大肠杆菌tyrR基因对aroP的表达调控

大肠杆菌的tyrR基因编码芳香氨基酸生物合成和运输途径中的一种全局性调控蛋白质,该蛋白质控制着包括自身编码基因tyrR在内的涉及苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸合成与运输的8个转录单位的转录。大肠杆菌aroP基因编码一种跨质膜主动运输芳香氨基酸的透性酶,其转录也受TyrR蛋白抑制。利用PCR反应从E.coli K12基因组中分别克隆了aroP(p)基因(携带自身的启动子)、aroP基因(不携带自身的启动子)和tyrR基因,并将它们导入苯丙氨酸生产菌E.coli WT5中。通过大细胞法检测到这3个基因的表达,并分别测定了相应的酶活力。结果:发现导入aroP(p)和aroP基因的大肠杆菌吸收苯丙氨酸的能力分别提高到原来的1．40和1．46倍,这表明利用pλPR质粒能够表达aroP基因,该质粒中的λ右向启动子(R)和aroP自身启动子(p)的表达效率几乎同样;导入tyrR基因的E．coli WT5 ATP酶活力提高到原来的1．69倍。将两种基因串联克隆在同一质粒中共表达时,携带aroP-tyr串联的大肠杆菌株运输苯丙氨酸的能力明显高于携带aroP(p)-tyrR串联的大肠杆菌株。以E．coli WT5为对照,其AroP的活性定为1,前者的Atop相对酶活力为1．31,后者为0．95,这一结果显示TyrR蛋白可能是通过与aroP基因自身启动子的结合作用来负调控aroP基因的表达。     

苯丙氨酸合成的关键酶基因aroG与pheA串联表达

aroG和pheA是与苯丙氨酸合成有关的两个重要基因。在大肠杆菌(Escherichia coli)中,aroG基因编码脱氧阿拉伯糖型庚酮糖磷酸合酶(DS),该酶催化由糖代谢中心途径分流出来的磷酸烯醇丙酮酸(PEP)和赤鲜糖4磷酸(E4P)缩合形成脱氧阿拉伯糖型庚酮糖磷酸(DAHP)的反应;pheA基因编码一个双功能酶蛋白,它同时催化两步关键反应,即具有分枝酸变位酶(CM)和预苯酸脱水(PD)的两种功能。采用PCR技术分别从两个不同品系的大肠杆菌染色体DNA中扩增到aroG和pheA。当这两个基因串联在一个质粒上导入大肠杆菌P2392中进行表达时,它们编码的酶DS、CM和PD活性分别提高43、44和22倍;导入短杆菌(Brevibacterium)2731中表达时,相应的酶活性分别提高123、23和56倍。两基因的串联表达能大幅度地提高工程菌株的苯丙氨酸发酵产量。     

大肠杆菌AroG蛋白F209S突变体对苯丙氨酸反馈抑制作用的影响(英文)

在大肠杆菌中 ,80 %的 3 脱氧 D 阿拉伯 庚酮 7 磷酸 (3 deoxy D arabino heptulosonate 7 phosphate,DAHP)合酶由aroG基因编码。分别以大肠杆菌K1 2及其抗苯丙氨酸类似物的突变体总DNA为模板 ,以PCR方法扩增得到aroG基因及其突变体。基因测序结果表明抗苯丙氨酸类似物的突变体 ,其aroG基因核苷酸 62 5位发生了T→C的点突变 ,从而使AroG蛋白的 2 0 9位氨基酸由Ser取代了Phe。aroG基因及其突变体克隆到表达质粒 pTrc99A上 ,在大肠杆菌JM 1 0 5中进行表达 ,表达产物的SDS PAGE上可以看到分子量相当明显的条带 ;菌体粗提物中DAHP合酶的活性提高了 1 .8倍 ;酶活抗性检测表明AroG蛋白突变体在一定程度上解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 ;与含K1 2aroG基因的JM1 0 5细胞相比 ,含aroG基因突变体的JM1 0 5细胞可以在含高浓度苯丙氨酸类似物的培养基上生长。     

外源基因pheA,aroG和tyrB在苯丙氨酸合成途径中的共表达

利用基因工程技术提高了短杆菌的苯丙氨酸合成途径中关键酶活性,大幅度地增加了生物合成苯丙氨酸的产量。首先采用聚合酶链反应(PCR)从大肠杆菌的氟代苯丙氨酸抗性变异菌株基因组中扩增到与苯丙氨酸合成相关的aroG,pheA和tyrB 3个基因。其中aroG编码3-脱氧-2-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(DS),pheA编码双功能酶蛋白-分枝酸变位酶(CM)和预苯酸脱水酶(PD),tyrB编码转氨酶(AT)。设计不同的酶切位点,利用质粒pUC118的多克隆位点,将3个基因按不同的顺序组合串联,然后插入穿梭质粒pCZ.10,导入短杆菌中表达。结果表明3个大肠杆菌基因在短杆菌中能够表达。其中以aroG-pheA-tyrB顺序串联而构建的黄色短杆菌工程菌株1311-GAB中的DS酶活力提高4.5倍,CM提高4.2倍,PD提高2.7倍,AT提高3.2倍;它的苯丙氨酸合成量提高2.35倍。     

外源基因pheA、aroG和tyrB在苯丙氨酸合成途径中的共表达

利用基因工程技术提高了短杆菌的苯丙氨酸合成途径中关键酶活性,大幅度地增加了生物合成苯丙氨酸的产时。首先采用聚合酶链反应（ＰＣＲ）从大肠杆菌的氟代苯丙氨酸抗性变异菌株基因组中扩增到与苯丙氨酸合成相关的ａｒｏＧ,ｐｈｅＡ和ｔｙｒＢ３个基因。ａｒｏＧ编码３－脱氧－２－阿拉伯庚酮糖－７－磷酸合成酶（ＤＳ）,ｐｈｅＡ编码双功能酶蛋白－分枝酸变位酶（ＣＭ）和预苯酸脱水酶（ＰＤ）,ｔｙｒＢ编码转氨酶（ＡＴ）。设