麦迪霉素聚酮缩合酶基因的亚克隆及表达

利用与麦迪霉素生物合成有类似途径的放线紫红素聚酮缩台酶基因ActⅠ作为探针,将来源于麦迪霉素产生菌基因文库的与ActⅠ有同源性的阳性初级克隆pcN8812进一步缩小,亚克隆获得了2．4kb的麦迪霉素聚酮缩台酶基因,将其插入pwHM3载体中构建了重组质粒pcG2 DNA。pcG2 DNA在放线紫红素聚酮缩合酶基因缺陷型变株天蓝色链霉菌TKl7及螺旋霉素产生菌S．Ambofaciens中均获得表达。前者所得产物不同于麦迪霉素和放线紫红素,可能为新的杂合抗生素,后者能使螺旋霉素产量得到提高。另外pcG2 DNA在道诺红霉素产生菌调节变株S.peucetiusH6101中的表达产物经TLC及HPLC分析表明为紫红霉酮。pcG2 DNA在Tetracenomycin C产生菌S．Glaucescens中亦有一定的功能表达,而在红霉素产生菌红霉内酯阻断变株Saccharapolyspara erythraea WMH 15,26l中未观察到活性表达。推测pCG2 DNA具有一定调节或在某些聚酮类抗生素产生菌变株中超互补的功能。     

螺旋霉素聚酮合成酶基因和抗性基因的克隆与表达的研究

根据不同聚酮合成酶基因DNA的同源性,利用放线紫红素聚酮合成酶基因act Ⅰ,actⅢ作探针,从螺旋霉索产生菌Str．spiramyceticus U-1941基因文库中检测并分离了螺旋霉素聚酮合成酶基因pCN3H8。限制酶酶切分析表明,其分子量为44kb。通过分子杂交实验,将螺旋霉素聚酮缩合酶基因(与act Ⅰ有同源性)及聚酮氧化还原酶基因(与actⅢ有同源性)进行了定位。pCN3H8 DNA在麦迪霉素产生菌变株Str.mycarofaciens sub sp．68中的表达产物,经紫外光谱分析与麦迪霉素相似。pCN3H8在放线紫红素聚酮缩合酶基因缺陷型变株Str．coelicolor TKl7中的表达产物,不具有放线紫红素的色素,其纸层析谱型与螺旋霉素有显著差别。pCN3H8在变青链霉菌Str．lividans TK24中的表达产物,也具有抗菌活性。将pCN3H8 DNA转化对螺旋霉素敏感的Str.griseofuscus原生质体,获得了螺旋霉素抗性的表达。从转化子中分离得到了质粒DNA pSG3,其分子量为7．0kb,可能是pCN3H8DNA转化Str．grlseofuscus时在体内缺失而形成。再转化实验证明,宿主菌对螺旋霉索的抗性,确实是由于pSG3 DNA作用的结果。含质粒pCG4,pSG3的螺旋霉素产生菌Str．Ambofaciens转化子螺旋霉素的产率明显提高。     

麦迪霉素4〃酰化酶基因的克隆及在螺旋霉产生菌中的表达

从含麦迪霉素生物合成基因⑴的初级克隆pCN6C5中,发现并分离了麦迪霉素4〃酰化酶基因,与质粒载体plJ680相连,获得重组质粒p66B,在螺旋霉素产生菌中得到表达,其主要产物为4〃异戍酰螺旋霉素。以p66B DNA BamHI—BamHI2．3kb插入片段为探针,从麦迪霉素产生菌基因文库中获得了另一阳性克隆pcNlOF5,southern分子杂交确定pcNlOF5BamHI—Bamm 8．Okb为同源片段。以pwHM3及pJJ680为载体,获得重组质粒pwF5及p6F5,分子大小分别为15．2kb及13．3kb。通过DNA转化,并经分子杂交实验证明,获得含重组质粒的螺旋霉素产生菌克隆菌株。其主要产物经分离、纯化后,分析其理化性质和光谱数据,鉴定为丙酰螺旋霉素Ⅲ和Ⅱ。研究还表明,麦迪霉素基因文库中只有pcNl0F5DNA与碳霉素产生菌的4〃异戊酰化酶基因同源,提示pcN6c5克隆携带的麦迪霉素4〃酰化酶基因与pcNlOF5的4〃丙酰化酶基因及碳霉素4〃异戊酰化酶基因有一定的区别。     

麦迪霉素产生菌酮基还原酶基因的研究

将麦迪霉素产生菌基因文库中与放线紫红索酮基还原酶基因actⅢ有同源性的4·0kb DNA片段克隆到质粒载体pWHM3中,构成重组质粒pCB4。将质粒pCB4转入酮基还原酶基因缺陷菌株——加利利链霉菌ATCC3167l中,得到转化子。转化子发酵产物经TLC和HPLC分析证明是阿克拉菌酮,与加利利链霉菌原株ATCC31133的产物相同,说明麦迪霉素产生菌酮基还原酶基因互补了加利利链霉菌ATCC31671中缺陷的酮基还原酶基因,使其恢复了产生阿克拉菌酮的能力。4．Okb DNA片段插入方向相反的重组质粒pCBR4在加利利链霉菌ATCC31671中发酵产物经TLC分析证明也是阿克拉菌酮,这说明4．0kbDNA片段中麦迪霉素产生菌酮基还原酶基因具有自身的启动子。对4．0kb DNA片段进行了限制酶酶切分析,建立了其酶切图谱。以actⅢ基因为探针,经分子杂交以及亚克隆和DNA转化实验,将麦迪霉索产生菌酮基还原酶基因定位于BssH Ⅱ—BamH Ⅰ 1．3kb DNA片段上。对1．3kb DNA片段核苷酸序列分析结果表明：此1．3kbDNA片段中含有一个独立的ORF,起始密码ATG,终止密码TAG,含783bp;在起始密码上游有GGAGG5个核苷酸SD序列;此ORF编码260个氨基酸,与actⅢ基因编码的261个氨基酸相似性为77．4%,相同性为66．7％,对麦迪霉素产生苗酮基还原酶基因的可能作用进行了讨论。     

蚕豆叶绿体DNA BamH I克隆库的构建及含16S-25S rRNA基因克隆的分析

蚕豆叶绿体DNA(ct—DNA)经BamH I酶切产生26个片段,最大的为14．00kb,最小的为0．42kb。本文以pBR322为载体,E．Coli HB101为受体菌,采用标准分子克隆法构建了蚕豆ct—DNA BamH I克隆库,并从库中分离得到含叶绿体rRNA基因的克隆。32P标记的E．Coil 16S、23S rRNA能和蚕豆ct—DNA BamH I第6(B₆,5．65kb)和第9(B₉,4．70kb)个片段杂交,含有这二个片段的克隆分别命名为pVFB32和pVFBl6。利用几种限制性内切酶酶切和Southern印迹法构建了pVFBl6的物理图谱。pVFBl6电镜下观察到有一变性环(A—T丰富区),经Hind I酶切,电镜观察定位此A—T丰富区位于16S和23S rRNA基因的间隔顺序内,推测该环可能与DNA复制有关。     

酿酒酵母磷酸甘油酸激酶基因(PGK1) 的分子克隆和特性研究

以大肠杆菌和酵母菌穿梭质粒pCN60为载体,大肠杆菌C600或HB101为受体构建成酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Hind I基因文库。从基因文库中提取重组DNA转化酵母受体XSB44-35D(a,pgk1,leu1,ade1,trp1,gal1),选出转化体Pgk1+琼脂糖凝腔电泳指出所插入的DNA片段长度为3．1kb。PGKl DNA片段插入的方向性是此基因的5’-。侧翼区靠近pCN60的BamH I位点,而3’-侧翼区接近Bg1 I位点。Cla I,EcoRV,Kpn I,Xba I,Pst I,Hind Ⅱ,BamH I及Pvu I等核酸内切酶制作的酶切图谱的结果表明,除报道的PGK酶切位点外,还发现一个新的Kpn I及一个新的Cla I位点。     

紫云英根瘤菌共同结瘤基因nodA和nodBC的核苷酸序列

以~(32)p标记的苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)2.3kb nod DNA作探针,从紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii即R. astragali)159基因文库中分离到一株能与探针DNA呈阳性反应的克隆pRaN109。同源DNA-DNA杂交及DNA序列分析表明:pRaN109DNA的9kb EcoRI片段上携带了nodD_1BC基因,pRaN109 NDA的18kb EcoRI片段上携带了nodD_2A基因。共同结瘤基因nodA与nodBC两者相距6.7kb。在nodA基因和nodBC基因的上游都存在有结瘤盒(nod box)。与来自不同种属的菌株所报告的结果相比较,紫云英根瘤菌159中的共同结瘤基因有着明显不同的组合。     

苏云金芽胞杆菌cryⅡ基因的克隆和表达

分离的苏云金芽胞杆菌(Bacillus-thuringiensis)YBT-791对鳞翅目小菜蛾(Plutellaxylostella)有毒力,将其质粒DNA提纯,经HindⅢ酶切后与杀虫晶体蛋白cryⅡ基因探针杂交,显示出分子量分别为5kb和9．4kb两条DNA阳性片段。把5kb的DNA阳性片段克隆到pUCl8的HindⅢ位点上并转化大肠杆菌TGl,经酶切和杂交检测,证明斑点杂交阳性克隆子中含有5kb的cryI片段。把这个含cryⅡ基因的5kbHindⅢ片段进行亚克隆,将4kb的BamHI－Pstl酶切片段插入穿梭载体pXl61中,并用电脉冲法克隆于苏云金杆菌不产伴胞晶体的突变株中,得到产生单一cry Ⅱ基因编码的杀虫晶体蛋白的克隆菌株M一5。经电镜观察,该克隆菌株能形成出发菌YBT－791多种形态伴胞晶体中的一种方形伴胞晶体;经免疫双扩试验,它只能与Cry Ⅱ晶体蛋白抗血清形成沉淀线;经SDS—PAGE电泳,克隆菌的伴胞晶体只含有一种65kDa的晶体蛋白。生物测定结果表明它既对鳞翅目小菜蛾(Piutella xylostella)有毒性,又对双翅目致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)有毒性。     

扣囊拟内孢霉α-淀粉酶基因的克隆和在酿酒酵母中表达

以穿梭质粒pCN60为载体,大肠杆菌C600为受体构建了扣囊拟内孢霉(Endomycopsis fibuligera)G45 Sau 3A基因文库。从基因文库中提取重组质粒DNA并转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BJ1991,选出四个具有o-淀粉酶活性的转化子,琼脂糖凝胶电泳结果证实插入的DNA片段为9.0kb。对插入DNA片段亚克隆,确定。-淀粉酶基因位于PstI-Sall 3.9kb片段上,启动子位于PstI-EcoRI 的1.3kb片段上。用亚克隆PGK11.9kb片段置换。-淀粉酶启动子区,其转化子的e-淀粉酶活性有明显提高。     

琥珀酸弧菌L-天门冬酰胺酶基因的初级克隆和表达

本文以表达型噬菌体λgtll为载体,以及¹²⁵I标记的放射免疫抗体为探针,从EcDR I酶切的琥珀酸弧菌(Vyibrto succinogenes)染色体DNA片段中克隆得到携带天门冬酰胺酶基因的目的片段,在宿主菌E．Coil Y 1090 中得到表达。经酶解和凝胶电泳分析表明该插入DNA片段的分子量为5．8kb．重组DNA感染另一宿主菌E．ColiYl089后所产生的酶蛋白具有L-天门冬酰胺酶活力。用重组DNA(λgt11-AS8)为探针进行southern DNA杂交,琥珀酸弧菌染色体DNA的Ec0R I酶切片段中,出现一条位置在5．8kb处的杂交带,证明我们克隆到的携带L-天门冬酰胺酶基因的目的片段来自琥珀酸弧菌。     

巴西固氮螺菌Yu62draTG基因及其下游区域的克隆与核苷酸序列分析

以Azospirillum brasilense sp74. 0kb draTG片段为探针。自A．Brasilense Yu62的基因文库中克隆了约8kb的draTG同源片段。通过对该片段的Southern杂交分析发现Abrasilense Yu62的draTG基因定位在3．0kb EcoRI-Kpn I片段上,其上游与nifH基因相邻。DNA序列分析结果表明：该片段含有完整的draTG,这两个基因下游还有两个开放阅读框架(ORF3和ORF4,其中ORF4是不完整的),draTG及下游的ORF3推测以一个操纵元的方式转录;在draG及ORF3的上游区域均发现。54依赖型启动子的特征序列(DPE及UAS)．推测它们与draT共转录外,还有可能单独转录。同源比较的结果表明Azospirillum的DraTG是非常保守的．它们在菌株及种间的差异都很小;紧接着drag的ORF3除与A lipoferum和Rhodospirillum rubrum相应位置的ORF同源外,还与Azotobacter vinelandii的ORFl4同源;ORF3下游的ORF4与大肠杆菌的yafj基因有较高的同源性。     

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…     

草生欧文氏菌CSHl 065Fib基因定位、克隆及酶切分析

利用Tn5诱导突变,DNA分子杂交及克隆技术发现并证实了草生欧文氏菌Erwinia he—rbicola CSHl065Fib(Fungiinhibition)基因定位于其180kb质粒上,包含彼此分离的8．3、8．5、8．6和9．5kb EcoRI片段,建立了CSHl065质粒基因组pBR325及pLAFBl基因库,通过DNA酶切分析及亚克隆(Subclone)证实获得了CSHl065部分Fib基因(群)及其物理图谱。     

限制和修饰酶基因LlaBⅢ的克隆及分析

Pjw5 66是从丹麦乳酪生产菌株Lactococcuslactissubsp .cremorisW5 6中分离到的 ,一个 2 2 4kb、具有限制和修饰作用的质粒。内切酶ClaⅠ对Pjw5 66不完全消化 ,所得片段与来自于质粒Pvc5的氯霉素抗性基因连接得到一个携带有完整限制和修饰酶基因的质粒pJK1。基因亚克隆分析发现该基因位于约 5kb的SphⅠ HindⅢDNA片段上。序列分析表明该片段包含一个 4572bp的开放阅读框架 ,编码一个由 1576/1584个氨基酸残基组成的蛋白质 ,该基因命名为LlaBⅢ。蛋白质同源性查询发现在该蛋白的N 末端有 7个保守区域 ,与R M系统Ⅰ型和Ⅲ型内切酶有较高同源性 ,在蛋白的中间区域有 4个代表N⁶-腺苷酰甲基转移酶的特征序列 ,而蛋白的C 末端不同于任何已知蛋白。这种具有限制、修饰和可能的DNA识别作用的多功能蛋白 ,可能是一新的R M系统。     

青霉素酰化酶调节基因的定位和反式作用

青霉索酰化酶基因(pac)的定位研究表明它的调节基因和结构基因位于3．5kb的HindI—EcoR I片段。本文报道构建一系列质粒pPA 6的缺失衍生物,并测定这些缺失对pac表达的影响。结果表明调节基因位于pac结构基因内的spb I—Pvu I片段。SphⅠI—PvuⅡ片段克隆到质粒pTzl8u,所得质粒pPA57转化到青霉素酰化酶产生菌E．ColiD816,观察sphⅠ—PvuⅡ片段对染色体pac基因表达的影响。结果表明在sph Ⅰ—PvuⅡ片段内的调节基因反式调节pac基因表达。计算机分析表明在sph Ⅰ—PvuⅡ片段内有两个ORF是编码调节蛋白的可能候选者。Pac调节基因的精确定位正在进行中。     

费氏中华根瘤菌042BS结瘤调节基因的克隆及功能检测

费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobiumfredii) 0 4 2BS可以在大豆和苜蓿上结瘤。用费氏中华根瘤菌USDA2 5 7的nodD1和nodD2基因分别作为探针 ,与 0 4 2BS总DNA进行Southern杂交 ,发现其DNA经EcoRI酶切后分别在 3 0kb和 6 0kb处各有一条阳性带。回收这两条阳性带附近的DNA片段 ,建立部分基因文库 ,克隆到带有nodD1基因的 3 0kb片段 ,以及带有nodD2基因的 6 0kb片段。对nodD1和nodD2进行序列分析 ,结果表明 0 4 2BS的nodD1与费氏中华根瘤菌根瘤菌USDA2 5 7和USDA1 91的同源性高达 99% ,而nodD2与USDA2 5 7的同源性为1 0 0 %。再将nodD1的片段克隆到pBBRIMCS 5载体上 ,导入豌豆根瘤菌蚕豆生物变种 (Rhi zobiumleguminosarumbv.viciae)LPR5 0 5 4中进行功能检测 ,显示 0 4 2BS的nodD1均可被大豆分泌的类黄酮物质染料木黄酮以及苜蓿分泌的类黄酮物质毛地黄黄酮所诱导     

林可链霉菌黑色素生物合成基因的克隆与表达

以pIJ702的melCl－C2基因为探针杂交林可链霉菌（Streptomyceslincolnensis）78－11染色体DNA,呈现出3．2kb的BamHI片段和2．6kb的SphI片段等一系列阳性条带。构建了含3．0～3．5kbBamHI片段的林可链霉菌78-11基因文库,从中分离克隆了黑色素生物合成基因melCl和melC2,并测定了含有mel基因的重组子pRSB336插入片段的全部DNA顺序。3152bpBamHI片段含有5个开放阅读框架,其中melCl和melC2与链霉菌属三个种的相应基因具有较高的同源性。此外,林可链霉菌78－11的melC2基因产物与人和鼠的酪氨酸酶轻微同源,分别为17．3％和24．5％。种种迹象表明,melCl、melC2和orf3组成黑色素生物合成操纵子结构。为了进一步鉴定上述克隆的林可链霉菌78-11黑色素生物合成基因,构建了分别含有新霉素抗性基因启动子和正反方向mel基因的重组质粒pPZ518和pPZ519,并转化变铅青链霉菌TK23。随机挑选的12个pPZ518转化子在R2YE培养基上均能分泌淡褐色色素,而所有的pPZ519和pES1转化子则都呈白色。     

圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成基因——sanH和sanI的研究

通过反向遗传学方法克隆到圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成基因簇中约7.0kb的DNA片段。该片段除含有尼可霉素生物合成基因sanF外,对sanF上游约22kb的BglⅡDNA片段进行序列测定及分析表明,还含有两个完整的开放阅读框(ORF)。ORF1由1233个核苷酸组成,ORF2由195个核苷酸组成,它们分别编码由410个氨基酸残基和64个氨基酸残基组成的蛋白质,依次命名为sanH和sanI。蛋白序列数据库比较结果表明,SanH和SanI与浅灰链霉菌(\%Streptomyces griseolus)\%中共转录的细胞色素P450(cytochrome P450)和铁氧还蛋白(ferredoxin)有较高的同源性,一致性分别为46%和56%,相似性分别为62%和70%。基因功能研究表明,sanH基因的破坏虽不影响圈卷产色链霉菌产生的尼可霉素的生物活性,但该基因可能参与了尼可霉素羟基化反应的生物合成。     

鞘氨醇单胞菌PY3菲降解基因的克隆及序列分析

将菲降解菌鞘氨醇单胞菌(Sphingomanas sp.)PY3的DNA片段与pUC119质粒连接后,转化大肠杆菌JM109,经筛选得到两个质粒,分别命名为pUp1(带有23kb外源DNA片段)和pUp2(带有39kb外源DNA片段)。pUp 1的DNA含有2个ORF。ORF 1由275个氨基酸组成,与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)F1的甲苯水解酶及菌株Pseudomonas CF600的甲苯水解酶在氨基酸水平上有47%的同源性。ORF 2由327个氨基酸组成,与嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)的邻苯二酚双加氧酶(phe B)及紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)CTM的邻苯二酚双加氧酶(C23O)在氨基酸水平上分别有57%和44%的同源性。