氮离子诱变筛选内切葡聚糖酶高产菌株及其基因突变研究

目的：离子注入枯草芽孢杆菌筛选高产内切葡聚糖酶突变菌株,同时进行其酶活性研究,并克隆该基因,研究离子注入对其诱变效应。方法：低能氮离子重复注入枯草芽孢杆菌,筛选获得1株高产内切葡聚糖酶突变菌株Bac11。DNS法测定酶活性。PCR扩增获得出发菌株Bac01和突变菌株Bac11内切葡聚糖酶基因,并对核酸序列及预测氨基酸序列进行多重比对。结果：突变菌株Bac11内切葡聚糖酶活性从93.33IU提高到381.89IU。多重比对Bac01和Bac11内切葡聚糖酶基因编码区1500bp序列,当中有10个碱基发生突变,预测氨基酸序列中有5个氨基酸残基发生变化,且都在其基因纤维素结合域部分。结论：低能氮离子重复注入对枯草芽孢杆菌内切葡聚糖酶活性及其基因有明显的诱变累加效应。     

短小芽孢杆菌degQ基因的克隆与鉴定

degQ基因编码一个由46个氨基酸组成的多肽,能增强许多芽孢杆菌胞外酶基因的表达．以pMK4作克隆载体构建短小芽孢杆菌基因文库,并用DNA探针原位杂交法从中钓出degQ基因．对克隆基因的DNA序列进行了分析并证明克隆的短小芽孢杆菌degQ基因具有增强枯草杆菌蛋白酶和果聚糖蔗糖酶基因表达的能力．degQ基因克隆有助于研究芽孢杆菌的正调控机理并可望提高外源基因在芽孢杆菌中表达．     

枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的克隆及其序列分析

根据Lampel报道的葡萄糖脱氢酶基因序列设计合成两条引物,以野生型枯草芽孢杆菌染色体DNA为模板,PCR扩增得到含有葡萄糖脱氢酶基因的大约780bp的DNA片段,将其克隆到pUC-T载体中。序列分析表明,克隆得到的葡萄糖脱氢酶基因含有783bp,编码261个氨基酸的蛋白质。得到的基因序列与文献报道的进行比较,其核苷酸同源率为75．5％,编码氨基酸序列的同源率为83．9％。     

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。     

内切葡聚糖酶基因在巨大芽孢杆菌中的表达及其酶学性质研究

通过PCR方法将已克隆的内切葡聚糖酶基因(GenBank No. DQ782954)信号肽编码序列去除, 然后与表达载体pHIS1525连接后转化大肠杆菌DH5a, 筛选出阳性转化子DH5 a -pHIS1525-G7并提取质粒进一步转化巨大芽孢杆菌WH320原生质体, 获得基因工程菌WH320-pHIS1525-G7。刚果红染色和SDS-PAGE分析表明该基因在巨大芽孢杆菌中得到了有效表达。基因工程菌经优化培养后, 胞外上清液中的酶活力可达889 U, 是出发菌株(即枯草芽孢杆菌C-36)的11.22倍。酶学性质研究表明: 该酶的最适反应温度与pH值分别为65℃与pH 6.0, 在pH 4.5~10.0范围内50℃保温30 min可保持在最高酶活的80%以上。     

短小芽孢杆菌碱性蛋白酶基因启动子的克隆、鉴定及其应用

利用TAIL-PCR(Thermal asymmetric interlaced PCR)从短小芽孢杆菌基因组中扩增到碱性蛋白酶基因编码区上游的启动子片段。对该片段的序列测定和分析表明, 此片段长797 bp, 但与基因表达有关的序列长约390 bp。对启动子片段进行不同长度的缺失突变, 以获得最小的基因启动子片段, 结果表明, 该基因起始密码子上游约160 bp的DNA片段就可以启动基因的表达。将含有该片段的碱性蛋白酶基因WApQ3插入大肠杆菌-芽孢杆菌穿梭质粒载体pSUGV4中, 构建了碱性蛋白酶基因表达质粒pSUBpWApQ3。将该质粒分别转入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌中表达, 可在胞外检测到碱性蛋白酶活性, 最高酶活分别为466.5 U/mL和3060 U/mL。     

蜡样芽孢杆菌ATCC14579核黄素操纵子的克隆及在枯草芽孢杆菌中的表达

利用BLAST从B．cereus ATCC14579的基因组中找到一段与枯草芽孢杆茵核黄素操纵子具有较高相似性的4．6kb大小的基因组DNA片段,该片段中含有完整的核黄素操纵子。该操纵子结构基因的编码产物的氨基酸序列与枯草芽孢杆菌核黄素操纵子相应结构基因的编码产物的氨基酸序列具有99％的同源性。该片段被克隆到大肠杆茵一枯草芽孢杆茵穿梭载体pHP13M中。表达分析的结果表明B．cereus ATCC14579核黄素操纵子可在大肠杆茵和枯草芽孢杆菌中表达。利用PCR方法用来自枯草杆菌的sac B基因的启动子替换B．cereus ATCC14579核黄素操纵子原有的启动子使其更好表达。替换启动子后的核黄素操纵子在本文使用的发酵条件下有较好的表达,核黄素产量从39．5mg／L增加到61．7mg/L.     

1,4-β-葡聚糖内切酶基因的克隆及其在麝香百合花粉和花粉管中的特异表达(英文)

利用RT-PCR和RACE在麝香百合(Lilium longiflorum Thunb.)花粉管中克隆到1,4-β-葡聚糖内切酶(Endo-1,4-β-glucanase,EGase)的全长cDNA序列(LlpCell)。序列分析结果表明:该基因编码一个含有490个氨基酸的球状蛋白,并在N端有一个由21个氨基酸构成的信号肽序列。序列比对结果显示,LlpCell和植物分泌型1,4-β-葡聚糖内切酶高度同源(约50％),不含有跨膜结构域和纤维素结合域(CBD)。Northern杂交结果显示,该基因的转录本仅在花粉粒、萌发中的花粉和花粉管生长过程中表达,表达量基本相同。而在百合植株其他组织中均未见表达。这种葡聚糖内切酶的高度特异表达说明LlpCell对花粉萌发和花粉管伸长起着重要作用。     

枯草芽孢杆菌SC2-4-1葡聚糖酶基因gluB的克隆及序列分析

β-1,3-1,4-葡聚糖酶活性检测结果表明,从辣椒根际筛选的拮抗菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)SC2-4-1能产生β-1,3-1,4-葡聚糖酶.以菌株SC2-4-1的基因组DNA为模板,用PCR方法克隆了该菌的葡聚糖酶基因gluB,其开放阅读框为711bp,编码237个氨基酸.Blast分析,该序列与已报道的多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)ATCC 842的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因gluB相似性为85%.所得基因序列的系统发育分析显示,该基因属于β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因.DNAMAN软件比对,所得葡聚糖酶氨基酸序列具有催化裂解β-1,3-和β-1,4-糖苷键的葡聚糖酶活性位点.     

高效表达内切葡聚糖酶酿酒酵母工程菌的构建

内切葡聚糖酶 (EG) 是纤维素酶的重要组分,在纤维素降解酶系中发辉重要作用。由于天然微生物来源的内切葡聚糖酶产量低,极大地制约了其生产和应用,所以对内切葡聚糖酶进行高效异源表达是解决这一问题的有效途径。为了获得高效内切葡聚糖酶酿酒酵母工程菌,本研究从纤维梭菌中克隆了内切葡聚糖酶 (EG) 基因,全长1 996 bp,编码440个氨基酸,并与来源于酿酒酵母的PGK启动子序列、来源于pPIC9K质粒的α-信号肽序列以及来源于pSH65质粒的CYC1终止子序列通过重叠延伸PCR法构建完整表达盒 (PαEGC),通过整合rDNA的方法构建内切葡聚糖酶酿酒酵母的表达载体,在酿酒酵母中进行内切葡聚糖酶的随机多拷贝表达。利用微滴数字PCR鉴定内切葡聚糖酶拷贝数,并探索拷贝数与蛋白表达量之间的关系。通过rDNA整合法获得了拷贝数为1、3、4、7、9、11、15、16、19、21、22、23的内切葡聚糖酶酿酒酵母工程菌,结果表明当拷贝数为15时,酶活性最高,为351 U/mL。本研究成功构建了内切葡聚糖酶酿酒酵母工程菌,为其他工业酶异源高效表达提供参考和借鉴。     

金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae HN1)几丁质酶基因的克隆及高效表达

几丁质酶是昆虫病原真菌金龟子绿僵菌致病力的主要因子之一。本实验用RT-PCR方法,从本实验室分离筛选到的高毒力金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae HN1中,扩增得到几丁质酶基因全长,此基因全长为1275bp,登录号为DQ011865,经Blastn分析此基因序列与M. anisopliae E6的chi1基因（AF02749）同源率为96% 。以pET-22b(+)为基础载体,构建pET-chi重组表达载体,在大肠杆菌（Escherichia. coli ）BL 21中进行表达。经SDS-PAGE分析,获得了42kDa大小的重组目的蛋白,目的蛋白占表达总蛋白含量的63.3%。菌体经冷冻与超声波破碎后,按DNS法可测得几丁质酶的活性。     

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。     

真养雷氏菌DKC1菌株镉抗性czcC基因的克隆与表达

利用PCR技术从真养雷氏菌 (Ralstoniaeutropha)菌株质粒中扩增出 1 2kb的镉抗性系统结构修饰蛋白的编码基因czcC ,然后将其克隆到pGEM T easy载体上 ,构建重组质粒 ,经EcoRⅠ酶切分析和核苷酸序列分析 ,与Gen Bank中登录的czcC基因序列相似性高达 98% ,显示其具有正确的czcC基因核苷酸序列 ,并利用pET 30a( )Vector在E .coliBL2 1中进行了成功表达。为进一步研究微生物抗镉机理及构建耐镉基因工程菌提供重要的基础资料     

球毛壳菌（Chaetomium globosum）过氧化物膜蛋白过敏原基因克隆、序列分析及原核表达

以球毛壳菌cDNA文库中获得过氧化物膜蛋白（pero）基因片段（GenBank Accn:BP099709）为基础,用RACE 技术获得该基因的全长cDNA序列。序列长747bp,由412bp的3′RACE产物和508bp的5′RACE产物拼接而成。开放阅读框501bp,编码166个氨基酸,蛋白分子量为17.5kD,理论等电点为5.75。利用cDNA两侧非编码区序列作引物克隆出该基因的DNA序列,序列分析表明该基因由2个内含子和3个外显子组成。ClustalX多序列比对表明：该基因与粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）的过氧化物膜蛋白过敏原同源性最高（83%）。将pero基因编码区克隆到原核表达载体pET28a中,构建成表达质粒pET28a-pero并转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导后SDS-PAGE检测表达情况,结果发现在21kD处有一特异性融合蛋白带,大小与预期相符,说明该基因已经在大肠杆菌中表达。克隆的cDNA序列、DNA序列及推测的氨基酸序列在GenBank登录(登录号分别为AY555771,AY584753,AAS66898)。     

枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶基因的克隆和表达

目的:获得碱性蛋白酶基因。方法:用PCR的方法从枯草芽孢杆菌A-109中扩增碱性蛋白酶基因(apr),并进行测序分析,构建表达载体,最后转化大肠杆菌BL21,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测该基因的表达情况。结果:apr基因片段含1092个碱基对。该基因片段核苷酸序列与Bacillus amyloliquefaciens subtilisin DFE precursor有99%的同源性,对应的氨基酸序列与Bacillussp.DJ-4有99%的同源性。apr基因在大肠杆菌BL21中获得表达,并表现出蛋白酶活性。结论:获得了具有活性的新的碱性蛋白酶基因。     

致病性鸡大肠杆菌pilA基因和外膜蛋白C基因的克隆、表达及其免疫原性

根据GenBank公布的致病性鸡大肠杆菌的Ⅰ型菌毛pilA基因和外膜蛋白C基因序列,分别设计了两对引物,并以分离的致病性鸡大肠杆菌基因组为模板,经PCR特异性扩增出pilA基因和ompC基因,基因产物大小为别为549 bp和1104 bp,与GenBank报道的参考菌株的两个基因序列的同源性为高达98.18%和97.28%.将扩增得到的两个基因分别定向克隆到原核表达载体pET-28a中,得到两个重组质粒pETpilA和pETompC.转化大肠杆菌BL21(DE3)中,得到重组菌株BL21(pETpilA)和BL21(pETompC),经IPTG诱导后,SDS-PAGE分析分别可见表达的20 kD和40.9 kD的特异条带;Western blotting结果表明,两种蛋白可与抗体发生特异性结合,说明其具有良好的免疫原性.将表达的菌毛蛋白和外膜蛋白的菌株分别制成基因工程疫苗,免疫小鼠后,具有很好的保护能力.表明这两株基因工程菌株有望作为鸡致病性大肠杆菌基因工程疫苗的候选生产菌株.     

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。     

钝齿棒杆菌乙酰谷氨酸激酶编码基因argB的克隆表达、纯化及酶学性质研究

本研究的钝齿棒杆菌(Gorynebacterium crenatum SYPA)是筛选得到的高产精氨酸突变菌株,其中argB基因编码的乙酰谷氨酸激酶(NAGK)是精氨酸合成过程中的关键酶。为了进一步研究该酶的相关特性,以钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum SYPA)基因组为模板,扩增得到其arB基因,成功构建了pET-28a-argB重组质粒,并在E.coli BL21(DE3)中诱导后高效表达。利用载体pET-28a上的His6·Tag标记选用Ni柱亲和层析法纯化表达具有活性的NAGK,纯化后酶的比活力达到7.28 U/mg,纯化倍数达66.18。并对该酶的酶学性质进行了初步研究,该酶的最适反应温度为30℃;最适pH值为9.0;酶学动力学参数以N-乙酰谷氨酸为底物的Km为3.35mmol/L;金属离子Cu~(2+)、Mn~(2+)、螯合剂对乙酰谷氨酸激酶均有明显的抑制作用。     

牛BVDV C_(24)V株P80蛋白在大肠杆菌中的高效表达

根据GenBank中已发表的牛病毒性腹泻-黏膜病病毒(BVDV)P80基因序列,自行设计并合成引物,经过反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)从BVDV C_(24)V株细胞培养液中扩增出P80基因,大小为560bp。利用酶切方法把目的基因克隆到大肠杆菌IPTG诱导表达载体PET32a(+)中,在大肠杆菌中得到了高效表达,这为建立ELISA方法检测BVDV抗体奠定了基础。     

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。