重组大肠杆菌高密度培养研究进展

大肠杆菌是基因工程中常用的宿主菌,许多有价值的多肽和蛋白在大肠杆菌中已成功地进行了表达,表达水平有些高达细胞总蛋白的３０％以上,为了提高单位体积设备产物的产量,除了提高表达水平外,还需提高重组大肠杆菌的培养密度。大肠杆菌高密度培养的早期工作主要是以宿主菌为模型进行研究的,而近年来,重组大肠杆菌高密度高表达的研究已经有了较大进展。本文着重综述了培养基成分、溶氧、比生长速率和代谢副产物乙酸等因素对工程菌生长和表达的影响,及提高菌密度和表达水平的培养方法。     

重组大肠杆菌的分批补料培养方法

在重组大肠杆菌的培养过程中,存在着菌体的高浓度与外源蛋白的高表达这一矛盾,使得重组菌的比生长速率通常远远低于宿主菌,限制了基因工程菌由实验室规模向工业化规模的转变。要实现重组大肠杆菌的高密度培养,最常用和最有效的方法就是分批补料流加培养。     

培养过程对基因工程菌稳定性的影响

重组质粒不稳定性是基因工程菌生产中的主要问题,从培养过程的角度综述了选择压力、操作方式、培养基组成、溶氧、培养温度、ｐＨ等因素对质粒稳定性的影响,为基因工程菌的发酵提供参考。     

透明颤菌血红蛋白的表达对酵母中麦角固醇合成的影响

构建了含透明颤菌（Vistreoscilla）血红蛋白基因vgb和酵母遗传霉素（G418）抗性基因的重组质粒pVgbkanMX4,转化至酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae 1190中,经过分析,基因vgb在酵母细胞中得到表达。对重组菌和野生菌进行了摇瓶培养及5 L发酵罐培养的研究。在摇瓶实验中,重组菌的麦角固醇产量比野生菌有显著提高,在野生菌中的含量为0.573%、而在重组菌中的产量为1.07%。 经过30 h发酵罐培养的实验,野生菌中麦角固醇含量为0.9%,重组菌中其含量为1.38%,验证了摇瓶实验的结果。结果证明vgb基因有利于酵母中麦角固醇的合成。     

禾本科植物原生质体培养及研究进展

植物原生质体培养是高等植物细胞工程和基因工程的重要基础之一。许多遗传操作,如体细胞杂交、细胞质重组和直接的 DNA 摄入等,都依赖于原生质体的再生。这种再生在双子叶植物中已不是一件困难的事。然而,多年来禾本科植物原生质体培养一直被认为是个十     

新生儿血培养检出潘多拉菌一例

潘多拉菌是一种革兰阴性非发酵菌,隶属伯克霍尔德菌属。国内潘多拉菌感染鲜有临床报道。本实验室在1例新生儿血培养中检出一株革兰阴性杆菌,经生化、药敏试验及16S rRNA基因测序等方法鉴定,确定是潘多拉菌属。     

L-天冬酰胺酶工程菌株培养条件及稳定性

L-天冬酰胺酶工程菌株的酶活和表达水平受菌体生物量和诱导时间的影响。在生物量Ａ６００03×１０左右,热诱导4h酶活力和表达水平可达到较高水平。葡萄糖对酶的生成有阻遏作用,当葡萄糖浓度大于025%时,对工程菌酶的合成造成阻遏。确定了工程菌培养的培养基、pH值、接种量等因素。重组质粒pASN在\%E.coli\% JM105,TG1和AS1357等宿主菌中具有很好的稳定性,工程菌培养50代以上重组质粒保留90%以上,在LB和M\|3培养基中也较稳定。     

人白细胞介素-11基因在家蚕培养细胞和虫体内的表达

将缺少编码信号肽序列的人白细胞介素－11（hIL-11)546核苷酸cDNA,重组于质粒pBacPAK8构建重组转移载体pBacIL-11,与经线性化修饰的家蚕核型多角体病毒（BmBacPAK)DNA共转染家蚕培养细胞株BmN,获得了插入hIL-11基因的重组病毒。Southern杂交表明重组病毒基因组中含有hIL-11基因片段,RNA斑点杂交表明hIL-11基因得到了转录。重组病毒感BmN细胞株、家蚕幼虫和蛹,在细胞培养上清、细胞抽提物、幼虫和蛹的体液样品中,SDS－PAGE电泳分析都能检测得到表达产物的特异性条带;采用IL－11依赖细胞株B9－11和MTT法测定表达产物的生物活性,表明rIL-11基因分别在培养细胞和蚕体内得到了高效表达。     

累积番茄红素的大肠杆菌工程菌及其培养条件的研究

噬夏孢欧文氏菌番茄红素合成相关基因crtE, crtB, crtI同时克隆进表达载体pET-15b构建pET-15bcrtIEB,将该重组质粒转化E.coliBL21(DE3)构建工程菌,IPTG诱导工程菌累积红色色素,经HPLC和吸收光谱分析,工程菌中合成的色素为番茄红素。研究了碳源、金属离子、培养温度、诱导剂浓度、诱导时间等参数对工程菌生长及色素累积的影响,确定了合适的培养条件：培养基为改良LB培养基（蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、麦芽糖5g/L、MgCl2 0.1g/L,NaCl 10g/L）;起始培养温度为37℃;培养至OD600为0.6左右时加入IPTG,终浓度为0.5mmol/L,诱导温度降至30℃;诱导时间为14h。发酵完成后工程菌的生物量（干重）为3.45g/L,番茄红素的最高含量可达5.8mg/gDW。     

携带新城疫病毒融合蛋白基因的重组减毒单核细胞增多性李斯特菌构建与鉴定

以鸡新城疫病毒F基因(NDV-F)为模式外源基因,通过基因切割-重叠延伸PCR法(SOE-PCR)将其插入到单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes)毒力基因hly的启动子和信号肽序列下游,并将该融合片段克隆入穿梭质粒pKSV7,随后将重组质粒电转李斯特菌进行同源重组。NDV-F基因的PCR扩增表明该重组菌构建成功,RT-PCR结果表明F基因在重组菌中得到了转录。比较了重组菌和野生型菌株的溶血性、黏附和侵袭力、对小鼠和鸡胚的毒力和生长特性以及重组菌的体内外稳定性,结果表明:hly基因中F片段的整合消除了单核细胞增多性李斯特菌溶血素基因的表达,其培养上清液没有溶血性,而野生型菌株的溶血价达24;细胞试验表明重组菌对细胞的黏附力和相对侵袭力均有不同程度的降低,而相对侵袭力与野生型菌株具有显著性差异(P<0.05);重组菌对小鼠及鸡胚的毒力(LD50)与野生型相比分别下降3.7和6.5个对数数量级;重组菌在BHI肉汤和小鼠体内连续5次后,仍然可以扩增出目的基因NDV-F,初步表明该重组菌较为稳定。     

浅析工程菌发酵培养

工程菌发酵培养主要包括育种技术、发酵过程的优化等。其中良好的生产菌种是发酵工作的中心环节。在传统的发酵工业中 ,菌种的诱变和筛选工作起着非常重要的作用。在七·五期间 ,国家发展高技术产业确定后 ,基因工程技术 (重组ＤＮＡ技术 )为发酵工程开辟了广阔的领域。生物技术产品作为优先开发的领域之一 ,给我国生命科学领域带来了一场深刻的革命 ,科学家们利用基因操作技术克隆出目的基因 ,然后将其组装入表达质粒 ,转染到宿主细胞中 ,经过发酵诱导表达目的产物以及纯化等一系列程序生产出所需要的目的产物。特别是医疗用蛋白、多肽类治…     

重组戊型肝炎病毒衣壳蛋白工程菌的高密度培养

在10L发酵罐中对戊型肝炎病毒衣壳蛋白在重组大肠杆菌中表达发酵工艺进行了研究,用分批培养方法探讨了不同培养基、培养基中磷酸盐浓度和Mg^2＋浓度等因素对菌体生长与重组蛋白表达的影响;用分批补料培养研究了不同的补料工艺对菌体生长与重组蛋白表达的影响,同时对重组菌诱导时期、诱导持续时间以及不同诱导温度表达包含体在尿素溶液中的溶解性进行了研究。结果表明,在优化后的培养基中,磷酸盐浓度、Mg^2＋浓度分别为80mmol/L 与20mmol/L时菌体生长与表达效果较好;分批补料培养中,37℃培养9h菌体达到对数期中期(约45OD600)为适宜诱导时期,加入终浓度为10mmol/L IPTG后诱导5h,OD600达到80以上,重组蛋白表达量达到29.74％,为最适收获菌体时间;37℃表达的包含体80％以上溶解在4mol/L的尿素溶液中,最终浓度达到14mg/mL; 10L发酵罐中确定的发酵工艺参数在30L发酵罐中进行了放大培养,10L发酵罐中确定的发酵工艺参数在30L发酵罐上具有可放大性与重复性, 可以应用于工业生产。     

难培养菌的多条带PCR产物产生原因分析

【目的】分析严重威胁柑橘产业发展的毁灭性病害——柑橘黄龙病的强致病性病原亚洲种“Candidatus Liberibacter asiaticus”的种群多样性研究中出现多条带PCR产物的原因,为难培养菌的分子生物学研究提供参考。【方法】通过使用PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和测序相结合分析“Ca. L. asiaticus”基因组上2个短串联重复(Short tandem repeats,STR)基因的PCR产物。【结果】单个菌株可扩增获得多个PCR条带且其扩增产物多态性受寄主品种影响;这2个STR基因的PCR产物在菌株间呈明显的多态性;扩增所获得的序列可来自“Ca. L. asiaticus”本身,也可来自其寄主或内生菌。【结论】难培养菌的STR基因PCR产物多态性产生的主要原因是该基因内部的串联重复序列数目存在差异,但目的菌及外源物种(寄主或内生菌等)基因组的非特异性扩增也是影响其多态性的因素。     

大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌的共培养研究

为研究大肠杆菌(Escherichia coli)和肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)混菌体系,构建了基于抗生素筛选的2株重组菌。将携带卡那霉素抗性基因的载体pET-28a转化到肺炎克雷伯氏菌中,获得重组菌K.pneumoniae(pET-28a);将携带氯霉素抗性基因cm的重组载体pET-cm(卡那霉素和氯霉素双抗性载体)转化到大肠杆菌中,获得重组菌E.coli(pET-cm),在卡那霉素抗性培养基中单独培养及混合培养上述两株重组菌。结果发现:单独培养条件下,E.coli与K.pneumoniae的相对菌体密度为57.87%;混合培养条件下,E.coli与K.pneumoniae的相对菌体密度为1.94%;E.coli和K.pneumoniae相对于各自单独培养的存活率分别为2.57%和76.60%。上述结果表明,K.pneumoniae为混菌体系的优势菌,可强烈抑制E.coli的生长。     

表达幽门螺杆菌黏附素保守区的减毒鼠伤寒沙门氏菌株的构建

为构建表达幽门螺杆菌（Hp）黏附素保守区（AB）的无抗性减毒鼠伤寒沙门氏菌疫苗,采用缺失腺苷酸环化酶基因（Δcya）、环腺苷酸受体蛋白基因（Δcrp）以及天冬氨酸β-半醛脱氢酶基因（Δasd）的鼠伤寒沙门菌（X4072）作为宿主,将编码AB的基因插入Asd⁺的组成型表达载体pYA248,通过两次转化引入宿主菌,构建了表达AB基因平衡致死的减毒鼠伤寒沙门重组菌X4072（pYA248-AB）,采用桥联法ELISA测定X4072（pYA248-AB）培养上清液和裂解上清液中AB的抗原性,参照Meacock叙述的方法及重组菌生长曲线的测定来确定重组菌株的稳定性,通过C57BL/6小鼠口服测定半致死量来确定重组菌的安全性。成功构建了表达AB的减毒鼠伤寒沙门菌重组菌株S.typhimurium X4072(pYA248-AB),桥联法ELISA测定表明重组菌X4072（pYA248-AB）培养上清中AB的含量高于菌体裂解液,重组菌pYA248-AB在没有选择压力的情况下培养100代,随机挑选的重组菌全部都能生长,且在ELISA测定AB抗原时均显阳性。重组菌的生长曲线测定表明,X4072（pYA248）和X4072（pYA248-AB）的生长状态基本一致;口服重组菌株X4072(pYA248-AB)1.0×10¹⁰cfu.30d后,C57BL/6存活率仍为100%。成功构建了表达AB的无抗性的减毒鼠伤寒沙门菌疫苗X4072（pYA248-AB）,体外实验表明重组质粒是稳定的,动物实验证明重组菌株是安全的;为防治幽门螺杆菌感染提供了口服活菌疫苗候选株。     

一种新型丙型肝炎病毒培养方法的建立

以丙肝病毒 (ＨＣＶ)为切入点 ,建立一套通过基因操作技术在体外细胞培养系统中生产高滴度反转录病毒颗粒的大规模病毒培养技术平台 ,并将该技术应用于其它难以体外大规模培养的反转录病毒的生产。该体系包括一株插入Ｔ7ＲＮＡ聚合酶基因的重组痘苗病毒ｖＴＦ 3和 2个重组质粒 ,质粒ＰＴ7ＨＣＶ在上游Ｔ7启动子和Ｔ7终止子之间插入ＨＣＶ基因组ｃＤＮＡ ,可通过Ｔ7ＲＮＡ聚合酶指导转录产生 9 5ｋｂ的ＨＣＶＲＮＡ ;另一质粒Ｐ...     

大亚湾海域可培养细菌鉴定及系统发育分析

对大亚湾海域表层水体的可培养细菌进行分离,测定了分离培养细菌的16S rRNA 基因V3 区序列,并采用该研究中的35 个序列与从GenBank 下载的46 个序列构建了系统树,对细菌进行了分子鉴定。在9 个站点的表层水体中共分离得到70株菌株,分属35 个种。其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)为分离菌株最多的两个菌纲,分离率分别为40%和35.7%;而β-变形菌纲(Betaproteobacteria)仅分离到1 株(1.4%)。此外,还分离得到盖球菌属(Kytococcus)、间胞囊菌属(Intrasporangium)等非常见菌株。大亚湾海域细菌的Shannon-Wiener's 多样性指数为3.21。大亚湾海域表层水体可培养细菌丰富的种类多样性以及较高的α-变形菌分离率,说明了该海域具有良好的水质,同时也是潜在的微生物菌种资源库。     

黄杆菌肝素酶Ⅱ重组菌培养条件的优化及高密度发酵

黄杆菌肝素酶Ⅱ(HepⅡ)是一类可特异性切割肝素、硫酸乙酰肝素类分子内连接键的酶。文中对黄杆菌肝素酶Ⅱ重组菌的诱导时机、诱导剂添加量、诱导温度、诱导时间等诱导产酶条件进行优化。经过优化最佳摇瓶发酵产酶条件为:37℃培养重组菌至对数生长前期,添加诱导剂IPTG至终浓度为0.3 g/L,20℃下诱导10 h,酶活达到最高,为570 U/L。在此基础上通过发酵罐高密度培养手段将菌体浓度OD600进一步提高到98,酶活大幅度提高到9 436 U/L,该研究结果为HepⅡ的工业化生产与应用奠定了良好的基础。     

不同培养条件对海洋沉积环境细菌的选择性分离

海洋环境中存在着大量未被培养和利用的微生物资源。本研究对一份南海沉积物样品采用不同培养温度、盐度、pH、样品稀释倍数和营养浓度条件进行可培养细菌的多样性研究。经过16S rRNA基因序列分析,获得825株菌分属于5个门,8个纲,17个目,26个科,57个属。分离到最多的属级类群为芽胞杆菌属（Bacillus）。通过不同培养条件的分离实验发现,厚壁菌类群在4 °C~60 °C、0%~15%盐度、pH 5~8及不同的样品稀释倍数和营养浓度实验条件中均为优势培养类群,具有广泛的环境适应性,但2~200的样品稀释倍数可以大大减少分离培养基中厚壁菌的数量。放线菌类群在4 °C低温和0%NaCl添加条件下的可培养多样性较高,同时pH 6和寡营养培养基有助于分离获得稀有放线菌类群。另外,本研究发现新物种资源的获取几率分别在寡营养培养基、5%~10%较高盐度和60°C高温培养有所增加。分离获得的5个主要细菌门类分别为厚壁菌门（Firmicutes,86%）、放线菌门（Actinobacteria,13%）、变形菌门（Proteobacteria,1%）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和异常球菌-栖热菌门（Deinococcus-Thermus）。本研究共分离得到29株潜在新种,分别属于芽胞杆菌纲（Bacilli）、放线菌纲（Actinobacteria）、酸微菌纲（Acidimicrobiia）、嗜热油菌纲（Thermoleophilia）、红色杆菌纲（Rubrobacteria）和异常球菌纲（Deinococci）。海洋环境微生物新类群、海洋放线菌稀有类群等微生物新资源的选择性分离培养提供了有效的方法和方案,为后期的深入开展打下良好的基础。     

重组大肠杆菌高密度培养研究进展

重组大肠杆菌细胞高密度培养(High cell-density cultivation,HCDC)是获得高外源蛋白产率的一种重要策略,影响重组大肠杆菌高密度培养的因素主要有以下几个方面:重组体的构建及其稳定性,培养基成分,培养方式,培养条件及培养过程中抑制性代谢产物的积累等。从以上几个方面对近期的研究进展进行了综述。