Cloning and characterization of the xyl genes from Escherichia coli

Summary Specific xylose utilization mutants of Escherichia coli were isolated that had altered xylose isomerase (xylA), xylulokinase (xylB), and regulatory (xylR) or transport (xylT) activities. We screened the Clarke and Carbon E. coli gene bank and one clone, pLC10–15, was found to complement the xyl mutants we had characterized. Subcloning and DNA restriction mapping allowed us to locate the xylA and xylB genes on a 1.6 kbp BglII fragment and a 2.6 kbp HindIII-SalI fragment, respectively. The identification and mapping of xyl gene promoters suggest that the xylA and xylB genes are organized as an operon having a single xylose inducible promoter preceding the xylA gene.     

An Escherichia coli Mutant Having Altered D-Xylose Uptake Activity and Cloning of a Gene for D-Xylose Uptake

An Escherichia coli C600 mutant having an altered D-xylose uptake activity was isolated. The growth rate and D-xylose uptake activity of the mutant grown on the minimal medium with D-xylose at 25°C were much lower than those of the parental strain grown under the same conditions, although the activities of D-xylose-binding proteins and the enzymes involved in D-xylose metabolism were almost the same for the two strains. An uptake study on sugars at the low temperature (25°C) indicated that the mutant was deficient in D-xylose uptake activity. A gene responsible for the D-xylose uptake activity at the low temperature was isolated and cloned onto vector plasmid pBR322. The gene specifically improved the D-xylose uptake activity of the mutant at the low temperature when it was introduced into the mutant cells. Based on these results, it was suggested that another D-xylose transport system other than the D-xylose-binding protein mediated system might be functioning in E. coli cells.     

转谷氨酰胺酶基因在大肠杆菌中的克隆表达

从轮枝链霉菌Streptoverticilliummobaraense细胞中获得其基因组DNA ,用一对特异性的引物通过PCR的方法扩增出转谷氨酰胺酶 (transglutaminase,TGase)全长基因 ,回收片段并将其连接到表达载体pET30a中 ,转化大肠杆菌DH5α。双向测序表明获得的转谷氨酰胺酶全长基因序列正确。纯化重组质粒转化大肠杆菌BL2 1 (DE3) ,以 1mmol/LIPTG诱导 5h收集菌体进行SDS-PAGE电泳分析 ,与阴性对照相比 ,明显多出了一条蛋白条带 ,紫外扫描显示此带约占总蛋白量的1 7% ,Westernblotting证实此带能够特异性地与兔抗MTG(味之素公司 )的抗体发生反应。测得纯化后得到的TGase蛋白的酶活可以达到 15.1U/mg蛋白。     

大肠杆菌亮氨酰－tRNA合成酶基因的克隆和鉴定

本文根据遗传互补原理,利用大肠杆菌亮氨酰－ｔＲＮＡ合成酶基因（ｌｅｎＳ）的温度敏感突变株ＫＬ２３１,从大肠杆菌基因文库一克隆（λ１５Ｄ７）中筛选出带完整ｌｅｕＳ基因的ＤＮＡ片段。该片段长度为３．２ｋｂ。对此片段做了１４种限制性内切酶图谱分析和部分ＤＮＡ序列鉴定,并与文献报道的ｌｅｎＳ基因序列进行了比较。发现在编码区和３’端非编码区各有一对碱基发生了转换。另外在３’端非编码区有一对碱基缺失。编码区的碱基对转换导致编码的氨基酸由组氨酸变成了精氨酸。带有ｌｅｎＳ基因的质粒（ｐＬｅｕＳ９１）转入大肠杆菌ＴＧＩ菌株中,测得转化子的亮氨酰－ｔＲＮＡ合成酶比活力是ＴＧ１菌株的１０倍以上。     

酿酒酵母海藻糖合成酶基因的克隆和在大肠村菌中的表达

用PCR方法克隆了1．5kb的酿酒母Sacchromyces cerevisiae海藻糖合成酶基因TPSI,将该片段连接到pUC19载体,通过转化分别引入海藻糖合成酶基因缺失和缺陷的大肠杆菌Escherichia coli FF4169 和FF4050,对转化株的质粒DNA酶切分析表明均含有1．5kb PCR克隆片段,生长曲线实验证明,带有克隆片段的转化株在含0．5mol/L NaCl的高渗透压基础培养基中生长良好;用高效液相色谱（HPLC）结合蒸发散射（ELSD）技术测定细胞内海藻糖实验证明转化株能够合成海藻糖。     

解毒酶基因的克隆及在大肠杆菌中的融合表达

用RT－PCR克隆了酯酶B1 5′端B1（a）,并对其者了序列测定,将其与3′端B1（b）一起连接到pET-28a中,构了完整融合表达载体pET-ESTB1。转化大肠杆菌BL21,在IPTG诱导下,经过12小时,酯酶B1在大肠杆菌内的融合表达达到27％。通过纯化获得1条带的重组蛋白,用粗酶对马拉硫磷的降解显示,该解毒酶在15分钟即降解22.1％,具有较高降解有机磷酸酯类农药的能力,为利用真核生物的自然资源进行农药污染的生物治理等提供了新途径。     

Cloning of the Pachysolen tannophilus Xylulokinase Gene by Complementation in Escherichia coli

The gene coding for xylulokinase has been isolated from the yeast Pachysolen tannophilus by complementation of Escherichia coli xylulokinase (xylB) mutants. Through subcloning, the gene has been localized at one end of a 3.2-kilobase EcoRI-PstI fragment. Expression of the cloned gene was insensitive to glucose inhibition. Furthermore, the cloned gene did not cross-hybridize with E. coli and Saccharomyces cerevisiae xylulokinase genes.     

人可溶性APRIL(sAPRIL)基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

从GenBank中查找出人APRIL蛋白 (编号:075888)序列 ,取其部分胞外 (sAPRIL)序列设计引物 ,用RT PCR从扁桃体总RNA中扩增出人sAPRIL基因 ,经克隆测序后进行同源比较 ,证实所克隆的基因即为sAPRIL。克隆载体经酶切后构建了表达载体 ,并在大肠杆菌中表达 ,纯化蛋白后进行细胞学实验表明sAPRIL有明显刺激肿瘤细胞增殖的作用 ,为深入研究sAPRIL的功能奠定了基础     

霍乱毒素B亚单位与胰岛素原融合基因的克隆、表达及重组蛋白特性分析

构建了霍乱毒素B亚单位 (CholeratoxinBsubunit,CTB)与胰岛素原 (Proinsulin)的融合基因CTB -PROIN ,将该融合基因克隆到大肠杆菌表达载体pET 30a(+)中 ,获得重组质粒pETCPI,并将该质粒转入大肠杆菌菌株BL21(DE3)中 ;重组菌株经IPTG诱导后 ,其表达产物经过 15 %SDS PAGE分析表明该菌株可以表达融合蛋白 ,其分子量约为 21.6kD ,且主要以包涵体形式存在 ,约占全菌蛋白的 25%。含CTB-PROIN重组蛋白的包涵体经过变性和复性后 ,CTB-PROIN可以在体外自组装成五聚体结构。Westernblotting分析结果表明重组CTB PROIN蛋白可分别被霍乱毒素的抗体和胰岛素的抗体识别 ,说明该蛋白具有霍乱毒素和胰岛素的双重抗原性。同时在体外 ,CTB PROIN蛋白可与神经节苷脂GM1(monosialoganglioside)特异性结合 ,表明了该融合蛋白在体外具有生物活性。这些研究结果为利用原核生物表达系统研制廉价、高效的I型糖尿病口服疫苗奠定了基础。     

耐热DNA聚合酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

用PCR法从水生栖热菌菌株YT－1中扩增耐热DNA聚合酶基因,得到2．5kb的DNA片段t扩增片段重组到pUCl8中测序证实为Taq DNA聚合酶基因,将该片段重组到pBV221温控表达质粒中,在大肠杆菌中表达出94kDa的重组蛋白,100ml培养物的细胞产酶为1．5×10⁵u,表达的蛋白能催化PCR反应的进行。     

Taq DNA耐热聚合酶在大肠杆菌中的克隆和高表达

从水生栖热菌(Thermus aquaticus)YT-1中分离得到的Taq DNA 聚合酶是一种广泛应用于PCR的耐热DNA聚合酶。由于天然菌株酶产量较低,培养条件要求严格,酶的纯化过程极为繁琐而使产品成本较高,因而促使人们构建适合于大规模生产的基因工程菌株。已有人分别通过不同的途径,使用不同的载体,成功地在大肠杆菌菌株中表达了Taq 耐热DNA聚合酶基因。我们通过与前人不同的途径,把这一基因克隆到大肠杆菌的载体质粒pJLA503上并使其得以高表达,为降低生产成本和进一步研究该酶的各种特性提供了有利条件。     

杆状病毒基因Ac108的克隆和原核表达

目的:克隆和表达苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒(Autographa califorica multicapsid nucleopolyhedrovirus,AcMNPV)开放阅读框108(open reading frame,ORF108,Ac108)基因,为进一步研究其功能打下基础.方法:将Ac108基因克隆至原核表达载体pQE30,在大肠杆菌M15中表达AC108蛋白.以纯化的AC108蛋白作为抗原,免疫新西兰大白兔制备蛋白的多克隆抗体.用该抗体检测了该蛋白在病毒感染细胞中的表达.结果:实现了AC108蛋白的表达,获得了AC108蛋白的多克隆抗体,Western blot检测发现在AcMNPV感染的Sf-9细胞中有一条大小约为27kDa的杂交带,远大于预期的11kDa.结论:AC108蛋白可能以同源或异源聚合物形式在电场中迁移.     

大肠杆菌植酸酶基因appA的克隆与高效表达

从猪粪便中分离并筛选出高效生产酸性植酸酶和磷酸酶双功酶(appA植酸酶)的大肠杆菌菌株。通过PCR方法从该菌株基因组中扩增获得了植酸酶基因appA,测序结果显示该基因编码区全长1,299个核苷酸。将该基因克隆到原核表达载体pET-28a( )上,通过转化的大肠杆菌BL21在试管摇床培养条件下得到了高效表达,其表达量达到692U／mL。酶学特性分析表明其反应的最适pH为4．5,最适温度为60℃。     

D.radiodurans CatB基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

通过生物信息学方法从耐辐射奇球菌（Ｄ．ｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ）全基因组居库中查鼠并克隆了编码过氧化氢酶（Ｃａｒｔａｌａｓｅ,Ｃａｔ）的１６１１ｂｐ长ＣａｔＢ基因,将ＣａｔＢ基因连人ｐＫＫ２２３－３表达载体,转化Ｃａｔ酶链陷型大肠杆菌（Ｅ．ｃｏｌｉ ＵＭ２）。转化菌裂解液ＰＡＧＥ酶活性染色分析实物具有Ｃａｔ酶活性,电泳过移位置与ＣａｔＢ位置相符。Ｄ．ｒａｄｉｏｄｕｒａｎｓ ＣａｔＢ基因的表达可使Ｅ．     

大肠杆菌甘露糖异构酶(MI)基因克隆及功能研究

甘露糖异构酶(EC 5.3.1.7,Mannose isomerase,简称MI)能够催化果糖和甘露糖之间的异构转化.甘露糖加氢催化形成甘露醇,因此甘露糖异构酶的研究为工业生产甘露糖和甘露醇提供了新的可能途径.本研究以Escherichia coli JM109基因组DNA为模板,PCR扩增mi基因.结果表明,所克隆的mi基因与E.coli str.K-12 substr.MG1655的MI基因序列一致性为99.9%,氨基酸序列一致性为99%.该基因能够在E.coli BL21(DE3)中进行高效诱导表达,诱导出51.4 kD的特异性融合蛋白.酶学研究表明,该酶最适反应温度为37℃,最适pH为7.5,甘露糖为最佳反应底物,反应平衡时果糖与甘露糖的比值约为2.7.     

野油菜黄单胞菌S-152内切葡聚糖酶基因在大肠杆菌中的克隆与表达

以质粒pUC9为载体,大肠杆菌JM83为宿主菌,用鸟枪法克隆到纤维素降解细菌野油菜黄单胞菌S-152的内切葡聚糖酶(CMCase)基因,克隆到的CMCas e基因位于2.7kb的HindⅢ片段上,该重组质粒命名为pUC9H-1。Southern印迹杂交分析结果显示所克隆到的内切葡聚糖酶基因与野油菜黄单胞菌染色体DNA有亲和性。对克隆株的酶学性质分析表明,其CMCase活力为0.310μmol Glu/mg蛋白·分钟,最适作用pH为6.4,最适作用温度为55℃。 Abstract:Using plasmid pUC9 as vector,Escherichia coli JM83 as host strain,an endoglucanase(CMCase)gene has been cloned by Shoot-gun method from cellulose-degrading bacteria Xanthomonas campestris S-152,The recombinant plasmid pCU9H-1 was isolated from the positive transformant producing CMCase.The CMCase gene located in a 2.7kb HindIII DNA fragment.The result of Southern hybridization indicated that the CMCase gene cloned has affinity to chromosome DNA of Xanthomonas campestris S-152.The analysis of enzymatic activity of CMCase positive clone JM83(pUC9H-1)was carried out and the result indicated that the CMCase activity was about 0.310μmol Glu/mg pro·min,the optimum pH was 6.4 and the optimum temperature was 55℃.     

人自身抗原SmB'的基因克隆和原核表达

目的:为建立新的自身抗体检测方法,自行克隆、表达和鉴定人自身抗原SmB'。方法:应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术,从白血病淋巴细胞HL-60细胞株中克隆人自身抗原SmB'全长基因;将PCR产物直接进行TA克隆、鉴定及测序,再定向克隆至pGEX-5T载体中,转入大肠杆菌BL-21;阳性克隆经鉴定后在IPTG诱导下表达,产物行SDS-PAGE和Western印迹。结果:PCR产物长约700bp,与预期的657bp接近,测序结果与GenBank核酸数据库报道完全一致。pGEX-5T-SmB'重组阳性克隆酶切鉴定正确,SDS-PAGE和Western印迹结果显示融合蛋白相对分子质量为51000,具有天然人自身抗原SmB'的免疫原性。结论:克隆表达了人自身抗原SmB',为建立相应的自身抗体检测方法奠定了基础。     

灰树花海藻糖合成酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

海藻糖主要作用是作为生物体的结构组分、以及保护生物膜和保护蛋白质。在灰树花中 ,海藻糖在干重中所占比例最高可达到 1 5 %～ 1 7% ,说明灰树花合成海藻糖的能力很强。将灰树花海藻糖合成酶基因克隆 ,并在大肠杆菌表达系统里表达。表达量为 1 90mg L。通过活性测定 ,证明在大肠杆菌中表达的海藻糖合成酶具有酶活性 ,结合基因工程和酶工程方法 ,为合成海藻糖的研究提供了新的方向