂方法转化到酿酒酵母缺陷型菌株INVScI中,经半乳糖诱导后,收集菌体,用气相色谱质谱(GC-MS)仪分析转化酵母的脂肪酸色谱的结果表明,HO-A所编码的酶具有油酸脱氢酶活性,能将酵母内源性油酸转化为亚油酸,油酸脱氢酶的表达量为15.6%,高于已有的报道。     

三角褐指藻△5-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

△5-脂肪酸脱氢酶是合成花生四烯酸的关键酶.根据已报道的△5-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从三角褐指藻基因组DNA和总cDNA中扩增得到1520 bp和1410 bp的特异片段,序列分析结果显示,结构基因中含有一个大小为110 bp的内含子,这是国内外首次报道.将△5-脂肪酸脱氢酶基因亚克隆到大肠杆菌和酿酒酵母的穿梭表达载体pYES2.0中,在大肠杆菌中筛选到含有目的片段的重组质粒pYPTD5,用电击转化的方法将重组质粒pYPTD5转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在缺省培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YPTD5,在合适的培养条件下,添加外源底物双高γ-亚麻酸和诱导物半乳糖,培养并收集菌体.通过脂肪酸甲酯气相色谱分析,表明三角褐指藻△5-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效的表达,将双高γ-亚麻酸转化为花生四烯酸,其底物转化率达到了45.9%.     

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。     

酿酒酵母adh2和ald6双基因缺失突变株的构建

酿酒酵母乙醇合成代谢过程中, 阻断或削弱乙醛至乙酸代谢流不但能增强乙醇合成流, 同时还能降低发酵乙酸含量。本研究以乙醇脱氢酶Ⅱ(adh2)基因缺陷型酿酒酵母YS2-Dadh2为出发菌株, 应用长侧翼同源两步PCR(LFH-PCR)策略构建乙醛脱氢酶Ⅵ(ald6)基因敲除组件, 转化酿酒酵母YS2-Dadh2敲除ald6基因, 之后转入表达质粒pSH65到阳性克隆中, 半乳糖诱导表达Cre重组酶切除Kanr基因筛选标记, 最后, 传代丢失质粒pSH65获得单倍体ald6基因缺失突变株。利用同样的敲除组件和技术再次敲除其等位基因, 最终获得双基因缺失突变株YS2-△adh2-Dald6。发酵实验表明与出发菌株YS2相比, 突变株乙酸合成量降低18%, 乙醇最高产量提高12.5%。     

运动发酵单孢菌ZM4 adh Ⅱ基因的克隆及在大肠杆菌TOP10中的表达

利用高保真聚合酶从运动发酵单胞菌中克隆出乙醇脱氢酶基因,加A后克隆到pGM-T载体,测序验证无误。经酶切、酶连到表达载体pUC-18。形成重组质粒pUC-18-adhⅡ,转化到大肠杆菌TOP10中,经定性定量分析乙醇脱氢酶酶基因在大肠杆菌中高效表达,成功构建出乙醇脱氢酶基因的表达载体。     

酿酒酵母表面展示鲑鱼降钙素多肽的研究

目的:实现酿酒酵母表面展示鲑鱼降钙素.方法:人工合成鲑鱼降钙素(Salmon cacitonin,sCT)编码基因,克隆到表面展示载体M-pYD1上.用NocⅠ酶切重组质粒M-pYD1-sCT和空白质粒M-pYD1,回收sCT和V5表达框片段后分别以LiAC法转化酿酒酵母EBY100菌株,分别得到重组酵母yAGA2-sCT和yAGA2-V5.两种重组酵母分别经半乳糖诱导表达后,采用FITC荧光标记酵母表面展示的sCT和V5多肽,分别用荧光显微镜和流式细胞仪进行定性和定量分析.结果:诱导12h后,荧光显微镜下清晰观测到了工程菌表面有重组sCT,流式细胞分析结果表明10000个细胞中65.2%的yAGA2-sCT菌株表达了外源sCT,52.4%的yAGA2-V5菌株表达V5.结论:利用酿酒酵母表面展示鲑鱼降钙素多肽获得了成功,为口服型鲑鱼降钙素的研发奠定了基础.     

FAD依赖的葡萄糖脱氢酶多拷贝毕赤酵母菌株的构建及高效表达

通过体外多拷贝构建实现FAD依赖的葡萄糖脱氢酶(FAD-GDH)在毕赤酵母(Pichia pastoris)X33菌株中的高效表达。将前期构建的经密码子偏好性优化FAD-GDH基因插入到pPICZαA质粒中，通过同尾酶法酶切酶连构建含1～4个表达盒的重组表达质粒，分别电转至毕赤酵母X33中，成功筛选到各种重组菌株。qRT-PCR测定结果表明，载体所含的表达盒数目与嵌合进毕赤酵母基因组中的GDH基因拷贝数之间存在正相关关系。重组菌在试管水平用甲醇诱导72 h,酶活达到最高，其中4拷贝的转化子表达水平最高；选择1拷贝和4拷贝转化子进行10 L发酵罐扩大培养，1拷贝菌株诱导108 h酶活达到最高697.125 U/mL,4拷贝菌株诱导132 h酶活达到最高1 063.279 U/mL,比1拷贝酶活提高52.52%。结果表明通过增加目的基因拷贝数策略有助于提高FAD-GDH的表达量，为其进一步扩大生产提供参考。     

以gfp为报告基因的肺炎链球菌启动子诱捕文库的构建与分析

首先构建一个以gfp(green fluorescence protein)为报告基因的自杀质粒pEVP3-SDGFP,将肺炎链球菌基因组DNA的随机酶切片段(200bp～800 bp)克隆到该质粒gfp基因上游的多克隆位点,得到约58000个含有肺炎链球茵基因组DNA随机酶切片段的重组子,提取质粒即为质粒库,该库大约覆盖肺炎链球菌基因组全长的5倍,插入率达到90%以上,且有较强的随机性,质量较高.将该质粒库转化入肺炎链球菌TIGR4菌株,带有随机片段的报告质粒通过同源重组的方式将gfp基因融合于细菌染色体上该随机片段之后,利用质粒的抗生素抗性基因筛选出重组菌株,从而构建出相应的菌株库,共获得包含约500000个肺炎链球菌转化子的菌株库,经体内、外实验表明,其包含插入了S.pn体内、外表达基因片段的细菌,可以报告特定条件下的基因表达,并可通过流式细胞仪识别、分选.该文库的构建为进一步利用差异荧光诱导技术筛选肺炎链球菌体内诱导基因奠定了基础.     

SDH全基因的拼接及原核表达

目的:构建闭联异松树脂醇二脂脱氢酶(SDH)全基因片段与原核表达质粒载体,在大肠杆菌中进行表达.方法:将SDH3'端和5'端序列通过PCR方法拼接获得全基因后,然后将其插入到相应的原核表达质粒载体PGEX-6p-1中,形成了重组载体,并使其在大肠杆菌BL21中经IFFG诱导其表达蛋白,再用SDS-PAGE电泳检测表达结果.结果:成功的将SDH基因片段拼接成全基因,并将其构建入原核表达载体PGEX-6p-1中.测序结果表明载体构建成功,无插入和移码突变.经1.5mmol/LIPTC诱导后获得与预测大小(29.253kDa)完全一致的目的蛋白即闭联异松树脂醇二脂脱氢酶蛋白,并测得在37℃、250r/min的实验条件下的最佳诱导时间为4h.结论:成功获得了重组质粒并在大肠杆菌中较好的诱导表达得到了闭联异松树脂醇二脂脱氢酶的蛋白.     

Ketogulonigenium vulgare四环素诱导表达穿梭质粒的构建

采用重叠延伸PCR方法合成阻遏蛋白的编码基因tetr和插入操纵基因teto的Ketogulonigenium vulgare山梨糖脱氢酶启动子psndhteto的基因序列,借助宽宿主质粒p BBR1MCS-5,构建四环素诱导表达的穿梭质粒,转化Ketogulonigenium vulgare,获得阳性重组菌株,实现卡那霉素抗性的调控表达,结果表明:培养重组菌株2小时后,添加0.4μg/ml的四环素诱导剂后,能够在含有卡那霉素的培养基中生长,不添加四环素诱导剂的重组菌株不能在含卡那霉素的培养基中生长,确定了最适四环素的诱导浓度为0.6μg/ml。     

不同信号肽及分子伴侣对中性蛋白酶在枯草芽孢杆菌中分泌表达的影响

通过筛选5个不同的信号肽基因(AmyE、AprE、NprE、SacB、YncM)代替对照质粒pHT43-npr上原始的信号肽基因,整合2个不同的分子伴侣(PrsA、DnaK)到pHT43-npr质粒上,构建重组质粒并转化到枯草芽孢杆菌WB800N中进行诱导表达。结果表明,构建了5株信号肽重组菌株,通过牛奶平板验证无明显水解圈,通过酶活性比较,5株重组菌株中性蛋白酶活性均显著低于对照菌株;成功构建了2株整合分子伴侣的重组菌株,通过牛奶平板验证有水解圈,通过酶活性比较,两株菌株均表达中性蛋白酶,其中重组菌株WB800N/pHT43-npr-PrsA产蛋白酶活性比对照菌株WB800N/pHT43-npr提高了23%,重组菌株WB800N/pHT43-npr-DnaK产蛋白酶活性比对照菌株提高了33%。     

甾醇C-22去饱和酶高表达对酵母细胞麦角甾醇合成的影响

通过PCR扩增克隆到酵母菌甾醇C-22去饱和酶基因(ERG5)的编码序列及其终止子序列,以大肠杆菌-酿酒酵母穿梭质粒YEp352为载体,以磷酸甘油酸激酶基因PGK1启动子为上游调控元件构建了酵母菌表达质粒pYPE5。以铜离子螯合蛋白基因CUP1替换ERG5基因内部序列获得ERG5破坏菌株YSE5,其中麦角甾醇的合成被阻断,而积累了甾醇中间体Ergosta-5,7-dien-3β-ol。表达质粒pYPE5转化破坏菌株后使细胞恢复了合成麦角甾醇的能力。说明表达质粒上的ERG5基因得到了功能性的表达。将表达质粒pYPE5转化酿酒酵母单倍体菌株YS58,通过营养缺陷互补筛选到重组菌株YS58(pYPE5)。对重组菌株、破坏菌株和互补菌株细胞甾醇组分和含量进行测定,发现重组菌株和互补菌株的麦角甾醇和总甾醇含量明显低于对照菌YS58(YEp352)。测定不同培养时间细胞的麦角甾醇含量,发现重组菌株的麦角甾醇含量始终低于对照菌YS58(YEp352)。可见,ERG5在酵母中的高表达导致细胞麦角甾醇含量降低。     

高山被孢霉ATCC16266Δ~6-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中的表达

Δ6 脂肪酸脱氢酶是形成γ 亚麻酸的关键酶。从含有高山被孢霉Δ6 脂肪酸脱氢酶基因的重组质粒pT MACL6中 ,酶切出 1 4kb的目的片段 ,亚克隆到大肠杆菌和酿酒酵母的穿梭表达载体 pYES2 .0 ,在大肠杆菌中筛选到含有目的基因的重组质粒 pYMAD6 ,用醋酸锂方法转化到酿酒酵母的缺陷型菌株INCSc1中 ,在SC Ura合成培养基中 ,选择得到酿酒酵母工程株YMAD6。在合适的培养基及培养条件下 ,加入外源底物亚油酸 ,经半乳糖诱导后 ,收集菌体。通过GC MS对酵母工程株进行脂肪酸色谱分析 ,结果表明 ,产生了 31 6 %的γ 亚麻酸。这是迄今为止 ,国内外Δ6 脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中表达量最高的报道。     

耐碱性木聚糖酶基因在短小芽孢杆菌中高效分泌表达的研究

从木聚糖酶高产短小芽孢杆菌 (Bacilluspumilus)BP5 1中克隆得到木聚糖酶基因xynA ,将其构建在芽孢杆菌表达载体pWH1 5 2 0中得到重组质粒pWSX1 1。xynA由木糖诱导xylA启动子调控xynA表达。采用同源高效表达策略 ,以原生质体转化方法将pWSX1 1转回原始菌株BP5 1中 ,获得重组菌株BPX1 1。通过木糖诱导重组菌株中的xy nA基因高效分泌表达 ,使木聚糖酶产酶活力比原菌株BP5 1提高了 87% ,同时对重组表达的木聚糖酶的酶学性质进行了初步研究