海洋真菌Thraustochytrium sp.FJN-10 Δ~4脱饱和酶基因的cDNA克隆及结构分析

海洋真菌Thraustochytriumsp.FJN-10是二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA,C22:6n-3)的高产菌株。为阐明其DHA生物合成机制及采用基因工程技术提高DHA生物合成能力,通过RT-PCR扩增了DHA生物合成相关脱饱和酶基因的保守区,采用cDNA末端扩增技术(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)获取全长基因,结果分析表明其克隆基因为Δ4脂肪酸脱饱和酶基因,开放阅读框由1560个核苷酸组成,共编码519个氨基酸,这是Thraus-tochytriumsp.FJN-10Δ4脂肪酸脱饱和酶基因研究的首次报道。     

变温对破囊壶菌FJN-10脂肪酸组分和蛋白质组的影响

[目的]以破囊壶菌Thraustochytrium sp.FJN-10为研究对象,研究不同培养温度和变温条件对菌体生物量、油脂含量、脂肪酸组分、关键基因转录以及蛋白质组的影响。[方法]通过摇瓶实验测定干重研究菌株的生长,提取油脂并经液相色谱分析脂肪酸组分;荧光定量PCR和二维电泳研究脂肪酸合成途径关键的碳链延长酶、脱饱和酶的转录水平和蛋白质的差异表达。[结果]28℃培养时,生物量达13.6 g/L,DHA占总脂肪酸含量达32.41%;15℃培养时,生物量为9.8 g/L,DHA占总脂肪酸含量达56.08%。变温培养下生物量最高可达13.9 g/L、油脂含量及DHA含量在较高的水平。28℃降至15℃时,△4脱饱和酶和△6延长酶基因基因的转录分别提高了3.9和2.5倍。[结论]变温条件下菌株生物量在11.8~13.6 g/L,菌体稳定期延长,DHA的含量可达45%以上。可为今后DHA的产业化提供基础数据。     

被孢霉△9脂肪酸脱饱和酶基因保守区的cDNA克隆及结构分析*

被孢霉被广泛采用用于发酵生产Y一亚麻酸、花生四烯酸和EPA等多不饱和脂肪酸。为了解决发酵产率过低等诸多问题,我们拟采用基因工程技术改造生产菌株。通过对已克隆△9脂肪酸脱饱和酶基因的分析,合成一组简并引物,PCR扩增了被饱霉△9脂肪酸脱饱和酶基因的保守区。结果表明被孢霉△9脂肪酸脱饱和酶基因保守区由537个核苷酸组成,共编码179个氨基酸。其与迄今为止发表的微生物△9脂肪酸脱饱和酶基因有很高的同源性。这是被饱霉△9脂肪酸脱饱和酶基因研究的次次报道。     

被孢霉cDNA文库的构建及△^9脂肪酸脱饱和酶cDNA序列的筛选

为了克隆被孢霉不饱和脂肪酸生物合成途径的相关酶基因,构建了基于λgt10的被孢霉cDNA文库.cDNA文库库容量为2×106pfu.以已克隆的被孢霉△9脂肪酸脱饱和酶保守区cDNA为探针对被孢霉cDNA文库进行筛选.经过两轮筛选获得1个阳性克隆,其插入片段长度大于1.6kb.     

被孢霉△~9脂肪酸脱饱和酶基因保守区的cDNA克隆及结构分析

被孢霉被广泛采用用于发酵生产γ-亚麻酸、花生四烯酸和EPA等多不饱和脂肪酸。为了解决发酵产率过低等诸多问题,我们拟采用基因工程技术改造生产菌株。通过对已克隆△~9脂肪酸脱饱和酶基因的分析,合成一组简并引物,PCR扩增了被饱霉△9脂肪酸脱饱和酶基因的保守区。结果表明被抱霉△9脂肪酸脱饱和酶基因保守区由537个核苷酸组成,共编码179个氨基酸。其与迄今为止发表的微生物面△9脂肪酸脱饱和酶基因有很高的同源性。这是被饱霉△~9脂肪酸脱饱和酶基因研究的次次报道。     

海洋破囊壶菌Thraustochytrium sp. FJN-10 DHA生物合成 途径相关延长酶的克隆与表达

二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)是具有各种重要生理功能的高度不饱和脂肪酸.以海洋真菌Thraustochytrium sp.FJN-10为研究对象,利用RT-PCR结合RACE,获得了两个碳链延长酶(TFD6和TFD5)的完整基因,其中TFD6 cDNA全长816 bp,编码271个氨基酸;TFD5 cDNA全长831 bp,编码276个氨基酸.将TFD6、TFD5酶切后分别连接到HindⅢ/Xba Ⅰ处理过的pYES2载体,醋酸锂法转化酿酒酵母感受态细胞,成功构建了延长酶酵母表达系统.气相色谱分析表明TFD6可延长C18:3n-6至C20:3n-6,TFD5可延长C20:5n-3至C22:5n-3.     

被孢霉cDNA文库的构建及△９脂肪酸脱饱和酶cDNA序列的筛选

为了克隆被孢霉不饱和脂肪酸生物合成途径的相关酶基因,构建了基于λgt10的被孢霉cDNA文库。cDNA文库库容量为2×１０.６pfu。以已克隆的被孢霉△９脂肪酸脱饱和酶保守区cDNA为探针对被孢霉cDNA文库进行筛选。经过两轮筛选获得1个阳性克隆,其插入片段长度大于16kb。     

海洋破囊壶菌△4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒母中的表达

以质粒pGEM-TFAD4为模板,扩增获得1.6 kb的△4-脂肪酸脱饱和酶基因(FAD4).将FAD4酶切后连接到Hond Ⅲ/XbaⅠ处理过的pYES2.0载体,构建重组表达质粒pYFAD4.转化酿酒酵母缺陷型菌INVScl,通过SC-U选择性培养基筛选阳性克隆子.添加外源脂肪酸C22:5底物,半乳糖诱导表达.气相色谱分析表明阳性克隆子总脂肪酸中出现了二十二碳六烯酸C22:6(占酵母总脂肪含量的41.13%),△4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒酵母中得到了表达.     

深圳海域6株破囊壶菌的生长特性及油脂成分分析

【目的】从深圳海域分离得到6株破囊壶菌,对其基本形态特征、生活史和油脂含量等进行研究,开发其应用潜力。【方法】使用松花粉垂钓法对破囊壶菌进行分离,通过18S r RNA基因测序的方法对破囊壶菌进行鉴定,用显微镜观察其基本形态特征,通过使用尼罗红(Nile Red)染色法对油脂含量进行定性检测,并用GC-MS分析菌株的油脂含量和组成情况。【结果】18S r RNA基因鉴定其属于Aurantiochytrium sp.、Schizochytrium sp.和Thraustochytrium sp.三个属。破囊壶菌的脂肪酸主要成分为十六碳饱和脂肪酸和二十二碳六烯酸(DHA),其中Mn11和Mn15的饱和脂肪酸含量达到总脂肪酸含量的70%以上,Mn16和Sw7的DHA产量分别达到1.29 g/L和1.26 g/L。【结论】Mn11和Mn15菌株适合用于生物柴油的生产,Mn16和Sw7是DHA发酵生产的潜力菌株。     

反向PCR克隆黑根霉R306△6-脂肪酸脱饱和酶基因

利用简并引物扩增出Δ6-脂肪酸脱饱和酶基因的核心序列,设计与核心序列互补的反向引物,以5′端带磷酸基团的引物进行反转录cDNA,然后在 12 ℃下环化cDNA,并以此作为模板进行反向PCR,引物的延伸方向自核心区向环化分子的未知序列进行,扩增出核心区的上下游序列.应用该方法扩增并测定了黑根霉R306的Δ6-脂肪酸脱饱和酶基因全序列.并对酶的低温适应机制在氨基酸序列上进行了分析.     

海洋破囊壶菌Δ4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒酵母中的表达

以质粒pGEM-TFAD4为模板，扩增获得1．6kb的△^4-脂肪酸脱饱和酶基因（FAD4）。将FAD4酶切后连接到hin dⅢ，Xba I处理过的pYEs2．0载体，构建重组表达质粒pYFAD4。转化酿酒酵母缺陷型菌INVScl，通过SC-U选择性培养基筛选阳性克隆子。添加外源脂肪酸C22：5底物，半乳糖诱导表达。气相色谱分析表明阳性克隆子总脂肪酸中出现了二十二碳六烯酸C22：6（占酵母总脂肪含量的41．13％），△^4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒酵母中得到了表达。     

被孢霉Δ^9脂肪酸脱饱和酶基因保守区的cDNA克隆及结构分析

被孢霉被广泛采用用于发酵生产γ－亚麻酸、花生四烯酸和ＥＰＡ等多不饱和脂肪酸。为了解决发酵产率过低等诸多问题,我们拟采用基因工程技术改造生产菌株。通过对已克隆Δ＾９脂肪酸脱饱和酶基因的分析,合成一组简并引物,ＰＣＲ扩增了被饱霉Δ＾９脂肪酸脱饱和酶基因的保守区。结果表明被孢囊Δ＾９脂肪酸脱饱和酶基因保守区由５３７个核苷酸组成,共编码１７９个氨基酸。其与迄今为止发表的微生物Δ＾９脂肪酸脱饱和酶基因有很高     

DHA合成途径中关键酶基因在毕赤酵母中的表达研究

DHA（二十二碳六烯酸）是人体所需的一种非常重要的多不饱和脂肪酸,主要存在于深海鱼类和海洋微藻类生物中。由于高等植物自身不能合成DHA,因此通过基因工程方法在作物(如玉米)中表达DHA,将会成为最健康的DHA来源,同时也能够减轻人类对海洋资源的破坏。从深海藻类中挑选了5个DHA合成途径中的关键酶基因,分别是Δ4脱饱和酶基因（D4）、Δ5脱饱和酶基因（D5）、Δ6脱饱和酶基因（D6）、C18延长酶基因（E18）和C20延长酶基因（E20）。密码子优化并合成这5个基因,为确定优化后的核苷酸序列是否能在真核生物中正确表达,以pPIC9K为基础载体连入目的基因转化到毕赤酵母GS115 (His4+MUts)中进行表达分析。结果表明,这些基因在甲醇诱导96 h后蛋白表达量最大,Western Blot结果表明表达产物为目的蛋白。该结果为进一步培育能够自身合成DHA的作物奠定了基础。     

海洋破囊壶菌Δ~4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒酵母中的表达

以质粒pGEM-TFAD4为模板,扩增获得1.6kb的Δ4-脂肪酸脱饱和酶基因(FAD4)。将FAD4酶切后连接到HindⅢ/XbaⅠ处理过的pYES2.0载体,构建重组表达质粒pYFAD4。转化酿酒酵母缺陷型菌INVScl,通过SC-U选择性培养基筛选阳性克隆子。添加外源脂肪酸C22:5底物,半乳糖诱导表达。气相色谱分析表明阳性克隆子总脂肪酸中出现了二十二碳六烯酸C22:6(占酵母总脂肪含量的41.13%),Δ4-脂肪酸脱饱和酶基因在酿酒酵母中得到了表达。     

玉米FAD2基因的克隆及序列分析

高等植物中的A12脂肪酸脱饱和酶是将油酸转化为亚油酸的酶。根据已发表的其他高等植物的FAD2基因的保守序列设计同源引物,通过RT—PCR从玉米幼胚中扩增得到一个特异的cDNA基因片段。通过生物信息学分析,从玉米幼胚cDNA和基因组中均扩增得到1164 bp FAD2基因（GenBank登陆号：DQ496227）,它编码387个氨基酸,含有完整的ORF框,在ORF框内无内含子。序列联配与树状分析结果表明,FAD2推导的氨基酸序列与其他物种的A12脱饱和酶基因具有同源性。它含有3个组氨酸保守域和2段很长的疏水区,是一个跨膜4次的膜结合蛋白。半定量RT—PCR分析显示FAD2基因在玉米幼胚中表达量最高,在叶、茎、根中亦有低水平表达。     

标准品制备方法对FQ-PCR定量基因表达水平的影响

实时荧光定量PCR (FQ-PCR)标准曲线法准确定量基因表达的关键在于标准品与待检样本的扩增效率是否一致. 为检测DNA标准品与样本cDNA扩增效率的一致性,探讨定量用标准品的最佳制备方法,本研究以脂肪酸结合蛋白5(Fabp5)、过氧化物酶体增殖活化受体α (Ppar-α)及β肌动蛋白（β-Actin）的3个基因为对象,分别采用质粒纯化法、PCR产物直接纯化法、PCR产物凝胶回收法制备DNA标准品,10倍梯度稀释后用FQ PCR制作标准曲线. 并以10倍梯度稀释的样本cDNA标准曲线的参数为对照,进行比较分析. 结果表明,不同方法制备的DNA标准品的扩增效率差异较大,并且与cDNA的扩增效率不一致,不能对cDNA样本进行准确定量. 另外,虽然目的基因在cDNA样本中的拷贝未知,不能对基因表达水平进行绝对定量,但因不同cDNA样本的同一基因的扩增效率一致, 可对基因的表达进行准确的相对定量.     

高山被孢霉△5脱饱和酶基因的分离与验证

花生四烯酸（arachidonic acid）是人体的必需脂防酸,具有独特的生物活性。△5脱饱和酶是花生四烯酸生物合成途径上的关键酶,以二高-γ-亚麻酸为底物,催化其第5位碳脱氢形成花生四烯酸。从花生四烯酸高产菌株高山被孢霉M6（Mortierella alpina）中通过RT—PCR分离了可能的编码△5脱饱和酶完整的cDNA,其大小为1366bp,编码446个氨基酸。推导出的蛋白质含有△5脂酰脱饱和酶中保守的特征性结构域,包括该蛋白质N端典型的细胞色素b。结构域,以及3个保守的组氨酸盒。为验证该蛋白质的功能,将该基因片段克隆到穿梭表达载体pPIC9K中,获得的重组载体pPIC9K-D5通过电转化法转化到巴斯德毕赤酵母GS115中,利用G418耐受度筛选出高拷贝数的酵母转化子,在加入外源底物二高-γ-亚麻酸时,利用甲醇诱导酵母转化子表达外源基因。酵母转化子的油脂的气相色谱图谱中出现了一个花生四烯酸的特征峰,进一步对该峰进行气质联谱（GC—MS）分析,证实该峰是花生四烯酸。研究结果表明,从高山被孢霉M6中分离出△5脱饱和酶基因。     

少根根霉△^6-脂肪酸脱氢酶基因的克隆和表达

根据真菌△^6-脂肪酸脱氢酶保守的氨基酸序列设计简并引物进行RT-PCR,获得一个593 bp的cDNA片段,再根据获得的部分序列设计基因特异性引物,通过cDNA末端扩增技术(RACE)获得该cDNA的3’和5’序列,从而得到全长为1482bp的cDNA序列。序列分析结果表明,该序列具有一个长度为1377bp、编码458个氨基酸的开放阅读框,所编码蛋白质的大小为52kD。与报道的△^6-脂肪酸脱氢酶一样,推测的氨基酸序列具有膜整合脂肪酸脱氢酶特异性的3个组氨酸保守区和疏水结构,在其氨基酸序列的N-末端具有类似于细胞色素b5的血红素结合区。该序列为一个新的编码△^6-脂肪酸脱氢酶的基因,为了验证其功能,把开放阅读框序列RAD6亚克隆到表达载体pYES2．0,构建重组表达载体pYRAD6,并转化到酿酒酵母的缺陷型菌株INVScl进行表达。通过气相色谱(GC)和气相色谱／质谱(GC-MS)分析表明,该序列在酿酒酵母中获得表达。所编码的酶具有△^6-脂肪酸脱氢酶活性,能将外源性的底物亚油酸转化为γ-亚麻酸,γ-亚麻酸的含量占酵母总脂肪酸的3．85％。     

小眼虫藻△8-脂肪酸脱氢酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

△8途径是合成多不饱和脂肪酸的替代途径,△8-脂肪酸脱氢酶是该途径的关键酶之一.根据已报道的△8-脂肪酸脱氢酶基因设计引物,分别从小眼虫藻基因组DNA和cDNA中扩增得到该基因片段,序列分析表明:结构基因长1 266 bp,编码421个氨基酸;该基因没有内含子,比已经报道的△8-脂肪酸脱氢酶基因长6bp,并且N末端序列也有所不同.利用酿酒酵母的载体pYES2.0构建△8-脂肪酸脱氢酶表达载体pYEFD,并转化到营养缺陷型酿酒酵母菌株INVSc1中,在选择培养基中筛选得到酿酒酵母转化菌株YD8.YD8在合适的培养条件下,添加外源底物二十碳二烯酸和二十碳三烯酸并诱导基因表达.脂肪酸甲酯气相色谱分析表明小眼虫藻△8-脂肪酸脱氢酶基因在酿酒酵母中获得了高效表达,将二十碳二烯酸和二十碳三烯酸分别转化成二高-γ-亚麻酸和二十碳四烯酸,其底物转化率分别达到了31.2%和46.3%.     

应用抑制性消减杂交技术筛选流感病毒感染宿主应答基因

从宿主系统寻找病毒感染特异性相关的生物大分子是研究病毒药物靶标和诊断标志物的新方向 .为了筛选宿主细胞中流感病毒感染特异性基因 ,采用抑制性消减杂交技术 (SSH) ,以流感病毒A 鲁防 93 9(H3N2 )感染MDCK细胞及正常MDCK细胞为材料 ,构建病毒感染特异性差减cDNA文库 ,PCR法扩增鉴定其中插入片段大小 .从差减文库中随机挑取 10 0个克隆进行测序 ,用生物信息学方法对其同源性和基因功能进行分析和预测 .结果显示 ,成功构建了流感病毒感染特异性差减cDNA文库 ,文库中cDNA片段长度在 2 5 0～ 10 0 0bp之间 .从文库中随机选取 10 0个克隆测序 ,获得了 95个有效序列 ,经blast同源性分析发现 ,大部分基因为参与宿主细胞能量代谢和蛋白质生物合成过程中的基因 ;其中 19个为无任何功能线索的新基因片段 .流感病毒感染特异性差减cDNA文库的建立和筛选出病毒感染应答候选新基因cDNA片段 ,为发现新型流感病毒药靶和诊断标志物以及病毒感染机制研究打下基础