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。     

浑球红细菌Rhodobacter sphaeroides吸氢酶（hup）基因簇的分离 …

以Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ的ｈｕｐＳ‘Ｌ基因ＤＮＡ片段为探讨,通过Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交,从构建的Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ６０１基因库中调取ｈｕｐ基因。阳性克隆Ｃｏｓｍｉｄ１可与Ｈｕｐ突变株ＪＰ９１,ＲＣＣ８以及ＢＳＥ８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。     

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。     

光合菌SDH2 hupT基因的突变与吸氢酶表达

利用三亲本杂交将自杀质粒ｐＳＥ８引入光合细菌Ｒｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．ＳＤＨ２０菌株,经过质粒上插入了ｋａｎ＾Ｒ基因的ｈｕｐＴ基因片段与受体基因组同源双交换,构建成ｈｕｐＴ插入突变株ＳＤＨＴ１和ＳＤＨＴ２。     

浑球红细菌（R.sphaeroides）glnBA基因克隆及其物理图谱

从浑球红细菌的基因文库中筛选到ｐＨＴ３、ｐＨＴ１０及ｐＨＴ３５三个阳性克隆,其中质粒ｐＨＴ１０与ｐＨＴ３５能遗传互补英膜红细菌的谷氨酰胺缺陷型Ｇ２９,使其ＧＳ酶及固氮酶活性得到恢复,对质粒ｐＨＴ１０上的ｇｌｎＡ同源片段进行了亚克隆和限制性内切酶图谱分析,确定了浑球红细菌ｇｌｎＢ与ｇｌｎＡ之间存在连锁关系。     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides glnB—lacZ融合子的构建

亚克隆了Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓｇｌｎＢ启动子,以ｐＭＰ２２０为载体构建成ｂｌｎＢ－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     

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。     

基因改造Rhodobacter sphaeroides提高

[目的]通过敲除类球红细菌2.4.1基因组中八氢番茄素合成酶基因crtB,让异戊二烯前体更多流向辅酶Q10的合成.引入大肠杆菌编码的分支酸裂解酶基因ubiC和4-羟苯甲酸转移酶基因ubiA,提高4-羟苯甲酸的合成和与聚异戊二烯的连接,从而提高类球红细菌的辅酶Q10产量.[方法]以自杀型质粒pSUP202为载体,构建包含crtB基因上游2.5 kb片段,壮观霉素抗性基因,ubiC、ubiA基因和crtB基因下游2.5 kb片段的基因置换质粒,利用结合转移方法转入类球红细菌2.4.1中,利用抗性机制筛选双交换突变株,RT-PCR方法检测引入的ubiC和ubiA基因转录.用HPLC方法测定出发菌株和基因改造菌株的辅酶Q10产量.[结果]成功构建出基因置换质粒,筛选出发生基因置换的突变株,RT-PCR证实了外源基因的转录,并且突变株辅酶Q10的产量比出发菌株提高40％.[结论]大肠杆菌的ubiC和ubiA基因能够利用自身启动子在类球红细菌中表达,利用基因改造的方法能成功提高类球红细菌的辅酶Q10产量.     

浑球红细菌光合基因研究进展

对于分子水平光合作用的研究,浑球红细菌是一个极好的模式系统。本文简单介绍该菌光合装置的组分和功能,循环光合电子传递机制,反应中心和捕光天线的结构基因,以及光合基因簇。     

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     

浑球红假单胞菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)色素基因的突变对生长速率及光合固氮的影响

浑球红假单胞菌Rps.sphaeroides 6128经甲基磺酸乙酯诱变处理,分离获得23株色素突变种。不具有细菌叶绿素a和类胡萝卜素的无色突变株不能光养生长,蓝绿突变株305不含带色的类胡萝卜素,但能光养生长,其世代时间比亲本株长5倍左右,而且,没有还原乙炔和放氢的固氮酶活性。绿色突变株309缺失球形烯和球形烯酮。当光照强度从3000lx增加到4000lx时,绿色突变株与亲本株生长速率之差由5.3小时缩短为0.3小时,其光合固氮和光合放氢的活性分别为亲本株的30％和45％。各菌株ATP的含量因所含色素成份不同而异。在指数生长期,蓝绿突变株305的ATP含量只有亲本株的8％,绿色突变株309的ATP含量为亲本株的32％,各色素变种的固氮能力与它们菌体ATP的含量相关。类胡萝卜素在为光合固氮提供能源中起着重要的作用。     

浑球红假单胞菌（Rhodobacter sphaeroides）谷氨酸合酶的纯化及性质

浑球红假单胞菌菌株601经超声击碎,粗提液通过Triton处理,硫酸铵沉淀,DE—52和DEAE—sephadex A—50柱层析及 Seqhadex G—200凝胶过滤等步骤,将谷氨酸合酶(GOGAT)分离纯化,在聚丙烯酰胺凝胶电泳上呈现一条带。GOGAT表观分子量约为138 kD。该酶最大光吸收在278,375,450 nm和475 nm处,表明GOGAT可能是一种黄素蛋白。纯化的GOGAT对其底物 Gln,α—酮戊二酸和NADPH的表观K_m值分别为830,150和6μmol/L。反应产物Gln和NADP,几种氨基酸对GOGAT活力有不同程度的抑制作用,Gln类似物DON对GOGAT活力有强烈的抑制作用。     

浑球红假单胞菌在暗处发酵生长时的固氮酶、吸氢酶以及放氢机制的研究

光合细菌浑球红假单胞菌(Rhodopesudomonas sphaeroides)能在黑暗厌氧条件下生长。首次发现发酵生长的浑球红假单胞菌有固氮酶和吸氧酶的活性。试验比较了在光营养、黑暗厌氧呼吸和好氧呼吸生长方式下该菌的放氢作用,认为黑暗厌氧呼吸过程中的放氢是氢酶催化的放氢。     

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。     

浑球红细菌谷氨酰胺合成酶基因（glnA）及PⅡ蛋白基因（glnB）的序…

测定了浑球红细菌的ｇｌｎＡ和ｇｌｎＢ基因ＤＮＡ序列,共２７０７ｎｔ。其中ｇｌｎＡ基因编码区为１４０１ｎｔ,编码４６７个氨基酸;ｇｌｎＢ基因编码区为３３６ｎｔ,编码１１２个氨基酸。ＤＮＡ序列的Ｇ＋Ｃ百分含量为６５％,它们的密码子第三位ＧＣ利用率高灰８９．１％。     

浑球红细菌谷氨酸合酶基因(glt)的克隆和图谱分析

利用转座子Tn5随机插入诱变筛选得到12株浑球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)氨同化缺陷突变株(Asm~-)。这些突变株胞内均无GOGAT活性,同时它们均无固氮酶活性(Nif~-),并且具有氮代谢多效性缺失表型(Ntr~-)。将含有Azorhizobium sesbaniae ORS571的完整glt基因的质粒pHB10转入突变株中能互补上述表型。通过筛选携带Tn5的R-prime质粒克隆了glt::Tn5片段。Southern杂交证明所克隆glt::Tn5片段与E. coli的gltBD基因有同源性。用此片段与以pLAFR3为载体所构建的R. sphaeroides 601基因文库进行菌落原位杂交筛选到了携带glt基因的cosmid pLT27。pLT27能互补所有12株R.sphaeroides氨同化缺陷突变株。酶切分析表明在该cosmid中插人的染色体DNA片段大小约为26.5kb。以pRK415为载体亚克隆了4.0kb与10.5kh的pLT27的Hindlll酶切片段,分别命名为pLTRK271与pLTRK272。pLTRK272能互补变种GT6、GT10、GT11,pLTRK…     

菘蓝IiEMF基因的克隆与功能分析

该研究以菘蓝(Isatis indigotica Fort.)转录组数据为基础,克隆得到菘蓝EMF基因的cDNA全长,命名为IiEMF。(1)序列分析表明,IiEMF基因开放阅读框长度为1896 bp,编码631个氨基酸。进化树分析表明,菘蓝IiEMF蛋白与甘蓝(Brassica oleracea)EMF蛋白亲缘关系最为接近。(2)实时定量PCR结果显示,IiEMF在菘蓝不同器官中均有表达,且在叶中表达量最高,果实中表达量最低;IiEMF基因在菘蓝抽薹开花过程中叶内的表达量呈先升后降的趋势,并于初花期表达量达到最高后逐渐降低回落;在花/果期IiEMF基因表达量较花蕾中明显降低。(3)成功构建了超表达载体pCAMBIA1300-EMF,经农杆菌介导侵染拟南芥,PCR鉴定表明,有7株为超表达转IiEMF基因植株。(4)表型观察发现,在长日照和短日照条件下,与野生型相比2个转IiEMF基因拟南芥株系的开花时间都明显较早(提前6~10 d),且转IiEMF基因株系的莲座叶数比野生型多10片以上,叶片也比野生型大而肥厚。(5)qRT-PCR检测结果显示,在拟南芥营养生长过程中,过表达IiEMF显著抑制了拟南芥AtAP1、AtCO和AtLFY的表达,而促进了AtFLC的表达;当拟南芥开花时,转基因株系中的AtAP1和AtFLC表达量均高于野生型,AtCO和AtLFY的表达量显著低于野生型。研究表明,过量表达IiEMF基因能够促使拟南芥提前开花,且IiEMF可能是通过影响多种开花途径来共同调节促进拟南芥的早花。     

光合细菌Chromatium vinosum可溶性氢酶的FTIR谱的研究

光合细菌Chromatium vinosum含有一种可溶性氢酶和一种膜结合态氢酶。氧化态可溶性氢酶在红外光谱区（1860－2140cm^-1）有四个特征吸收峰（2103．7,2086．2,2054．8和1962．5cm^-1）。其中1962．5cm^－1处吸收带的位置与已知的NiFe一氢酶活性中心－CO基团所产生的吸收带位置相近;另外三条吸收带的位置与已知的NiFe一氢酶活性中心－CN基团所产生的吸收带的位置相近。以2,6－二氯酚靛酚（DPIP）氧化可溶性氢酶时,四条吸收谱带的位置基本上没有发生变化。可溶性氢酶被Na2S2O4充分还原时,－CO基团的吸收带移至1946．8cm^-1,而－CN基团的三条吸收带中的两条分别移至2076．8cm^-1和2093．1cm^-1处,另一条则消失了。还原态可溶性氢酶与CO反应后,其红外光谱显示七条吸收带,在－CO基团红外光谱区和－CN基团红外光谱区各产生了两条新的吸收带。研究表明,Cuinosum可溶性氢酶的活性中心的结构类似于其它已知的NiFe－氢酶,但与活性中心金属原子相连的可能包括三个－CN基团和一个－CO基团,结合可溶性氢酶的FPR谱特征,推测C.vinosum可溶性氢酶活性中心的结构可能为Ni(CN)Fe(CN)2(CO).