光合菌Rhodobacter sphaeroides 601hupT基因的克隆与功能分析

从紫色非硫光合细菌Rhodobacter sphaeroides 601的吸氢酶(hup)基因簇中,克隆了hupT基因,并对该基因进行了测序,分析了由其推测的氨基酸序列的同源性.hupT基因全长1 332 bp,编码一分子量约为48 23 kD的蛋白.将hupT基因引入大肠杆菌进行了体外表达.纯化基因产物HupT,并进行HupT的自身磷酸化分析.结果表明,HupT属于双组份调节系统中的组氧酸蛋白激酶.将hupT基因导入光合菌Rhodobacter capsulatus吸氢酶负调节基因突变株BSE8后.野生型吸氢酶的表型得以恢复,说明所克隆的R.sphaeroides 601中的hupT基因在吸氢酶的表达中起负调节作用.     

浑球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）中氢化酶正调节基因hupR的克隆及功能分析

从光合细菌Rhodobacter sphaeroides基因文库中分离出含有氢化酶基因簇（hup）的粘粒cosmid 1后,亚克隆了R.sphaeroides的氢化酶调节基因hupR,测定了hupR的核苷酸序列,并完成了氢化酶基因簇的部分物理图谱。实验结果表明,hupR基因全长1476bp,编码的HupR基因分子量约为54.031kD(EMBL接受号：A243734)。与R.capsulatus中HupR相比,同源性高达73％。同源性比较结果表明,它属于双组分调节系统中受体蛋白。hupR基因在E.coli中进行了体外表达,纯化后测定得到的HupR蛋白 分子量大小与hupR基因推测的分子量大小一致。通过双交换,将卡那霉素抗性基因插入hupR基因,获得丧失氢化酶活性的hupR^-的突变株,KR5和KR7。hupS∷lacZ融合基因在野生型中的转录表达量是在该突变株中的7－9倍。将hupR基因置于弱启动子pfru下游,构建了质粒pNRC3,并将其导入hupR^-的突变株,可使突变株重新获得氢化酶活性。以上结果说明,HupR蛋白对氢化酶的转录表达起着正调节作用。在HupR蛋白的磷酸化区域进行定点和缺失突变。不影响HupR激活氢化酶基因的表达,推测HupR蛋白是在非磷酸化的状态下起调节作用的。     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides glnB-lacZ融合子的构建与表达

亚克隆了Rhodobacter sphaeroides glnB启动子,以pMP220为载体构建成glnB-lacZ融合子。将glnB-lacZ、 nifH-lacZ、 nifA-lacZ分别导入R.sphaeroides谷氨酸合酶突变株gltB-、 gltD-和野生型菌株中,分析了突变对固氮基因转录表达的影响。试验证明,在gltBD突变株中nifH的表达受阻遏,nifA表达水平很低。这证明glt基因的突变引起固氮酶结构基因和固氮正调节基因的转录被阻遏,而glnB基因的表达几乎不受影响。试验还测定了环境中结合态氮和有机酸等信号分子对glnB和nifH表达的影响,发现加入氨或谷氨酰胺后,nifH的表达受到明显的阻遏作用,glnB-lacZ的β-半乳糖苷酶活性虽下降30%左右但不随结合态氮浓度升高而变化,仍维持在一个较高的水平。α-酮戊二酸和丙酮酸对nifH的表达有部分去阻遏作用而对glnB的表达无诱导作用。     

浑球红细菌Rhodobacter sphaeroides吸氨酶(hup)基因簇的分离与鉴定

以Rhodobactercapsulatus的hopS’L基因DNA片段为探针,通过Southem杂交,从构建的Rhodobactersphaeroides601基因库中调取hup基因。阳性克隆Cosmid1可与Hup突变株JP91（HupS－）、RCC8（HupR-）以及BSE8（HupT-）互补,而Cosmid3和Cosmid9只能与BSE8互补;试验所产生的接合转移子均恢复了吸氢酶的活性和自养生长能力、将Cosmidl的3．5kbPstⅠ和4．5kbBamHⅠ片段分别亚克隆到pWY11和pWY10中。pWY11和pWY10的部分DNA序列与R．capsulatus中的相关基因具有很高的同源性,从而证明了所得到的Cosmid1确实含有R．sphaeroides的基因簇。     

Rhodobacter sphaeroides和Rhodovulum sulidophilum LHII的α和β亚基的交叉作用关系

类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)和嗜硫小红卵菌(Rhodovulum sulidophilum)为不同属的两种光合细菌,前者的捕光系统II由pucB、pucA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成,后者的捕光系统II由pucsB、pucsA基因编码产生的β亚基和α亚基组装形成.将这两组基因交叉组合,克隆到包含puc启动子的表达载体中,得到两个表达质粒即pRKpucsBpucA和pRKpucBpucsA,然后通过接合转移方法分别转入LHI、LHII和RC缺陷型菌株DD13中,两种接合转移菌株都可以形成捕光系统II并进入光合细菌膜系统.     

含吸氢酶基因（hup）嵌合质粒的构建和吸氢酶活性在阴沟肠杆菌中的表达

以质粒ｐＲＫ４０４为载体亚克隆含大豆根瘤菌吸氢酶结构基因（ｈｕｐ）的片段,构建成嵌合质粒ｐＨＲ１１、ｐＨＲ４和ｐＨＲ１０。通过三亲本杂交将这些嵌合质粒导入无吸氢活性的Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ２４１菌株（Ｈｕｐ－）,均获得Ｈｕｐ＋的接合子。利用启动子检测质粒ｐＭＰ２２０证明,在ｈｕｐ对结构基因上游１．２ｋｂ内存在ｈｕｐ启动基因片段。以ｐＲＫ２０１３为助质粒可将ｐＨＲ１１导入Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｃｌｏａｃａｅ和Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａｏｘｙｔｏｃａ等土壤固氮菌株。本文以接合子Ｅ．ｃｌｏａｃａｅＥＨ１１１３为例,通过对基因组ＤＮＡＳｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析证明,嵌合质粒ｐＨＲ１１在ＥＨ１１１３中稳定贮存和复制。Ｈ２诱导接合子ＥＨ１１１３吸氢酶活性高表达,吸氢活性与放氢活性比值约为对照的两倍。当以延胡索酸为电子受体时,吸氢酶的吸氢作用支持菌株固氮酶活性的提高。     

类球红菌自诱导物合成酶基因cerI的克隆及其原核表达

根据类球红菌(Rhodobacter sphaeroides 2.4.1)自诱导物合成酶基因cerI的序列,设计并合成了1对特异性引物,在引物的5′和3′分别加入含有HindIII和XhoI限制性酶切位点的序列,以类球红细菌Rhodobacter sphaeroides基因组为模板扩增了cerI基因序列.将PCR产物与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌DH5α.鉴定成功获得目的片段,经HindIII和XhoI双酶切后与载体pET-28a(+)连接,构建原核表达质粒pET-28a(+)-cerI,并将其转化宿主菌BL21(DE3),用IPTG诱导其表达.SDS-PAGE分析表明,重组载体pET-28a(+)-cerI可成功地在大肠杆菌中表达cerI蛋白.     

表达浑球红细菌hemA基因生产5-氨基乙酰丙酸的研究

5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinate acid,ALA）在农业,工业,医药业具有广泛的应用。ALA由5-氨基乙酰丙酸合酶（5-aminolevulinate acid synthase, ALAS）催化产生,其生物合成受终产物血红素的反馈抑制。本研究克隆一种浑球红细菌的hemA基因,序列分析其与已报道的基因具有96％的同源性,蛋白质编码区域也发生改变,并利用生物信息学软件进行同源关系的分析。采用大肠杆菌重组技术,构建表达载体pET28a—hemA,表达了有活性的浑球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）的ALAS,研究了IPTG诱导和PH对研究ALAS的影响,同时分析了重组菌株合成ALA的能力,测定胞外产量。结果表明,在PH6．5,30mmol／L琥珀酸和60mmol／L甘氨酸培养条件下,胞外ALA的最大合成量达到669mg／L。     

光合细菌产氢因子的研究进展

光合细菌在固氮的同时释放氢气。产氢与固氮是同步进行的。固氮酶与氢酶共同影响光合细菌的产氢活性,而外源生理条件又影响着固氮酶与氢酶的活性,其中有机碳阻抑吸氢酶表达,促进产氢;氨则抑制固氮活性而降低产氢量;氧气的存在使固氮酶与氢酶都失活,从而抑制放氢反应的进行。     

不产氧光合细菌Rhodobacter sphaeroides产氢影响因子研究

对不产氧光合细菌球形红细菌Rhodobacter sphaeroides产氢的影响因子进行了初步研究。结果表明,处于不同生长期的球形红细菌接种后的产氢速率略有差异,稳定期的菌株的产氢能力相对较低。苹果酸钠、乳酸钠、丙酮酸钠和葡萄糖都是球形红细菌产氢的良好碳源,这表明球形红细菌具有利用食品工业等高浓度废水为底物产氢的可能性。以葡萄糖和谷氨酸钠为C源和N源产氢时,适宜的葡萄糖浓度在25~50mmol/L之间,谷氨酸钠浓度在2~10mmol/L之间。球形红细菌产氢的适宜pH值在7.0~8.0范围内,酸性环境明显不利于该菌的催化放氢,适宜的温度在30~35℃范围内。光照强度在5000~7000lx之间适合于产氢。球形红细菌的固氮酶活性和放氢活性之间呈正相关性。吸氢酶虽然可在无固氮酶和无放氢活性的状态下独立表达,但多数情况下仍受氢气浓度的调节。以氮气为氮源时,固氮酶活性和放氢活性较低,铵的浓度高于0.5mmol/L时,固氮酶活性完全受到抑制,进而抑制产氢。     

光合细菌光合产氢的研究进展

光合细菌 (Photosyntheticbacteria ,PSB)光合产氢的研究是国内外普遍关注的热点问题。就PSB光合产氢的机理、条件及光合细菌生态应用等方面进行综述 ,并着重论述了光合细菌产氢过程中两种主要的酶—固氮酶和氢酶以及影响酶活性的因素。     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides新型表达系统研究进展

利用当前商业化的表达系统生产重组蛋白时,在寄主培养过程中都不能快速实时地检测重组蛋白的表达水平。光合细菌Rb.sphaeroides是研究细菌光合作用和膜蛋白形成的重要模式生物,具有开发成为一种新型表达系统的潜能。介绍了光合细菌Rb.sphaeroides新型表达系统的优势和开发情况。     

含hup基因的质粒在催娩克氏杆菌中的稳定性及吸氢酶的表达

以质料pKT230为载体,亚克隆大豆根瘤菌吸氢酶结构基因（hupSL）片段,构建成嵌合质粒pKH1。将质粒分配系统基因（parDE）片段和吸氢酶结构粒pRKBH。质粒pKH1、pRKBH和载体pRK415经转化和三亲本杂交,得到DH5α/pHR11、DH5α/pRKBH、pRK415、NG1390/pHR11、NG1390/pRKBH和NG1390/pKH1(NGH982)等接合子。稳定性分析发现,质粒pKH1在催娩克氏杆菌中传80代后仍有92％以上的菌株含此质粒,说明质粒pKH1有较高的稳定性。吸氢酶活性分析表明,H2诱导接合子NGH999和NGH982吸氢酶活性高表达,同时固氮效率和固氮酶活性也高。低碳源浓度更有利于接合子吸氢酶活性的表达和固氮效率的提高。接合子NGH982具有耐铵的基因,因此其固氮酶活性的表达有部分去铵阻遏的作用。     

浑球红细菌谷氨酸合酶大亚单位基因(gltB)的序列分析

测定了浑球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)谷氨酸合酶大亚单位基因(gltB)及其5'端和3'端的序列,全长为5510bp。序列分析表明,R. sphaeroides gltB基因全长为4636bp。从核苷酸序列推测其蛋白质分子量约为164kD。R. sphaeroides gltB基因与Azospirillum brasilense和Escherichia coli的gltB基因DNA序列有很高的同源性。其蛋白质氨基酸序列与A. brasilense gltB基因产物GltB也具有很高的同源性。此外,还对R. sphaeroides GltB的各可能功能区进行了分析,发现它们具有很高的保守性。     

含花生根瘤菌吸氢基因重组质粒pZ—55的特性分析

应用含豌豆根瘤菌部分吸氢基因的探讨及ＰＣＲ分析,从花生根瘤菌基因文库中筛选到含有吸氢基因的重组质粒ｐＺ－５５。用ＢａｍＨⅠ、ＥｃｏＲⅠ和ＫｐｎⅠ等内切酶对ｐＺ－５５进行酶切分析,构建了ｐＺ－５５的酶切物理图谱。经三亲本杂交分析,ｐＺ－５５能互补诱变株Ｌｎ－１（Ｈｕｐ＾－）,获得在自生条件下表达吸氢活性。     

类球红菌自诱导物合成酶基因cerⅠ的克隆及其原核表达

根据类球红菌（Rhodobacter sphaeroides2.4.1）自诱导物合成酶基因cerⅠ的序列,设计并合成了1对特异性引物,在引物的5′和3′分别加入含有HindⅢ和XhoⅠ限制性酶切位点的序列,以类球红细菌Rhodobactersphaeroides基因组为模板扩增了cerⅠ基因序列。将PCR产物与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌DH5α。鉴定成功获得目的片段,经HindⅢ和XhoⅠ双酶切后与载体pET-28a（＋）连接,构建原核表达质粒pET-28a（＋）-cerⅠ,并将其转化宿主菌BL21（DE3）,用IPTG诱导其表达。SDS-PAGE分析表明,重组载体pET-28a（＋）-cerⅠ可成功地在大肠杆菌中表达cerⅠ蛋白。     

镍在浑球红假单胞菌氢酶合成中的作用（简报）

在固氮酶能表达的生长条件下,镍可促进浑球红假单胞菌菌株601的氢酶合成,而在含氨培养基上则没有影响。镍促进氢酶合成的最适浓度为10μmol/L,并具有金属专一性,其他二价金属离子对氢酶合成没有作用。镍在促进氢酶吸氢的同时,抑制菌体的放氢,但对固氮酶的乙炔还原活性则几乎没有影响。     

鼠伤寒沙站氏菌嘌呤生物合成调控研究

在鼠伤寒沙门氏菌中,由嘌呤从头合成途径合成ＩＭＰ经１０步酶促反应,涉及１０个结构基因,其中ＰｕｒＪ ｐｕｒＨ和ｐｕｒＤ构成１个操纵子,除ｐｕｒＢ外均肥反式调节基因ｐｕｒＲ的负调控。本文以ｐｕｒＪＨＤＯ＾＋和Ｏ＾ｃ突变体为材料,通过体内克隆法分别克隆到Ｏ＾＋ｐｕｒＪＨＫ（Ｐ２－９）和Ｏ＾ｃｐｕｒＪＨＤ（Ｐ＾ｃ－１２）操纵子;遗传互补和限制性内切酶分析作出了Ｐ２－９和Ｐ＾ｃ－１２的物理谱。经２次亚克克     

产气肠杆菌fhlA基因克隆、表达及重组菌株产氢量

【目的】本研究以产氢细菌产气肠杆菌Enterobacter aerogenes ATCC13408为研究对象,克隆甲酸-氢裂解酶(formate hydrogen lyase,FHL)系统的转录激活蛋白FHL activator(fhlA)基因,构建过表达重组菌株,以提高菌株产氢效率。【方法】利用简并引物和Genome walking技术,克隆fhlA的全长基因,将该基因连接到改造质粒pGEX-4T-2-Cat中,电击转化得到重组菌株,用厌氧发酵方法测定重组细菌的产氢量。【结果】E.aerogenes ATCC13408fhlA ORF全长2073bp,编码一个含690个氨基酸残基的蛋白(GenBank accessionGU188474)。SDS-PAGE和Western blot分析证明fhlA基因在重组菌中得到了融合表达。对重组后菌株的产氢量进行了测定,结果表明:底物产氢潜力由原来的1.23±0.08mol H2/mol葡萄糖提高到了1.48±0.04mol H2/mol葡萄糖,提高了20.36%。【结论】本研究首次克隆了E.aerogenes ATCC13408的fhlA基因,并将该基因在原菌中过量表达。重组后菌株的产氢量得到显著提高,为进一步研究和开发利用E.aerogenes ATCC13408的fhlA基因提供了基础。     

抗旱基因HDCS1的植物表达载体构建

在克隆了二棱大麦第３组ＬＥＡｃＤＮＡ,抗旱基因ＨＤＣＳ１的基因上,将其连接于ｐＢ１１２１的ＣａＭＶ３５Ｓ启动子和ＮＯＳ终止子之间,,构建了ＨＤＣＳ１的植物表达载体ｐＢＨＣ,并进行了ＰＣＲ和酶切鉴定,为进行植物抗旱基因工程研究创造了条件。