耐热芽孢杆菌E2菌株纤维素酶基因克隆的研究

用质粒ｐＢＲ３２２作载体,大肠杆菌Ｅ．ｃｏｌｉ ＤＨ５αＦ’作受体,克隆到耐热孢杆菌Ｅ２菌株的羧甲基纤维素酶基因。重组质粒ＰＢＧ３从产生ＣＭＣａｓｅ的转化子中分离得到。克隆到的ＣＭＣａｓｅ基因位于４．０ｋｂＨｉｎｄⅠⅠⅠ片段上。功能状态ＣＭＣａｓｅ基因被亚克隆到２．４ｋｂＤＮＡ片段上。     

以thyA基因为选择压力非抗性质粒载体的构建

以干酷乳杆菌L.casei34103染色体DNA为模板,利用PCR技术扩增胸苷酸合成酶（Thymidylatesynthase,thyA)基因,回收纯化,选择以红霉素抗性为选择压力的可以在大肠杆菌和乳酸菌中穿梭表达的质粒pW425e为基本质粒,以thyA基因取代红霉素基因,获得重组载体并鉴定,此重组载体可以对thyA基因缺陷的大肠杆菌E.coli X51和嗜酸乳杆菌DOMLaS 107进行功能弥补,进而构建了以thyA基因为地选择压力的非抗生素抗性穿梭表达载体,其大小为3716bp,并命名为pW425t。     

苏云金芽孢杆菌δ-内毒素cryIA(c)基因在大肠杆菌和变铅青链霉菌中表达

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒ｐＯＳ１０００中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）δ内毒素ｃｒｙＩＡ（ｃ）全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体ｐＫＫ２２３３重组,并引入大肠杆菌ＪＭ１０９中,经ＩＰＴＧ诱导,获得了超量表达的ＣｒｙＩＡ（ｃ）蛋白。将ｃｒｙＩＡ（ｃ）全长基因插入链霉菌表达载体ｐＨＺ１２７２中,得到重组质粒ｐＨＺ１２５６,将该质粒引入变铅青链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｌｉｖｉｄａｎｓ）ＪＴ４６中,经硫链丝菌素诱导,通过Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ测定表明,重组变铅青链霉菌ＪＴ４６（ｐＨＺ１２５６）已表达出相应的ＣｒｙＩＡ（ｃ）蛋白。杀虫试验表明,大肠杆菌和链霉菌所表达出的δ内毒素ＣｒｙＩＡ（ｃ）对小菜蛾均有毒杀作用,其致死率分别为９３％和５７％。     

pNK289衍生质粒在芽孢杆菌中的分离稳定性*

报道关于一系列ｐＮＫ２８９衍生质粒分离稳定性研究结果。这些起源相同的质粒在Ｂａｃｉ－ｌｌｕｓ．ｓｕｂｔｉｌｉｓＡＳＩ．１１７６中的分离稳定性存在差异，这种差异与质粒的大小和复制方式无关，而与质粒的拷贝数有一定的关系。由于不稳定质粒ｐＮＫ２１９在Ｂ．Ｓｕｂｔｉｌｉｓ ＢＤ２２４宿主中能稳定遗传，所以推测宿主的遗传背景可能影响质粒的分离稳定性。这些研究不仅为进一步寻找与ＰＮＫ２８９衍生质粒稳定性相关的基因奠定了基础，而且为在芽孢杆中构建稳定的重组质粒提供了理论依据。     

腺病毒载体介导PDX-1在骨髓间充质干细胞中的表达

为研究PDX-1基因在骨髓间充质干细胞中的表达情况及生物学功能的发挥,构建了含PDX-1基因的重组腺病毒载体. 酶切PDX-1基因并连入穿梭质粒pAdTrack-CMV.用电穿孔法使穿梭质粒pAdTrack-CMV-PDX-1与病毒骨架质粒pAdEasy-1在大肠杆菌BJ5183中同源重组.利用脂质体介导重组腺病毒载体转染293细胞,包装出完整的腺病毒.分离、培养、扩增骨髓间充质干细胞.用重组腺病毒感染间充质干细胞.用荧光显微镜、RT-PCR、免疫荧光染色等方法检测PDX-1、胰岛素基因及蛋白质的表达,用放射免疫分析法检测转基因细胞分泌胰岛素情况.结果表明:通过测序、PCR、酶切等鉴定PDX-1基因已正确插入穿梭质粒中,并与病毒骨架质粒重组.重组腺病毒滴度为6.3×10⁷ PFU/ml.通过荧光显微镜观察证实重组腺病毒可高效感染骨髓间充质干细胞,经RT-PCR、免疫荧光染色证实转染pAd-PDX-1后培养7天的细胞中有PDX-1及胰岛素基因的表达.这些转基因的细胞向胞外分泌的胰岛素量为(15.21±3.50) mIU/L.     

Cre-LoxP系统在炭疽芽胞杆菌基因敲除中的应用及eag基因的敲除

将Cre-LoxP系统应用于Bacillus anthracis中并成功敲除eag基因．以B.anthracis基因组为模板扩增得到上下游同源臂,联合两端带有LoxP位点的壮观霉素抗性基因片段构建好同源重组载体,转化B．anthracis AP422,通过一系列筛选得到带有抗性标记的重组菌．然后,通过转入Cre重组酶表达质粒,去除抗性标记,得到eag基因缺失的重组菌,并在DNA水平、RNA水平和蛋白质水平进行了系统的鉴定．最终建立了Cre-LoxP系统在B．anthracis中的应用方法,并成功敲除eag基因.     

粪肠球菌(Enterococcus faecalis)β酮脂酰ACP合成酶Ⅱ同源蛋白功能分析

FabB 和FabF是大肠杆菌(Escherichia. coli)脂肪酸合成的关键酶. 生物信息学分析显示，粪肠球菌基因组中有2个与大肠杆菌fabF同源的基因：fabF1和fabF2，缺少与fabB同源的基因. 用粪肠球菌(Enterococcus faecalis)V583总DNA为模板，PCR扩增 fabF1和 fabF2基因， 以pBAD24为载体，构建了重组质粒pHW13(fabF1)和pHW14(fabF2). 体内体外研究显示： fabF1基因能互补大肠杆菌fabB突变， FabF1具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性；fabF2能互补大肠杆菌fabF突变，FabF2 具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)活性. 同时发现粪肠球菌FabF2不同于大肠杆菌FabF，它还拥有微弱β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性，可使大肠杆菌fabB突变株产生少量的不饱和脂肪酸. 上述结果表明，FabF类酶 (FabF like enzyme) 同样可以具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB) 活性.     

二种重组α-乙酰乳酸脱羧酶在啤酒生产中降低双乙酰的作用

利用已构建的含有短芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｒｅｖｉｓ）和产气肠杆菌（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ　ａｅｒｏｇｅｎｅｓ）α－乙酰乳酸脱羧酶（α－ａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ, α-ＡＬＤＣ）基因的工程菌株,并使它们分别在大肠杆菌中高效表达,获得重组α－ＡＬＤＣ。在实验室,用 ２Ｌ体积的麦芽汁进行啤酒生产试验,添加 ２种重组α－ＡＬＤＣ后,使啤酒中的双乙酰含量快速下降到或始终保持在０.１ｍｇ／Ｌ以下。证明得到的重组ａ－ＡＬＤＣ能有效地降低啤酒中双乙酰含量。     

利用Red系统快速敲除家蚕核型多角体病毒orf60基因

用Red重组系统和最近构建的家蚕核型多角体病毒（BmNPV）bacmid在大肠杆菌BW25113中快速地敲除BmNPV orf60基因。从大肠杆菌BmDH10Bac中提取BmNPV bacmid,将其电转化到含有质粒pKD46（能表达Red重组酶）的大肠杆菌菌株BW25113中,获得了可用于BmNPV基因打靶的菌株BW25113-Bac。设计一对长63bp的引物（5′端为orf60基因的左右同源臂,长45bp;3′端长18bp,为氯霉素抗性基因（cat）的首尾序列）,以pKD3质粒（含cat）为模板,PCR扩增携带orf60左右同源臂的cat,即打靶线性化片段。将该线性化片段电转入BW25113-Bac菌株,在Red重组酶的作用下,线性化片段与BmNPV bacmid中的orf60基因发生同源重组。设计3对特异引物,用PCR方法证明cat成功地替换了BmNPV orf60基因。重组bacmid DNA转染BmN细胞后,Western blot分析未检测到orf60基因的表达。     

苏云金芽胞杆菌cry1Ac与烟草几丁质酶tchiB双价基因克隆表达及其杀虫增效作用研究

将苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)4.0718菌株质粒上的cry1Ac基因和烟草几丁质酶tchiB基因 (去掉信号肽或去信号肽再加肠激酶位点)构建了重组基因。经过双酶切和亚克隆,将带有cry1Ac基因上游启动序列和下游终止序列的重组基因片段克隆至穿梭载体pHT315,分别构建重组质粒pHUAccB6、pHUAccB7,在大肠杆菌中扩增后,将两个重组质粒分别电转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株XBU001中,获得重组菌株HAccB6和HAccB7。经液体双相胞晶分离提取离心后,将晶体和上清液分别进行SDS-PAGE分析,双价基因重组与cry1Ac基因在无晶体突变株中表达量相比较,几丁质酶活性提高5.2倍,双价重组蛋白表达量显著提高,主要产生130kDa蛋白条带。经定量分析：双价重组目的晶体蛋白占总蛋白量的61.38%;Cry1Ac蛋白占总蛋白量的42%。发酵上清液经60％硫酸铵沉淀,显示出一条分子量为18kDa新蛋白条带。经原子力显微镜和电子显微镜观察,表达后的重组蛋白呈菱形或椭原形晶体,其规格约为1.5×3.0μm;经生测分析,重组菌株HAccB6和 HAccB7毒力相近,与HAc菌株比较毒力提高4.5倍,对棉铃虫（Helicourpa armigora）具有高效杀虫活性,其3d LC₅₀值分别为9.1μg/mL和11.34μg/mL。研究结果表明,烟草几丁质酶与cry1Ac双价基因重组表达产物具有杀虫增效作用。     

金黄色葡萄球菌tst-1基因敲除菌株的构建

抽提金黄色葡萄球菌834菌株的基因组DNA,PCR克隆扩增tst-1及tst-1的上、下游基因,通过将tst-1上、下游基因分别重组到载体质粒pAULA中,形成同源重组质粒pAULA Δtst-1,将pAULA-Δtst-1电转入细菌内,进行同源重组,以PCR、Western blot鉴定tst-1基因敲除菌株无tst-1基因片段,且无TSST-1蛋白表达,表明已成功构建金黄色葡萄球菌tst-1基因的敲除菌株。     

利用Red系统快速敲除家蚕核型多角体病毒orf60基因

用Red重组系统和最近构建的家蚕核型多角体病毒（BmNPV）bacmid在大肠杆菌BW25113中快速地敲除BmNPV orf60基因。从大肠杆菌BmDH10Bac中提取BmNPV bacmid,将其电转化到含有质粒pKD46（能表达Red重组酶）的大肠杆菌菌株BW25113中,获得了可用于BmNPV基因打靶的菌株BW25113-Bac。设计一对长63bp的引物（5′端为orf60基因的左右同源臂,长45bp;3′端长18bp,为氯霉素抗性基因（cat）的首尾序列）,以pKD3质粒（含cat）为模板,PCR扩增携带orf60左右同源臂的cat,即打靶线性化片段。将该线性化片段电转入BW25113-Bac菌株,在Red重组酶的作用下,线性化片段与BmNPV bacmid中的orf60基因发生同源重组。设计3对特异引物,用PCR方法证明cat成功地替换了BmNPV orf60基因。重组bacmid DNA转染BmN细胞后,Western blot分析未检测到orf60基因的表达。     

B.t.c. cry1C全长基因的克隆及其在增产菌中的表达*

设计的一对引物 ,对苏云金芽孢杆菌科默尔亚种 (Bacillusthuringiensissubsp .colmeri)1 5A3菌株中的cry1C基因进行PCR扩增 ,得到包括结构基因 ,调节基因在内的全长为40kb的PCR产物。经两步克隆 ,将此基因连接至穿梭表达载体pHT315上 ,得到重组质粒pHT 1C。通过电转化将其导入一株增产菌蜡状芽孢杆菌 (Bacilluscereus) 9509菌株 ,SDS-PAGE检测到 1条 60kD左右的蛋     

Microdystrophin基因重组腺病毒的构建及转染mdx骨髓间充质干细胞的表达

构建含有人microdystrophin基因的重组腺病毒,来感染dystrophin基因敲除小鼠mdx的骨髓间充质干细胞(ＭＳＣ)进行基因修饰,为同种异体基因修饰的干细胞移植治疗ＤＭＤ疾病奠定基础。用NotⅠ酶切含microdystrophin基因的pBSK-MICRO质粒,获得microdystrophin基因。片段回收后定向插入腺病毒穿梭质粒pShuttle-CMV,获得重组质粒pShuttle-CMV-MICRO。PmeⅠ线性化重组质粒pShuttle-CMV-MICRO,去磷酸化后回收后与腺病毒骨架质粒pAdeasy-1共电转化BJ5183感受态细胞。同源重组后用选择性培养基筛选阳性克隆,提取质粒,用脂质体介导转染293细胞,通过观察293细胞病变及PCR扩增目的基因等方法鉴定重组的腺病毒。然后将病毒上清转染DMD模型鼠mdx小鼠的骨髓间充质干细胞,通过RT-PCR以及间接免疫荧光检测microdystrophin的转录及蛋白表达。成功构建了含有microdystrophin基因的重组腺病毒,病毒滴度为5.58×10¹²vp/mL。间接免疫荧光检测可见microdystrophin蛋白在mdx小鼠MSCs中高效表达。该重组腺病毒载体的构建及成功转染到mdx MSCs内表达为下一步用microdystrophin基因修饰的mdx MSCs进行同种异体移植治疗ＤＭＤ疾病奠定了基础。     

Microdystrophin基因重组腺病毒的构建及转染mdx骨髓间充质干细胞的表达

构建含有人microdystrophin基因的重组腺病毒,来感染dystrophin基因敲除小鼠mdx的骨髓间充质干细胞(ＭＳＣ)进行基因修饰,为同种异体基因修饰的干细胞移植治疗ＤＭＤ疾病奠定基础。用NotⅠ酶切含microdystrophin基因的pBSK-MICRO质粒,获得microdystrophin基因。片段回收后定向插入腺病毒穿梭质粒pShuttle-CMV,获得重组质粒pShuttle-CMV-MICRO。PmeⅠ线性化重组质粒pShuttle-CMV-MICRO,去磷酸化后回收后与腺病毒骨架质粒pAdeasy-1共电转化BJ5183感受态细胞。同源重组后用选择性培养基筛选阳性克隆,提取质粒,用脂质体介导转染293细胞,通过观察293细胞病变及PCR扩增目的基因等方法鉴定重组的腺病毒。然后将病毒上清转染DMD模型鼠mdx小鼠的骨髓间充质干细胞,通过RT-PCR以及间接免疫荧光检测microdystrophin的转录及蛋白表达。成功构建了含有microdystrophin基因的重组腺病毒,病毒滴度为5.58×10¹²vp/mL。间接免疫荧光检测可见microdystrophin蛋白在mdx小鼠MSCs中高效表达。该重组腺病毒载体的构建及成功转染到mdx MSCs内表达为下一步用microdystrophin基因修饰的mdx MSCs进行同种异体移植治疗ＤＭＤ疾病奠定了基础。     

流产布氏杆菌烯脂酰ACP还原酶的鉴定

烯脂酰ACP还原酶是细菌脂肪酸合成的关键酶之一．流产布氏杆菌基因组有2个注释为烯脂酰ACP还原酶基因fabI的同源基因：fabI1和fabI2．由这2个fabI同源基因编码的蛋白质分别与大肠杆菌FabI有50%和51%的同源性,且都拥有与大肠杆菌FabI一样的催化中心Tyr-(Xaa)₆-Lys序列．分别用携带这2个同源基因的质粒载体转化大肠杆菌fabI温度敏感突变菌株JP1111．转化子能在42℃生长,表明这2个基因均能遗传互补大肠杆菌fabI突变,并使此菌株恢复脂肪酸的合成．另外,体外酶学分析显示,由这2个同源基因编码的蛋白质都拥有烯脂酰ACP还原酶活性,均能参与细菌脂肪酸合成．上述结果证实,流产布氏杆菌同时拥有2个同种类型的烯脂酰ACP还原酶,是一种新的烯脂酰ACP多样性的表现．     

含质粒复制起始区ori44的苏云金芽胞杆菌解离载体的构建

将苏云金芽胞杆菌转座子Tn4430的解离酶识别位点res分别插入克隆载体pRSET B和pUC19得到质粒pBMB1201和pBMB1202。这两个质粒分别经BamHI/HindⅢ和EcoRI/HindⅢ双酶切回收含res位点的小DNA片段,与穿梭载体pHT3101经EcoRI/HindⅢ双酶切后回收的含大肠杆菌复制起始区、氨苄青霉素抗性基因和红霉素抗性基因的3.3kb片段连接,获得重组质粒pBMB1203。封闭pBMB1203两res位点外的BamHI和EcoRI位点后,得到解离载体pBMB1204。将来源于苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种YBT-1520的质粒复制起始区ori44片段插入pBMB1204的两res位点之间,得到解离穿梭载体pBMB1205。该解离载体插入壮观霉素抗性基因后电转化无晶体突变株,在辅助质粒所提供的解离酶作用下可发生解离消除抗性基因,解离频率为100%,解离后的质粒稳定性为93%。利用解离穿梭载体pBMB1205可在用抗性筛选到转化子后特定消除抗性标记基因和其它非苏云金芽胞杆菌DNA片段。     

硫色曲霉木聚糖酶基因xynA与xynB在大肠杆菌中的融合表达及酶学性质分析

根据硫色曲霉木聚糖酶基因xynA和xynB序列设计引物，PCR扩增获得574 bp、594 bp的目的基因片段．两段DNA分别用EcoRⅠ/BamHⅠ、BglⅡ/HindⅢ酶切后，连接到载体pET-28a(+)的多克隆位点，构建了xynA和xynB融合表达载体pET-xynAB，即在木聚糖酶A和B之间引入了7个氨基酸的寡肽序列(GlyGlyGlySerGlyGlyGly)．将pET-xynAB转化大肠杆菌BL21，经IPTG诱导，SDS-PAGE检测到了一条约50 ku的特异性表达条带．Ni-NTA柱纯化后的特异性蛋白经8 mol/L脲素变性，梯度透析使蛋白质复性．酶学性质分析表明，该重组木聚糖酶的最适催化温度为50℃，最适pH值为4.4．在pH 2.4～5.4范围内，酶的相对活性都在75%以上，重组酶在80℃保温30 min还有近50%的残余酶活．不同种类的金属离子对重组酶的活力影响不同．     

苏云金芽孢杆菌δ－内毒素crylA?基因在大肠杆菌和变铅青链霉菌中表达

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒pOS1000中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis )δ－内毒索crylA?全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体pKK223-3重组,并引入大肠杆菌JMl09中,经IPTG诱导．获得了超量表达的CryIA?蛋白。将crylA?全长基因插入链霉菌表达载体pHZl272中,得到重组质粒pHZl256,将该质粒引入变铅青链霉菌(Streptomyces　lividans)JT46中,经硫链丝菌素诱导．通过Westerablotting测定表明,重组变铅青链霉菌JT46(pHZl256)已表达出相应的CrylA?蛋白。杀虫试验表明,大肠杆菌和链霉菌所表达出的δ－内毒索crylA?对小菜蛾均有毒杀作用,其致死率分别为93％和57％。     

在大肠杆菌中提高人α1b型基因工程干扰素的表达

将人α１ｂ型干扰素（ＩＦＮ-α１ｂ）基因插入带有原核增强子样序列的新型载体Ｐｂｖ３２２,使干扰素在大肠杆菌中的表达水平明显高于原表达载体,达到１.６×１０^８ｕ／Ｌ培养液。重组质粒的特点是：含增强子序列Ｘ,ｔｒｐ启动子控制。利用ＤＥＡＥ-Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ、ＣＭ-Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ离子交换层析及单克隆抗体亲和层析纯化ＩＦＮ-α１ｂ,获得了电泳纯产品,其比活性为２×１０^７ｕ／ｍｇ,分子量为１９ｋＤａ。此外,用Ｐａｔ１５３代替Ｐｂｖ３２２,构建了带有和不带有Ｘ序列的两种表达载体,平行对比表明增强子Ｘ序列可以将ＩＦＮ-α１ｂ表达提高４倍