植物CACTA转座子的研究进展

转座子是染色体上可移动的DNA序列,根据转座机制可将其分为：通过RNA中间体进行转座的逆转录座子（Retrotransposon）和通过DNA中间体进行转座的转座子（Transposon）。En／Spm家族转座子是后者中的一类,它的末端反向重复序列（Terminal inverted repeats,TIRs）具有保守的5个碱基CACTA,所以通常又称为CACTA转座子。除此之外,其靶位点一般为3bp的同向重复（Target site duplication,TSD）;亚末端区域分布着若干正向或反向的重复序列（Subterminal repeat,STR）。迄今为止,CACTA转座子仅发现于植物基因组。过去一直认为由于其相对保守的转座机制而拷贝较少,但最近研究发现,该因子多拷贝存在于某些禾本科植物基因组中。由于该家族在基因组中分布的广泛性,具有用作分子指纹的应用前景。本文就其结构、转座机制和应用前景等做一综述。     

鼠李糖乳杆菌遗传转化方法的优化

采用原生质体电转化和PEB电转化方法向鼠李糖乳杆菌LA-04-01中导入外源基因。在培养过程中使用甘氨酸和青霉素辅助溶菌酶处理细胞制备原生质体,得到300个/μg的转化子。使用PEB缓冲液处理细胞,使转化率稳定达到6×105个/μg,建立了针对鼠李糖乳杆菌简便高效的转化方法,为进一步的基因操作提供了便利。     

基于重组大肠杆菌无细胞体系生产吡咯喹啉醌

采用无细胞体系生产吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)。首先将肺炎克雷伯氏菌PQQ基因簇pqqABCDEF置于半乳糖苷酶启动子之下,构建表达载体,经转化筛选获得重组大肠杆菌。制备重组菌的细胞匀浆,体外反应后测定PQQ产量。结果显示,与活体重组菌相比,无细胞体系的PQQ产量提高约30%,表明胞内存在PQQ合成的限速反应,而无细胞体系可解除此限速反应。     

羧酶体结构及其CO_2浓缩机制研究进展

羧酶体(Carboxysome)是高效的固碳微体,在CO2浓缩机制(CO2-concentrating mechanism,CCM)中发挥重要作用。在蓝藻及某些化能自养菌中,羧酶体作为类细胞器包裹1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA),它与无机碳转运蛋白共同在胞质中积累HCO3–,通过增加RubisCO周围的CO2浓度来提高固碳效率。随着羧酶体结构和功能的阐明,异源表达羧酶体已成功实现,并且已鉴定出编码羧酶体壳蛋白及内部组分的基因。首先简要介绍羧酶体的发现和种类,然后系统分析其结构及在CCM机制中的作用,并对其在代谢工程上的广阔应用前景进行了展望。     

甘油歧化为1,3-丙二醇的代谢及关键酶研究进展

微生物发酵生产1,3-丙二醇因对环境友好而成为研究热点。通过对发酵菌种、代谢途径、调节子和关键酶的分析,阐述了微生物转化甘油为1,3-丙二醇的分子机理。尤其对还原途径的限速酶-甘油脱水酶的分子结构及再激活因子进行了详细分析,为菌种的遗传改造提供了理论依据。     

水稻Rim2/Hipa 超级家族的基因组变异和基于Rim2/Hipa 展示的水稻资源的系统进化和指纹分析

水稻Rim2/Hipa是最近鉴定的一个受逆境诱导的转座因子超级家族.研究表明,Rim2的核心序列在不同来源的水稻材料中存在显著的差异,暗示Rim2家族的长期进化历程.基于Rim2因子间的差异性以及该因子的静止状态,开发出一种利用Rim2因子展示的新的分子指纹技术,可以灵敏地区分不同水稻资源以及它们的遗传关系.仅用5对引物就可以清楚地将53个栽培稻和普通野生稻材料鉴定出来,并可将它们分为不同的系统进化组.研究表明不仅在水稻资源而且在野生稻种质间均存在明显的多样性.野生稻可以被单独分组,或者分散在粳稻中间.这种新的指纹技术还可以将水稻的杂交子代和它们的亲本区分出来,并可用于种子纯度的鉴定,在水稻基因组进化研究、水稻育种和种子生产中有很好的应用前景.     

克雷伯肺炎杆菌1,3-丙二醇氧化还原酶基因克隆及表达条件研究

1,3-丙二醇氧化还原酶是甘油歧化为1,3-丙二醇的一种关键酶。本研究从克雷伯肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)基因组中,用PCR方法克隆了其编码基因dhaT。TA克隆测序正确后,构建胞内表达载体pET-28a-dhaT和分泌表达载体pET-22b-dhaT,然后转化E.coliBL21(DE3)进行原核表达。表达部位确定、SDS-PAGE和酶活分析表明,该酶得到了高水平表达。其中使用pET-22b表达的目的蛋白大都是不溶的包涵体;而使用pET-28a表达的目的蛋白胞内可溶,占胞内可溶总蛋白的45%,占菌体总蛋白的25%。常规(30℃)诱导表达即呈现1,3-丙二醇氧化还原酶活性,但低温(20℃)14 h诱导显示3.7倍的酶活性。     

KEGG数据库在生物合成研究中的应用

KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)提供了一个操作平台,即以基因组信息(GENES)和化学物质信息(LIGAND)为构建模块,通过代谢网络(PATHWAY)将基因组和生物系统联系起来,然后根据功能等级进行归纳分类(BRITE)。KEGG还为各种组学研究提供相关软件,用于代谢途径重建、遗传分析和化合物比对。作为一个综合数据库,KEGG不仅指导生物燃料、药物和新材料等生物基化学品的合成,而且致力于研究日趋严重的环境问题。系统介绍了KEGG数据库的结构、功能及其相关工具的最新进展,并展望在生物合成中的应用前景。     

少根根霉脂肪酶基因在枯草芽孢杆菌中的诱导表达

利用PCR技术从少根根霉基因组中扩增出脂肪酶成熟肽基因ral,并从枯草芽孢杆菌基因组中扩增出sacB基因的启动子-信号序列(SacB);通过搭桥PCR将SacB序列与ral基因融合,并将该基因表达盒连接到枯草杆菌分泌表达载体pGJ103中构建了脂肪酶基因的诱导表达载体pGJ103-SacB-ral。将重组载体转化至枯草芽孢杆菌后,少根根霉脂肪酶成熟肽基因在SacB启动子-信号序列的调控和蔗糖的诱导下获得表达,产物分泌至胞外。     

丙酸梭菌简易培养及电转化方法

建立了一种简易的丙酸梭菌(Clostridium propionicum)厌氧培养方法——输液瓶蜡封法,从而使厌氧培养快速有效。基于输液瓶蜡封法,采用电击缓冲液PEB,结合0.03 g/mL维生素C的方法,通过对不同对数生长期的菌体细胞进行实验,在无需借助厌氧培养箱的条件下,成功地将外源质粒pGJ103(3 283 bp)转化丙酸梭菌,结果表明处于对数生长中期(18 h)的丙酸梭菌细胞最适宜用于电转化。该研究为严格厌氧微生物的培养提供了一种普适的方法,并且为丙酸梭菌的分子生物学操作奠定了一定的基础。