苜蓿中华根瘤菌desA基因功能的鉴定

为研究苜蓿中华根瘤菌脂肪酸脱饱和酶desA基因在不饱和脂肪酸合成、共生结瘤固氮以及应对逆境胁迫中的功能,为高效利用苜蓿中华根瘤菌提供理论依据,本文通过异体遗传互补和脂肪酸组成薄层层析,分析SmdesA编码蛋白是否具有脱饱和酶的活性并参与不饱和脂肪酸的合成,构建SmdesA的缺失突变株和互补菌株,比较各菌株在不同逆境胁迫条件下的生长速率以及回接宿主植物后与紫花苜蓿共生结瘤的能力.结果表明SmdesA不能互补大肠杆菌CY57中EcfabA的突变,但具有将饱和脂肪酸脱饱和形成不饱和的棕榈油酸和十八碳烯酸的能力.另外,SmdesA缺失突变对苜蓿中华根瘤菌的脂肪酸组成影响不大,但会显著影响低温和高盐条件下菌株的生长速率以及与紫花苜蓿共生结瘤的能力.我们推测,SmdesA参与的脱饱和途径可能是苜蓿中华根瘤菌不饱和脂肪酸合成的补偿途径,其编码的蛋白DesA不是不饱和脂肪酸合成的关键酶,但在应对逆境胁迫和共生结瘤中具有重要的生物学功能.     

茄科雷尔氏菌脂酰-CoA合成酶的功能鉴定

【目的】茄科雷尔氏菌是一种常见的农作物致病菌,引起植物青枯病。研究其脂肪酸代谢途径将有助于寻找新的抗菌药物靶点,为防治青枯病害提供新的思路。【方法】利用大肠杆菌FadD序列,进行同源比对发现茄科雷尔氏菌GMI1000中RSc2857(RsFadD)具有较高的相似性,推测其具有脂酰-CoA合成酶活性。采用PCR扩增方法获得RsfadD基因,连入表达载体pBAD24M后互补大肠杆菌fadD突变株,并检测转化子的生长情况。RsfadD与pET-28b连接后,在大肠杆菌BL(DE3)中表达,并利用Ni-NTA纯化获得带有组氨酸标签的RsFadD,体外测定RsFadD的活性。利用同源重组方法,获得RsfadD敲除突变株,分析突变株的生长性状。【结果】RsfadD异体互补大肠杆菌fadD突变株,恢复突变株在以脂肪酸为碳源的基础培养基上生长。体外活性测定RsFadD具有脂酰-CoA合成酶活性,对不同链长的脂肪酸都具有活性,但活性低于大肠杆菌FadD。RsfadD突变株在添加不同链长脂肪酸的基础培养上仅能微弱生长,而在丰富培养基上生长无差异。【结论】茄科雷尔氏菌中RsfadD编码脂酰-CoA合成酶,在脂肪酸利用过程中发挥重要作用。但RsfadD突变株在基础培养基上微弱生长,说明茄科雷尔氏菌基因组中还有其他的脂酰-CoA合成酶基因。以上研究结果为进一步研究茄科雷尔氏菌中脂酰-CoA合成酶以及脂肪酸利用机制奠定了基础。     

乳酸乳球菌fabZ1和fabZ2基因功能的鉴定

大肠杆菌(Escherichia coli)是Ⅱ型脂肪酸合成系统的模式生物,3-羟基脂酰ACP脱水异构酶(FabA)是不饱和脂肪酸合成中的关键酶.生物信息学分析表明,乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)的基因组中没有标注为3-羟基脂酰ACP脱水异构酶的基因,但有两个标注为3-羟基脂酰ACP脱水酶基因LlfabZ1和LlfabZ2,其编码的蛋白质与EcFabZ的相似性分别为41%和45.1%,且都具有3-羟基脂酰ACP脱水酶两个保守的α螺旋结构.用携带LlfabZ1和LlfabZ2的质粒载体遗传互补大肠杆菌fabA温度敏感突变株CY57,在42℃下不能恢复生长,但无细胞抽提物的结果显示LlFabZ1能够使反-2-癸烯酰ACP异构成顺-3-癸烯酰ACP,而LlFabZ2则不能.互补大肠杆菌fabZ突变株HW7显示,在诱导的条件下,含有LlfabZ2的转化子能够恢复生长,而LlfabZ1则不能.体外重建脂肪酸合成反应及蛋白质活性测定表明,LlFabZ1具有3-羟基脂酰ACP脱水异构酶功能,而LlFabZ2只具有3-羟基脂酰ACP脱水酶功能.另外,未得到LlfabZ1和LlfabZ2的突变株,表明LlFabZ1和LlFabZ2可能是乳酸乳球菌脂肪酸合成酶系中的必不可少的关键蛋白.上述结果证实了乳酸乳球菌fabZ1和fabZ2两个基因在脂肪酸合成中的功能.     

ompC突变造成大肠杆菌在碱性条件下对渗透压敏感

大肠杆菌DH42突变株碱性条件下对高渗透压敏感。采用mini-Tn5转座突变质粒,同源重组构建突变菌株和DNA片段亚克隆等技术确定了造成大肠杆菌DH42在碱性条件下,对高渗透压敏感的原因是ompC基因突变。通过P1转导,构建了大肠杆菌D9（W3110 ompC：：kan）菌株。比较D9菌株和DH42菌株在不同pH和不同盐浓度条件下的生长,发现大肠杆菌ompC基因是大肠杆菌在碱性条件下应对高渗透压环境胁迫的必须基因。     

野油菜黄单胞菌中烯脂酰ACP还原酶的功能鉴定

烯脂酰ACP还原酶是细菌脂肪酸合成的关键酶之一.本研究通过生物信息学分析发现,野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris(Xcc)8004基因组中XC_0119(Xccfab V)注释为反-2-烯脂酰Co A还原酶基因.但其编码产物与铜绿假单胞菌的烯脂酰ACP还原酶Fab V具有较高的同源性,并含有相同的催化活性中心Tyr-(Xaa)8-Lys序列.用携带Xccfab V的质粒载体互补大肠杆菌fab I温度敏感突变株JP1111,转化子能在42℃生长,表明Xccfab V能遗传互补大肠杆菌fab I突变.体外重建脂肪酸合成反应表明,Xcc Fab V能催化不同链长的烯脂酰ACP还原为脂酰ACP,且催化活性不受三氯森抑制.遗传学研究表明,Xccfab V是必需基因,不能获得Xccfab V基因敲除突变株.将携带大肠杆菌fab I的外源质粒导入野生菌后,可敲除染色体上的fab V基因,获得的替换突变株生长特性和脂肪酸组成未发生显著变化,但替换突变株对三氯森敏感.上述结果证实,野油菜黄单胞菌fab V是必需基因,编码烯脂酰ACP还原酶,参与脂肪酸从头合成反应,且Fab V是Xcc对三氯森耐受的根本原因.     

苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB基因功能的鉴定

在大肠杆菌(Escherichia coli)脂肪酸合成酶体系中,fabA基因编码有双功能的3-羟基脂酰ACP脱水异构酶,其异构产物能被fabB基因编码的3-酮基脂酰ACP合成酶Ⅰ延伸,合成不饱和脂肪酸,该FabA-FabB途径被认为是缺氧条件下不饱和脂肪酸合成的经典途径．生物信息学分析发现,苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的SmFabA与EcFabA相似性达到60.6%,具有相同的保守活性位点和两个保守的α螺旋结构;SmFabB与EcFabB相似性达到61.1%,具有相同的Cys-His-His活性中心．用携带SmfabA和SmfabB的质粒载体遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY57和CY242,在添加三氯森(TCL)抑制烯脂酰ACP还原酶活性的条件下,转化子能在42℃恢复生长,且放射性薄层层析能检测到转化子中不饱和脂肪酸棕榈油酸(Δ9C16:1)和十八碳烯酸(Δ11C18:1)的合成．体外重建脂肪酸合成反应表明,SmFabA能催化羟脂酰ACP的脱水反应且能够使反-2-癸烯酰ACP异构化,SmFabB能催化不同链长的脂酰ACP和丙二酸单酰ACP的聚合反应．另外,未得到SmFabA和SmFabB的突变株,表明SmFabA和SmFabB可能是苜蓿中华根瘤菌脂肪酸合成酶系中必不可少的关键蛋白．上述结果证实了苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB两个基因在不饱和脂肪酸合成中的功能．     

茄科雷尔氏菌脂酰CoA脱饱和酶和环丙烷脂肪酸合成酶的鉴定

茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)是一种危害严重的土传植物致病菌,其宿主范围广泛,在世界各地严重影响重要经济作物的生产.研究茄科雷尔氏菌的生理特性,探索其致病机理,有利于研发防治青枯病的技术与方法.脂肪酸是细菌细胞重要的组成物质,但是茄科雷尔氏菌脂肪酸合成的机制尚不清晰.本文以茄科雷尔氏菌GMI1000为材料,鉴定了该菌的脂酰Co A脱饱和酶和环丙烷脂肪酸合成酶,并分析了这两种酶在不饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸合成中的作用.结果显示,茄科雷尔氏菌RSc2450编码脂酰Co A脱饱和酶,参与其不饱和脂肪酸合成,但是该菌还存在其他不饱和脂肪酸合成途径.同时发现在茄科雷尔氏菌编码两个可能的环丙烷脂肪酸合成酶蛋白质中,仅有Cfa1(RSc0776)参与了该菌环丙烷脂肪酸的合成,并在低p H和高渗透压的耐受中起作用.该研究结果为深入研究茄科雷尔氏菌脂肪酸合成代谢特点及致病机理奠定了基础.     

哈氏弧菌脂酰-ACP合成酶的体外功能

【目的】系统鉴定哈氏弧菌脂酰-ACP合成酶(Acyl-ACP synthetase,Aas S)以不同链长游离脂肪酸和非脂肪链羧酸作为底物的体外催化反应。【方法】利用非变性蛋白质凝胶电泳和紫外分光光度计法从定性和定量两个方面分析了Aas S的体外催化功能与活性。【结果】Aas S能够催化不同链长直链的自由脂肪酸合成脂酰-ACP,其中以C6–C12作为底物时活性最高;以羟基脂肪酸作为底物的情况下,Aas S催化C8–C14的羟基脂肪酸有较高的活性。非脂肪链羧酸类作为底物的反应中,20种蛋白质氨基酸、苯甲酸和水杨酸均可以作为Aas S的底物,合成相应的脂酰-ACP。【结论】本研究系统地证明了哈氏弧菌脂酰-ACP合成酶(Aas S)对不同底物的不同催化活性,为生物体内氨基酸代谢和菌黄素合成代谢的研究提供了可行性的分析依据。     

细菌脂肪酸合成多样性的研究进展

与哺乳动物、真菌采用I型脂肪酸合成系统不同,细菌采用II型脂肪酸合成系统,每步反应都由独立的酶催化,因此细菌脂肪酸合成酶是研究抗菌药物的优良靶标。研究表明,在不同细菌中参与脂肪酸合成的酶都具有较高的多样性,而脂肪酸种类不同,合成方式也不尽相同,本文对此进行了总结。     

微生物学实验多样化教学之初探

实验教学是微生物教学的重要组成部分,是培养学生动手能力、分析和解决问题等能力的重要教学环节.通过适当修改实验方案、整体设计实验、解决实际问题和开设综合性实验等途径实现多样化的教学模式,实践表明可以显著提高学生的学习兴趣,充分调动学生的积极性、主动性和创造性.