产生葡激酶的溶原性转换噬菌体的研究——Ⅱ.由双溶原性菌分离的转换和不能转换噬菌体的比较

我们曾报道了金葡菌66为双溶原菌,先后分离到两株噬菌体即α、β.α具有溶原性转换葡激酶能力,β则无。本文对这两株噬菌体特性作进一步比较,如溶血素的溶原性转换,噬菌斑的形态,溶原菌的免疫性,宿主特异性,血清型别,两株噬菌体DNA的酶切电泳图及溶原化菌株的噬菌体型等,表明菌株66是带有两个不同的亲和群前噬菌体的双溶原菌株。     

检测噬菌体DNA法鉴别细菌的溶原性

根据前噬菌体的可诱导性,将细菌培养物经丝裂霉素C诱导,诱导液滤过除菌,经核酸酶处理和聚乙二醇(PEG 6000)浓缩,再用苯酚进行抽提。通过检测抽提物中有无DNA,以确定菌株的溶原性。实验证明从溶原菌诱导液中可提取DNA,同时表明该DNA确为溶原菌诱导出的噬菌体DNA,而非溶原性菌以同样方法不能取得DNAo用此方法,可以作为鉴别细菌溶原性的一个手段。     

枯草桿菌Bacillus subtilis溶源菌株Bs47的分离及某些特性的观察

把保藏的144株枯草杆菌分成6个试验菌株组,用分羣混合双层法,从6个菌株组內分离到4株带噬菌体的菌株。选择其中一株,其所带的噬菌体对Ki-2菌株能转导的Bs47菌株,对其溶源性作了初步的观察。根据单菌落传代孢子加热以消除游离噬菌体后,仍继续释放噬菌体,以及Bs47菌株对其本身所释放的噬菌体表现免疫性等这些特点,从而确定Bs47是溶源性菌株。应用丝裂霉素c或紫外线进行产生噬菌体诱导试验,结果都有诱导效应。增加噬菌体产生量,前者达1,000倍,后者在10倍以上。     

用裂解气相色谱分析法鉴别带有不同前噬菌体的溶原性金黄色葡萄球菌

α和β为两株温和性噬菌体,金黄色葡萄球菌1157为不带前噬菌体的非溶原性菌株,分别或同时经α、β溶原化后,得到溶原性菌株1157(α),1157(β)及1157(α、B),前两者分别带有前噬菌体α或β,后者带α和β,为双溶原性株,4株菌用居里点裂解器-岛津GC-R1A计算机气相色谱仪进行分析,以目视法及计算数据分析法均能较好地鉴别1157,1157(α),1157(β)和1157(α、β)各菌株。     

苏云金芽孢杆菌两株溶原性噬菌体的生物学特性

研究苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的溶原性及其噬菌体的生物学特性,从生产菌株MZ1中分离了两株溶原性噬菌体。MZ1经诱导后产生直径约为3mm和1mm的噬斑,分离获得属长尾噬菌体科的噬菌体MZTP01和MZTP02两株;分别对6株和7株不同亚种的Bt菌株具有侵染力;免疫血清与相应噬菌体的中和反应K值分别为45和326,且两者无相关抗原性。MZTP01抵抗酸、碱、紫外线和热的能力比MZTP02强,但抵抗有机溶剂的程度比MZTP02弱。MZTP01的潜伏期为80min,裂解量为55;MZTP02的潜伏期为40min,裂解量为175。核酸结构分析均表明为线性dsDNA分子。两基因组DNA的凝胶电泳表明分子量均在9.4~23kb之间,并被HindⅢ酶切分别产生8条和9条清晰条带。该菌株被证明为二元溶原菌,可能是造成生产损失的主要原因;为防治溶原性噬菌体提供了生物学信息。     

噬菌体对国内谷氨酸生产菌的鉴别

利用噬菌体的宿主专一性,对收集的国内用于生产的谷氨酸生产菌进行鉴别,发现一株7338菌株对T6—13噬菌体敏感,而对7338的噬菌体不敏感。根据上述事实,工厂中为防止噬菌体侵袭,轮换使用不同菌株时,提出要了解菌株对不同噬菌体的敏感性,以免感染造成巨大经济损失。     

一种用分子杂交技术检测谷氨酸生产菌溶原性的方法

谷氨酸生产菌用于发酵生产谷氨酸和其他氨基酸,由于外源噬菌体污染或者由溶原菌内诱导出的噬菌体污染,往往给工业发酵带来严重的危害,于是测定谷氨酸生产菌是否为溶原菌便成了当务之急。本文以溶原菌E.coli K_(12)为研究模型,首先用~(32)P标记的λDNA作探针,建立了检测溶原菌株的分子诊断方法,继而通过寄主菌株从生产环境样品中分离筛选到7_6和7_(?)两大类共20多株噬菌体。由该两类噬菌体制得的~(32)P-7_(?)和7_(?)探针,可分别与以生产谷氨酸的棒杆菌B_9、7338和T_(?)三个菌株为寄主,从环境样品中分离的18个和6个噬菌体分离物杂交。而采用缺口翻译系统制备的7_(?)和7_(?)混合探针,或混合使用7_(?)和(?)探针,使得检测方法更为简便易行。通过Southern Blot技术和菌落杂交对菌DNA的分析,结果表明三个寄主菌株均不是所分离的噬菌体的溶原菌。最后,本文还就烈性噬菌体和温和噬菌体之间的同源性与分子诊断的可行性作了初步探讨。     

卡那霉素链霉菌噬菌体sKJl——温和性噬菌体

从土壤中分离出一株卡那霉素链霉菌噬菌体SKJl,该噬菌体在卡那霉素链霉菌及林肯链霉菌菌苔上产生混浊的噬菌斑。从噬斑中长出的菌落后代对SKJl噬菌体的感染产生了抗性。单株传代未见自发释放游离噬菌体。紫外线照射亦未发现诱导现象。抗性菌株经10ug／ml丝裂霉素C处理后,其中一株能释放出约5．9×103pfu／ml游离噬菌体颗粒,推测这些抗性菌株可能是溶源性菌株。菌落原位杂交实验证实抗性菌株的DNA与SKJl噬菌体DNA有同源性,说明这些抗性菌株已被SKjL噬菌体溶源化,从而确证SKJl噬菌体为一温和性噬菌体。     

以原生质体融合技术构建广谱抗噬菌体菌株

利用１５株不同品系的噬菌体作筛子筛选的噬菌体抗性自发突变株只对其相应的筛于噬菌体具抗性,为窄谱抗株。利用原生质体融合技术把北京棒杆菌７３３８与钝齿棒杆菌Ｔｓ－Ｌｉ进行融合得融合于ＺＧ８８,通过噬菌体吸附试验,血清学试验证明ＺＧ８８细胞表面结构发生了较大的改变,失去了噬菌体的吸附位点。因此ＺＧ８８是广谱稳定的噬菌体抗性菌株。     

卡那霉素链霉菌噬菌体SKJ1—温和性噬菌体

从土壤中分离出一株卡那霉素链霉菌噬菌体ＳＫＪ１,该噬菌体在卡那霉素链霉菌及林肯链霉菌菌苔上产生混浊的噬菌斑。从噬斑中长出的菌落后代对ＳＫＪ１噬菌体的感染产生了抗性。单株传代未风自发释放游离噬菌体。紫外线照射亦未发现诱导现象。抗性菌株经１０μｇ／ｍｌ丝裂霉素Ｃ处理后,其中一株能释放出约５．９×１０＾３ｐｆｕ／ｍｌ游离噬菌体颗粒,推测这些抗性菌株可能是溶源性菌株。菌落原位杂交实验证实抗性菌株的ＤＮＡ与     

代谢工程在D-核糖生产中研究现状及应用前景

简要介绍了代谢工程的进展情况,并较为详细地从宿主的选择、加速限速反应、改变代谢流和生产过程的优化等方面论述了代谢工程在D-核糖基因工程菌构建方面的应用及其应用前景。     

脱硫工程菌的构建及其脱硫性能分析

以专一性脱硫菌德氏假单胞菌Pseudomonas delafieldii R-8为出发菌株, 利用pPR9TT穿梭质粒构建脱硫操纵子表达载体, 转化原始菌培养得到1株多拷贝脱硫基因的脱硫工程菌R-8-1, 并对其脱硫性能进行了研究。结果表明, 在同样的生物催化脱硫反应条件下, 工程菌的脱硫活性达到6.25 mmol DBT/g dry cell/h, 是原始菌的2倍; 柴油的脱硫试验表明, 在12 h内工程菌静息细胞能将柴油硫含量从310.8 mg/L降至100.1 mg/ L, 脱硫率达到68%, 而原始菌为53%。进一步比较了重组质粒pPR-dsz在工程菌株中传代的稳定性, 试验表明pPR-dsz在工程菌株R-8-1中具有良好的遗传稳定性。此研究为生物脱硫提供了1株优良的工程菌株, 并为该技术的应用提供了参考。     

透明颤菌血红蛋白基因表达对金色链霉菌生长代谢的影响

利用四环素抗性基因启动子在金色链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白基因。在1m3发酵罐中研究了工程菌株的生长代谢特性。在溶解氧充足的条件下,透明颤菌血红蛋白表达,对金色链霉菌生长代谢未产生明显影响,工程菌株与参比菌株的生长代谢特性基本一致,工程菌株和参比菌株金霉素最终浓度分别为22905u/mL、22896u/mL。在低溶解氧条件下,透明颤菌血红蛋白的表达,可促进金色链霉菌菌体生长、菌丝活力保持和金霉素的合成：工程菌菌体浓度比参比菌株高5％～10％,产物合成提高11.4％。     

反硝化基因工程菌株YP4S的构建及对污水除氮特性研究

从养殖场污泥中筛选出菌株YP4,经16S rDNA分子发育树的同源序列比对,确定为克雷伯什菌属(Klebsiella sp.)。由NCBI数据库查编码亚硝酸还原酶(Nir)的基因nirS序列,设计引物,以铜绿假单胞菌PAOI基因组DNA为模板,应用PCR技术扩增目的片段nirS,经过双酶切、克隆和转化,得到重组质粒pYP4S,然后转化野生菌株YP4,构建反硝化基因工程菌YP4S。菌株生长曲线测定表明,工程菌株YP4S与YP4的生长特性基本一致。工程菌株YP4S对模拟污水COD、TN、NH_4^+-N和NO_3^--N具有较高的去除率,YP4S与YP4相比,对NO_2^--N积累的减少量为(32.44±3.96)%,明显减少了NO_2^--N的积累。通过正交试验获得工程菌株YP4S在C/N=10、T=30℃、r=200 r/min和pH=7.0的最佳组合条件下,对模拟污水TN去除率较高。应用工程菌株YP4S处理猪场沉淀池的实际污水,COD、TN、TP、NH_4^+-N和NO_3^--N去除率分别为(95.87±0.82)%、(76.38±3.84)%、(97.13±0.54)%和(75.35±2.57)%,NO_2^--N积累量为(3.31±1.24) mg/L,表明工程菌株YP4S具有较好反硝化作用,对含氮量高的实际污水修复具有潜在的应用前景。     

苯丙氨酸脱氨酶在乳酸乳球菌NICE系统的高效表达及其实验动物研究

为构建苯丙氨酸脱氨酶的一种更新更高表达的基因工程菌,取得治疗高苯丙氨酸血症大鼠的更佳疗效。将欧芹PAL cDNA重组到质粒pNZ8048中,构建翻译融合载体和转录融合载体,分别转化乳酸乳球菌NZ9000。对两种高效表达菌株的酶活性差异进行比较,观察Nisin诱导的动态进程,并利用新鲜培养的p(NZ8048-PAL)₁/NZ9000工程菌进行了高苯丙氨酸血症大鼠(称PKU动物模型)的治疗实验。结果表明：（1）翻译融合型菌株具有更高的酶活性;（2）当Nisin的诱导时间达6h时, 产物肉桂酸生成量基本达到峰值;（3）给高苯丙氨酸血症大鼠灌喂新鲜培养的p(NZ8048-PAL)₁/NZ9000工程菌（翻译融合型）, 观察到该工程菌能显著降低模型动物血中Phe浓度,从而取得了更好的疗效。       

Metabolic engineering of <Emphasis Type="Italic">Agrobacterium</Emphasis> sp. ATCC31749 for curdlan production from cellobiose

Curdlan is a commercial polysaccharide made by fermentation of Agrobacterium sp. Its anticipated expansion to larger volume markets demands improvement in its production efficiency. Metabolic engineering for strain improvement has so far been limited due to the lack of genetic tools. This research aimed to identify strong promoters and to engineer a strain that converts cellobiose efficiently to curdlan. Three strong promoters were identified and were used to install an energy-efficient cellobiose phosphorolysis mechanism in a curdlan-producing strain. The engineered strains were shown with enhanced ability to utilize cellobiose, resulting in a 2.5-fold increase in titer. The availability of metabolically engineered strain capable of producing β-glucan from cellobiose paves the way for its production from cellulose. The identified native promoters from Agrobacterium open up opportunities for further metabolic engineering for improved production of curdlan and other products. The success shown here marks the first such metabolic engineering effort in this microbe.     

人egf基因在突变枯草芽孢杆菌WYBS2001中的转化、分泌表达及其产物功能研究

通过紫外线突变诱导获得了对感染致病菌具有显著抑菌作用的枯草芽孢杆菌突变株WYBS2001。采用PCR技术人工合成了175bp的人表皮生长因子（hEGF)的基因片段,并引入Pst I、Hind Ⅲ酶切位点,起始密码子及pUS186载体信号肽序列CTTAGA。经DNA测试分析,合成的片段与人egf基因序列完全一致。然后将其克隆至枯草杆菌分泌型质粒载体pUS186上构建成重组质粒pUSE,并转化枯草杆菌突变菌株WYBS2001,获得转入egf基因的枯草杆菌生态工程菌WYBS2001T。RIA检测结果表明,WYBS2001T阳性工程菌培养的上清液中可检测到hEGF。含量为7.6ng/ml,如果培养液中添加蛋白酶抑制剂可提高hEGF检测量,通过多代的培养仍然能够稳定地分泌表达hEGF。生物学功能实验表明,分泌的hEGF对人K562体外培养细胞的增殖和生长具有明显生物学活性。对烧伤动物模型的功能性实验观察到,WYBS2001T工程菌制剂对动物的烧伤有明显的治疗作用,该研究表明,微生态基因工程菌有很好的应用前景。     

Towards a metabolic engineering strain “commons”: An Escherichia coli platform strain for ethanol production

In the genome‐engineering era, it is increasingly important that researchers have access to a common set of platform strains that can serve as debugged production chassis and the basis for applying new metabolic engineering strategies for modeling and characterizing flux, engineering complex traits, and optimizing overall performance. Here, we describe such a platform strain of E. coli engineered for ethanol production. Starting with a fully characterized host strain (BW25113), we site‐specifically integrated the genes required for homoethanol production under the control of a strong inducible promoter into the genome and deleted the genes encoding four enzymes from competing pathways. This strain is capable of producing >30 g/L of ethanol in minimal media with <2 g/L produced of any fermentative byproduct. Using this platform strain, we tested previously identified ethanol tolerance genes and found that while tolerance was improved under certain conditions, any effect on ethanol production or tolerance was lost when grown under production conditions. Thus, our findings reinforce the need for a metabolic engineering “commons” that could provide a set of platform strains for use in more sophisticated genome‐engineering strategies. Towards this end, we have made this production strain available to the scientific community. Biotechnol. Bioeng. 2013; 110: 1520–1526. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.     

Systems metabolic engineering design: Fatty acid production as an emerging case study

Increasing demand for petroleum has stimulated industry to develop sustainable production of chemicals and biofuels using microbial cell factories. Fatty acids of chain lengths from C₆ to C₁₆ are propitious intermediates for the catalytic synthesis of industrial chemicals and diesel‐like biofuels. The abundance of genetic information available for Escherichia coli and specifically, fatty acid metabolism in E. coli, supports this bacterium as a promising host for engineering a biocatalyst for the microbial production of fatty acids. Recent successes rooted in different features of systems metabolic engineering in the strain design of high‐yielding medium chain fatty acid producing E. coli strains provide an emerging case study of design methods for effective strain design. Classical metabolic engineering and synthetic biology approaches enabled different and distinct design paths towards a high‐yielding strain. Here we highlight a rational strain design process in systems biology, an integrated computational and experimental approach for carboxylic acid production, as an alternative method. Additional challenges inherent in achieving an optimal strain for commercialization of medium chain‐length fatty acids will likely require a collection of strategies from systems metabolic engineering. Not only will the continued advancement in systems metabolic engineering result in these highly productive strains more quickly, this knowledge will extend more rapidly the carboxylic acid platform to the microbial production of carboxylic acids with alternate chain‐lengths and functionalities. Biotechnol. Biotechnol. Bioeng. 2014;111: 849–857. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.     

血红蛋白基因在脱硫菌R-8中的表达及其在柴油脱硫中的应用

摘要：【目的】旨在构建一株优良的工程菌株,对血红蛋白基因在柴油的生物脱硫领域的应用做初步的探索。【方法】以德氏假单胞菌（Pseudomonas delafieldii） R-8为出发菌株,通过基因工程的手段,构建透明颤菌（Vitreoscilla）血红蛋白基因表达质粒并电击导入原始菌株,得到重组菌P. delafieldii R-8-2。【结果】R-8-2菌株的CO差光谱在419 nm处有特征峰出现,表明血红蛋白在脱硫菌中得到了有效表达。R-8-2菌株和R-8菌株相比,生长得到改善,相同培养条件下菌体密度比R-8提高了20%,最大脱硫活性能够达到R-8的2.4倍。在实际柴油脱硫实验中,R-8-2菌株能将柴油的硫含量降至96.6 mg/L,脱硫率达到69.9%,而R-8仅为57.2%。【结论】R-8-2是在较低溶氧条件下仍能保持较高的菌体密度和脱硫活性的基因工程菌株,具有良好的应用前景,该研究为血红蛋白基因在生物脱硫工业的应用提供参考。