大肠杆菌中表达关键基因产异丁醇的研究

目的:改造大肠杆菌的代谢途径,使非生产菌株大肠杆菌具备产异丁醇的能力.方法:将乳脂乳球菌NIZO B1157的2-酮酸脱羧酶基因kdcA克隆到大肠杆菌中,使大肠杆菌产异丁醇;另外,采取两种方法过量表达alsS、ilvC、ilvD基因,增加前体物质酮酸的供应,以提高异丁醇的产量:一是与kdcA串联表达;二是在另一个相容质粒中表达.结果:大肠杆菌工程菌具备产异丁醇的能力,其中相关基因在一个质粒中串联表达的产量比其在两个相容质粒中共表达的产量高30倍,达到3g/L.结论:导入的酮酸合成途径与醇类生产途径结合,能使非生产菌株大肠杆菌生产异丁醇,并且单质粒表达代谢途径相关基因的效果优于双质粒表达.     

针对线粒体复合体Ⅰ基因突变的Leigh综合征细胞模型的基因治疗研究

该研究旨在探讨转导酵母NDI1基因对线粒体ND1基因突变的Leigh综合征细胞模型的恢复效果,从而为线粒体复合体I基因突变所致Leigh综合征的基因治疗提供研究基础。已知线粒体复合体Ⅰ的ND1基因的m.3697G>A突变是Leigh综合征的致病突变之一。该研究采用已构建的携带该ND1基因突变的胞质杂合细胞作为线粒体复合体I基因突变的Leigh综合征细胞模型,将酵母NDI1基因的重组慢病毒转导至该细胞模型中表达NDI1蛋白(即酵母复合体I),检测NDI1蛋白对线粒体复合体I各方面功能的恢复效果。酵母NDI1基因转导该细胞模型后能高效表达并定位于线粒体。转导酵母NDI1基因可以恢复复合体I酶活性(外源酵母复合体Ⅰ的补偿)、线粒体有关的氧耗水平、线粒体偶联效率、线粒体有关的ATP水平,并且可以降低线粒体氧化应激水平、线粒体自噬水平。在线粒体复合体Ⅰ基因突变的Leigh综合征细胞模型中,酵母复合体Ⅰ可以替代性补偿线粒体的氧化磷酸化功能,并且可以缓解线粒体的氧化应激和自噬状态。该研究结果可以为线粒体复合体Ⅰ基因突变所致Leigh综合征的基因治疗提供研究基础。     

HOG1 MAPK参与调控亚砷酸钠诱导的酵母细胞凋亡

【目的】本研究探讨了HOG1 MAPK在亚砷酸钠诱导酵母细胞凋亡中的作用。【方法】以酵母野生株BY4741及其HOG1突变株(ΔHOG1)为材料,研究了亚砷酸钠对酵母细胞生长、相对存活率和氧化损伤的影响,并采用流式细胞术检测了亚砷酸钠胁迫下酵母细胞凋亡率、ROS水平和线粒体膜电位的变化。【结果】亚砷酸钠可抑制酵母细胞生长,诱导细胞凋亡。在相同处理组中,ΔHOG1对亚砷酸钠更为敏感,表现为细胞存活率降低,凋亡率升高。在亚砷酸钠胁迫过程中,ΔHOG1胞内ROS水平和MDA含量显著高于野生株BY4741,而线粒体膜电位显著低于野生株。【结论】HOG1 MAPK可能通过影响胞内ROS水平和线粒体膜电位的变化调控亚砷酸钠诱导的酵母细胞凋亡。     

线粒体自噬调控机制研究进展

线粒体为细胞正常生命运动提供能量和物质;然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱,它们是细胞潜在的危险因素,必需及时清除,线粒体自噬可以起到这一作用,维持细胞稳态。当细胞处于恶劣环境时,线粒体自噬可通过降解线粒体补充生命必需物质,从而度过危机维持生存。另外线粒体自噬会在某些情况下通过降解正常线粒体来维持线粒体质量和数量的平衡。不同生物中具有不同的线粒体自噬途径和机制,酵母中主要通过Atg32磷酸化调控线粒体自噬;哺乳动物中则存在分别由Parkin-PINK1、Nix、FUNDC1等不同蛋白介导的线粒体自噬调控机制;植物线粒体自噬的研究主要集中在拟南芥,其途径及具体调控机制尚不明确。综述了近年来酵母、动物和植物中线粒体自噬的作用机制及调控因子等方面的研究进展。     

流加发酵提高产胡萝卜素红酵母产量的研究

本文对产胡萝卜素的红酵母进行了间歇、恒速及变速流加发酵实验,建立了简单的数学模型控制流加。实验结果表明,变速流加可显著地提高红酵母的产量,当流加控制因子K为88×10－5,变速流水发酵比间歇发酵红酵母产量提高了56．2％。     

联合策略优化犬α干扰素的酵母表达

前期研究在毕赤酵母中分泌表达了犬α干扰素(CaIFN),其活性较高但产量未达到理想水平.目前工作的重点是提高重组蛋白产量.构建含有1、2、4、6、8拷贝CaIFN基因的酵母转化子,其中KM-6CaIFN产量最高,与KM-1CaIFN相比提高了200.6％.共表达8种分子伴侣,其中Hac蛋白能够提高KM-6CaIFN和K...     

封面故事

线粒体是真核细胞中十分重要的细胞器,它密切影响着细胞能量的供应、钙离子浓度的稳态以及细胞凋亡等过程。因此,线粒体的恰当分布关乎细胞的功能和生存,这就涉及到线粒体的运动和固定。在极化细胞(如神经细胞和芽殖酵母)中,线粒体运     

海藻糖产生菌的诱变育种

目的：从土壤中筛选得到高产海藻糖的酵母菌,并且进行物理诱变进一步提高海藻糖的产量。方法：从土壤中分离纯化获得10株酵母菌株,经初步菌种鉴定属瓶形酵母属;并从中筛选得到1株高产海藻糖的酵母菌株Y5,然后对其进行了紫外线诱变。结果：选育出性能优良菌株Y59,其生产性能比出发菌株提高了2．26倍,发酵液中海藻样含量达到2908．5μg/ml。结论：紫外线诱变可以有效地提高海藻糖的产量。     

细菌血红蛋白基因在产D-阿拉伯糖醇酵母菌中的克隆与表达

构建了含透明颤菌血红蛋白基因vgb和甲醛抗性基因SFA1的重组质粒pVgb EX2 ,转化到产D 阿拉伯糖醇的酵母Saccharomycessp.X 62中。转化子细胞中VHb的含量比对照菌细胞有显著提高 ,表明基因vgb在酵母细胞中得到表达。转化子发酵的D 阿拉伯糖醇产量与转化率均有提高。在重复实验中D 阿拉伯糖醇的产量最多提高了 2 7 3%。在实验条件下 ,似乎D 阿拉伯糖醇的产量与细胞VHb含量有相关性。     

产异丁醇关键基因在大肠杆菌中表达的研究

[目的]改造大肠杆菌缬氨酸合成途径,使其能够代谢合成异丁醇.[方法]将乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) 1.2829的2-酮异戊酸脱羧酶基因(kivD)和醇脱氢酶基因(adhA)串联克隆到大肠杆菌DH5α宿主中表达.[结果]经过改造的宿主菌发酵24 h后异丁醇产量为0.12 g/L.酶活测定实验发现,kivD和adhA基因在宿主菌中均得到表达,但由于KivD的低表达量导致宿主菌最终的异丁醇合成能力偏低.通过研究温度和pH对KivD和AdhA酶活的影响,最终选定二者的最适温度为30℃,最适pH为6.5. [结论]通过向宿主菌导入外源异丁醇合成基因能够改造其自身代谢途径,从而合成异丁醇.     

产异丁醇大肠杆菌工程菌的构建

摘要:酮酸脱羧酶是异丁醇生物合成的关键酶,而大肠杆菌中没有此基因.将乳脂乳球菌NIZO B1157的2-酮酸脱羧酶基因kdcA克隆到非生产菌株大肠杆菌中,同时串联表达与前体物质酮酸相关的alsS、ilvC和ilvD基因,构建了串联表达质粒pSTV29-alsS-ilvC-ilvD-kdcA.大肠杆茵工程茵成功表达了4个基因,并能利用葡萄糖发酵产异丁醇,发酵24h后最高产量为3 g/L.     

基因敲除提高大肠杆菌工程菌生产异丁醇产量的研究

探究pflB、frdAB、fnr和AdhE四基因缺失突变株对大肠杆菌工程菌发酵生产异丁醇的影响。运用Red重组系统敲除大肠杆菌BW25113的pflB、frdAB、fnr和AdhE基因,构建pflB、frdAB、fnr和AdhE四基因缺失突变株E.coliBW25113H,结合本实验室已经构建的表达质粒pSTV29-alsS-ilvC-ilvD-kdcA,并检测该工程菌在1L发酵罐的发酵过程中的生物量、突变菌株的稳定性、异丁醇产量及有机酸含量的变化情况。成功获得pflB、frdAB、fnr和AdhE四基因缺失突变株BW25113H。发酵结果表明,该工程菌能以较长时间,较高比生长速率保持对数生长期,其稳定性较好,异丁醇产量增加了40%。成功构建pflB、frdAB、fnr和AdhE四基因缺失突变株BW25113H,结合非自身发酵途径使异丁醇的产量由3 g/L提升至4.2 g/L。     

氧化应激下植物线粒体自噬分析

线粒体自噬,是指通过选择性的识别并清除损伤、衰老及功能紊乱的线粒体,对维持细胞内线粒体质量和数量的平衡产生了重要作用。与动物和酵母中线粒体自噬的研究进展相比,植物线粒体自噬的途径及具体调控机制尚不明确。基于GFP标签,本文探究了氧化胁迫下植物线粒体自噬发生情况。研究发现甲基紫精诱导线粒体在液泡中积累,并呈现两种状态:1) GFP小体包含的线粒体; 2)不含GFP的线粒体。本研究发展的GFP标签策略可为植物线粒体自噬关键调控因子的筛选提供借鉴。     

豌豆子叶线粒体发育过程中H~+-ATP酶的变化

关于线粒体的发育的研究,较多地以动物和酵母为对象,植物较少。而线粒体发育过程中 H~+-ATP 酶的 F_1-ATP 酶变化的研究,目前尚未见报道。本文以豌豆子叶为材料,就线粒体的发育,H~+-ATP 酶活性变化以及这种变化与 F_1-ATP 酶亚基组成的相关性进行了初步研究,其最终目的是探讨线粒体发育过程中内膜的发生及膜蛋白的组装问题。     

酵母线粒体的磷脂转运

线粒体是一种由两层膜包被的细胞器,其功能和结构的稳定性取决于线粒体膜上精确的磷脂组成及分布。线粒体膜上的大部分脂类物质由内质网合成,既而转运到线粒体。而部分脂类利用内质网上产生的前体,在线粒体内膜上合成。由此可见,线粒体膜脂的生物合成需要线粒体与内质网以及线粒体外膜(outer mitochondrial membrane, OMM)与内膜(inner mitochondrial membrane, IMM)之间进行大量的脂质转运。目前认为,这种运输过程既可在拴系因子(tether factors)形成的膜结合部位(membrane contact sites, MCSs)内发生,也可借助脂质转运蛋白(lipid transfer proteins, LTPs)完成。近年来,研究者以酵母为对象,建立了多种线粒体磷脂转运(phospholipid trafficking)的模型,这使人们初步理解了线粒体磷脂转运的机制。本综述总结了酵母线粒体磷脂转运的最新发现,并对这些磷脂转运的模型进行了讨论,以期为今后深入了解线粒体脂类代谢提供参考。     

利用木薯淀粉产异丁醇的重组菌株的构建

目的:构建了一株直接利用木薯淀粉为原料生产异丁醇的重组菌株。方法:将地衣芽孢杆菌的淀粉酶基因克隆到生产异丁醇的大肠杆菌重组菌中,使大肠杆菌能够直接利用木薯淀粉为原料生产异丁醇。结果:木薯淀粉不需要预先加入淀粉酶进行糖化处理,就可以直接被作者研究所构建的重组菌株发酵生成异丁醇。结论:提供了一种直接发酵木薯淀粉生产异丁醇的方法。导入地衣芽孢杆菌的淀粉酶基因,能使只能利用葡萄糖作为发酵材料的异丁醇生产工程菌直接利用木薯淀粉为原料生产异丁醇。     

海洋红酵母产虾青素培养基优化的初步研究

为了提高海洋红酵母发酵虾青素的产量水平,对海洋红酵母的培养基成分进行了初步研究。试验结果表明,海洋红酵母能利用葡萄糖、淀粉水解糖、糖蜜等多种碳源,用淀粉水解糖为碳源培养海洋红酵母所获得的虾青素体积产率最大;用牛肉膏为氮源有利于提高海洋红酵母的生物量,以(NH4)2SO4、NH4Cl和蛋白胨为氮源有利于提高海洋红酵母的虾青素体积产率,用KNO3、草酸铵、蛋白胨、尿素有利于提高海洋红酵母的虾青素细胞产率;在海洋红酵母的培养基中添加Mn2 、Cd2 、Zn2 、Fe2 能增加生物量,添加Zn2 、Fe3 、Mn2 能增加海洋红酵母的虾青素体积产率,添加Fe3 能提高海洋红酵母的虾青素细胞产率。     

科技文摘

遗传密码不是所有生物共通的吗? 遗传密码在所有生物中都是相同的这一点已成为常识,也是分子生物学研究成果之一。但最近据说在线粒体的DNA中发现了三个与一般不同的密码,引起了不小的反响。线粒体中的翻译与细胞质中的蛋白质合成可以完全独立地进行。线粒体的DNA序列中第一个确定的是编码酵母ATP ase的第9个亚基的部位。这个密码子的第三个     

DNA顺序的dd×TP链终止法测定

用Messing的M13克隆系统和sanger的ddxTP链终止法,测定了酵母线粒体DNA片段的核苷酸顺序。为了提高在一张x光胶片上的阅读水平,作者对sanger法的某些操作进行了适当修正。通过降低ddxTP／dxTP的用量比率、多次加样以及合理掌握两次加样的间隔时间和电泳结束时间、ss—DNA模板的筛选等措施,在一张17×80cm的x光胶片上的阅读水平达到394bp,从而测出了酵母线粒体DNA细胞色素b基因的一个大片段为709bp。     

阿魏蘑与胶红酵母共培养中促进产漆酶物质的初步研究

阿魏蘑在液态发酵过程中经胶红酵母共培养后,漆酶的产量得到提高,但对其起促进作用的物质尚不清楚。本文中,笔者首先考察阿魏蘑和胶红酵母发酵上清液混合对漆酶酶活测定的影响,发现胶红酵母并没有表达漆酶的能力,同时,发酵上清液的混合会导致漆酶酶活的下降。因此,排除了两种微生物发酵液之间发生的协同或促进作用对漆酶酶活的影响。在分别添加高温灭活和70℃灭活的胶红酵母后发现,添加30 g/L的70℃灭活的胶红酵母,阿魏蘑漆酶酶活增加至6 605 U/L,而高温灭活未有相应的促进效果。因此,在共培养中促进漆酶合成的活性物质存在于酵母中并对温度敏感。通过比较70℃灭活胶红酵母的添加时间和添加量后,在阿魏蘑培养第2天添加50 g/L胶红酵母获得最高漆酶产量7 579 U/L。通过研究发现了胶红酵母中某种对热敏感的物质促进了阿魏蘑漆酶表达量的提高,此结果对研究漆酶及其他发酵产物在共培养中表达量的提高有重要意义。