外源蛋白在大肠杆菌中的表达定位策略

外源基因在大肠杆菌中表达是对基因重组技术的成功应用。外源基因在不同的大肠杆菌表达系统中表达产物可能定位于大肠杆菌空间结构的不同位置：胞质,胞质膜,胞周质,胞外膜和胞外培养基,五种表达定位方式各有其特点和途径。     

大肠杆菌I型分泌表达系统研究进展及提高蛋白表达量的策略

大肠杆菌是表达重组蛋白最常用的宿主之一。利用大肠杆菌分泌途径胞外表达重组蛋白具有可促进蛋白正确折叠,有效减少包涵体形成,简化纯化工序等诸多优势,近年来备受关注。其中,大肠杆菌I型分泌途径具有分泌表达速度快,蛋白活性高,对宿主代谢无影响等特点,是目前应用最广泛的分泌途径之一。综述了大肠杆菌I型分泌系统的元件组成和分泌机理及提高I型分泌系统蛋白表达量的有效策略,为重组蛋白生产应用提供了理论依据。     

大肠杆菌Ⅰ型分泌表达系统研究进展及提高蛋白表达量的策略

大肠杆菌是表达重组蛋白最常用的宿主之一。利用大肠杆菌分泌途径胞外表达重组蛋白具有可促进蛋白正确折叠,有效减少包涵体形成,简化纯化工序等诸多优势,近年来备受关注。其中,大肠杆菌Ⅰ型分泌途径具有分泌表达速度快,蛋白活性高,对宿主代谢无影响等特点,是目前应用最广泛的分泌途径之一。综述了大肠杆菌Ⅰ型分泌系统的元件组成和分泌机理及提高Ⅰ型分泌系统蛋白表达量的有效策略,为重组蛋白生产应用提供了理论依据。     

利用大肠杆菌细胞工厂生产吲哚-3-乙酸的研究

目的:利用重组大肠杆菌全细胞转化色氨酸生产IAA.方法:在大肠杆菌胞内构建两条全新的IAA合成途径,即吲哚-3-乙酰胺(indole-3-acetamide,IAM)途径和色胺(tryptamine,TRP)途径.结果:IAM途径涉及两个酶,分别是色氨酸-2-单加氧酶(IAAM)和酰胺酶(AMI1),构建好的重组大肠杆...     

外源蛋白在大肠杆菌中的表达定位策略

外源基因在大肠杆菌中表达是对基因重组技术的成功应用。外源基因在不同的大肠杆菌表达系统中表达产物可能定位于大肠杆菌空间结构的不同位置:胞质,胞质膜,胞周质,胞外膜和胞外培养基,五种表达定位方式各有其特点和用途 。     

外源基因在大肠杆菌中表达的研究进展

大肠杆菌是外源基因表达的首选体系.大肠杆菌中外源蛋白可定位于胞内、周质或胞外培养基中.按照重组蛋白的可能命运,综述了最近几年大肠杆菌表达体系的研究进展.     

运动发酵单孢菌ZM4-pdc基因的克隆及在大肠杆菌TOP10中的表达与活性分析

利用高保真聚合酶从运动发酵单胞茵中克隆出丙酮酸脱羧酶基因,加A后克隆到pGM-T载体,测序验证无误.经酶切、连接、转化到表达栽体pUC-18.形成重组质粒pUC-18一pdc,转化到大肠杆菌TOPl0中,经定性定量分析丙酮酸脱羧酶基因在大肠杆菌中高效表达,成功构建出乙醛的代谢途径.     

胱氨酸/半胱氨酸调控活性氧代谢影响大肠杆菌耐药性

【背景】随着越来越多超级细菌出现和抗生素资源的渐渐枯竭,细菌耐药机制研究愈加重要。【目的】探讨大肠杆菌内源半胱氨酸推动Fenton反应,调控胞内的活性氧水平,从而影响细菌耐药性这一代谢途径。【方法】在贫硫的培养条件下,通过控制外源胱氨酸和抗生素浓度,研究了胱氨酸/半胱氨酸对大肠杆菌耐药性的影响。【结果】较低水平的半胱氨酸使大肠杆菌对抗生素的耐药性增强,RNA-Seq的结果证明了胱氨酸内流对Fur、CysB和SOS的调控作用。LC-MS对外流硫醇的分析显示,细胞会快速将过量内流的半胱氨酸泵出胞外。在抗生素一定浓度范围内,半胱氨酸外排泵AlaE表现出良好的细胞保护作用。【结论】大肠杆菌对不同作用机理抗生素硫酸庆大霉素、氨苄青霉素和诺氟沙星的耐药性均受内源半胱氨酸水平的影响。本文通过研究半胱氨酸调控活性氧代谢对大肠杆菌耐药性的影响,为探讨细菌耐药性机制提供新的理论依据。     

pICln蛋白与低渗透压关系的初步研究

目的 :初步探讨pICln在低渗透压下的作用和变化。方法 :低渗处理pICln表达的大肠杆菌及LLC PK1细胞 ,测定大肠杆菌培养物的光密度及pICln在LLC PK1细胞的胞质及膜两相的分布。结果 :pICln表达的大肠杆菌的繁殖率明显高于对照组 ;低渗培养时LLC PK1细胞的pICln在胞质中明显增加。结论 :pICln具有抗肿胀、保护细胞的作用 ,它可能作为胞质调节蛋白来对抗低渗。     

pICln蛋白与低渗透压关系的初步研究

目的: 初步探讨pICln在低渗透压下的作用和变化.方法: 低渗处理pICln表达的大肠杆菌及LLC-PK1细胞,测定大肠杆菌培养物的光密度及pICln在LLC-PK1细胞的胞质及膜两相的分布.结果: pICln表达的大肠杆菌的繁殖率明显高于对照组;低渗培养时LLC-PK1细胞的pICln在胞质中明显增加.结论: pICln具有抗肿胀、保护细胞的作用,它可能作为胞质调节蛋白来对抗低渗.     

提高大肠杆菌分泌表达重组蛋白的研究进展

大肠杆菌是表达重组蛋白的常见宿主之一。重组蛋白分泌到周质空间或胞外培养基中较之在胞内以包含体形式表达有许多优势。主要讨论大肠杆菌Ⅰ、Ⅱ型分泌机制,并总结近年来在提高重组蛋白分泌表达的策略方面取得的进展。     

检测大肠杆菌内c-di-GMP水平的双荧光素报告质粒的构建及应用

细菌通过调控第二信使环二鸟苷酸(cyclic diguanylate, c-di-GMP)而促进其适应环境、存活及致病。【目的】本研究旨在建立有效的c-di-GMP水平检测方法,为大肠杆菌内c-di-GMP水平检测提供便利条件。【方法】根据c-di-GMP核糖开关受体的调控方式、荧光报告基因等设计引物,通过重叠聚合酶链反应(overlap polymerase chain reaction, overlap PCR)和同源重组酶构成基于核糖开关的双荧光素报告质粒pAmCherry-Vc2EGFP(pACVcE),然后构建c-di-GMP代谢基因过表达菌株和缺失菌株,利用pACVcE检测大肠杆菌内c-di-GMP水平。【结果】OverlapPCR扩增产物与目的靶序列一致,测序结果证明pACVcE序列正确。表达c-di-GMP合成酶DgcZ的大肠杆菌胞内c-di-GMP水平显著升高,而表达c-di-GMP降解酶PdeK的大肠杆菌胞内c-di-GMP水平显著降低。禽致病性大肠杆菌的胞内c-di-GMP水平检测发现c-di-GMP降解酶基因pdeK缺失后胞内的c-di-GMP水平显著升高。【结...     

应用最大熵原理通过酶控制通量预测突变体的通量分布

在代谢工程和系统生物学领域, 计算机模拟比以往更为有效的应用于生物过程的分析和优化。胞内代谢通量可以用代谢通量分析和基元模式分析来估算。由于测定数据的不足和误差, 以及基元途径的冗余, 经常很难得到准确的代谢通量分布数据。本研究提出一种基于最大熵原理的算法来计算基元模式系数。欠定和不确定条件下, 通过胞外代谢通量数据估算胞内代谢通量分布。为了检验算法的可行性, 对杂交瘤细胞、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的胞内代谢通量分布做了估算。本研究提出的基于最大熵原理的优化算法避免了对细胞状态的生理学假设。与其他目标函数相比, 可以更为可靠和可行的估算胞内代谢通量分布。     

提高大肠杆菌表达外源蛋白胞外含量的策略

大肠杆菌的蛋白质表达平台在工业和农业中得到了广泛应用,使目的蛋白质表达后释放至胞外更有利于大规模的生产。目前,已经研究出许多改善外源蛋白胞外含量的方法。本文从蛋白质分泌机制、菌株、信号肽、载体和培养条件的选择和优化改造、密码子的优化和蛋白质跨膜转运过程的改善等方面总结了提高大肠杆菌表达外源蛋白的胞外含量的各种策略,指出多因素协同作用才能更全面地提升蛋白质的胞外产量。     

Kil蛋白介导的大肠杆菌外泌表达系统

利用大肠杆菌素释放基因（kil)能有效地增加细菌外膜通透性促进周质蛋白外源的原理构建了含kil基因的大肠杆菌外泌表达系统,将大肠杆菌本身的周质分泌蛋白β-内酰胺酶和异源周质分泌蛋白点状产气单胞菌脯氨酰内肽酶作为报告蛋白,观察Kil蛋白对这两种通常极少分泌到胞外的周质蛋白胞外分泌的促进作用,我们的研究显示：kil基因表达时,β-内酰胺酶的总活性较对照组提高1倍,胞外分泌活性较对照组提高近4倍,脯氨酰内肽酶的总活性较对照组提高0.8倍,胞外分泌活性较对照组提高3倍。     

解淀粉芽孢杆菌高效合成胞苷的代谢调控机制及育种策略

胞苷是合成抗病毒、抗肿瘤药物的良好中间体,也是核苷酸类保健食品和功能性食品的重要原料。主要论述了解淀粉芽孢杆菌高效合成胞苷的代谢调控机制和构建胞苷高产菌株的育种策略。重点阐述了通过提高解淀粉芽孢杆菌嘧啶操纵子转录水平,增强胞苷合成代谢途径、阻断胞苷降解途径、增大磷酸戊糖途径向胞苷合成途径的分流量、提高胞苷合成前端代谢物PRPP的合成量、增强中心碳代谢流向胞苷合成途径、减少旁路代谢途径及促进胞苷的分泌等方法,选育出胞苷高产菌株,不仅为胞苷高产菌株的选育提供参考,也为解决目前胞苷工业化生产中存在的问题提供思路。     

通过改换大肠杆菌腺苷酸代谢途径来增加胞内能荷水平

原核生物细胞能量和物质代谢的途径是一个很复杂的网络,改变代谢途径中的基因会对能量和物质流产生怎样的影响,仍然不是很清楚.以往的文献和研究已经将大肠杆菌的腺嘌呤核苷酸补救合成途径研究的很透彻.使用HPLC对删除了add基因的大肠杆菌细胞内腺苷类核苷酸分析表明,在腺嘌呤核苷酸补救途径中单一基因的途径操作不能有效改变腺嘌呤类核苷酸的代谢流向.实验中通过删除大肠杆菌JM83株中的add基因(编码腺苷脱氨酶[EC:3.5.4.4][1,2]),deoD基因(编码嘌呤核苷磷酸酶[EC:2.4.2.1][3,4]),amn基因(编码AMP核苷酶[EC:3.2.2.4][5])并引入外源ado1基因(来自酵母编码腺苷激酶[EC:2.7.1.20][6,7,8]),构建了菌株J991 (add-,deoD-,amn-,ado1 ,JM83),将其在含腺苷的LB培养基培养,使用HPLC分析其胞内腺苷类能量物质发现,ATP,ADP,AMP胞内含量都有所增加,分别都比对照JM83菌株提高一倍左右,大大加强了腺苷转化AMP的代谢流量,实现了改变物质代谢流向并使ATP积累的目的.该菌种实现了高产ATP代谢通路的构建,为下游生物工程发酵提供了较野生菌更高效的菌种,有望通过发酵工程优化培养,大幅提高ATP产量.同时,"尝试改变AMP的浓度而非直接针对ATP调节代谢途径,达到ATP积累的目"这一思路为同类研究提供参考.最后也表明在腺嘌呤核苷酸补救代谢途径中,为达到物质代谢流改变的目的,多基因联合操作较之单基因敲除更为有效.     

加压CO2对大肠杆菌细胞膜的损伤作用

[目的]细菌细胞膜的损伤可以表现在细菌细胞内物质泄漏和细菌细胞吸收染料.与巴氏杀菌(63℃C、30 min)比较,研究加压CO2对大肠杆菌细胞膜的损伤作用,目的是分析出大肠杆菌死亡与细胞膜损伤的关系.[方法]检测大肠杆菌细胞膜通透性的改变情况,大肠杆菌内蛋白质和核酸的泄漏程度,并通过透射电镜观察大肠杆菌形态的改变情况.[结果]在研究范围内,加压CO2处理使大肠杆菌细胞膜通透性发生改变;加压CO2处理时虽然发生了胞内蛋白质泄漏,但发生泄漏的时间明显滞后于99％以上菌体死亡时间,因此并不是大肠杆菌死亡的原因,只是大肠杆菌死亡后的继发现象;大肠杆菌死亡与加压CO2处理导致的胞内核酸泄漏有关;大肠杆菌死亡与加压CO2处理导致的菌体形态改变有关.[结论]加压CO2对大肠杆菌细胞膜的损伤作用与菌体死亡有直接关系.     

大肠杆菌中利用苏云金芽胞杆菌强启动子p1Ac指导Cry1Ac蛋白表达的特性分析

对利用苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)强启动子——cry1Ac基因启动子p1Ac指导cry基因在大肠杆菌中的表达进行了研究。结果显示,大肠杆菌中由启动子p1Ac指导表达的Cry1Ac蛋白与苏云金芽胞杆菌来源的Cry1Ac蛋白在碱溶性、胰蛋白酶活化、杀虫活性等方面有较好的一致性,从而解决了目前商业化载体大肠杆菌表达cry基因时形成不易溶解的包涵体问题。同时,还对p1Ac指导的cry1Ac基因在大肠杆菌中表达的发酵条件进行了初步探索。     

敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因对生物合成乙醇的影响

探究在集胞藻PCC 6803中引入外源乙醇合成基因并敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因对生物合成乙醇的影响。在集胞藻PCC 6803中引入来源于运动型发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶基因（pdc）与大肠杆菌的NADPH依赖型醛还原酶基因（yqhD）光强启动子PrbcL的驱动下组合表达,生物合成乙醇。在此基础上进一步敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因,以提高乙醇合成前体丙酮酸含量,促进乙醇的生产。结果显示敲除slr1556基因可以提高丙酮酸含量并显著增加乙醇的产量。竞争性丙酮酸转化乳酸代谢途径的阻断可以有效促进丙酮酸的累积,进而促进乙醇的生产。