基因芯片技术在微生物学研究中的应用

近年来,基因芯片技术的诞生使得在一个实验中就可以同时对成千上万个基因进行转录水平的表达和DNA同源性分析成为可能。该项技术已被应用于揭示许多微生物体的转录表达和基因组的差异,随着越来越多的微生物基因组全序列测定的完成,基因芯片正逐渐成为许多微生物学研究领域中的一项常规技术。归纳了该技术在微生物生理,致病性,流行病学,生态,进化,代谢工程及发酵优化等研究中的应用。     

甘油代谢中甘油激酶的研究进展

甘油作为重要的化工原料 ,其生产一直受到国内外的广泛关注。发酵法生产甘油是除皂化法和化学合成法外生产甘油的第三条途径。江南大学 (原无锡轻工大学 )在 90年代已成功地应用产甘油假丝酵母实现了工业化生产甘油 ,经江南大学研究人员多年不断努力 ,产甘油假丝酵母ＷＬ - 2 0 0 2 - 5发酵甘油可达 1 2 %以上 ,总糖转化率超过 5 1 % ,产率 3 0ｇ·Ｌ- 1ｄ- 1,发酵时间在 72～ 96ｈ。迄今为止 ,该菌株及专利技术已被多家企业运用于实际生产中[1,2 ] 。研究人员继续进行了多方面的研究 ,如运用穿梭载体建立产甘油假丝酵母质粒基因文库[3 ] 、…     

高浓度盐对耐高渗酵母产多元醇的影响

假丝酵母OS－300菌株在含有30％葡萄糖的高浓度基质中能产三种多元醇,甘油,阿拉伯醇和赤藓糖醇,但是在含18％NaCl的高浓度基质中产甘油,。同时,还发现几种原来不产甘油的耐高渗酵母在含有9％NaCl的高浓度培养液中也能形成大量的甘油,该现象表明：产多元醇耐高渗酵母的代谢途径可以在高盐浓度下被明显地改变。     

新一代高产甘油重组菌的构建及其初步发酵

产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes WL2002-5)是一株发酵生产甘油的工业化菌株。为进一步提高其产甘油能力,本研究利用前期研究中成功克隆的产甘油假丝酵母中甘油合成关键酶3-磷酸甘油脱氢酶基因CgGPD1,构建根癌农杆菌双元载体pCAM3300-zeocin-CgGPD1后,电击转化根癌农杆菌LBA4404,通过根癌农杆菌介导法(ATMT)转化产甘油假丝酵母,构建了产甘油假丝酵母重组菌。并从中筛选出一株酶活力和产甘油性能较好的产甘油假丝酵母重组菌株C.g-G8。以葡萄糖为底物摇瓶发酵96h后,重组菌C.g-G8的甘油产量比野生型菌株Candida glycerinogene提高18.06%,平均耗糖速率提高12.97%,平均酶活力提高27.55%。本研究成功利用ATMT法转化产甘油假丝酵母构建新一代高产甘油菌株。     

产1，3-丙二醇重组大肠杆菌JM109（pEtac—dhaB—tac—yqhD）的构建

在生物柴油的生产过程中,最高可得到约10％的副产物甘油,副产物甘油的去向将成为生物柴油大规模产业化发展所面临的严峻问题。以生物柴油副产物甘油为原料耦合生产1,3-丙二醇,不仅解决了生物柴油副产物甘油的出路问题,同时降低了1,3-丙二醇的生产成本。本研究在前期工作的基础上,分别获得了来源于肺炎克雷伯氏茵的甘油脱水酶编码基因dhaB和来源于大肠杆菌的1,3-PD氧化还原酶同工酶编码基因yqhD,利用表达载体pEtac串联构建了重组质粒pEtac—dhaB—tac—yqhD,将其转化大肠杆菌得到产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109（pEtac—dhaB-tac—yqhD）,降低了代谢中间产物3-羟基丙醛的积累,提高了1,3-丙二醇的产量。     

渗透压对产甘油假丝酵母甘油合成与胞内磷积累的影响

研究了不同磷浓度时渗透压对产甘油假丝酵母甘油合成与胞内磷积累的影响。结果表明,不同磷含量时,产甘油假丝酵母甘油合成越多,分泌至胞外和积累于胞内的甘油也越多,其最大甘油合成量存在一个最适渗透压。同样;在相同渗透压下,其最大甘油合成量也存在一个最适磷浓度。在相同磷含量时,渗透压增高能够促进胞内聚磷酸盐积累;当渗透压相同时,培养基中磷含量增加,胞内游离磷和聚磷酸盐均增加。在生长稳定期后期,富磷可以促进胞内游离磷和聚磷酸盐积累显著增加。经分析发现,产甘油假丝酵母胞内积累甘油与聚磷酸盐,可能对克服对数生长期细胞数量少而渗透压胁迫大的困境发挥了极其重要的作用,从而能维持其生长稳定期较高的生物量、细胞存活率和甘油产量。     

甘油脱水酶再激活因子提高重组大肠杆菌3-羟基丙酸合成能力

甘油脱水酶是甘油转化3-羟基丙酸生物合成途径中的关键性限速酶,然而底物甘油的存在会抑制该酶的活性,从而引起3-羟基丙酸合成量的下降.因此解除底物甘油对甘油脱水酶活性的抑制作用,是提高生物合成3-羟基丙酸产量的方法之一.克隆来源于克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)的甘油脱水酶编码基因dhaB、甘油脱...     

产甘油假丝酵母产甘油关键酶基因在酿酒酵母中的表达

甘油是一种极其理想的耐高渗透压介质。利用PCR方法,从产甘油假丝酵母WL2002-5中扩增出了2个产甘油的关键酶基因GPD和GPP,分别编码3-磷酸甘油脱氢酶（glycerol 3-phosphate dehydrogenase, GPD）和3-磷酸甘油磷酸酶（glycerol 3-phosphate phosphatase, GPP）。利用T-Vector在Escherichia coli JM109中克隆得到大量的GPD和GPP基因,并成功构建了重组质粒pYX212-GPD和pYX212-GPP;通过LiAc转化法将重组质粒导入酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae W303-1A。初步实验结果表明：发酵过程中pYX212-GPD/S. cerevisiae W303-1A的生物量高于pYX212-GPP/S. cerevisiae W303-1A和野生型S. cerevisiae W303-1A;发酵72h后,pYX212 GPD/S. cerevisiae W303-1A发酵液中甘油含量大约为12mmol/L,明显高于野生型S. cerevisiae W303-1A的甘油含量,而pYX212-GPP/S. cerevisiae W303-1A与野生型S. cerevisiae W303-1A在甘油含量上相差不大,均只有4mmol/L 左右。     

γ-谷氨酰基转肽酶（GGT）基因工程菌的构建及其发酵条件的初步研究

利用PCR技术以Bacillus subtilis SYU 20016基因组DNA为模板,扩增出1.8kb编码γ-谷氨酰基转肽酶的基因ggt,将其连接到温控表达载体pBV220,得到重组载体pBV220-ggt,重组载体在大肠杆菌JM109中得到表达。SDS-PAGE分析显示融合表达产物的分子量大小为65kD,同核酸序列测定所推导的值相符。对含有ggt的基因工程菌进行表达研究表明：发酵的培养温度为30℃,pH为7.2,装液量为20mL(在250mL的锥形瓶中)的条件下42℃诱导4h后,重组菌的γ-谷氨酰基转肽酶酶活力达到6U/mL,目前报道的非基因工程菌（枯草芽孢杆菌NX-2）酶活力最高仅为3.2U/mL。     

一步法产1,3-丙二醇酿酒酵母基因工程菌的构建

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,发酵法生产1,3-PD是一条新颖且具有潜在竞争力的生产途径。本研究在前期工作的基础上,将分别来源于大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌的基因片段yqhD和dhaB串联表达,构建重组表达载体pYX212-zeocin-pGAP-yqhD-pGAP-dhaB;并得到重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W303-1A/pYX212-zeocin-pGAP-yqhD-pGAP-dhaB。该重组菌和对照S.cerevisiae分别以葡萄糖为底物摇瓶发酵72h后,重组酿酒酵母发酵液中1,3-PD含量约为1.5g/L;而对照菌株不产1,3-PD。以上结果表明本研究在国内首次成功构建了直接以葡萄糖为底物发酵生产1,3-PD的酿酒酵母基因工程菌。为进一步将dhaB、yqhD基因导入其他以葡萄糖为底物高产甘油的酵母宿主中表达,获得以葡萄糖为底物一步法发酵高产1,3-丙二醇工程菌打下了坚实的基础。