Pseudomonas mosselii E1铁载体合成相关基因cysI的克隆与功能初步分析

从棉花根际分离的铁载体产生菌E1,其16SrDNA与Pseudomonas mosselii ATCCBAA-99的同源性为100%。采用三亲本杂交方法将携带转座子Tn5-1063的质粒pRL1063a导入E1中进行转座子插入诱变。利用CAS法,从1000个突变株中,筛选到一株铁载体合成缺失突变株E1-185。利用TAIL-PCR方法,扩增位于Tn5-1063两端的侧翼序列。测序结果表明,转座子插入到E1的cysI基因内。该基因与Pseudomonas entomophila L48的cysI同源性为96%,其CysI氨基酸序列相似性为97%。该基因与半胱氨酸的合成密切相关,而在加有半胱氨酸的CAS平板上,突变株恢复了铁载体产生能力,证明cysI在E1铁载体合成过程中具有重要作用。据推测,cysI可能与铁载体合成途径中关键蛋白acyl-S-PCPs的形成有关。     

Pseudomonas mosselii E1铁载体合成相关基因cysI的克隆与功能初步分析

从棉花根际分离的铁载体产生菌E1,其16SrDNA与Pseudomonas mosselii ATCCBAA-99的同源性为100%。采用三亲本杂交方法将携带转座子Tn5-1063的质粒pRL1063a导入E1中进行转座子插入诱变。利用CAS法,从1000个突变株中,筛选到一株铁载体合成缺失突变株E1-185。利用TAIL-PCR方法,扩增位于Tn5-1063两端的侧翼序列。测序结果表明,转座子插入到E1的cysI基因内。该基因与Pseudomonas entomophila L48的cysI同源性为96%,其CysI氨基酸序列相似性为97%。该基因与半胱氨酸的合成密切相关,而在加有半胱氨酸的CAS平板上,突变株恢复了铁载体产生能力,证明cysI在E1铁载体合成过程中具有重要作用。据推测,cysI可能与铁载体合成途径中关键蛋白acyl-S-PCPs的形成有关。     

高产铁载体荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens sp-f的筛选鉴定及其铁载体特性研究

采用改进的CAS检测平板从东湖中筛选得到了一株高产铁载体细菌sp-f,并用CAS检测液定量检测其分泌铁载体量,发现其As/Ar仅0.09(OD680),Su(Siderophore Unit)为90%,达到产铁载体菌最高级。用BIOLOG检测板,结合细菌生理生化反应、形态观察和16S rDNA序列比对分析等分类鉴定方法,确定sp-f为一株荧光假单胞菌。P.fluorescenssp-f生长过程中胞外铁载体的量在对数生长前期累积达到最高后有所减少,至稳定期时菌液中铁载体量达到稳定。在已知铁载体特异吸收峰波长下,用反向高效液相色谱检测无铁环境和高铁环境下培养液上清,比较发现sp-f上清含有3种含儿茶酚胺类基团铁载体,其中包括荧光和非荧光性的脓菌素,200μmol/L Fe2 可完全抑制荧光性质脓菌素的分泌,但非荧光脓菌素的分泌不受抑制,并且对非脓菌素的儿茶酚胺类铁载体的合成分泌反而具有一定的诱导作用。     

海洋微生物铁载体的研究进展

铁是影响初级生产力的主要限制性因子之一,其在海洋环境中的分布具有空间异质性。由于铁在海洋中主要以溶解度较低、易沉降的三价态(Fe³⁺)形式存在,因此溶解铁对海洋生物而言是一种稀缺资源。为了获得生命代谢所需的铁,微生物进化出多种铁摄取的策略来满足需求,其中铁载体(siderophores)是最典型的代表。铁载体作为重要的代谢辅因子,除了铁循环以外,也强烈影响着其他元素的循环。基于铁载体的重要性,深入理解它的合成、转运和调控机制是系统认识海洋铁循环和生命过程的重要环节之一。本文以近20年的研究为重点,总结了铁载体的最新进展,包括其类型、合成/运输系统、获取途径、调控机制以及铁载体的功能与应用,旨在更好地认识铁载体在海洋微生物生态学过程中的作用,加深对海洋铁循环动力学机制的理解。     

酿酒酵母表达和纯化功能性的铁载体合成蛋白PchE

【目的】利用酿酒酵母表达系统,通过乙醇脱氢酶启动子异源表达细菌源的铁载体合成蛋白PchE,并与来源于枯草芽孢杆菌的泛酰化酶Sfp同宿主共表达,探索真核表达体系表达具有生化活性的细菌源蛋白。【方法】从大肠杆菌BAP1染色体上扩增sfp基因,将pchE基因及串联的pchE与sfp基因分别构建到酵母-大肠杆菌穿梭质粒pXW55中,各自转化酿酒酵母BJ5464-npg A表达,经过亲和层析和离子交换层析纯化蛋白,利用HPLC检测细菌源与酵母源表达的PchE在体外重构生化反应中的催化活性。【结果】利用酿酒酵母表达系统可以获得高纯度的原核蛋白PchE。真菌源的泛酰化基因NpgA和细菌源的Sfp,均可泛酰化修饰PchE,合成中间产物HPT-Cys。【结论】在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BJ5464-npgA表达系统中,首次证明真菌源的泛酰化基因NpgA和细菌源的Sfp,均可泛酰化修饰细菌源的非核糖体肽合酶。比较酵母和细菌宿主的目标蛋白表达,证明酵母表达的巨大蛋白PchE的纯度更高,非特异性条带减少,推测酵母宿主可能更适合表达纯化功能性的巨型蛋白质。     

植物根际促生菌Bacillus mycoides Gnyt1铁载体分泌相关功能基因的挖掘

【目的】为挖掘优良促生菌(PGPR)菌株,分析和定位功能基因,发现其科学价值和工业化开发,为农业生产服务。【方法】以Bacillus mycoides Gnyt1菌株为材料,采用二代和三代测序技术相结合的研究体系,对菌株进行全基因组测序研究,分析菌株核基因组可能存在的功能基因和菌株分泌铁载体相关的基因。【结果】本研究基因组序列拼接后总长度为5597907 bp,GC百分含量为35.57%,该菌株中与铁载体分泌相关的基因共9条,其中2条基因主要存在于Porphyrin metabolism途径,与细胞内铁的运输代谢有关。【结论】通过全基因组测序,最终确定了与铁载体分泌相关的功能基因为GYT1和GYT2,为下一步基因功能验证奠定了基础。     

溶藻弧菌铁载体合成及外膜蛋白表达的研究

初步研究了海洋动物病原菌溶藻弧菌的铁摄取机制。溶藻弧菌能够在高浓度铁螯合剂2-2二联吡啶的培养基中存活。在限铁环境中,溶藻弧菌生长受到抑制,补加铁可以消除这种抑制作用。通过铁载体定量检测,发现分离于发病鱼体的溶藻弧菌MVP01产铁载体量大于分离于海水的菌株No·1·1587。互补实验证明溶藻弧菌的铁载体粗提物能够被铁载体合成缺陷的大肠杆菌突变株AN93利用。在铁限制培养环境中,溶藻弧菌合成了约80kD铁调控外膜蛋白。铁摄取系统在溶藻弧菌的生存和致病性方面,都有重要的作用。     

适合高产铁载体细菌筛选、检测体系的改进与探析

采用pH6．8的磷酸缓冲液代替通用CAS固体检测培养基中的MM9缓冲体系,不加哌嗪二乙醇磺酸,得到颜色稳定、检测效果明显、配制方便,适合高产铁载体细菌筛选与检测的新型检测平板。根据CAS检测液连续吸收光谱比较分析结果,将CAS液体定量检测体系中的检测波长由630nm改为680nm,可以克服OD630读数偏高、易受干扰的问题,而且OD680与铁载体浓度线性关系不变,但采用OD680检测不同细菌产铁载体能力的差异更为明显,因此提高了CAS定量检测的灵敏度,更适合高产铁载体细菌筛选与检测。     

铁对产铁载体的沼泽红假单胞菌光合色素与铁载体合成的影响

【目的】探求铁对1株能产生铁载体的不产氧光合细菌(Anoxygenic Phototrophic Bacteria,APB)光合色素和铁载体合成的影响。【方法】通用CAS法检测铁载体产生,Arnow、Csaky和Shenker法检测铁载体类型;吸收光谱法和HPLC法分析光合色素的组分和含量。【结果】Rhodopseudomonas palustris CQV97能够产生异羟肟酸型铁载体,未添加FeCl3时,铁载体含量最高,铁载体的产生与生长并非关联型。随FeCl3浓度升高,菌体生长潜伏期缩短,生长速率、最终生物量以及细菌叶绿素(Bacteriochlorophyll,BChl)a和类胡萝卜素(Carotenoid,Car)含量均提高,而检测到的游离铁载体含量降低;菌体积累的BChl a的组成和相对含量未见明显变化,但主要的Car组分由Spirilloxanthin转化为Rhodopin,菌体中积累Car组分的平均共轭体系降低,Car组成的改变与色素提取液的Car特征性光谱蓝移现象相吻合。【结论】首次报道APB能够产生铁载体,CQV97菌株能够产生异羟肟酸型铁载体。阐明了铁对CQV97生长、铁载体产生和光合色素合成的影响规律,这些研究结果为深入开展APB铁载体分离纯化以及生物功能研究奠定了基础。     

小麦春化相关基因的分子克隆与功能分析

小麦春化相关基因的分子克隆与功能分析@种康$中国科学院植物研究所!北京100093@许智宏$中国科学院植物研究所!北京100093@谭克辉$中国科学院植物研究所!北京100093小麦;;基因;;分子克隆     

Induction of maleate hydratase in Pseudomonas pseudoalcaligenes

Maleate hydratase (malease, EC 4.2.1.31) activity in P. pseudoalcaligenes is induced when grown on3-hydroxybenzoate. The specific malease activity was constant during the logarithmic phase in a batch culture containing 3-hydroxybenzoate as the carbon source, when 3-hydroxybenzoate-grown cells were used as inoculum. When yeast extract-grown cells were used as inoculum, the specific malease activity was correlated with growth. In both instances the specific malease activity dropped rapidly as soon as growth ceased. Maleate did not serve as a growth substrate for this microorganism, but a mutant able to grow on maleate was selected. The specific malease activity of maleate-grown cells of this mutant was not higher than the basal level of induction of malease activity.     

圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成基因-sanK的克隆及功能研究

利用染色体步移策略,以尼可霉素生物合成相关的基因片段为探针,从圈卷产色链霉菌中克隆到了一个大约１０ｋｂ的ＤＮＡ片段。对其中１．８ｋｂ的ＰｖｕⅡ－ＳａｃⅡ片段进行了序列分析,结果表明：此片段中含有一个具有１１７０个核苷酸的完整开放阅读框,起始密码子为４４７位的ＡＴＧ,终止密码子为１６１４位的ＴＧＡ,推测其编码一个３８９个氨基酸的蛋白质产物。利用ＢＬＡＳＴＸ程序进行了分析揭示,此基因编码一个肌氨酸单体     

Control of the pyrimidine biosynthetic pathway in Pseudomonas pseudoalcaligenes

The five de novo enzyme activities unique to the pyrimidine biosynthetic pathway were found to be present in Pseudomonas pseudoalcaligenes ATCC 17440. A mutant strain with 31-fold reduced orotate phosphoribosyltransferase (encoded by pyrE) activity was isolated that exhibited a pyrimidine requirement for uracil or cytosine. Uptake of the nucleosides uridine or cytidine by wild-type or mutant cells was not detectable; explaining the inability of the mutant strain to utilize either nucleoside to satisfy its pyrimidine requirement. When the wildtype strain was grown in the presence of uracil, the activities of the five de novo enzymes were depressed. Pyrimidine limitation of the mutant strain led to the increase in aspartate transcarbamoylase and dihydroorotate dehydrogenase activities by more than 3-fold, and dihydroorotase and orotidine 5-monophosphate decarboxylase activities about 1.5-fold, as compared to growth with excess uracil. It appeared that the syntheses of the de novo enzymes were regulated by pyrimidines. In vitro regulation of aspartate transcarbamoylase activity in P. pseudoalcaligenes ATCC 17440 was investigated using saturating substrate concentrations; transcarbamoylase activity was inhibited by P_i, PP_i, uridine ribonucleotides, ADP, ATP, GDP, GTP, CDP, and CTP.     

链霉菌胞外多糖139A生物合成中引导糖基转移酶基因的克隆和鉴定

链霉菌139能够产生一种新的胞外多糖139A,该多糖具有抗类风湿性关节炎的活性。为研究多糖139A的生物合成基因簇,首要策略是克隆到在多糖139A的生物合成中起关键作用的引导糖基转移酶基因。根据其他几个种属的糖基转移酶氨基酸序列的两个保守区域设计简并引物,通过PCR方法扩增出相应的DNA片段作为探针,从链霉菌139基因组文库中分离到引导糖基转移酶基因ste5,并定位于约32kb的基因簇上。序列分析发现其蛋白序列与引导糖基转移酶具有较高的同源性,其C-端含有A,B和C3个保守区,N-端具有5个跨膜区。引导糖基转移酶基因阻断突变株不能够产生多糖139A表明其参与多糖139A的生物合成。     

病毒诱导基因沉默鉴定穿心莲内酯生物合成关键酶ApCPS功能

该研究采用病毒诱导基因沉默技术(VIGS),以生长到第8片真叶期的穿心莲植株为实验材料,沉默参与穿心莲内酯生物合成的ent-柯巴基焦磷酸合酶基因(ApCPS),用半定量和荧光定量PCR检测病毒诱导沉默后ApCPS及其上游基因的表达,用HPLC法检测ApCPS沉默后穿心莲内酯的积累变化,同时检测茉莉酸甲酯(MeJA)处理后ApCPS及上游基因的表达,以全面分析穿心莲内酯代谢以及ApCPS在穿心莲内酯生物合成中的作用机制,验证其在植物体内的功能。结果显示:(1)ApCPS基因被成功沉默,基因表达显著下调,进而引起上游牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPS)的表达下调,而3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因(DXS)的表达未受影响。(2)ApCPS基因沉默15d后穿心莲内酯积累量显著下降,表明ApCPS是穿心莲内酯生物合成关键酶基因,且能够负反馈影响上游基因表达。(3)茉莉酸甲酯(MeJA)显著诱导ApCPS及上游基因HMGR、DXS和GGPS的表达,表明穿心莲内酯生物合成基因受到MeJA的广泛调控。该研究首次使用VIGS证明ApCPS参与到穿心莲内酯生物合成,为利用该技术鉴定穿心莲内酯生物合成途径中其他基因功能奠定了基础。     

人参皂苷生物合成相关新基因GBR6的cDNA克隆及序列分析

从人参根组织中分离总RNA,使用RT—PCR扩增出人参皂苷生物合成相关基因GBR6开放阅读框(ORF)cDNA片断,并将其定向克隆入原核高效表达载体pQE30,阳性克隆经BamHⅠ和PstⅠ双酶切鉴定、测序验证与已知的GBR6ORF序列完全一致．因而成功构建了pQE30-GBR60RF融合原核表达载体,为下一步进行GBR6功能表达分析奠定了基础．     

类胡萝卜素生物合成相关基因的克隆及其遗传工程的研究进展

类胡萝卜素具有重要的生物学功能,尤其对人体健康有着更重要的作用,近年来一直是研究的热点。综述了类胡萝卜素生物合成途径及相关基因的分离,以及运用这些基因提高微生物和植物中类胡萝卜素含量的遗传工程研究进展。     

Purification and Gene Cloning of a Dehydrogenase from Lactobacillus brevis That Catalyzes a Reaction Involved in Aflatoxin Biosynthesis

When 10 strains of lactic acid bacteria were incubated with 5′-hydroxyaverantin (HAVN), a precursor of aflatoxins, seven of them converted HAVN to averufin; the same reaction is found in aflatoxin biosynthesis of aflatoxigenic fungi. These bacteria had a dehydrogenase that catalyzed the reaction from HAVN to 5′-oxoaverantin (OAVN), which was so unstable that it was easily converted to averufin. The enzyme was purified from Lactobacillus brevis IFO 12005. The molecular mass of the enzyme was 100 kDa on gel filtration chromatography and 33 kDa on SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS–PAGE). The gene encoding the enzyme was cloned and sequenced. The deduced protein consisted of 249 amino acids, and its estimated molecular mass was 25,873, in agreement with that by time of flight mass spectrometry (TOF MS) analysis. Although the deduced amino acid sequence showed about 50% identity to those reported for alcohol dehydrogenases from L. brevis or L. kefir, the commercially available alcohol dehydrogenase from L. kefir did not convert HAVN to OAVN. Aspergillus parasiticus HAVN dehydrogenase showed about 25% identity in amino acid sequence with the dehydrogenase and also with these two alcohol dehydrogenases.     

类产碱假单胞菌谷氨酸脱氢酶的提纯、鉴定及某些特性的初步研究

从类产碱假单胞菌纯化出电泳纯的谷氨酸脱氢酶,用聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳和ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳测得分子量为２９０ ｋＤ,亚基分子量为４７ ｋＤ,提示该酶为六聚体．该酶对ＮＡＤＰ（Ｈ）和底物均具有高度专一性,对谷氨酸、α－酮戊二酸及ＮＡＤＰ＋ 的Ｋｍ 值分别为：２８ ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ、１．２ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ及０．０６３ ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ．用Ｈｉｌｌ作图法求得酶对ＮＨ＋４ 和ＮＡＤＰＨ 的［Ｓ］０．５分别为２４ ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ和０．０３７ ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ．最适反应温度为５０℃,催化氨化反应和脱氨反应的最适ｐＨ 分别为８．０和８．８,在热稳定性方面不及嗜热细菌的谷氨酸脱氢酶稳定．提纯的谷氨酸脱氢酶在低温（４℃）条件下,可在Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ缓冲液中贮存半年以上,活力无明显下降,冷冻则可导致纯酶液迅速失活．氮源对菌体谷氨酸脱氢酶水平有显著影响．