高山被孢霉Δ~6-脂肪酸脱氢酶基因在红冬孢酵母中的表达

以绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)作为报告基因,将质粒pRH2304转化红冬孢酵母YM25235进行表达分析,荧光显微观察结果表明GFP在YM25235获得表达,建立了红冬孢酵母YM25235遗传转化方法。在此基础上,以高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因取代pRH2304中的GFP基因,构建重组质粒pRH2304MAD6,将其转化红冬孢酵母YM25235进行表达分析。PCR结果表明,高山被孢霉Δ6-脂肪酸脱氢酶基因已经整合到YM25235基因组中,进一步的脂肪酸气相色谱分析结果表明,该基因编码产物催化n-6途径中的亚油酸转化成γ-亚麻酸,占细胞总脂肪酸的4.35%,但没有检测到催化n-3途径中的α-亚麻酸转化成十八碳四烯酸。     

一个深黄被孢霉苹果酸脱氢酶基因的克隆与表达

根据转录组测序结果设计特异性引物,以深黄被孢霉(Mortierella isabellina)M6-22的c DNA为模板,PCR扩增苹果酸脱氢酶基因MIMDH2,测序结果显示该序列长1 017 bp,编码338个氨基酸。序列分析表明该序列与已报道的烟曲霉(Aspergillus fumigates)线粒体苹果酸脱氢酶的相似性最高,达71.26%,且含有苹果酸脱氢酶的保守辅酶结合位点、底物结合位点和催化活性位点。将MIMDH2片段连接到表达载体pET32a(+)中,构建重组表达质粒pET32a-MIMDH2,并转化至大肠杆菌BL21中进行诱导表达,SDS-PAGE电泳检测结果显示在50 k D左右处有一蛋白质条带,酶活分析结果显示经镍柱亲和层析纯化的重组蛋白酶活高达271.33 U/mg。以上结果说明所克隆的MIMDH2为一个新的潜在的苹果酸脱氢酶基因,所编码的蛋白质具有苹果酸脱氢酶的活性。     

过表达乙酰辅酶A乙酰基转移酶2基因(RKAcat2)对红冬孢酵母产类胡萝卜素的影响

[背景] 乙酰辅酶A乙酰基转移酶（Acetyl Coenzyme A Acyltransferase,Acat）是硫解酶家族的一员,分为I型和II型,而II型作为甲羟戊酸（Mevalonate,MVA）途径的第一个限速酶,其表达水平和催化活性会影响萜类及其衍生物的合成量。[目的] 分析Acat II型基因的过表达对红冬孢酵母产类胡萝卜素的影响。[方法] 从红冬孢酵母YM25235菌株中克隆编码Acat II型的基因RKAcat2,将其回转到红冬孢酵母YM25235菌株中,构建一株RKAcat2基因过表达菌株进行分析。[结果] 与对照菌株相比,RKAcat2基因过表达使YM25235菌株中类胡萝卜素含量提高了50.53%,而菌株中油脂含量降低了22.80%,脂肪酸组成中油酸含量显著下降了17.78%,而且菌株中乙酰辅酶A （Coenzyme A,CoA）的含量也下降了13.64%。[结论] 过表达RKAcat2基因促进更多乙酰CoA进入MVA途径中,从而提高了类胡萝卜素的合成水平,这与部分MVA途径和类胡萝卜素合成途径中基因的转录分析结果一致。研究结果可为进一步通过代谢工程手段提高产油红酵母中类胡萝卜素及其特定组分含量的研究提供参考。     

红冬孢酵母苯丙氨酸解氨酶基因pal在大肠杆菌中的克隆与表达

以红冬孢酵母总RNA为模板反转录获得其苯丙氨酸解氨酶基因pal,测序与已公布蛋白序列进行比对,相似度为99％.并以含有T7强启动子的pET - 28a(+)为载体构建重组质粒pET - 28a(+)- pal,通过异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导实现苯丙氨酸解氨酶(PAL)在大肠杆菌中的表达.对诱导条件进行初步优化后,重组茵PAL比酶活可达到42.99 U/g.转化实验中肉桂酸的转化率为48.52％,L-苯丙氨酸生成量为1.73 g/L.结果表明,红冬孢酵母pal基因通过表达载体pET - 28a(+)在E.coli中获得了高效表达.     

圆红冬孢酵母磷酸盐饥饿诱导表达载体的构建

摘要:【目的】建立一种适用于圆红冬孢酵母代谢工程的磷酸盐饥饿诱导表达系统。【方法】对圆红冬孢酵母pho89基因5'侧翼序列进行生物信息学分析,设计相应引物,PCR扩增pho89基因启动子(pPHO89)和hsp70基因终止子(tHSP),利用RF克隆方法置换出发载体上的pPGK组成型启动子和tNOS终止子,以潮霉素磷酸转移酶基因hyg为报告基因,得到响应磷酸盐饥饿诱导的单表达盒载体pZPK-pPHO89-hyg-tHSP,利用ATMT方法转化圆红冬孢酵母,通过转化子潮霉素抗性表型鉴定pPHO89和tHSP的启动子和终止子活 性。在此基础上,构建了适合外源基因表达的双表达盒诱导表达载体pZPK-HYG-pPHO89-MCS-tHSP,并利用该载体构建了苹果酸酶重组表达菌株。【结果】成功构建了响应磷酸盐饥饿的圆红冬孢酵母诱导性表达载体,该载体在圆红冬孢酵母中可表现出启动子和终止子活性。【结论】该启动子受磷酸盐浓度的严谨调节,响应度高,操作简单,无需额外诱导剂,经济便捷,为后续圆红冬孢酵母代谢工程研究提供了基本材料。     

圆红冬孢酵母自主复制序列分离和利用游离型质粒进行基因敲除

【目的】与整合型表达载体相比,游离型表达载体通常具有更高的拷贝数以实现目标基因的高强度表达,并且对于DNA操作应用更加方便和灵活。然而,目前的研究尚未确定适用于圆红冬孢酵母的游离型质粒,该酵母外源基因的表达或者基于CRISPR/Cas9的基因组编辑都需要通过整合方式来完成,这也是对其遗传改造进展缓慢的一个重要原因。本研究目的是构建圆红冬孢酵母的游离型质粒,使得其外源基因的表达和基因组编辑更方便省时。【方法】首先对圆红冬孢酵母苯丙氨酸氨裂解酶基因(phenylalanine ammonia-lyase gene, PAL)中可能存在的自主复制序列(autonomously replicating sequences, ARSs)进行挖掘和表征,将该基因及其上下游序列进行分段扩增,构建到带有β-异丙基苹果酸脱氢酶基因(β-isopropyl malate dehydrogenase gene, LEU2)的质粒中,通过电转化的方法导入LEU2基因缺陷的圆红冬孢酵母中,根据转化效率高低鉴定了该酵母的一个ARS。其次,以编码香叶基香叶基焦磷酸合成酶(geranylgeranyl pyrophosphate synthase, GGPPS)的BTS1基因为敲除靶点,将其gRNA构建到基于ARS的游离型质粒中,通过转化子直观的颜色变化来验证该游离型质粒是否成功应用于圆红冬孢酵母的CRISPR/Cas9体系。【结果】本工作鉴定了圆红冬孢酵母的ARS,构建了基于ARS元件的游离型质粒,并将该质粒应用于圆红冬孢酵母CRISPR/Cas9体系,成功实现了基于游离型质粒的基因敲除。【结论】本研究丰富了圆红冬孢酵母现有的工具库,为圆红冬孢酵母的合成生物学应用提供了良好的研究基础和技术支持。     

深黄被孢霉苹果酸脱氢酶基因的克隆和表达

目的通过对深黄被孢霉(Mortierella isabellina)M6-22中MDH基因的分离鉴定,为深入了解苹果酸脱氢酶(MDH)的生理特性、结构和功能奠定基础,并进一步探讨生物体中MDH的代谢作用。方法通过基因克隆的方法以深黄被孢霉的cDNA为模板,PCR扩增获得苹果酸脱氢酶基因MIMDH1。结果测序结果显示该序列长990bp,分别编码329个氨基酸。序列分析表明该序列与瓜笄霉菌(Choanephora cucurbitarum)MDH的相同性高达77%。将MIMDH1片段连接到表达载体pET32a(+)中构建重组表达质粒pET32aMIMDH1并转化至大肠埃希菌BL21中诱导表达,SDS-PAGE电泳检测在50kD左右有一条蛋白表达条带,经镍柱亲和层析纯化和酶活分析结果显示所纯化的重组蛋白酶活高达379.28U/mg。结论克隆的cDNA序列MIMDH1是一个新的苹果酸脱氢酶基因,所编码的蛋白具有MDH的活性。     

苹果酸降解相关基因在酿酒酵母中的表达

微生物降酸是现代葡萄酒酿造重要工艺。将裂殖酵母苹果酸通透酶基因(mae1)和苹果酸酶基因(mae2)克隆到酿酒酵母中,构建了苹果酸酒精酵母;将mae1基因和乳酸乳球菌的苹果酸乳酸酶基因(mleS)克隆到酿酒酵母中,构建了苹果酸乳酸酵母。构建的酵母重组子能够有效地分解发酵基质中的苹果酸。     

大肠杆菌K12苹果酸酶的克隆、表达与纯化

以大肠杆菌K12基因组DNA为模板,PCR扩增得到NAD 依赖型苹果酸酶(NAD-ME)的全长基因,并克隆到载体pET24b( )中,得到表达质粒pET24b-ME。在IPTG诱导下,携带pET24b-ME的大肠杆菌BL21(DE3)高效表达分子量约为65 kDa的可溶性蛋白。重组NAD-ME经镍亲和层析纯化,比活达到100 U/mg以上。以上结果为深入研究苹果酸酶生物催化特性及其与辅酶的相互作用奠定了基础。     

红冬孢酵母分子遗传操作技术研究进展

红冬孢酵母(Rhodosporidium)是一种天然的微生物油脂和β-类胡萝卜素高产菌,有望被开发为工业平台菌株。近年来,基因组测序完成和各种组学研究的开展,为红冬孢酵母分子遗传操作技术开发奠定了基础。基因元件(如启动子、终止子、报告基因和筛选标记等)的挖掘和引入,基因转化方法开发以及基因操纵技术(如基因失活和过表达)等的完善,加速了红冬孢酵母的代谢工程研究进程。本文中,笔者总结了红冬孢酵母在分子遗传操作技术方面的研究进展,力图勾勒出红冬孢酵母的分子遗传操作技术研究的概貌,为后续研究提供借鉴。