链霉菌次级代谢调控相关的双组分系统研究进展

链霉菌具有强大的次级代谢能力, 能够产生众多具有生物活性的次级代谢产物, 如目前广泛应用的抗生素、抗肿瘤药物以及免疫抑制剂等。在链霉菌中, 次级代谢产物的生物合成受到包括途径特异性、多效性以及全局性调控基因在内的多层次严格调控。关键调控基因的缺失或过表达可以显著影响次级代谢产物的生物合成, 提示对于链霉菌次级代谢重要调控基因的功能及其作用机制的研究具有巨大的潜在应用价值。其中, 作为细菌信号传导系统的双组分系统(Two-component system, TCS)一直是大家研究的关注点。越来越多的研究表明TCS在链霉菌次级代谢过程中发挥着全局性的调控功能。本文重点介绍链霉菌模式菌株——天蓝色链霉菌中TCS(包括典型TCS)、孤立的组氨酸蛋白激酶(HK)以及应答调控蛋白(RR)参与次级代谢调控的研究进展。这些TCS的功能鉴定及机制解析为工业链霉菌的定向遗传改造以提高重要次级代谢产物的含量提供了理论依据。     

产溶剂梭菌分子遗传操作技术研究进展

产溶剂梭菌是一类重要的工业微生物.通过遗传改造以优化产溶剂梭菌的发酵性能一直是溶剂制造技术研究的重要课题,但长期受限于该类菌并不完善的遗传操作工具,未见明显突破.近年来,随着TargeTron基因中断、大片段基因整合等新技术和新方法的出现,其分子遗传改造已取得较大进展.文中对产溶剂梭菌的分子遗传操作工具研究进展进行了总结,并指出了现有技术在效率及全面性方面的不足.基于此,今后应进一步优化现有的梭菌基因失活技术,如建立基于同源重组的基因删除和替换;同时也应发展新的分子操作技术,如基因组多位点共编辑、多拷贝定点和随机整合等.     

DNA组装新方法的研究进展

2010年,蕈状支原体Mycoplasma mycoides的人工合成,迎来了合成生物学的崭新时代.这种突破性的进展主要得益于酵母自身强大的DNA体内重组能力.近几年来,除了利用体内重组的DNA大片段拼接技术,基于连接或聚合思想的不同尺度的DNA体外组装方法也相继出现,如Biobrick\Bglbrick、SLIC与Gibson等温一步法等,这些方法的应用加快了合成生物学功能元件库、生物合成途径乃至微生物染色体的人工构建.事实上,目前所建立的各种DNA组装方法,均是由DNA分子拼接理念(包括两分子衔接思想与多片段组装模式)衍生而来.文中将在介绍DNA组装基本理念的基础上,对体内、体外主要的DNA组装方法进行简要梳理,希望为不同类型的合成生物学功能器件及生物合成途径的构造提供参考与借鉴.     

食气梭菌的研究进展

食气梭菌是一类主要的化能自养微生物,可利用二氧化碳(CO_2)和一氧化碳(CO)合成多种化学品和燃料,具有良好的工业应用前景。天然的食气梭菌吸收、固定和转化一碳气体速率较慢,能量代谢效率低且高值产物种类少。近年来,随着组学、分子遗传学工具以及生化分析技术的快速发展,食气梭菌的生理代谢特点及其相关分子机制、代谢工程设计、改造和发酵工艺等方面都得到广泛而深入的研究。本文针对近年来食气梭菌的研究进展进行了梳理和总结,以期能为这类重要工业微生物的基础和应用研究,以及一碳气体的生物转化利用提供参考。     

地中海拟无枝菌酸菌U32染色体特性的脉冲场电泳分析

地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)U32是产力复霉素SV的工业生产菌株。采用脉冲场电泳分析发现,地中海拟无枝菌酸菌U32仅有一条约10 Mb的线性染色体, 没有内源性质粒。利用Southern杂交法,对11个编码力复霉素生物合成、相关初级、次级代谢关键酶以及调控蛋白的基因,在U32染色体DNA的PshBI酶切片段上进行了定位。分析发现在一条长度约700kb的PshBI酶切片段上,分别存在着力复霉素合成基因簇(rif)、氮代谢的亚硝酸还原酶小亚基基因(nasD)、衔接初级与次级代谢的甲基丙二酰变位酶基因(mcm)、脂肪酸代谢的乙酰辅酶A羧化酶生物素载体蛋白基因(accA)以及一套核糖体RNA转录单元。同时还发现U32至少有5套核糖体RNA转录单元。其余定位的基因均只出现单一杂交信号。     

假单胞菌sp.130 GL-7-ACA酰化酶的核苷酸和蛋白质序列分析

对来源于假单胞菌sp.130的戊二酰-7-氨基头孢烷酸（GL－7－ACA）酰化酶结构基因的全序列及所编码蛋白质的α,β亚基的N末端和C末端的氨基酸序列进行了测定。将蛋白质序列与其他同类的GL－7－ACA酰化酶进行了同源性比较,结果显示该酶与来源于假单胞菌GK16和C427的酰化酶的序列有较高同源性,而与其它同类酰化酶的同源性较低。这些酶的α亚基N－末端差别较大,但是β－亚基的N－末端有较高的保守性。     

三角酵母D—氨基酸氧化酶基因的克隆,测序及表达

利用跨越内含子的ＰＣＲ技术,从三角酵母（Ｔｒｉｇｏｎｏｐｓｉｓｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）变种ＦＡ１１０中扩增得到Ｄ氨基酸氧化酶基因（ｄａａｏ）,并通过ＴＡ克隆的方法将其克隆至ｐＧＥＭＴ载体。序列测定结果表明,所得ｄａａｏ基因的５′端内含子已被删除,基因总长度为１０７１ｂｐ,它与Ｔｒｉｇｏｎｏｐｓｉｓｖａｒｉａｂｉｌｉｓ的Ｄ氨基酸氧化酶同源性达９８３％,与Ｆｕｓａｒｉｕｍｓｏｌａｎｉ和Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａｇｒａｃｉｌｉｓ的同源性分别是３８９％和３０８％。为提高表达水平,又将此基因转移至高表达载体ｐＥＴ２８ｂ上,在大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）中进行诱导表达。经ＩＰＴＧ诱导,目的蛋白的产生量可占菌体总蛋白量的４６％,分子量约为３８ｋＤ。Ｄ氨基酸氧化酶的活力可达８０２ｕ／Ｌ。     

肠杆菌膦酸酯代谢途径中phnF基因的研究

大肠杆菌的phn操纵子与膦酸酯(Pn)的利用密切相关。实验利用PCR扩增、TA克隆等方法．获得了大肠杆菌phn操纵子中phnE、phnF和phnG基因的亚克隆,并进行了序列测定。通过P1噬菌体转导,构建了phnF的TnphoA’-9转座子插入突变体JW19,该突变仅对大肠杆菌的AEPn同化有微弱的影响,而利用phnE和phnG序列与染色体重组构建的phnF全缺失突变株JW67,则几乎不能在．AEPn培养基上生长。通过phnF基因的诱导高表达,用亲和柱层析分离纯化了PhnF。蛋白,达到电泳纯。并且用凝胶延滞的方法观察到,PhnF蛋白与加phn操纵子DNA片段相互作用后,可使凝胶图谱类型发生改变。     

Burkholderia pickettii中D-乙内酰脲酶基因(dha)的克隆、测序及表达

对一株能转化D,L-对羟基苯乙内酰脲为D-对羟基苯甘氨酸的菌株MMR003进行了细菌分类学鉴定,该菌为皮氏伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pickettii)。实验通过Southern杂交,部分文库构建和筛选,并经一系列亚克隆测序分析,获得一长度为1374bp的完整开放阅读框,编码458个氨基酸的D-乙内酰脲酶基因。用该基因序列构建的高表达质粒pXZPH2转化E.coliBL21(DE3),经IPTG诱导后,检测到D-乙内酰脲酶活性。该基因编码的氨基酸序列经Blast同源比较分析与放射形土壤杆菌NRRL B11291所产相应酶有85%的同源性。以D,L-对羟基苯乙内酰脲为底物测得的表达酶的活力为0.66u/mL,比相同条件下所测出发菌株MMR003的酶活提高了2倍。     

瘤胃微生物胞外蛋白酶的提纯及性质鉴定

<正> 反刍动物的瘤胃中不存在腺体,消化酶完全来自于微生物。瘤胃降解的蛋白,除一部分为机体必需外,大部分被微生物浪费。因此,瘤胃微生物蛋白酶活力的高低直接影响饲料蛋白的利用率。目前,研究者们正寻找各种途径增加通过瘤胃的蛋白,但实验中常将微生物的整体作用和具体酶的作用相混淆,故本试验旨在提取瘤胃微生物胞外蛋白酶纯品,较全面地了解其性质和特点。