拟康氏木霉eg1基因的克隆及在酿酒酵母中的分泌表达

从拟康氏木霉3.3002基因组中克隆了内切葡聚糖酶EGI基因,该基因全长1566 bp,由3个外显子2个内含子组成,编码461个氨基酸.编码蛋白EGI的N端为22aa组成的信号肽,其后依次为催化结构域、连接肽和结合结构域.采用重叠PCR法获得无内含子的内切葡聚糖酶基因eg1,并将其成熟肽编码序列插入酿酒酵母分泌型表达载体pYEα中,构建成pYEα-Peg1重组质粒,转化酿酒酵母.重组转化子经β-半乳糖诱导,检测表达产物的分子大小以及酶活,结果表明,转化子在刚果红平板上可产生明显的水解圈;酶活检测显示该基因能在酿酒酵母中表达有生物活性的EG I并分泌到胞外;SDS-PAGE电泳显示EGI蛋白分子量比预期目的蛋白稍偏大.     

长枝木霉eg1基因的克隆及表达

从长枝木霉3.1029基因组中克隆了内切葡聚糖酶EGI基因,该基因全长1 566 bp,由3个外显子2个内含子组成,编码461个氨基酸,编码蛋白的N端为22aa组成的信号肽。采用重叠PCR法获得无内含子的内切葡聚糖酶基因eg1,构建成pYE-Leg1重组质粒;同时将其成熟肽编码序列插入酿酒酵母分泌型表达载体pYEα中,构建成pYEα-Leg1重组质粒;分别转化酿酒酵母。重组转化子经β-半乳糖诱导,检测表达产物的酶活,结果表明,pYE-Leg1转化子无明显胞外酶活;而pYEα-Leg1转化子在刚果红平板上可产生明显的水解圈,酶活检测显示pYEα载体可有效地将该基因在酿酒酵母中表达并分泌到胞外,发酵液中的酶活在培养96 h达到最高1.16 U/mL,最适酶解温度为50℃,最适pH值为5.6。以上研究将为利用酿酒酵母生产胞外纤维素酶提供依据。     

交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DY3菌株产内切葡聚糖酶的性质研究及基因克隆

从深海样品ESO109中分离到一株具有高内切葡聚糖酶活力的细菌DY3,16SrDNA序列分析表明该菌与交替假单胞菌属(Pseudoalteromonas sp．)的Pseudoalteromonas citrea和Pseudoalteromonas elyakovii的同源性为99％。PCR扩增DY3的内切葡聚糖酶基因celX全长1479bp,编码一个492AA的蛋白质。酶的氨基酸序列分析表明CelX与Rseudoalteromonas haloplanktis的内切葡聚糖酶CelG有95％的相似性,包括一个糖基水解酶家族5的催化结构域,一个连接序列和位于C端的的CBM5结构域。对酶性质的初步研究发现,CelX的最适温度为40℃,酶的最适pH在6～7之间。     

福寿螺（Ampullaria crossean）内源性多功能纤维素酶基因的克隆

迄今为止已克隆的动物纤维素酶基因都是编码内切—β—1,4—葡聚糖酶或β—葡萄糖苷酶的,还没有有关动物外切—β—1,4—葡聚糖酶基因的报道。并且,动物是否对植物细胞壁的另一主要成分木聚糖具有水解能力也依然是个疑问。已经由草食性软体动物福寿螺的胃液中纯化得到一种纤维素酶,该酶同时具有外切β—1,4—葡聚糖酶、内切β—1,4—葡聚糖酶和内切β—1,4—木聚糖酶等三种活性,是一种多功能纤维素酶(命名为EGX)。在此基础上,从福寿螺胃组织中克隆得到的EGX cDNA开放阅读框全长为1185bp,共编码395个氨基酸。由氨基酸顺序同源和活性部位的保守顺序的比较分析,EGX可归属于糖苷水解酶第10家族。该多功能纤维素酶cDNA在毕赤酵母(Pichia pastoris)中表达的产物具有水解外切β—1,4—葡聚糖酶底物(pNPC),羧甲基纤维素(内切β—1,4—葡聚糖酶的底物)和木聚糖(木聚糖酶的底物)的活力。另外也从福寿螺卵巢组织中获得编码福寿螺多功能纤维素酶．EGX基因,长度为4892bp,含有9个外显子和8个内含子。8个内含子分别位于开放阅读框的74bp、122bp、280bp、336bp、473bp、646bp、753bp和972bp处。以上结果证明了多功能纤维素酶EGX是福寿螺自身产生的,同时也证明了福寿螺具有与微生物相似的纤维素酶系,即也含有内源性的外切β—1,4—葡聚糖酶活力组分。     

苯丙氨酸解氨酶

苯丙氨酸解氨酶由四个亚基组成,含两个脱氢丙氨酸残基。植物酶具有内在不稳性,由多种同工酶组成。酶催化过程中发生构象变化,底物经过负碳离子中间体完成反应。该酶并非是二单体负协同变构酶。一级结构表明,酶以无规则卷曲结构为主。酵母基因约2.7kb,有六个内含子,编码75kD_a肽。植物酶由多基因编码,有一个内含子,编码78kD_a肽。启动子部位有两个富含A、C碱基的序列,为胁迫作用基因活化因子结合部位。     

交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)DY3菌株产内切葡聚糖酶的性质研究及基因克隆

从深海样品ES0109中分离到一株具有高内切葡聚糖酶活力的细菌DY3, 16ＳrDNA序列分析表明该菌与交替假单胞菌属(Pseudoalteromonas sp.)的Pseudoalteromonas citrea和Pseudoalteromonas elyakovii的同源性为99%。PCR扩增DY3的内切葡聚糖酶基因cel-X全长1479bp,编码一个492AA的蛋白质。酶的氨基酸序列分析表明CelX与Pseudoalteromonas haloplanktis的内切葡聚糖酶CelG有95%的相似性,包括一个糖基水解酶家族5的催化结构域,一个连接序列和位于C端的的CBM5结构域。对酶性质的初步研究发现,CelX的最适温度为40 ℃,酶的最适pH在6～7之间。     

瑞氏木霉EG I 3＇-UTR 对基因在酿酒酵母中表达的影响

将纤维素降解菌丝状真菌瑞氏木霉内切葡聚糖酶I(EGI)全长cDNA克隆于酿酒酵母H158中得到表达.重组酿酒酵母产生的EG Ⅰ的最适pH值为5.0,最适作用温度为50℃～60℃.EGI cDNA中的3＇-非翻译区(3＇-UTR)序列的删除导致EGI基因在酵母菌中没有活性产物表达.通过RT-PCR技术检测EGI mRNA转录水平的结果表明,带有3＇-UTR的EG[cDNA在酿酒酵母中具有明显的转录产物生成,但删除3＇-UTR之后的EG I cDNA却检测不到转录产物.这说明EG Ⅰ的3＇-UTR对基因在酵母菌中的表达具有重要作用.     

长足大竹象内切葡聚糖酶最适反应条件的确定及其关键基因的筛选

【目的】本研究旨在阐明长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti内切葡聚糖酶最适反应条件,并挖掘长足大竹象消化道内切葡聚糖酶关键基因。【方法】采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法,设置以羧甲基纤维素钠(MC)为反应底物的单因素和正交优化试验测定内切葡聚糖酶反应的最适条件。通过对长足大竹象发育转录组内切葡聚糖酶编码基因进行生物信息学分析,并将基因表达量与酶活性数据进行关联分析,筛选出发育时期中关键内切葡聚糖酶基因,采用实时荧光定量PCR对不同发育时期长足大竹象消化道内切葡聚糖酶关键基因表达量进行验证确定。【结果】研究表明,长足大竹象成虫内切葡聚糖酶的最适反应条件为：温度45℃,pH 5.6,底物浓度2%,酶比活力59.85 U/mg(雌)和52.87 U/mg(雄);幼虫内切葡聚糖酶的最适反应条件为：温度35℃,pH 4.8,底物浓度2％,酶比活力38.34 U/mg。筛选出长足大竹象消化道内切葡聚糖酶关键基因c64192_g1和c57057_g1。实时荧光定量PCR结果表明c64192_g1和c57507_g1基因在成虫时期表达量高于幼虫。【结论】长足大竹象雌雄成虫的内切葡聚糖酶比活力均高于幼虫,存在两个影响内切葡聚糖酶活性的关键基因c64192_g1和c57507_g1。这些研究成果丰富了内切葡聚糖酶来源,并为长足大竹象内切葡聚糖酶异源表达提供数据参考,进而为木质纤维素预处理和生物质能源的开发利用奠定理论基础。     

真菌线粒体cob中Ⅱ型LAGLIDADG归巢内切酶进化分析

以已公布的114种真菌线粒体基因组数据为依据,对cob内含子及其编码的Ⅱ型LAGLIDADG归巢内切酶进行全面分析,以揭示其进化规律。在cob内含子中共发现27个Ⅱ型LAGLIDADG归巢内切酶基因,其中18个位于S433内含子插入位点,其余9个散布在另外8个插入位点。结合Pfam数据,将Ⅱ型LAGLIDADG归巢内切酶分成10个主要类群,其中4个类群存在不同生物界物种间的水平迁移。S433位点的18个归巢内切酶均属于类群1,它们与宿主内含子可能从共同祖先垂直遗传而来,并在传递过程中伴有水平迁移;其他归巢内切酶及宿主内含子则应是水平迁移的结果。类群1中的归巢内切酶可分为两个亚类,两亚类识别的靶序列存在明显差异;保守模体氨基酸序列分析显示它们大多数具有潜在内切酶活性。全面呈现了真菌线粒体cob内含子及其编码的Ⅱ型LAGLIDADG归巢内切酶的存在状态和进化模式,为归巢内切酶的改造和设计提供了新素材。     

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。     

Gene cloning of an endoglucanase from the basidiomycete Irpex lacteus and its cDNA expression in Saccharomyces cerevisiae

A gene (cen1) coding for an endoglucanase I (En-1) was isolated from white rot fungus Irpex lacteus strain MC-2. The cen1 ORF was comprised of 399 amino acid residues and interrupted by 14 introns. The deduced amino acid sequence of the cen1 ORF revealed a multi-domain structure composed of a cellulose-binding domain, a Ser-/Thr-rich linker, and a catalytic domain from the N-terminus. It showed a significant similarity to those of other endoglucanases that belong to family 5 of glycosyl hydrolases. cen1 cDNA was inserted into a yeast expression vector, YEpFLAG-1, and introduced into Saccharomyces cerevesiae. The resulting S. cerevisiae transformant secreted a recombinant En-1 that had enzymatic properties similar to the original En-1. A strong synergistic effect for a degradation of Avicel and phosphoric acid swollen cellulose was observed when recombinant En-1 was used together with a major exo-type cellobiohydrolase I of I. lacteus MC-2.     

猪丹毒丝菌C43065株表面保护性抗原AN端保护区在大肠杆菌中的表达

目的：在大肠杆菌中表达猪丹毒丝菌C43065株表面保护性抗原A（SpaA）N端保护区（SpaA-N）,并检测其抗原性。方法：利用PCR方法从猪丹毒丝菌C43065株基因组中扩增出spaA基因片段,构建pMD18-spaA重组质粒并对插入片段进行测序;以pMD18-spaA重组质粒为模板,PCR扩增得到spaA-N基因片段,构建重组表达质粒pGEX-spaA-N,经序列测定证实正确后转化大肠杆菌BL21（DE3）,再经IPTG诱导表达GST-SpaA-N融合蛋白并纯化。结果：扩增得到的spaA基因长1881bp,编码由626个氨基酸残基构成的多肽;SDS-PAGE和Western印迹检测结果表明,诱导表达获得相对分子质量约64000的GST-SpaA-N融合蛋白,该融合蛋白能与相应抗体发生特异性反应。结论：获得了在大肠杆菌中可溶性表达的GST-SpaA-N融合蛋白,为进一步研究猪丹毒丝菌免疫保护性抗原奠定了基础。     

四翅滨藜AcDHN基因的克隆及其抗逆功能分析

脱水素（dehydrin,DHN）是一类胚胎发育后期丰富蛋白（LEA）,在植物脱水条件下能保护细胞内蛋白质和膜结构免受破坏。本研究中,从四翅滨藜（Atriplex canescens）cDNA文库克隆得到逆境胁迫相关蛋白基因AcDHN的全长cDNA（登录号：JN974246）,并进行序列分析。将4cD鼢别插入到原核表达载体pET28a和双元表达载体pYES-DEST52中,通过转化大肠杆菌和酿酒酵母进行原核表达分析和真核表达分析。结果表明：AcDHN序列全长为1408bp,完整的开放阅读框长为1017bp,由338个氨基酸残基组成,预测蛋白质分子量为38.3kDa,理论等电点为6．47,AcDHN与仙人掌中DHN蛋白同源性为55％。AcDHN基因在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达出分子质量约45．2kDa的融合蛋白。重组酵母菌株能表现出艮好抗逆性,特别是对NaCl、低温、Na2CO3和NaHCO3胁迫的抗逆性,其中抗碱胁迫能力表现最强。     

Molecular Cloning of cDNA That Encodes Chymotrypsin Inhibitor ECI from Erythrina variegata Seeds and Its Expression in Escherichia coli

Synthetic oligonucleotides representing all possible sequences of the N-terminal and internal amino acid sequences of the chymotrypsin inhibitor ECI from Erythrina variegata seeds were used to generate a probe specific for ECI-related sequences by the polymerase chain reaction on the E. variegata genomic DNA. A lambda phage cDNA library constructed from poly(A⁺) RNA from maturing seeds was screened with the ECI gene thus obtained as a probe and characterized by DNA sequencing. The cloned ECI cDNA comprised 737 nucleotides and one open reading frame that encoded a polypeptide chain of 203 amino acids including a signal peptide composed of 24 amino acids. An expression plasmid was designed for export of the recombinant inhibitor into the periplasm. For this purpose, the cDNA fragment encoding matured ECI was ligated into the NcoI and BamHI sites following the pel B signal sequence in the expression vector pET-22b and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3). However, this attempt failed as the recombinant inhibitor caused the formation of inclusion bodies in E. coli cells as a heterologous preprotein (SR-ECI), with the pel B upstream leader. SR-ECI was made soluble and renatured by refolding and reoxidation, and subsequently processed with pronase to give rise to recombinant ECI (R-ECI) that had an extra methionine residue attached to the N-terminal amino acid of ECI. Purified R-ECI inhibited chymotrypsin almost as strongly as authentic ECI.     

克隆、表达及纯化核糖体蛋白S6用于体外激酶活性检测

目的:构建40S核糖体蛋白S6的原核表达载体,表达并纯化S6蛋白,将其作为底物用于S6激酶(S6K)的体外活性测定。方法:采用RT-PCR方法从人胚肾细胞HEK293中获取S6 cDNA,将扩增产物克隆至大肠杆菌表达载体中,进行酶切及测序鉴定;IPTG诱导GST-S6融合蛋白在大肠杆菌中表达,用谷胱甘肽亲和层析纯化GST-S6,免疫沉淀法检测该蛋白是否可作为底物用于S6K的体外激酶活性测定。结果:酶切及测序鉴定表明构建了S6原核表达载体,并表达及纯化出GST-S6融合蛋白,相对分子质量为55×103。该蛋白可用于S6K的体外激酶活性测定,特异性强。结论:S6蛋白的克隆、表达与纯化成功,可用于S6K的体外激酶活性测定,为研究S6K的功能奠定了基础。     

黑曲霉EIM-6 pelA基因的克隆及生物信息学分析

目的:克隆黑曲霉EIM-6果胶裂解酶A基因pelA,用于分析果胶裂解酶A的功能与结构。方法与结果:根据GenBank上黑曲霉pelA保守序列设计引物,采用RT-PCR获得黑曲霉EIM-6pelA基因;序列分析表明,pelA基因具有4个内含子,开放读框为1140 bp,编码379个氨基酸残基,含有由20个氨基酸残基构成的信号肽序列;生物信息学分析表明,果胶裂解酶A为具有一定亲水性的稳定酸性分泌蛋白,具有明显的跨膜结构域,β片层结构是该蛋白的主体结构,空间结构是由反平行的β片层结构为基础包围组成的大环,保守功能区域为Pec_lyase_C结构域。结论:克隆获得黑曲霉EIM-6pelA基因,并进行了生物信息学分析,为蛋白质工程改造果胶裂解酶A奠定了基础。     

Pilot scale production of a Trichoderma reesei endo-beta-glucanase by brewer's yeast.

Endo-beta-glucanase I (EGI) of Trichoderma reesei was produced in laboratory and pilot scale using recombinant strains of "bottom-fermenting" Saccharomyces cerevisiae. The gene eg/1 was integrated in the chromosome or an expression cassette was inserted on a multicopy plasmid. Expression levels were compared in a laboratory scale bioreactor. The best EGI-producing strain was cultivated in pilot scale. Adsorbent treatment was used to remove endogenous yeast proteins and other impurities from the culture filtrate during concentration. Effective pilot scale one-step purification of the EGI protein was obtained using DEAE-Sepharose, on which EGI was weakly bound. The purified enzyme reacted with antibodies prepared against T. reesei EGI and catalyzed the hydrolysis of both insoluble and soluble substrates.     

里氏木霉内切-β-甘露聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达

采用PCR方法从里氏木霉(Trichoderma reesei)基因组中获得含有两个内含子的内切-β-甘露聚糖酶全长基因,末端重叠延伸PCR去除内含子后,将其插入到巴斯德毕赤酵母(Picher pastoris)表达载体pPIC9K中,位于α-因子信号肽序列的下游,并与之同框,获得重组质粒pM242。重组质粒线性化后用电击法转化毕赤酵母菌株GS115。经大量筛选,获得高效分泌表达内切甘露聚糖酶的毕赤酵母工程菌株Gpmf25。摇瓶发酵结果表明,培养基中甘露聚糖酶的活力可达12.5IU/mL。重组酶最适pH和最适反应温度分别为5.0和80℃,在pH5.0～6.0时酶活稳定,在pH5.4时70℃保温30min酶活维持50％以上。     

丹参中硫堇基因SmTHI的克隆和表达分析

丹参EST序列的Blast分析表明,一条序列与硫堇（thionin,THI）基因有较高的同源性,该序列长575bp,包含1个长366bp的开放阅读框（ORF）,编码121个氨基酸,命名为SmTHI,GenBank登陆号为DQ212984。在此基础上设计引物,分别从cDNA和gDNA水平上克隆到该基因的全编码区序列的结果表明,该基因无内含子。序列分析表明,该编码蛋白与大多数植物的THI蛋白前体高度同源,并符合植物硫堇类蛋白的序列模式和特征：C—C—x（5）．R．x（2）-[FY]-x（2）-C,N端具17个氨基酸的信号肽,中间46个氨基酸为成熟THI部分,C端的58个氨基酸为酸性多肽部分。成熟的THI蛋白带正电荷,偏碱性,推测可能有抗病原微生物活性。实时定量PCR检测SmTHI在丹参不同组织部位的表达以及在黄瓜细菌性角斑病菌（PSL）、NaCl和水杨酸（sA）溶液诱导下的表达结果表明：SmTHI在植物的根、茎和叶中均有不同程度的表达,其表达丰度为叶〉茎〉根：在PSL、NaCl和sA溶液诱导下该基因的表达呈上调趋势。