研究适应突变的一个新的实验系统

以鼠伤寒沙门菌嘌呤生物合成途径中一个反式调节基因purR的超阻遏突变体(purRS)为材料,利用该突变体在补加限量腺嘌呤和以乳糖为惟一碳源的NCE培养基上生长非常缓慢(不能形成菌落)的特性,观察到了编码阻遏蛋白的调节基因purR可在上述非致死选择条件下产生迟后突变现象.迟后突变体重建实验证明,此类突变体为非缓慢生长突变体;统计分析显示,迟后突变体呈Poisson分布,表明突变发生在选择平板上;共转导分析初步证明,迟后突变发生在被选择基因purR或purD 结构基因的cis元件16 bp PUR box.以上结果暗示,利用此实验系统观察到的迟后突变现象是与随机突变不同的适应突变的结果.将适应突变基因从碳代谢和氨基酸合成的结构基因扩大到编码阻遏蛋白的调节基因,既为适应突变的普遍性提供了新的证据,也为适应突变研究提供了一个新的实验系统.     

脱硫创新霉素对E.coli BT色氨酸途径酶合成的阻遏作用

<正> 将E.coli BT(Trp~-)从阻遏条件转入去阻遏条件培养时,加入脱硫创新霉素,测定药物对色氨酸途径酶(ASase和TSase)合成的阻遏作用。实验结果证明:脱硫创新霉素的抗菌作用机制和创新霉素一样是阻遏色氨酸途径酶的生物合成。其50%的阻遏浓度为4—5μm,和创新霉素相似。实验结果也说明,创新霉素结构中的噻喃环对阻遏作用不是必要的,     

利用基因融合研究嘌呤生物合成的调控

利用Mudl噬菌体将Lac基因融合到大肠杆菌嘌呤合成基因中,使Lac基因受嘌呤合成调节基因的调控,这样,只要测定这些基因融合菌株的β-半乳糖苷酶的合成就可以了解各种因素对嘌呤合成的影响。遗传学定位知道,这些菌株是PurI-lac和pufF-lac融合菌株。实验表明,这些菌株的β-半乳糖苷酶合成受嘌呤合成的终产物——腺嘌呤的阻遏。我们还从这些菌株中分离到了它们的β-半乳糖苷酶合成不受高浓度腺嘌呤阻遏的突变株,由于在这些突变     

利用根癌农杆菌T-DNA 插入突变寻找参与漆酶葡萄糖阻遏的关键基因

【目的】新型隐球酵母(Cryptococcus neoformans)是人类重要致病真菌,主要毒性因子之一漆酶的表达受葡糖糖阻遏,机制未知。本文拟寻找参与葡萄糖阻遏的关键基因。【方法】建立根癌农杆菌介导的转化方法(Agrobacterium tumefanciens-mediated transformation,ATMT)建立一个容量约200000的随即插入突变文库,在高浓度葡萄糖条件下从中筛选葡萄糖去阻遏的突变株。通过Southern确定突变株中T-DNA的拷贝数,利用反向PCR获得依赖葡萄糖的漆酶阻遏基因序列。【结果】筛选到了30株葡萄糖去阻遏突变株,Southern blot发现83%的葡萄糖去抑制突变株含有单个T-DNA拷贝。初步鉴定了可能参与漆酶阻遏的10个不同生物学功能基因,如参与碳水化合物的代谢,固醇的合成,几丁质的合成,GPI脂锚钩的合成等等。【结论】ATMT突变策略可以找到一些参与漆酶葡萄糖阻遏的关键基因,为理解漆酶在致病过程中的作用机制和工业改进漆酶活性提供参考。     

鼠伤寒沙门氏菌嘌呤生物合成的调控研究：VI.超阴遏突变体的分离和遗传 …

从鼠伤寒沙门氏菌的ＴＴ１２３０６（ｐｕｒＤ∷ｌａｃ）株出发,对８６个对数生长期培养物作了诱变处理,在Ｅ＋Ａｄｏ＋Ｘ－ｇａｌ平板上得到６６个独立的白色或浅蓝色菌落,经测定它们在阻遏和去阻遏条件下的β－半乳糖苷酶活性、回复突变频率、突变位点的转导分析和显性实验。证明其中１１株为嘌呤生物合成途径中的超阻遏突变体。     

鼠伤寒沙门氏菌嘌呤生物合成的调控研究 Ⅵ.超阻遏突变体的分离和遗传鉴定

从鼠伤寒沙门氏菌的ＴＴ１２３０６（ｐｕｒＤ∷ｌａｃ）株出发,对８６个对数生长期培养物作了诱变处理,在Ｅ＋Ａｄｏ＋Ｘｇａｌ平板上得到６６个独立的白色或浅蓝色菌落,经测定它们在阻遏和去阻遏条件下的β半乳糖苷酶活性、回复突变频率、突变位点的转导分析和显性实验,证明其中１１株为嘌呤生物合成途径中的超阻遏突变体。     

嗜热链球菌IMAU20246胞外多糖基因簇及其表达分析北大核心

【目的】嗜热链球菌IMAU20246是一株具有良好发酵特性且高产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)的菌株,但其EPS基因簇及合成途径尚不清晰。因此可通过全基因组测序及生物信息学分析菌株基因组序列,探究EPS合成及调控机制。【方法】本实验对嗜热链球菌IMAU20246进行全基因组测序并进行生物信息学分析,解析EPS生物合成相关基因簇及EPS合成途径,同时采用实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)对其不同时间点EPS基因簇的表达进行定量分析。【结果】嗜热链球菌IMAU20246基因组中有一个18.1 kb的EPS生物合成基因簇,编码15个与EPS生物合成相关的基因。嗜热链球菌IMAU20246通过转运葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖及蔗糖合成UDP-葡萄糖、dTDP-葡萄糖、dTDP-鼠李糖、UDP-半乳糖、UDP-呋喃半乳糖、UDP-N-乙酰葡萄糖胺和UDP-N-乙酰半乳糖胺等7种糖核苷酸。qRT-PCR的结果表明,EPS基因簇中的基因在细胞生长阶段均能表达,特别是糖基转移酶基因epsE、epsF、epsH和epsJ在培养6 h时表达量最高,此时EPS产量达到最高。【结论】本研究从基因组解析了嗜热链球菌IMAU20246 EPS基因簇及其合成途径,为菌株的进一步开发提供了理论依据。     

链霉菌UDP-葡萄糖脱氢酸编码基因Ste6的克隆表达和性质研究

链霉菌139能够产生一种全新的胞外多糖——依博素（139A）,该多糖体内具有显著抗类风湿性关节炎活性。其生物合成基因簇（GenBank Accession Number：AYl31229）已被鉴定约31．3kb,包含22个开放阅读框（ste1—ste22）。以pET-30a为载体,克隆并在大肠杆菌BL21（DE3）中进行了ste6基因的表达,对该基因的克隆、表达与性质进行了研究。亲和层析法证实,纯化后重组蛋白具有催化UDP-葡萄糖脱氢变成UDP-葡萄糖醛酸的活性。这表明ste6编码产物是葡萄糖脱氢酶。为了证实ste6基因与依博素生物合成的关系,采用单交换基因破坏策略构建了ste6基因阻断突变株。结果初步显示ste6和依博素生物合成相关。     

用PCR方法定向突变结核分枝杆菌glmU基因

目的:结核分枝杆茵glmU基因是分枝杆菌生长必需基因,其编码产物具有乙酰基转移酶活性和尿嘧啶转移酶活性,参与细胞壁前体物UDP-乙酰葡糖胺(UDP-GlcNAc)的生物合成,研究其空间结构可以定向设计酶抑制剂.方法:利用PCR方法定向突变结核分枝杆菌glmO基因,并用大肠杆菌BL21(DE3)高表达m-GlmU蛋白.结果:获得了定向突变的结核分枝杆菌glmU基因,m-glmU.纯化的m-GlmU蛋白仍具有乙酰基转移酶活性和尿嘧啶核苷转移酶活性.结论:纯化的m-GlmU蛋白为进一步研究其稳定性、测定其空间结构提供了物质基础.     

温度对假单胞菌rsmA突变株M-18R合成Plt和PCA的区别性影响

次生代谢物阻遏蛋白 (Repressorofsecondarymetabolite ,Rsm)A是一种全局性调控因子 ,与Mrna的RBS结合 ,转录后水平上抑制基因翻译。运用同源重组技术 ,构建了假单胞菌 (Pseudomonas sp .)M-18的rsmA突变菌株M-18R。在 37℃、28℃恒温和短期升温 (37℃、4h培养 ,转 28℃继续培养 )条件下 ,比较野生株M-18和突变株M_18R生物合成藤黄绿菌素 (Plt)和吩嗪-1-羧酸 (PCA)的量。在 37℃条件下 ,M-18和M-18R合成这两种抗生物质的能力几乎受到完全抑制。在28℃条件下 ,M-18R合成Plt的量约为野生型M-18的 10倍 ,达到 270 μg /Ml ,但是合成PCA的量仅为野生型的 50%。经短期升温培养 ,M-18的Plt合成量明显下降 ,PCA产量降低不显著 ;相反 ,M-18R合成Plt的量达到 400μg/Ml ,但PCA产量的变化仍不明显。推测 ,M-18菌株细胞内存在着某种与RsmA相关联的温度敏感因子 ,在RsmA缺失条件下 ,作为专一性激活剂促进Plt的生物合成 ,但是 ,并不参与对PCA合成的调控。     

黑曲霉S1生淀粉糖化酶生物合成的调节研究

本文对黑曲霉S_1(Aspergillus niger S_1)生淀粉糖化酶生物合成调节进行了初步研究,认为该菌生淀粉糖化酶的合成与菌体生长呈负相关,即酶的合成过程是典型的选择性合成过程。该菌生淀粉糖化酶的合成受降解物阻遏调控,缓慢供给低浓度易利用碳源和添加环腺苷磷酸(cAMP)可使酶的合成消阻遏,通过研究放线菌素C_1(Actinomycin C_1)等抑制剂对酶合成的影响而推断黑曲霉S_1生淀粉糖化酶合成的阻遏调控发生在转录水平上。     

一个甲基转移酶基因lomo3在洛蒙真菌素生物合成途径中的功能

【目的】洛蒙真菌素是在洛蒙德链霉菌(Streptomyces lomondensis)中生物合成的一种具有广谱抑菌活性的吩嗪类抗生素,但其合成机理仍不清晰。在洛蒙德链霉菌S015的洛蒙真菌素生物合成核心基因簇下游,有一甲基转移酶基因——lomo3,研究该基因对洛蒙真菌素生物合成的影响。【方法】对lomo3基因进行无痕敲除得到基因缺失突变株S015Δlomo3,再过表达重组质粒构建回补突变株S015Δlomo3::lomo3,比较两株突变株与野生型S015的发酵产物的变化。【结果】发现基因缺失菌株S015Δlomo3不能合成洛蒙真菌素,而基因回补菌株S015Δlomo3::lomo3则可恢复洛蒙真菌素的合成能力。【结论】甲基转移酶基因lomo3在洛蒙真菌素生物合成过程中起着重要的作用,但该基因的具体功能还有待深入研究。研究对于阐明洛蒙真菌素的生物合成途径具有一定的指导作用。     

食甲基杆菌J1-1吡咯喹啉醌生物合成突变株的筛选和鉴定

目的:通过Tn5转座诱变筛选食甲基杆菌J1-1吡咯喹啉醌(PQQ)生物合成相关基因。方法:构建食甲基杆菌J1-1 Tn5转座突变体库,筛选PQQ合成水平差异明显的突变株,利用质粒拯救法鉴定突变基因,通过基因敲除、回补及过表达进一步研究该基因与PQQ合成的关系。结果:构建了J1-1的Tn5转座突变体库,筛选得到一株PQQ合成水平显著下降的突变株,经鉴定Tn5插入位点为mpq0056基因,该突变株在以甲醇为惟一碳源的培养基中生长速度略慢;敲除J1-1中mpq0056基因后,PQQ的合成水平下降,与Tn5诱变结果一致;回补该基因后,PQQ产量恢复到野生菌水平。结论:mpq0056基因参与了PQQ的生物合成,该基因可能编码分支酸盐裂合酶,并在PQQ生物合成中起重要作用。     

SQP1质粒上庆丰霉素生物合成基因的变异和重组

通过原生质体形成与再生手段可以获得庆丰链霉菌SQPI质粒上庆丰霉素生物合成基因发生突变的菌株(Qmrq-)。这些突变株,每两个为一对在斜面上混合培养,使之发生杂交,在所得到的子代菌落中,能检出相当数量回复了庆丰霉素生物合成能力的菌落。推测这些菌落的出现是庆丰霉素合成基因不同突变位点发生遗传重组的结果。     

温度对假单胞rsmA突变株M-18R合成Plt和PCA的区别性影响

次生代谢物阻遏蛋白(Repressor of secondary metabolite,Rsm)A是一种全局性调控因子,与mRNA的RBS结合,转录后水平上抑制基因翻译。运用同源重组技术,构建了假单胞茵(Pseudomonas sp．)M-18的rsmA突变菌株M-18R。在37℃、28℃恒温和短期升温(37℃、4h培养,转28℃继续培养)条件下,比较野生株M-18和突变株M-18R生物合成藤黄绿菌素(Plt)和吩嗪-1-羧酸(PCA)的量。在37℃条件下,M-18和M-18R合成这两种抗生物质的能力几乎受到完全抑制。在28℃条件下,M-18R合成P11的量约为野生型M-18的10倍,达到270μg／mL,但是合成PCA的量仅为野生型的50％。经短期升温培养,M-18的Plt合成量明显下降,PCA产量降低不显;相反,M-18R合成Plt的量达到400μg／mL,但PCA产量的变化仍不明显。推测,M-18菌株细胞内存在着某种与RsmA相关联的温度敏感因子,在RsmA缺失条件下,作为专一性激活剂促进Plt的生物合成,但是,并不参与对PCA合成的调控。     

假单胞菌H78中全局调控蛋白Crc对Plt生物合成及其基因表达的调控

【目的】研究Pseudomonas protegens H78中全局调控蛋白Crc对藤黄绿菌素(Pyoluteorin,Plt)生物合成及其基因表达的调控。【方法】通过同源重组方法无痕敲除crc基因,并将H78Δcrc突变株与H78野生株在KMB培养基中发酵测定Plt产量;采用lac Z报告分析研究Crc对plt合成基因表达的调控。【结果】突变株H78Δcrc的Plt产量显著下降;Crc在整体水平、转录水平及转录后水平均正调控plt合成基因的表达。【结论】全局调控因子Crc对Plt合成及基因表达表现为正调控作用。     

兽疫链球菌透明质酸合成相关基因hasB的克隆以及性质研究

透明质酸是链球菌荚膜的主要组成部分,有着重要的生理功能。UDP-葡萄糖脱氢酶(HasB)是透明质酸合成中的一个关键酶,而C类链球菌的UDP-葡萄糖脱氢酶编码基因(hasB)尚未被克隆。通过hasB基因的上下游序列设计引物从兽疫链球茵的基因组中克隆出一段序列,测序结果显示其包含一个由1206个碱基组成的开放阅读框,所编码的蛋白序列同化脓链球菌和乳链球菌的UDP-葡萄糖脱氢酶蛋白序列分别有63．1％和70．6％的相似性。将这段基因置于T7启动子下,并在大肠杆菌中进行表达,能够得到一个约47kDa的蛋白,酶活测定显示其具有UDP-葡萄糖脱氢酶活性。这些结果表明所克隆的基因是兽疫链球菌的UDP-葡萄糖脱氢酶编码基因。     

地中海诺卡氏菌(Nocardia mediterranei)突变株的生化互补和力复霉素合成途径的研究——(Ⅰ)力复霉素生化互补突变株的筛选

本文报导了由力复霉素产生菌,地中海诺卡氏菌诱变得到的非活性突变株,经共合成方法由6株非活性突变株配成8对有共合成能力的生化互补菌株,并证明互补菌株共合成产生力复霉素并不是由于酶的作用,而是由于一株非活性突变株产生一种力复霉素合成途径的中间产物,经另一非活性突变株转化为力复霉素。前者为供体菌,后者为受体菌或转化菌,供体菌在力复霉素生物合成途径上经突变而引起的阻断部位必然在受体菌的后面。 五株突变株生化互补的产物具有生物活性,并经紫外和可见光吸收光谱的测定,证明是属于力复霉素一类环桥抗菌素。     

大肠杆菌tyrR基因剔除及其对苯丙氨酸生物合成的影响

TyrR是大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成和运输途径中的一种全局性调控蛋白质。采用双交换同源重组的方法定位突变大肠杆菌染色体tyrR基因 ,在该基因中插入带有卡那霉素抗性基因的DNA片段 ,使之失活 ,实现基因剔除。经PCR、DNA测序、lacZ报告基因等多种方法证实了基因剔除的可靠性。tyrR基因剔除后 ,大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成中受TyrR蛋白调控的关键酶的酶活力有所提高 :3 脱氧 2 阿拉伯庚酮糖 7 磷酸合成酶(DAHPS ,由aroG编码 )酶活力提高了 1.0 8倍 ,转氨酶 (AT ,由tyrB编码 )酶活力提高了 2 .70倍 ;突变菌株发酵生产苯丙氨酸的能力提高了 1.5 9倍 ;同时 ,与芳香族氨基酸运输相关的通透酶基因aroP(P)的阻遏被解除 ,细胞运输芳香族氨基酸的能力提高了 70 .2 %。     

谷氏菌素生物合成基因gouC和gouD的功能研究北大核心CSCD

【目的】由于谷氏菌素产生菌禾粟链霉菌的遗传操作效率较低,本研究在谷氏菌素生物合成基因簇成功异源表达的基础上,通过在异源宿主天蓝色链霉菌M1146中阻断谷氏菌素生物合成基因gouC和gouD,研究其在谷氏菌素生物合成中的作用,为谷氏菌素生物合成途径的阐明奠定基础。【方法】以含有谷氏菌素生物合成基因簇的黏粒D6-4H为基础,通过PCR-targeting的方法分别将gouC和gouD敲除得到重组质粒p GOUe-ΔC和p GOUe-ΔD。通过接合转移将这两个重组质粒分别导入天蓝色链霉菌M1146中,获得gouC和gouD的缺失突变株M1146-GOUe-ΔC和M1146-GOUe-ΔD,通过HPLC分析突变株的谷氏菌素中间产物积累情况,分离纯化后对其进行结构鉴定和生物活性检测。【结果】gouC和gouD的缺失均导致谷氏菌素不能合成,突变株发酵液中积累了不同的中间产物,生物活性分析发现这些中间产物均失去了对肿瘤细胞的抑制活性。【结论】gouC和gouD是谷氏菌素生物合成的重要基因,与谷氏菌素肽基部分的肌氨酸残基合成相关。本研究为阐明谷氏菌素的生物合成机制提供了更多的依据。