透明颤菌血红蛋白的研究进展

血红蛋白广泛存在于动植物、微生物中,是一种氧结合蛋白。透明颤菌血红蛋白是20世纪70年代后期发现的一种血红蛋白,该蛋白质能使细菌在低氧的情况下生存,并保持较高的生长速率。随着作用机理研究深入,透明颤菌血红蛋白在发酵工业和植物转基因等生物工程领域有着广泛的应用。     

透明颤菌血红蛋白的研究进展及其在发酵工业中的应用

透明颤菌血红蛋白（Vitreoscilla Hemoglobin, VHb）是20世纪70年代后期发现的一种血红蛋白,该蛋白质能使透明颤菌在低氧的环境下生存,并保持较高的生长速率。随着其作用机理的深入研究,VHb在生物工程领域的应用越来越广泛。本文总结了近年来VHb的研究进展,包括蛋白结构、细胞定位、基因改组、作用机理等方面的研究,并概述了其在微生物发酵工业中的应用。     

透明颤菌血红蛋白的应用进展

透明颤菌血红蛋白（VHb）具有在限氧条件下促进异源宿主细胞生长和增加产物产量的作用,已在发酵、环保、转基因动植物、重组蛋白表达等方面得到了广泛应用。将VHb与酶或蛋白融合表达可提高酶的活性、稳定性或蛋白的分离效率。对VHb进行改造有助于获得性能更良好的"新"蛋白。     

透明颤菌血红蛋白的表达及其对基因工程菌的影响

利用已克隆的透明颤菌血红蛋白基因,构建了一批复制类型和抗生标记不同的ｖｇｂ表达载体,并就ｖｇｂ基因表达及其对几种基因工程大肠杆菌的影响进行了初步研究。实验证明ｖｇｂ基因的表达具有氧调控特性,在溶氧水平下跌至２０％饱和度时迅速合成。ｖｇｂ基因的表达产物可促进青霉素酰化酶和ＴＮＦ、ＩＬ－２等基因工程菌在低氧条件下细胞生长和产物表达的状况,由于ｖｇｂ基因的表达降低了细胞对氧的敏感程度,可望运用它来改善发     

透明颤菌血红蛋白的研究与发展前景

在缺氧条件下,透明颤菌血红蛋白(VHb)通过促进氧输送增强呼吸和能量代谢,并在各种宿主中表达,显示出改善增长,蛋白质分泌,代谢产物的生产力和提高宿主抗逆性等的生理效应,从而使蛋白质在代谢工程尤其在优化植物代谢中应用前景广阔.概括了VHb在生物技术工业的诸多研究领域中的应用潜力,探讨VHb功能的细胞机制,并显示出各领域所采取的各种方法.     

透明颤菌血红蛋白基因的研究与应用

总结了近 15年来透明颤菌血红蛋白的研究结果 ,包括它的分布、结构、功能、合成等分子生物学以及在基因工程中的应用。透明颤菌的血红蛋白是 2 0世纪 70年代被发现的 ,由于它具有结合氧的特性 ,可使透明颤菌这一专性好氧的革兰氏阴性菌在贫氧环境中生长。透明颤菌血红蛋白是同型二聚体形式的可溶性血红蛋白分子 ,每分子透明颤菌血红蛋白由两个分子量为 15 775的亚基和两个b型血红素组成。透明颤菌血红蛋白的功能是为透明颤菌强大的呼吸膜增加氧的流量。完整的有功能的血红蛋白由血红蛋白亚基和血红素组成 ,血红蛋白亚基由基因vgb编码 ,血红素由生化代谢合成。透明颤菌血红蛋白基因在野生透明颤菌中是以单拷贝的方式随染色体一起复制表达的。透明颤菌血红蛋白基因已经被克隆和测序。同时也讨论了将透明颤菌血红蛋白基因整合到异源宿主菌中增加重组蛋白产量和发酵产量方面的研究。最后 ,概述了当透明颤菌血红蛋白在植物中表达时 ,转基因植物表现出生长增加以及代谢物产量发生变化的情况。     

透明颤菌血红蛋白的结构功能和应用进展

透明颤菌血红蛋白(VHb)是科学家发现的第一种微生物血红蛋白,它的结构、生化功能以及表达调控机制都已经得到广泛的研究。VHb可以在很多宿主细胞中表达,通过促进氧的输送增强呼吸和能量代谢,以提高许多有用的代谢产物(抗生素、蛋白质、聚合物等)的产量和宿主抗逆性,还能降低有害化合物的毒害。重点从VHb的功能与结构、在提高微生物代谢产物的产量,以及对动植物某些特性的影响和增加生物修复能力等方面的应用进展进行了综述,并对VHb在植物代谢和动物代谢中具有很大的发展空间进行了展望。     

透明颤菌(沈阳株)血红蛋白基因克隆与序列分析

目的：以透明颤菌（Vitreoscilla）基因组DNA为模板,扩增透明颤菌血红蛋白基因（vgb）。方法：采用PCR81与摹甲季缉彗术,将PCR产物插入到克隆载体PET28a中,测序应用DNA测序仪。结果：获得了约0．5kbDNA片段,测序结果与已发表的透明颤菌血红蛋白基因核苷酸序列比较,同源性为97％。结论：所扩增的DNA片段确认是透明颤菌血红蛋白基因。     

透明颤菌血红蛋白基因在阿维链霉菌中的表达

将含有自身启动子的透明颤菌血红蛋白基因（ ｖｈｂ） 克隆至大肠杆菌—链霉菌穿梭质粒载体ｐＩＪ６５３ 中构建成表达载体ｐ ＷＹ１０１ 和ｐ ＷＹ１０２ ,用它们转化阿维菌素（ａｖｅｒｍｅｃｔｉｎｓ） 产生菌———阿维链霉菌（ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ａｖｅｒｍｉｔｉｌｉｓ） ,经Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 分析并未检测到ｖｈｂ 基因表达,但用穿梭载体ｐＨＺ１２５２（ 其中的ｖｈｂ 基因位于受硫链丝菌素诱导的链霉菌强启动子ＰｔｉｐＡ之下） 转化阿维链霉菌并经硫链丝菌素诱导,则在该菌中表达出了有活性的ＶＨｂ 蛋白。ｐＨＺ１２５２ 在阿维链霉菌中发生了重组缺失,但缺失的ｐＨＺ１２５２ 上仍含有完整的ｖｈｂ 基因及诱导型强启动子,且可在阿维链霉菌中稳定遗传,却不能再转化大肠杆菌。     

利用ORF438启动子在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白

利用ＯＲＦ４３８启动子在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白崔风文杨胜利（中国科学院上海生物工程研究中心上海２００２３３）１９８８年,由原核的透明颤菌（Ｖｉｔｒｅｏｓｃｉｌａｓｐｐ．）克隆到血红蛋白基因（ｖｇｂ）［１］,其后Ｍａｇｎｏｌｏ等在天蓝链霉菌及变青...     

从透明颤菌血红蛋白谈到植物缺氧与转基因作物

扼要介绍透明颤菌血红蛋白基因在多种微生物的表达、调节和生理功能,特别是在生物工程方面可能的应用。但最值得重视的是这一基因在烟草中的表达及其生理效应,它为我们提出一个重要的问题,就是植物是否缺氧,透明颤菌血红蛋白基因很可能是构建转基因作物的重要元件。     

利用PCR法扩增透明颤菌血红蛋白基因条件的优化

以透明颤菌染色体基因组DNA为模板,利用PCR技术获取透明颤菌(Vitreoscilla)血红蛋白基因(vgb)。在多聚合酶链式反应中采用碱变性模板与热启动等方法进行透明颤菌血红蛋白基因体外扩增,成功地扩增出约0.5 kb的透明颤菌血红蛋白基因,并对vgb的PCR条件进行了研究。获取理想的目的基因PCR反应的综合参数比十分重要。     

透明颤菌血红蛋白的DNA改组研究

为提高透明颤菌血红蛋白在限氧条件下促进宿主细胞生长的能力,首先通过易错PCR向透明颤菌血红蛋白基因中引入突变,再结合DNA改组对其进行改造。将改组基因置于透明颤菌血红蛋白天然启动子下游,转化大肠杆菌DH5α,构建改组文库。以限氧培养条件下菌体沉淀的颜色为指标进行试管初筛,再以限氧和极端限氧条件下菌体湿重为指标进行摇瓶复筛,最终得到一个高活性突变蛋白VHb'042506。该蛋白使宿主的菌体湿重在限氧和极端限氧条件下较原基因转化子分别提高了31.25%和58.75%。经测序和比对,该基因与原基因相比发生了11处碱基点突变,致氨基酸4处错义突变。CO差光谱实验显示该蛋白具有更强的特征吸收。     

透明颤菌血红蛋白的分离纯化与分析检测

透明颤菌血红蛋白(Vitreoscillahemoglobin,VHb)是惟一一种研究得较为透彻的原核生物氧结合蛋白血红蛋白。它支持细胞在微氧条件下进行好氧生长,克服发酵过程中的溶氧限制,因此在需氧微生物发酵工业中具有重要的应用价值。简述了VHb的分离纯化过程,综述了VHb的各种定性检测和定量分析方法,比较了各种检测分析方法的优缺点和适用性。提出利用改进的一氧化碳差光谱法以全细胞悬浮液为对象直接进行VHb的定量分析是发酵工业中应用VHb重组菌株的研究发展方向 。     

透明颤菌血红蛋白基因调控与功能的研究

透明颤菌(Vitreoscila)血红蛋白(VHB)是一种氧调节、氧结合蛋白。其基因(vgb)已被克隆及表达。Vgb基因表达在转录水平上受氧控制．FNR蛋白作为厌氧激活于介入该调节过程。VHb可与氧结合参与细胞代谢过程,使细胞适应贫氧环境。Vgb基因的氧调控启动子和VHb蛋白的生理功能在基因工程和发酵工程具有良好的应用前景。     

透明颤菌血红蛋白对两种D-氨基酸氧化酶的不同影响及机理研究

D-氨基酸氧化酶是两步酶法制备7-氨基头孢烷酸(7-ACA)这一半合成头孢类抗生素的主要前体的关键酶.它催化的反应是需氧反应,反应体系的溶氧水平是酶活的限制因素之一.我们发现将纯化的透明颤菌血红蛋白(VHb)分别添加到三角酵母来源(TvDAO)和红酵母来源(RgDAO)的D-氨基酸氧化酶的纯酶中,可提高这两种氧化酶的活力35%和48%.细菌双杂交实验证明,透明颤菌血红蛋白与RgDAO有相互作用,而与TvDAO没有关联.这说明透明颤菌血红蛋白对氧化酶活力的促进是由于自身向氧化酶提供游离氧,而且它与氧化酶之间的相互作用可以增强这种效果.我们可以利用透明颤菌血红蛋白的这种性质把它作为氧化酶酶促反应的添加剂,提高酶促反应的效率,如果该氧化酶与之有相互作用,效果会更加显著.     

透明颤菌血红蛋白基因在解淀粉芽孢杆菌中的表达及其影响

将强启动子P43与透明颤菌血红蛋白基因（vgb）通过重叠延伸PCR进行融合,克隆到芽孢杆菌整合表达载体pDG1730中,重组表达载体pDG-P43vgb转化促生防病解淀粉芽孢杆菌FZB42,Wsetern-Blot和CO差光谱分析表明重组菌株FZB42-VHb表达了有活性的VHb蛋白,VHb的表达对重组菌株菌体的生长及抗菌脂肽的产生都有促进作用.在相同培养条件下,重组菌最大菌体密度比原始菌株提高了14.49 %,抗菌脂肽fengycin的产量提高了1.74倍,抗菌脂肽surfactin的产量提高了3.14倍.     

在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白需要异源启动子

构建了质粒pIJ4083Mpro、pIJ4083\|pro\,pWLD8和pFW3。在浅青紫链霉菌TK24中,启动子探针质粒pIJ4083上的邻苯二酚双加氧酶基因(xylE)不能被透明颤菌血红蛋白基因(vgb)的启动子带动转录,表明vgb启动子在链霉菌中无作用。TK24中,pWLD8和pFW3均能表达透明颤菌血红蛋白(VHb),pWLD8上可能是由Plac带动vgb的表达;pFW3上vgb基因去掉了非必要部分,克隆在PCR扩增得到的glnA启动子下游,两者连成嵌合基因。     

β-葡萄糖苷酶与透明颤菌血红蛋白在大肠杆菌中的共表达

为解决大肠杆菌高密度发酵生产β-葡萄糖苷酶过程中溶氧不足的问题,分别采用双顺反子和T7启动子系统在Escherichia coli中引入透明颤菌血红蛋白(VHb)以改善溶氧的利用、提高菌体的生物量,进而增加β-葡萄糖苷酶的产量。以双顺反子形式诱导表达VHb时,在摇瓶低溶解氧条件下的最高生物量达到4.24±0.29(OD_(600)),与无VHb表达的对照组相比提高了35.03%,同时β-葡萄糖苷酶发酵酶活达到了(9.78±0.55)U/m L,比对照组提高了25.38%。在3 L发酵罐中使用双顺反子形式共表达VHb时,β-葡萄糖苷酶发酵总酶活达到141.23 U/m L,与无VHb表达的对照相比提高了35.57%。以T7启动子对VHb进行表达后,在摇瓶和发酵罐中β-葡萄糖苷酶的发酵酶活均低于对照组。这些结果表明,在大肠杆菌中以双顺反子形式共表达β-葡萄糖苷酶和VHb能够提升菌体对低溶氧的耐受能力,提高菌体生物量和β-葡萄糖苷酶的产量。