黑曲霉pepD基因阻断突变菌株的构建及功能分析

运用同源重组技术破坏了黑曲霉基因组中的pepD基因,该基因编码一种类subtilisin的胞外蛋白酶PEPD。实验以黑曲霉GICC2773基因组DNA为模板,PCR扩增pepD基因,并在此基因中间插入潮霉素抗性基因(hph)表达单元,由此产生了3.7kb的pepD阻断基因片段。将此阻断基因片段与载体pBS连接,构建成pepD基因阻断质粒pBSDH。采用原生质体-CaCl2/PEG法将酶切阻断质粒得到的含pepD基因和hph表达单元的3.7kb线性片段转化AspergillusnigerGICC2773菌株,在含潮霉素的平板上筛选潮霉素抗性转化子,从这些抗性转化子中经PCR检测分离到到1个pepD基因阻断突变菌株?pepD66。外源漆酶分泌活性分析显示,黑曲霉pepD基因的破坏使其外源漆酶的分泌表达有所提高。     

黑曲霉mnn9基因缺失株的构建及其功能分析

本研究通过分析比较黑曲霉基因组与酿酒酵母基因组序列同源性,分离鉴定了黑曲霉mnn9基因。通过同源重组,在黑曲霉GICC2773(ΔAP4:pGPT-laccase)菌株中敲除了mnn9基因。该黑曲霉mnn9基因缺失使外源蛋白漆酶的分泌表达提高了14%,内源蛋白葡萄糖淀粉酶的分泌表达则降低了4%。     

黑曲霉pepB基因缺失菌株的构建及其功能分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)GICC2773基因组DNA为模板,用PCR方法分别扩增pepB基因中的上游约1．4kb和下游约1．3kb两段DNA序列,将此两段序列按同一方向分别插入质粒pMW1中潮霉素抗性基因(hph)表达单元的5′和3′端,构建成重组质粒pMW1-pepB,用于通过同源重组靶向破坏基因组中的pepB基因。同源重组则采用原生质体-PEG方法,将酶切pMW1-pepB得到的线性片段转化A．niger GICC2773菌株,通过潮霉素选择平板得到62个Hgy抗性转化子,然后采用PCR方法从这些抗性转化子中筛选到1个由于同源重组产生的pepB基因缺失突变菌株pepB29。功能分析显示该突变株的酸性蛋白酶活性有明显下降,外源蛋白漆酶的分泌表达有所提高。     

大肠杆菌glgC基因的定点突变及功能分析

摘要: 利用PCR从Escherichia coli JM109基因组中扩增到全长为1 296 bp的glgC基因编码区, 通过PCR重组方法进行点突变, 获得氨基酸突变的3个突变体, 分别是Pro295Ser(Val121Ala, Met151Ile和Val334Asp)、Gly336 Asp单点突变和Pro295Ser/Gly336Asp(Lys109Arg), 其基因分别命名为295⁺³、336和295/ 336⁺¹。将突变和未突变的基因分别克隆到pET32-a, 构建重组质粒pET-glgC、pET-295⁺³、pET-336和pET-295/ 336+1, 在文中分别简称为a、b、c和d。转化大肠杆菌BL21(DE3), 在1 mmol/L IPTG 诱导下表达。SDS- PAGE 电泳分析显示, 在约67 kDa 处有1条明显与预期大小一致的蛋白质, 表明目的基因已得到融合表达。上述转化子的碘染和糖原含量测定结果, 第336位的Gly变成Asp后, 宿主菌的糖原含量提高; Pro295Ser/Gly336Asp(Lys109Arg)的突变导致宿主菌的糖原含量与Gly336Asp突变体相近, 表明在336突变基因的基础上增加Pro295Ser的突变没有进一步加大宿主菌中AGPase酶的反馈抑制效应的降低。已有的结果显示, Pro295Ser可以降低AGPase酶的反馈抑制效应活性, 而实验中295⁺³突变基因转入宿主菌后细胞糖原含量明显降低, 推测这个结果可能是295⁺³中的Val334Asp的突变造成, 而334位的氨基酸可能是AGPase功能域中的一个重要位点。     

农杆菌介导凝乳酶基因转化黑曲霉载体的构建

目的:研究针对黑曲霉中高表达的糖化酶基因( glaA)位点,构建含有潮霉素抗性的农杆菌介导的牛凝乳酶基因转化黑曲霉基因置换载体,并在潮霉素基因两端设计了正向重复序列,使在后续的研究中消除抗性基因成为可能.方法:将glaA上游( Gla5)和下游(Gla3)片段作为同源臂,通过重叠延伸PCR技术连接在Cym基因两端构成GlaA5-Cym-GlaA3( CYM)片段,并在潮霉素基因下游引入与Cym基因下游方向相同的Gla3,通过中间载体获得GlaA5-Cym-GlaA3-hph-Gla3结构.结果:将上述结构克隆至在T-DNA区内只含有多克隆位点的Ti质粒载体pSZA,经过酶切鉴定,成功获得载体pSZH-CYM.     

利用同源重组提高外源GUS基因在植物组织中表达

将１８Ｓ ｒＲＮＡ基因的部分片段,或烟草的核骨架结合序列（ＳＡＲｓ）作为同源序列与外源ＧＵＳ基因作为报告基因构建成用于基因打靶载体,以枪或农杆菌介导转化到拟南芥的根组织中,检测ＧＵＳ基因瞬间表达的结果显示,两种同源基因序列均可提外源ＧＵＳ基因的表达。     

Sterptomyces rochei4089的L基因阻断变株的构建及功能研究

运用同源重组技术破坏了一株格尔德霉素产生菌Sterptomyces rochei 4089的L基因,该基因编码氧化还原酶.以Sterptomyces rochei 4089基因组总DNA为模板,PCR扩增AHBA-KLM基因簇,采取Red/ET重组技术,构建L基因阻断质粒pKC1139-KLM-KmR.采用大肠杆菌与链霉菌的结合转移将阻断质粒含AHBA-KLM基因簇和Kan表达单元的3.0 kb线性片段转化Sterptomyces rochei 4089菌株,在卡纳霉素的平板上筛选卡纳霉素抗性转化子,经PCR检测分离到L基因阻断突变菌株.对原、变株的发酵液进行TLC和HPLC分析显示,Sterptomyces rochei 4089基因组中的L基因失活后,导致该菌株不能合成安莎类抗生素格尔德霉素.通过阻断L基因,为筛查这类放线菌产生安莎类抗生素提供了明确的组分指示作用.     

同源重组法构建枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变菌株

采用同源重组法高效构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变株。以大肠杆菌(E.coliDH5α)质粒pBlUSKM为框架,构建出基于枯草杆菌(B.S104)tkt基因位点的整合载体pb-Trs-n,将此载体重组到Bacillus subtilis104中,从新霉素抗性平板上挑取转化子,整合载体pb-Trs-n的测序结果与Kunst.F报道的tkt基因高度同源(98.9%)。同源重组后,B.S104染色体上的tkt基因(2 004bp)部分与载体pb-Trs-n的neo基因(1 197bp)发生了同源交换,确定了该转化子为枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变株(tkt-,neo),该方法构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变株是可行的,为D-核糖工程菌的研究奠定了基础。     

黑曲霉菌株柠檬酸合成酶基因的敲除及功能分析

【背景】柠檬酸合成酶是碳代谢途径的中心酶,其在三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)、氨基酸合成和乙醛酸循环中发挥着重要作用,是柠檬酸合成的关键酶。本论文所选用的是一株高产柠檬酸的黑曲霉菌株CGMCC10142。【目的】克隆柠檬酸合成酶关键基因,构建柠檬酸合成酶的敲除菌株并鉴定其在黑曲霉菌株高产柠檬酸过程中的功能及影响。【方法】采用根癌农杆菌转化方法并利用同源重组原理,采用抗性筛选和致死型反向筛选的双重筛选方法获得正确敲除株。对转化子在不同碳源下的生长情况进行观察并对柠檬酸发酵过程中菌丝球变化和产酸量进行分析,最后通过荧光定量PCR分析柠檬酸合成酶基因对黑曲霉积累柠檬酸的影响,及其对主要代谢途径中重要酶相关基因和其他的表达量的影响。【结果】以柠檬酸高产菌株黑曲霉CGMCC10142为出发菌,构建一株遗传稳定的柠檬酸合成酶敲除的菌株T1-2。结果发现该菌株在以葡萄糖为碳源的培养基上生长缓慢并且产生孢子量减少。通过摇瓶发酵产酸实验,结果表明敲除菌在84 h产酸量为64.3 g/L,相对于出发菌的98.7g/L降低了34.85%。通过荧光定量PCR发现柠檬酸合成酶的表达量是下降的,同时重要酶的表达量都下降。【结论】该菌株的柠檬酸合成酶基因对柠檬酸积累具有重要作用,但存在其他同工酶基因,该基因敲除仅使产酸合成降低34.85%,同时发现该柠檬酸合成酶的顺畅表达有助于主代谢途径中各关键酶的高效表达,本研究可为研究黑曲霉高产柠檬酸机理奠定基础。     

大肠杆菌胸腺嘧啶合成酶thyA缺失突变菌株的构建

大肠杆菌K12 DY330菌株的染色体上整合有一种新型的同源重组系统——缺陷型λ原噬菌体同源重组系统。以DY330为出发菌,通过同源重组构建大肠杆菌thyA-株DY330TI,其基因组特点是：thyA基因除保留N端的1～49氨基酸残基相对应的必需核苷酸序列外,将其余部分全部缺失;此外,还敲除了DY330TI中与缺陷型λ原噬菌体同源重组功能相关的基因,从而尽可能避免了通过同源重组产生回复突变的可能性。通过大肠杆菌thyA基因对该突变株的转化实验,检测转化子的回复突变率,进一步证实该突变株的突变性状稳定,为构建以thyA为选择标志的大肠杆菌染色体质粒平衡致死系统提供了合适的缺陷型宿主菌。     

维氏气单胞菌hfq基因敲除菌株的构建及鉴定

RNA分子伴侣蛋白Hfq是细菌中普遍存在的全局调控因子,对于细菌的生长增殖、毒性和逆境耐受等都有重要影响。维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)是一种新型人—鱼共患条件致病菌,会在水产养殖中造成巨大危害。本研究从维氏气单胞菌基因组DNA中扩增hfq基因上、下游序列,连接到pRE112质粒中,构建敲除质粒pRE112-Δhfq,通过接合转移将敲除质粒从大肠杆菌感受态转入维氏气单胞菌后,基于同源重组原理,利用蔗糖压力筛选得到hfq基因敲除的维氏气单胞菌突变株C4-Δhfq。生长曲线分析表明,hfq基因敲除显著延缓维氏气单胞菌的生长速率,同时,回补hfq使细菌恢复生长。本研究获得的hfq基因敲除菌株,可为进一步研究维氏气单胞菌中Hfq调控因子的功能及其调控机制提供一定帮助。     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63 nsdAmgh基因阻断突变株的构建

为研究从玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中克隆到的,与天蓝色链霉菌M 145中的一个重要负调控基因nsd A基因同源的nsdA_(mgh)基因的功能,本文构建了nsd A_(mgh)基因破坏型重组质粒pSRNA2500(pKC1139::1.5 kb nsdA_(mgh)::1.0 kb Km~r),转化ET12567(pUZ8002)获得接合转移供体菌ET12567(pUZ8002,pSRNA2500),通过接合转移将重组质粒导入玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中。在高温和抗生素双重筛选压力下,筛选得到表型为Am~sKm~r的nsd A_(mgh)基因阻断突变株,通过PCR、Dot bloting和Southern blotting验证了突变株中的nsdA_(mgh)基因已被正确阻断。与出发菌株相比,突变株在摇瓶水平上对棉花黄萎病菌的抑制能力提高了一倍。     

金黄色葡萄球菌OatA基因敲除菌株及其回补菌株的构建

目的:构建金黄色葡萄球菌(金葡菌)Oat A基因敲除菌株及其回补菌株。方法:以p BT2为载体,构建金葡菌Oat A基因敲除质粒p BT2-△Oat A,经金葡菌RN4220修饰后电转入金葡菌USA300,利用p BT2载体对温度敏感的特点,在42℃多次传代,筛选出金葡菌Oat A基因敲除菌株。以p LI50为载体,构建p LI50-Oat A全基因回补质粒,电转入金葡菌RN4220,再次抽提后电转入敲除菌株△Oat A,获得基因回补菌株p Oat A。结果:成功构建基因敲除质粒p BT2-△Oat A,经RN4220修饰电转入USA300,经PCR及测序鉴定,获得了金葡菌Oat A敲除菌株△Oat A。经PCR及酶切鉴定,确认p LI50-Oat A回补质粒构建成功,通过金葡菌RN4220修饰后电转入敲除菌株△Oat A,获得基因敲除回补菌株p Oat A。结论:成功构建金黄色葡萄球菌Oat A基因敲除菌株及其回补菌株,为进一步研究金葡菌Oat A的功能及其作用机制奠定基础。     

应用Red重组工程技术建立asd基因缺失的大肠杆菌DH108菌株

目的：建立一株新遗传表型的大肠杆菌DH10BAasd菌株。方法：应用pKD46介导的重组系统、kan／kil选择反选择系统、双链线性DNA重组技术和重叠引物介导的DNA重组技术,在菌株DH10B体内,对其染色体上的asd基因进行了基因敲除。结果：建立了一株二氨基庚二酸（DAP）营养缺陷型重组大肠杆菌DH10BAasd。结论：为进一步建立以大肠杆菌DH10B为载体的DNA疫苗或基因治疗载体奠定了基础。     

重组牛肠激酶轻链基因在大肠杆菌中的表达与纯化

肠激酶（Enteroloinase,EK,EC3.4.21.9）是一种以异源二聚体形式存在于哺乳动物十二指肠内的丝氨酸蛋白酶,通过在位点（Asp）4-Lys的羧基端进行高效特异酶切,将胰蛋白酶原激活为胰蛋白酶。以GenBank公共数据库中牛肠激酶轻链基因序列（Accession No.NM174439）设计引物,利用RT-PCR方法合成牛肠激酶轻链基因片段,并克隆进pET39b载体中DsbA片段的C’端,转化大肠杆菌BL21（DE3）,获得DsbA/牛肠激酶轻链融合蛋白,经镍离子螯合层析纯化,每升培养液中可得到2.7-3.0mg重组牛肠激酶,对含有肠激酶酶切位点的IL-11/MBP融合蛋白进行酶切,结果表明,酶解率可达到95%以上,为重组牛肠激酶的大规模生产打下了基础。     

同源重组法构建枯草芽孢杆菌224 yugS基因缺失突变株

从枯草芽孢杆菌224的基因组DNA中分别扩增出溶血样基因yugS的上、下游片段,并利用携带新霉素抗性基因(neor)的重组质粒pMD18-T-neo作为骨架,构建了基于yugS基因位点的基因阻断质粒pMD18-T-neo-yugS,线性化后电转化入枯草杆菌224,从新霉素抗性平板上挑取转化子,通过对基因组的PCR鉴定和核苷酸测序证明,确定转化子yugS156为yugS基因缺失突变株。     

腺病毒介导重组hKGF基因转染HaCat细胞及其表达

将PCR扩增得到的人角质细胞生长因子（hKGF）基因片断插入穿梭载体pAdTrack-CMV,产生重组质粒pAdTrack-CMV-hKGF,经Pme I线性化后,通过电转法导入含腺病毒骨架质粒pAdEasy-1的大肠杆菌BJ5183进行同源重组,得到重组腺病毒质粒pAdEasy-hKGF。采用Lipofectamine 2000将pAdEasy-hKGF转染到HEK-293细胞,在HEK-293细胞中包装并扩增出大量的腺病毒,经PCR鉴定含有hKGF基因。获得的重组hKGF腺病毒感染颗粒可高效感染HaCat细胞。Western-blot结果显示,重组腺病毒感染的HaCat细胞可分泌表达hKGF蛋白。     

构建胸膜肺炎放线杆菌apxIC基因插入突变株

目的：构建胸膜肺炎放线杆菌（APP）apxIC基因插入突变菌株,以鉴定ApxⅠ毒素的生物学特性。方法：根据apxⅠ核酸序列（U05042）设计1对引物,用于自APP血清10型参考菌株（D13039）基因组DNA中扩增apxIC基因及其上下游约2．8kb的基因片段,经克隆测序后在apxIC基因下游xbI酶切位点处插入约0．9kb的氯霉素（Chl）抗性基因表达盒,构建用于转化的转移载体pUIC-Chl^r,将转移载体DNA经电转化导入APP血清10型参考菌株中进行同源重组,以获得突变菌株。结果：在含有氯霉素的培养基中经筛选获得2株丧失溶血活性的突变菌株（D13039C-Chl^r）;利用PCR和Southern blot对突变菌株鉴定,显示氯霉素抗性基因已被插入细菌基因组中。结论：利用电转化和同源重组技术构建成功APP apxIC基因插入突变菌株,为分析ApxⅠ毒素的生物学特性,进而研制APP基因工程减毒活疫苗奠定了基础。     

信号肽对外源蛋白分泌效率的影响

信号肽在引导外源蛋白分泌过程中具有重要作用,从信号肽疏水性结构、构建分泌型载体以及分泌增强子、定位信号等几个方面介绍了信号肽对外源蛋白分泌效率的影响,在大量生产以酵母为表达栽体的治疗性蛋白方面具有广泛的应用前景。     

利用黑曲霉高效表达外源蛋白策略

黑曲霉Aspergillus niger作为一种广泛存在于自然界的丝状真菌,是极为重要的工业微生物,不仅是重要的柠檬酸生产菌,同时还在表达多种蛋白和生产次级代谢产物等方面应用广泛。虽然黑曲霉用于商业化生产外源蛋白已经有很长的历史,但大多数外源蛋白的表达水平不高,亟需研究高效表达外源蛋白的策略。文中概述了通过选用强启动子、增加基因拷贝数、使用蛋白酶缺陷菌株、采用基因融合表达、增加糖基化修饰等策略来增强黑曲霉表达外源蛋白的进展,旨在为深入开展该领域的研究工作提供参考。