高效产氢菌B49菌株adh和L-ldh基因克隆及序列分析

设计细菌adh基因和L-ldh基因简并引物, 采用降落PCR并结合Cassette PCR方法从高效产氢菌B49中扩增全长基因。共获得两段基因组DNA片段。其中一段序列长1902 bp, 包括adh基因开放阅读框1101 bp, 共编码366个氨基酸, 编码产物分子量为39.71 kD, 理论等电点为pH 5.93。该基因与Clostridium thermocellum ATCC 27405的adh位点序列一致性为73%。另一段序列长2490 bp, 包括L-ldh基因开放阅读框951 bp, 共编码316个氨基酸, 编码产物分子量为34.23 kD, 理论等电点为pH 6.09。该基因与Bacillus megaterium的L-ldh位点一致性为74%。试验结果表明, 采用CodeHop和Genefisher程序化设计的简并引物可信性强, 阳性率高, CodeHop设计简并引物效果要好于Genefisher。adh和L-ldh的成功克隆为通过代谢工程手段敲除adh和L-ldh基因提供了科学依据, 从而为进一步提高B49产氢能力的代谢工程研究奠定基础。     

血红密孔菌(Pycnoporussanguineus)漆酶基因的克隆与序列分析

为克隆血红密孔菌 (Pycnoporussanguineus)漆酶基因 ,根据真菌漆酶氨基酸序列保守区设计了 1对简并引物 .以血红密孔菌基因组DNA为模板 ,PCR扩增出长 12 2 7bp的漆酶基因片段 .以此序列为基础 ,通过 5′及 3′RACE技术克隆出漆酶全长cDNA序列 ,序列长为 190 2bp ,其 5′端和 3′端非编码区长分别为 5 1bp和 2 97bp ,开放阅读框长 15 5 4bp ,编码 5 18个氨基酸的蛋白 .该蛋白具有 4个铜离子结合区域 ,预测其相对分子量为 5 6 313 2 ,等电点为 5 5 9,其氨基酸序列与Pycnoporuscinnabarinus漆酶 (lcc3 2 )的同源性最高 ,为 96 % .以该cDNA编码区的两端序列为引物 ,PCR扩增得到漆酶的长度为 2 15 4bp的全长DNA序列 ,序列中包括 10个内含子序列 ,长为 5 2～ 70bp     

水葫芦胞质型谷氨酰胺合成酶EcGS1全长cDNA的克隆及序列分析

以水葫芦根部总RNA逆转录得到的cDNA为模板,参照其他植物的胞质型谷氨酰胺合成酶(GS1)氨基酸保守序列设计简并引物,进行PCR扩增,以得到的产物为基础,采用RACE技术获得水葫芦胞质型谷氨酰胺合成酶EcGS1全长cDNA。全长为1 434 bp,开放阅读框为1 071 bp,编码356个氨基酸,分子量为39.3 kD,等电点pI为5.52。序列相似性分析显示,该序列与其他植物的GS1氨基酸序列具有较高的相似性。通过亚细胞定位预测,确定EcGS1为胞质型谷氨酰胺合成酶。     

酵母tRNA结合蛋白(43kD蛋白)羧端cDNA的克隆及其序列测定

为了研究酵母分子量为 4 3kD的tRNA结合蛋白的基因来源 ,通过溴化氰部分化学裂解此蛋白 ,产生的 18kD肽段经过蛋白质氨端序列测定 ,测得 18kD肽段氨端部分序列为AFTFKK .针对序列AFTFKK设计简并引物 ,利用简并PCR方法和cDNA的 3′末端的快速扩增方法 (3′RACE) ,成功克隆 4 3kD蛋白mRNA的 3′端序列 .DNA序列测定结果表明 ,该序列位于 3 磷酸甘油酸激酶 (PGK1)基因 10 0 3位— 170 0位 ,长度为 6 98bp ,编码 3 磷酸甘油酸激酶羧基端的 180氨基酸残基以及 3′端非翻译区 .结果证实 ,4 3kD蛋白的基因就是PGK1酶的基因     

野生种马铃薯SpPHYB基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术从野生种马铃薯中克隆到一个光敏色素基因PHYB,其cDNA全长为3470bp。含有一个3393 bp的完整开放阅读框,编码一条长1130个氨基酸的蛋白,分子量为125kDa,等电点为5.6。该基因编码的蛋白序列与栽培种马铃薯、番茄和烟草同源基因编码的氨基酸序列一致性分别为98%、95%、92%,命名为SpPHYB.半定量PCR分析表明,根、茎、叶和芽中SpPHYB表达水平较高且相似,但在花和块茎成熟器官中表达量稍低.     

高粱LEA3蛋白基因和启动子的克隆及序列分析

根据禾本科LEA3基因保守序列设计简并引物,同时结合RACE方法获得高粱LEA3基因全长cDNA序列1032bp,该序列含有一个612bp的阅读框,编码203个氨基酸,包含7个串联的LEA3蛋白的基元序列。通过与玉米、小麦、水稻、大麦的LEA3蛋白序列比较,氨基酸序列同源性分别为73.8%、53.77%、45.63%和53.99%;其编码蛋白理论相对分子量为21.22kD,等电点pI=8.79;蛋白质二级结构预测表明2段α螺旋结构占主导,与目前已知的多种植物的LEA3蛋白具有相似的结构功能域。通过热不对称交错PCR(TAIL PCR)技术获得LEA3基因启动子749bp的DNA序列,该区域包含ABA应答元件、干旱胁迫应答元件、以及胚胎和胚乳特异表达元件;通过PHyML软件构建了禾本科植物LEA3基因ML系统树。这些研究结果为深入了解该基因的功能和高粱抗旱的分子机理提供了基础数据。     

球根白丝膜菌γ-actin基因的克隆及表达分析

根据真菌肌动蛋白(actin)基因保守区序列设计引物,用简并PCR法和RACE技术分离得到球根白丝膜菌(Leucocortinarius bulbiger)γ-肌动蛋白基因(Lb-act)的全长cDNA序列。该序列全长为1 357 bp,包含一个1 137 bp的开放阅读框(ORF),编码378个氨基酸,5'端非翻译区(5'UTR)92 bp,3'UTR长度128 bp。Port Param软件在线分析结果表明,该cDNA所编码的蛋白质理论等电点为5.12,相对分子质量为95.022 kD,具有真菌γ-actin基因3个保守特征序列。Blast同源性检索结果表明,Lb-act氨基酸序列与担子菌肌动蛋白序列有较高的相似性,其与双色蜡蘑的肌动蛋白氨基酸序列的亲缘关系最近。Lb-act基因在不同碳源及磷水平培养条件下表达量基本一致,验证了该基因作为分子内标的可靠性。     

产甘油假丝酵母甘油合成关键酶编码基因的克隆

产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)作为优良的甘油生产菌株已经成功应用于工业化生产。但相对于酿酒酵母, 该菌株的耐高渗机理和甘油代谢的分子机制还不甚清楚。本文根据已公布的3-磷酸甘油脱氢酶基因的序列信息, 设计出一组寡核苷酸, 再运用简并PCR结合反向PCR技术从C. glycerinogenes的基因组DNA中获得了4 900 bp的核苷酸序列, 递交GenBank (No. EU186536)。该序列包含完整的编码胞浆3-磷酸甘油脱氢酶编码基因(CgGPD)开放阅读框及其上、下游调控序列。1 167 bp的开放阅读框编码388个氨基酸残基的蛋白。所演绎出氨基酸序列分析比对结果表明该基因产物的序列具有典型的胞浆3-磷酸甘油脱氢酶结构特征, 但与已鉴定的相关基因存在中等程度的同源性并在相应的辅酶催化位点和底物结合位点区域具有高度的保守性, 在氨基酸水平上与安格斯毕赤酵母的相似性最高, 达到70.9%。该基因在Saccharomyces cerevisiae W303A中异源表达能够显著提高细胞的甘油合成能力。     

来源于蓝藻、铜绿微囊藻的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因的克隆和鉴定

以已知的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因的保守区为基础,自行设计一对简并引物,该对引物从形成水华的蓝藻（Synechocystis PCC6803)铜绿微囊藻FACHB 905株(Microcystis aeruginosa FACHB 905)的基因组DNA中扩增到一个476bp的DNA片段。通过TAIL-PCR和连接介导的PCR两种方法分离该片段的侧翼序列,最后得到大小约2．5kb的DNA片段。序列分析揭示其中有一个编码462个氨基酸的开放阅读框,我们将此开放阅读框对应的蛋白命名为Mud。该Mud蛋白的氨基酸序列与蓝藻(73％相同,87％相似)和细菌(Bacillus subtilis)(51％相同,67％相似)的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶氨基酸序列表现高度的同源性。将该mud基因克隆于p-GEX-4T-1融合表达载体并在大肠杆菌中表达GST—Mud融合蛋白,经过酶活力测定发现,GST—Mud蛋白具有一定的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶活性。用抗GST-Mud蛋白的多抗对Maeruginosa FACHB 905的胞质蛋白组分进行Western印迹分析,结果显示一条分子量大小约49kD的专一条带,这个分子量与从基因推断出的蛋白分子量大小基本一致。综上所述,我们认为从微囊藻克隆到的Mud蛋白基因是尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因,该酶在其他生物如植物和细菌中参与多糖合成,是多糖合成的关键酶之一,而在藻类中对尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶开展研究却是首次报道。     

棉铃虫保幼激素环氧水解酶基因的克隆及其原核表达

通过兼并引物PCR结合RACE技术,克隆了棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)保幼激素环氧水解酶(juven-ile hormone epoxide hydrolase,JHEH)的基因,该基因的开放阅读框为1389 bp,编码463个氨基酸.预测蛋白分子量为52 kD,等电点为6.39.N末端存在由20个氨基酸组成的疏水性信号肽序列,存在组成JHEH催化三联体的氨基酸Asp(227)、Glu(403)和His(430)以及组成阴氧离子洞的氨基酸Tyr(298)、Tyr(373)和HGWP花样结构.其氨基酸序列与其它鳞翅目昆虫有很高的同源性.在大肠杆菌中表达JHEH基因的编码区,Western blot结果表明,棉铃虫JHEH已被成功表达.利用该基因序列可以在分子水平上研究棉铃虫JHEH基因的时空表达情况,进一步研究保幼激素(juvenile hormone,JH)的代谢途径及其功能.     

来源于蓝藻、铜绿微囊藻的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因的克隆和鉴定

以已知的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因的保守区为基础,自行设计一对简并引物,该对引物从形成水华的蓝藻(Synechocystis PCC6803)铜绿微囊藻FACHB 905株(Microcystis aeruginosa FACHB 905)的基因组DNA中扩增到一个476 bp的DNA片段.通过TAIL-PCR和连接介导的PCR两种方法分离该片段的侧翼序列,最后得到大小约2.5 kb的DNA片段.序列分析揭示其中有一个编码462个氨基酸的开放阅读框,我们将此开放阅读框对应的蛋白命名为Mud.该Mud蛋白的氨基酸序列与蓝藻(73%相同,87%相似)和细菌(Bacillus subtilis)(51%相同,67%相似)的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶氨基酸序列表现高度的同源性.将该mud基因克隆于p-GEX-4T-1融合表达载体并在大肠杆菌中表达GST-Mud融合蛋白,经过酶活力测定发现,GST-Mud蛋白具有一定的尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶活性.用抗GST-Mud蛋白的多抗对M.aeruginosa FACHB 905的胞质蛋白组分进行Western印迹分析,结果显示一条分子量大小约49 kD的专一条带,这个分子量与从基因推断出的蛋白分子量大小基本一致.综上所述,我们认为从微囊藻克隆到的Mud蛋白基因是尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因,该酶在其他生物如植物和细菌中参与多糖合成,是多糖合成的关键酶之一,而在藻类中对尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶开展研究却是首次报道.     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT—PCR和PCR—RACE技术,从菊科植物甘菊（Dendranthema lavandulifolium）中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehyde dehydrogenase,BADH）基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97％,推导的氨基酸序列的同源性为98％。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64％以上。在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽（VTLELGGKSP）以及与酶功能有关的半胱氨酸残基（C）。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT—PCR—Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上。在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C)。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

猪Ⅱ型圆环病毒ORF1基因克隆及在E.coli中的表达

猪圆环病毒(porcinecircovirus ,PCV)属圆环病毒科(Circoviridae) ,为单股负链DNA病毒,以滚环方式进行复制,是目前已知的最小的动物病毒之一.PCV有2种基因型即PCV 1和PCV 2 ,两者细胞培养均不引起病变.前者广泛存在于猪源肾细胞中,但并不引起感染猪发病,其基因组为1 75 9bp ;后者首先由Allan等[1 ] 从患断奶猪多系统衰弱综合症(postweaningmultisystemicwastingsyndrome ,PMWS)的猪群中分离到,被证明为PMWS的重要病原.PCV 2主要侵害感染猪的免疫系统[2 ] ,从而诱发猪体的免疫抑制.PCV 2常和呼吸与繁殖障碍综合征病毒(PRRSV)…     

The Alcaligenes eutrophus ldh structural gene encodes a novel type of lactate dehydrogenase

Abstract The lactate dehydrogenase gene, ldh , of Alcaligenes eutrophus H16 was identified on a 14-kbp Eco RI restriction fragment of a genomic library in the cosmid pHC79 by hybridization with a 50-mer synthetic oligonucleotide which was derived from the N-terminal amino acid sequence of the purified enzyme. Recombinant strains of Escherichia coli JM83, which harboured a 2.0-kbp Pst I subfragment in pUC9-1, expressed LDH at a high level, if ldh was downstream from and colinear to the E. coli lac promoter. The nucleotide sequence of a region of 4245 bp revealed several open reading frames which might represent coding regions. One represented the ldh gene. The amino acid sequence deduced from ldh exhibited 29% and 36% identity to the L-malate dehydrogenase of Methanothermus fervidus and to the putative translation product of an E. coli sequence of unknown function, respectively. The ldh was separated by short intergenic regions from two other open reading frames: ORF5 was located downstream of and colinear to ldh , and its putative translational product revealed 38 to 56% amino acid identity to penicillin-binding proteins. ORF3 was located upstream of and colinear to ldh , and its putative gene translational product represented a hydrophobic protein. A sequence, which resembled the A. eutrophus alcohol dehydrogenase promoter, was detected upstream of ORF3, which most probably represents the first transcribed gene of an operon consisting of ORF3, ldh and ORF5.     

Molecular characterization of the Pseudomonas putida 2,3-butanediol catabolic pathway

Abstract The 2,3-butanediol dehydrogenase and the acetoin-cleaving system were simultaneously induced in Pseudomonas putida PpG2 during growth on 2,3-butanediol and on acetoin. Hybridization with a DNA probe covering the genes for the E1 subunits of the Alcaligenes eutrophus acetoin cleaving system and nucleotide sequence analysis identified acoA (975 bp), acoB (1020 bp), acoC (1110 bp), acoX (1053 bp) and adh (1086 bp) in a 6.3-kb genomic region. The amino acid sequences deduced from acoA , acoB , and acoC for E1α ( M _r 34639), E1β ( M _r 37268), and E2 ( M _r 39613) of the P. putida acetoin cleaving system exhibited striking similarities to those of the corresponding components of the A. eutrophus acetoin cleaving system and of the acetoin dehydrogenase enzyme system of Pelobacter carbinolicus and other bacteria. Strong sequence similarities of the adh translational product (2,3-butanediol dehydrogenase, M _r 38361) were obtained to various alcohol dehydrogenases belonging to the zinc- and NAD(P)-dependent long-chain (group I) alcohol dehydrogenases. Expression of the P. putida ADH in Escherichia coli was demonstrated. The aco genes and adh constitute presumably one single operon which encodes all enzymes required for the conversion of 2,3-butanediol to central metabolites.     

水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆

电子克隆是基因克隆的新策略,以小麦胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶cDNA(Tagpdl克隆）序列为信息探针,在GenBank水稻nr数据库中找到高度同源的水稻基因组序列,通过人工序列拼接及RT-PCR确认得到了水稻该基因的全长cDNA序列,命名为OsG6PDH,OsG6PDH与小麦Tagpdl克隆的DNA一致率为88％,推导的氨基酸序列与小麦,番茄,烟草的胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶基因的一致率分别为89％,79％,80％,经RT－PCR表达谱分析,OsG6PDH在水稻幼穗,胚,根,叶中都有表达,在幼穗与根中表达略高,另外,讨论了利用水稻基因组信息的电子克隆方法克隆水稻功能基因的可行性。