反向PCR方法克隆腾冲嗜酸两面菌的分子伴侣基因

根据已知的Sulfolobus属的分子伴侣基因,设计简并引物,用PCR的方法从腾冲嗜酸两面菌（Acidianus tengchongensis）基因组DNA中分别克隆到了分子伴侣α亚基和β亚基的约500bp的基因片段。以它们为探针进行Southern杂交,确定了合适的限制性内切酶。以确定的限制性内切酶消化的基因组DNA环化物为模板,进行反向PCR反应,引物的延伸方向由已知序列出发沿环化分子向未知区域进行,扩增产物经测序表明为α亚基和β亚基基因。根据所得序列分别设计两对引物进行PCR,测序结果表明得到了α亚基和β亚基的完整基因。     

腾冲嗜酸热两面菌S5分子伴侣β亚基的表达、纯化和活性的初步分析

用NdeI和BamHI酶切回收腾冲嗜酸热两面菌S5的分子伴侣β亚基基因片段插入pET-23b的相应位置,并分别在BL21(DE3)和Rosetta-gami~(TM)B(DE3)pLysS中表达。表达的β亚基以可溶的形式存在。β亚基在Rosetta-gami~(TM)B(DE3)pLysS中表达较高,其占菌体总蛋白的16．2%,且以单体和聚体形式同时存在。表达的菌体经超声破碎、70℃热处理后,上清中β亚基蛋白含量达到30%,再经(NH_4)_2SO_4沉淀、Bio-Gel A-1．5m和DEAE-Sepharose CL-6B柱层析,得到在SDS-PAGE呈电泳均一的β亚基,Native-PAGE表明其为聚体,有弱的ATPase活性。     

腾冲嗜酸热两面菌伴侣素ATcpnβ底物结合特性研究

嗜酸嗜热古菌腾冲嗜酸热两面菌(Acidianus tengchongensis)来源的Ⅱ型伴侣素ATcpnβ已获得晶体结构解析,其顶端结构域突触下端相应于Ⅰ型伴侣素GroEL的重要底物结合位点处的氨基酸多为极性氨基酸,将其突变为疏水性氨基酸时,突变体对变性底物的捕获能力显著增强.表面等离子共振研究表明,ATcpnβ对于化学变性底物的再折叠中间体的其捕获作用不依赖于Mg2+/ATP.前期对该伴侣素冷冻电镜观察和结构解析表明,ATP的存在并不能驱动ATcpnβ从开放构型向闭合构型转变,但是表面等离子共振研究表明,ATcpnβ对热变性过程中已经聚集的底物的捕获作用依赖于Mg2+/ATP,说明Mg2+/ATP可以介导ATcpnβ顶端结构域一定的构象变化,引起顶端结构域疏水残基的进一步暴露,从而能够与大分子聚集体紧密结合.两个方面的研究均表明,伴侣素蛋白与变性底物的结合仍然以疏水相互作用为主,并且伴侣素蛋白与变性底物的结合受Mg2+/ATP的结合调控,与伴侣素蛋白疏水面的暴露程度相关.     

一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌特性研究*

从我国煤矿废石堆分离到一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌MLY菌株,最适生长温度50℃－54℃,最适pH1.2-1.4。MLY菌株是兼性化能自养菌,能利用酵母粉异养生长。在自养和混合营养条件下,能氧化Fe^2 、黄铁矿(FeS2)和元素硫(S^0)。自养营养时,氧化元素硫较弱。对比研究MLY菌株和氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)A10菌株对Fe^2 和黄铁矿的氧化作用,结果表明,MLY比A10的氧化速度快1倍多。     

极端嗜酸热古菌S5菌株的重新分类研究

对已经鉴定的嗜酸热硫球菌 (Sulfosphaerellusthermoacidophilumgen.nov .sp .nov)S5菌株的进一步研究发现 ,它既能在好氧条件也能在厌氧条件下代谢元素硫进行化能自养生长 ,结合其 1 6SrRNA基因的分子系统学分析 ,S5菌株应归于Acidianus属。另外 ,S5菌株与Acidianus属中三个已知种基因组DNA的同源性分别仅有 44%、2 2 %和 2 3% ,DNA中G +Cmol%为 38,与已知种 31 0和 32 7有较大差异 ;而且 ,在代谢特性上S5菌株为专性化能无机营养型 ,与Acidianusbrierleyi有明显不同。因此S5菌株应是Acidianus属中一个新种 ,建议定名为 :腾冲嗜酸两面菌 (Acidianustengchongensessp .nov .)。     

基于分子伴侣策略提高NADPH依赖型醇脱氢酶的异源可溶性表达 *

目的:生物催化的氧化还原反应广泛应用于手性化合物的制备,其中很多反应涉及辅酶NADPH的原位再生。以异丙醇为辅助底物,利用醇脱氢酶再生NADPH,具有比酶活高、副产物丙酮易于分离等优势,受到越来越多的关注。选择极具应用潜力的来源于Clostridium beijerinckii的醇脱氢酶CbADH作为研究对象,针对其在大肠杆菌中的可溶性表达差、酶活低的瓶颈问题开展研究。方法: 首先通过引入诱导型质粒pGro7表达分子伴侣GroES-GroEL,将pET-28a(+)质粒表达CbADH的可溶性提高了3.57倍,酶活达到出发菌株的4.83倍。其次,考察了另外三种不同的分子伴侣表达策略:pET-28a(+)单质粒共表达、基因组强化表达GroES-GroEL和组成型改造pGro7/GroES-GroEL和pET-28a(+)/CbADH双质粒共表达。结果: 组成型改造pGro7和pET-28a(+)双质粒共表达策略的效果最优,其CbADH的可溶性表达提高了8.07倍,酶活达到了21.79U/mg DCW,是出发菌株的9.43倍。结论: 为CbADH的工业应用奠定了良好的基础,也为外源蛋白的可溶性表达提供了参考。     

硫矿硫化叶菌P2分子伴侣基因的克隆表达及其性质

[目的]研究重组表达的硫矿硫化叶菌P2分子伴侣β亚基体外同源聚合体的结构和生化功能.[方法]利用PCR技术从硫矿硫化叶菌P2的基因组DNA中克隆得到分子伴侣β亚基的基因,将该基因克隆到表达载体pET-21a( )上并在大肠杆菌BL21(DE3)中实现了表达.对纯化后的β亚基单体进行体外聚合,利用透射电镜观察β分子伴侣的结构,并对其促蛋白折叠性质进行了研究.[结果]硫矿硫化叶菌P2分子伴侣β亚基基因在大肠杆菌BL21中实现了高效表达,纯化后的分子伴侣β亚基单体在ATP和Mg2 存在的条件下可自组装形成分子伴侣聚合体.透射电镜观察表明:该β分子伴侣具有Ⅱ型分子伴侣典型的双层面包圈结构,每个环由8个亚基构成.该β分子伴侣具有ATPase活性,最适反应温度为80℃;它不仅能够促进变性的绿色荧光蛋白(GFP)重新折叠,而且还能有效的提高木聚糖酶的热稳定性.[结论]本文根据P2基因组序列分析预测的分子伴侣基因设计引物,克隆表达了硫矿硫化叶菌P2分子伴侣的β亚基,纯化后对其进行体外聚合,透射电镜观察表明该聚合体具有Ⅱ型分子伴侣的经典结构,功能分析表明该β分子伴侣能够在体外促进异源蛋白质的折叠、提高其它酶分子的热稳定性.这为进一步深入研究嗜热古菌耐热抗逆的分子机制,奠定了良好的基础.     

好客嗜酸两面菌W1寡营养酸性热泉环境的适应机制

【目的】从基因组水平揭示好客嗜酸两面菌(Acidianus hospitalis)W1对寡营养酸性热泉环境的适应机制。【方法】使用NCBI非冗余蛋白数据库、Uniport蛋白数据库以及Sulfolobus数据库对好客嗜酸两面菌W1基因组序列进行功能注释,使用KEGG数据库对基因组进行In slico代谢途径重构,在此基础之上,采用比较基因组学方法对代谢途径进行鉴定和完善。【结果】好客嗜酸两面菌W1具备多样化的代谢方式以适应寡营养酸性热泉环境。W1菌株通过3-羟基丙酸/4-羟基丁酸和乙二酸-4-羟基丁酸循环进行CO2固定、通过氧化还原型无机硫化物(Reduced inorganic sulfur compounds,RISCs)获取能量营自养型生长。但W1菌株与模式菌株Acidianus ambivalens的硫代谢方式不同,W1基因组中缺少编码亚硫酸-受体氧化还原酶(SAOR)、腺苷硫酸(APS)还原酶、硫酸腺苷酰转移酶(SAT)和腺苷硫酸:磷酸腺苷转移酶(APAT)的基因。此外,W1菌株可以通过非磷酸化的分支的ED途径和TCA循环进行葡萄糖代谢,糖类和氨基酸转运蛋白以及相应水解酶的存在表明W1能够利用部分有机物营兼性自养型生长。与A.ambivalens不同,W1菌株不能利用H2作为电子供体。【结论】多样化的代谢方式为好客嗜酸两面菌W1更好地适应寡营养酸性热泉环境提供了重要保障,对于W1菌株特有代谢方式的揭示也丰富了对于嗜酸两面菌(Acidianus)属物种代谢多样性的认知。     

沙门菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的多重PCR检测*

根据沙门菌invA基因、大肠杆菌phoA基因和金黄色葡萄球菌nuc基因序列,设计3对特异性引物进行多重PCR并对反应条件进行优化。结果表明3对引物能特异地扩增出284bp、622bp、484bp的目的条带;最佳反应条件为沙门菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的引物浓度分别为40nmol/L、40nmol/L、80nmol/L,Mg²⁺浓度2.4mmol/L,dNTP浓度200μmol/L,TaqDNA聚合酶1.5U,退火温度55.0℃~57.4℃之间;在此条件下多重PCR同时检测DNA的敏     

万座嗜酸两面菌硫代谢相关膜蛋白基因的筛选

活性巯基在浸矿微生物硫代谢的过程中起着重要的作用,半胱氨酸残基作为蛋白质中活性巯基的提供者,为筛选硫代谢相关蛋白质基因提供了依据。本研究以极端嗜酸热古菌万座嗜酸两面菌Acidianus manzaensis为研究对象,基于其全基因组注释信息,筛选出编码富半胱氨酸残基的潜在硫代谢相关膜蛋白基因,并通过RT-qPCR实验对筛选出来的基因进行表达水平验证,同时利用生物信息学方法对其进一步分析。研究表明,与在亚铁中生长的细胞相比,单质硫培养下的细菌中与能量代谢相关的β-葡糖苷酶,与电子传递相关的ATP合成酶、NADH-辅酶Q氧化还原酶基因均表达上调,说明硫代谢途径可能与能量代谢和电子传递有着重要的联系。此外,还有三个假定蛋白基因表达上调,这三个假定膜蛋白中,ARM75161.1、ARM75436.1中的半胱氨酸都位于保守区域,且均有一个半胱氨酸残基暴露于膜外,而ARM75580.1中的半光氨酸不位于保守区域。其中ARM75436.1具有CXXXC结构域,且该结构域中半胱氨酸残基处于同一个β-折叠中。这些假定蛋白可能参与A. manzaensis中硫代谢途径。     

分子标记在食用蕈菌遗传育种中的应用*

分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传变异的直接反映。与其它几种遗传标记——形态标记、同工酶标记、细胞标记相比,分子标记具有很多优越性：大多数分子标记共显性遗传,对隐性的农艺性状的选择十分便利;基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;在生物发育的不同阶段,不同组织的DNA都可用于标记分析;分子标记直接揭示来自DNA的变异;表现为中性,不影响目标性状的表达,与不良性状无必然的连锁。 随着分子生物学技术的发展,目前已经开发了几十种基于DNA多态性的分子标记,如RF…     

光合细菌嗜酸柏拉红菌5-氨基乙酰丙酸合成酶基因的克隆与原核表达

5-氨基乙酰丙酸(ALA)可作为除草剂、杀虫剂和植物生长调节剂在农业上应用,但由于其成本较高而限制了它的大面积使用。利用常规基因工程操作方法结合载体介导PCR法(Vecterette PCR)克隆了嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)的5-氨基乙酰丙酸合成酶(ALAS)基因。并将编码ALAS的基因插入到原核表达载体pQE30中,在大肠杆菌不同菌株(E.coli JM109、M15及BL21(DE3))中进行诱导表达。对产物进行SDS-PAGE分析表明,ALAS基因已在细菌中成功表达。使用Ni-NTA亲和层析法对表达的ALAS进行分离、纯化,得到大小约为44kD的ALAS蛋白。通过优化工程菌株的培养条件,建立了发酵生产ALA的方法,其胞外分泌ALA产量达5.379g/L,ALAS酶活力高达333U/min.mg。这是目前国内外利用生物法生产ALA产量最高的报道,为ALA的产业化应用打下了良好的基础。     

云南黑井古盐矿可培养极端嗜盐古菌初步研究*

从云南禄丰县黑井古镇古盐矿采集30多个盐土样品,用6种极端嗜盐古菌的培养基进行分离,共挑选出425株嗜盐菌。经过盐浓度耐受等实验筛选并去除可能重复菌株后共有79株极端嗜盐菌,选出15株进行了16S rRNA基因序列测定,结果显示,其中11株为极端嗜盐古菌。对这11株菌进行初步系统发育分析发现,它们广泛分布在极端嗜盐古菌科至少4个不同属中,其中16S rRNA基因和已有效发表种间的序列相似性在97％以上的有6株,分布在Halorubrum,Natronococcus,Natrialba,Halalkalicoccus4个属中;序列相似性低于97％的有5株：菌株YIM-ARC 0032,YIM-ARC 0036,YIM-ARC 0037,YIM-ARC 0050,它们的分类地位有待进一步确定。实验初步显示出了云南黑井盐矿极端嗜盐古菌的多样性和丰富度,值得深入研究。     

曲酸生产菌的复合诱变选育*

以黄曲霉(Aspergillus flavus.)为出发菌株,经3次紫外线、1次^60Co、3次亚硝基胍多重复合诱变处理,选育获得曲酸生产菌UCN7—17,配以最佳培养条件,发酵7d,曲酸产量由原来的0．926％,提高到6．3％。实验证明采用多因子复合诱变,能有效改变菌株对诱变因素敏感性,提高变异率,逐步提高突变株的产酸水平。     

新疆地区盐湖的中度嗜盐菌的16S rDNA PCR-RFLP分析*

对来自新疆地区艾丁湖、艾比湖和玛那斯盐湖等盐湖的２８株中度嗜盐菌与９株相关的参比菌株, 进行了１６Ｓ ｒＤＮＡ ＰＣＲ－ＲＦＬＰ分析,这些菌株是革兰氏阴性杆菌,能在０～２５％ＮａＣｌ中生长。在实验中, 选用４种限制性内切酶ＡｌｕＩ、ＨｉｎｆＩ、ＲｓａＩ和ＨａｅⅢ,将供试菌株的１６Ｓ ｒＤＮＡ的ＰＣＲ产物进行酶切,用３％ 的琼脂糖电泳分析酶切产物。结果表明,在７４％的相似性水平上分为３群。群Ⅰ包括新分离的菌株ＣＩ和　　参比菌株死海色盐杆菌（Ｃｈｒ     

杆状病毒侵染的分子基础*

相状病毒是昆虫的专一性寄生病毒,可作为一种有效的生物杀虫剂。杆状病毒侵染寄主表现在其基因的功能上。侵染是一个复杂的过程,包括许多不同基因的表达、调控等,以苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒（Autographa califormica mucleopolyhedrovirus,AcMNPV）为例,从分子水平上概述了与杆状病毒侵染有关的基因及蛋白质的结构特性与功能,为进一步了解杆状病毒侵染寄主的机制,从而有效的改良杆状病毒,扩大杀虫谱,提高其杀虫效果提供参考。     

单主菌属一新种*

报导寄生于我国水龟虫科Hydrophilidae榄形赖牙甲Regimbartiaattenuata昆虫上的虫囊菌目Laboulbeniales单主菌属Autoicomyces一新种:中华单主菌Autoicomyceschinensis,有显微结构图、拉丁文简介及中文描述。所研究的全部标本保存在广东省微生物研究所真菌标本室(HMIGD)。     

冰核微生物中冰核基因重复序列PCR分析*

在本试验的条件下 ,PseudomonoassvringaeinaZ基因产生的蛋白的主要重复基元的编码区 :5’-GCCGGTTATGGCAGCACGCTGACC- 3’序列既在冰核真菌、细菌中存在 ,也在非冰核真菌、细菌中存在 ,即冰核细菌、真菌和非冰核细菌、真菌都有扩增产物 ,并且产物呈多态性 ,同一个种不同菌株间也呈多态性 ,说明该引物不适合用于鉴定真菌、细菌中冰核基因是否存在 ,也不能用于区分冰核真菌和非冰核真菌以及区分冰核细菌和非冰核细菌 ,更不能根据其扩增片段的量和大小说明冰核真     

酶分子体外定向进化的研究方法*

酶分子体外定向进化不仅可大幅度提高酶分子的进化效率,短期内在实验室完成自然状态下需要千百万年的进化过程,还可使酶分子按照人们期望的特定目标进化,因此对酶工程今后的发展非常重要。本对酶分子体外定向进化的研究方法进行了归纳总结。     

单菌落PCR法直接快速鉴定重组克隆*

利用单菌落PCR法直接筛选含有GFP、LTB-ST外源基因的重组克隆,阳性克隆可以扩增出目的条带,和质粒PCR扩增的结果一致。同时,单菌落PCR法也可应用于重组质粒转化后的农杆菌的筛选,单菌落PCR法的扩增结果和农杆菌液扩增的结果一致。结果表明,单菌落PCR法是一个有效简便的鉴定重组阳性克隆的方法。