Gloeobacter violaceus视紫红质在大肠杆菌中的异源表达与功能评价

质子泵型视紫红质是一种在自然界广泛存在的简单光合系统,它可以结合视黄醛,在光照下将质子由胞内泵向胞外,形成质子梯度势,在一定程度上促进ATP的合成。在非光合工程菌中引入视紫红质将光能转化为化学能有助于促进微生物生长、生产以及提高细胞耐受性。文中在大肠杆菌Escherichia coli中异源表达了来自Gloeobacter violaceus PCC 7421的质子泵型视紫红质Gloeorhodopsin(GR),并验证了它的功能活性。在大肠杆菌中表达时,GR可以正确行使光驱质子泵功能,最大吸收波长位于539 nm。GR分布在细胞膜表面,没有在胞内形成包涵体。在通过核糖体结合位点(Ribosome binding site,RBS)优化的手段提升GR的表达水平之后,观察到了胞内ATP水平的提高,证实在特定的条件下,GR可以为异源宿主带来额外的能量补充。     

大肠杆菌合成1,2,4-丁三醇的途径优化

1,2,4-丁三醇(BT)是一种在工业中有多种用途的重要的非天然化合物。文中通过将外源基因xdh和mdlC导入大肠杆菌BW25113表达,并敲除了xylA、xylB、yagE、yjhH、yiaE和ycdW等木糖和中间产物代谢旁路基因,构建了能够将D-木糖转化为BT的重组菌株。为优化BT合成途径,针对BT合成途径中的限速步骤——3-脱氧-D-甘油-戊酮糖酸的脱羧反应,进行了新酶的筛选和评价,获得了可显著提高反应效率的新的2-酮酸脱羧酶——KivD,并构建了表达该酶的重组菌株BW-025。在此基础上,通过初步条件优化,将BT产量提高至2.38g/L;进一步调节途径中各个酶的表达量,探究了它们对BW-025合成BT的影响,最终获得了BT产量较BW-025提高了48.62%的重组菌株BW-074。     

利用毕赤酵母系统直接分泌表达具有活性的谷氨酰胺转胺酶

使用异源表达系统直接分泌表达具有活性的微生物谷氨酰胺转氨酶(Microbial transglutaminase,MTG)是目前最具前景的MTG生产方法之一,但由于产量较低无法实现工业化生产.毕赤酵母是近年来发展出的高效蛋白表达系统.通过采用pro序列与成熟MTG基因共表达的策略,成功地实现了用重组毕赤酵母分泌表达具有活性的茂原链霉菌Streptomyces mobaraense MTG.进一步通过对pro序列和MTG基因拷贝数以及重组酵母培养条件的优化,最终使得MTG在1L发酵罐中高密度发酵的酶活达到7.3 U/mL,为MTG的工业化生产奠定了基础.     

重组毕赤酵母甲醇利用表型与基因拷贝数对外源基因表达的影响

毕赤酵母是目前最优秀的外源蛋白表达系统之一。本文着重对重组毕赤酵母甲醇利用表型（Mut+型、MutS型和Mut-型）、基因剂量对外源蛋白高效表达的影响机理进行综述。MutS型的比生长速率和蛋白产率比Mut+型低、发酵周期长、副产物（如乙醇、乙酸等）形成速率不同。外源基因拷贝数对外源蛋白的影响主要有三种情况：（1）高基因拷贝数对外源蛋白表达水平有明显的正效应作用;（2）基因拷贝数增加反而降低了表达水平,即负效应作用;（3）重组蛋白表达与基因剂正相关,之后则表现负相关关系,这可能与外源蛋白翻译后加工有关（如二硫键形成、折叠等）,而与分子伴侣共表达可促进外源蛋白的高表达。     

毕赤酵母表达系统发展概况及趋势

毕赤酵母经过20多年的发展,在实验室和工业规模都取得了广泛的应用。文中从工业技术应用的角度,综述了近年来毕赤酵母在蛋白表达、遗传操作方法以及化学品生产方面取得的成果,同时对毕赤酵母系统存在的问题以及未来的研究方向进行了分析和展望。     

一种适用于产朊假丝酵母的基因敲除系统及其在gsh1基因敲除中的应用

报道一种适用于产朊假丝酵母Candida utilis的基因敲除系统,利用该敲除系统获得gsh1基因敲除杂合突变株。根据不同种属酵母菌γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)蛋白质的保守序列,克隆C.utilis SZU 07-01的gsh1基因;以商品化质粒pPICZalpha A为基础,构建gsh1基因的敲除载体pPICZalpha A-kan 3,其中,kan基因的启动子TEF被替换为来自于C.utilis SZU 07-01的GAP启动子(pGAP:kan)。质粒电转化C.utilis,获得gsh1基因敲除杂合突变株C.utilis GSH-6。结合发酵培养得到的数据进行分析,突变株的γ-GCS酶活比出发菌株降低17.5%,GSH合成量降低61%,细胞干重降低18.5%。所构建敲除组件pGAP:kan的成功应用为从分子水平研究C.utilis中谷胱甘肽(GSH)的生理功能提供了一种新借鉴。