利用山梨糖脱氢酶活性筛选氧化葡糖杆菌PQQ合成基因簇

【目的】利用山梨糖脱氢酶醌酶活性从氧化葡糖杆菌H24中分离PQQ生物合成基因簇。【方法】利用ptsG位点整合sdh基因的大肠杆菌JM109作为宿主菌构建了氧化葡糖杆菌H24的基因组DNA文库。通过山梨糖脱氢酶活性检测,从文库中筛选具有PQQ合成能力的单菌落并进行亚克隆。【结果】从氧化葡糖杆菌H24的基因组文库中筛选得到一株具有山梨糖脱氢酶活性的单菌落,亚克隆后序列分析显示插入片段全长5400bp,对应5个编码框(pqqABCDE),与其他细菌PQQ生物合成基因簇有很高的序列同源性。【结论】利用山梨糖脱氢酶醌酶活性成功从氧化葡糖杆菌H24中分离克隆得到了PQQ生物合成基因簇pqqABCDE。     

山梨糖脱氢酶基因在大肠杆菌染色体上整合及表达

以质粒pKF3为模板,扩增出两翼与ptsG基因上下游序列同源,中间为氯霉素抗性基因的DNA片段,连至pMD18T载体,构建得到pMD18PC。以质粒pQE60SDH为模板,扩增山梨糖脱氢酶基因sdh,与pMD18PC连接,得到pMD18PCSDH。将其用PvuⅡ酶切,回收含ptsG1catsdhptsG2的目的片段,电转化至JM109/pKD46,在Red重组酶的作用下,外源DNA片段与染色体上对应区域发生同源重组,将基因ptsG敲除,替换为catsdh基因,获得整合sdh基因的JM109s。经检测JM109s具有山梨糖脱氢酶活性。以 ptsG基因上下游序列为引物,JM109s基因组DNA为模板进行PCR,扩增产物测序结果表明sdh基因染色体整合成功。     

山梨糖脱氢酶在乙酸钙不动杆菌中的表达

目的:在乙酸钙不动杆菌Y2004中表达山梨糖脱氢酶。方法:将酮古龙酸菌山梨糖脱氢酶基因sdh以及从pWH1266质粒上扩增的复制原点ori先后酶切连接到pBBR1MCS2质粒上,构建pBBR1MCS2-ori-sdh穿梭质粒;再以pBBR1MCS2-ori-sdh/DH5α为供体菌、乙酸钙不动杆菌Y2004为受体菌、pRK2013/HB101为辅助菌进行三亲本接合转移;从氨苄青霉素和卡那霉素双抗平板上挑取转化子进行培养,通过菌落PCR和提取质粒复转筛选阳性克隆,再通过活性电泳和体外糖酸转化实验检测阳性克隆的山梨糖脱氢酶活性。结果:构建了pBBRMCS2-ori-sdh质粒并转入乙酸钙不动杆菌Y2004中,活性电泳和体外实验证实阳性克隆具有山梨糖脱氢酶活性。结论:实现了山梨糖脱氢酶在乙酸钙不动杆菌Y2004中的表达,为单菌糖酸转化的进一步研究奠定了基础。     

微紫青霉CBHI酶的CBD蛋白编码区在大肠杆菌中的亚克隆及表达

对插入质粒pUC18－181上的微紫青霉（Penicilliumjanthinellum）CBHI酶的cDNA基因进行一系列DNA体外操作,包括进行序列定向缺失,最后将两末端修饰为平端后进行连接使质粒环化。用得到的产生序列定向缺失的重组质粒转化大肠杆菌JM109。利用CBD能吸附到结晶纤维素上的特性,从随机选取的24个缺失转化子中筛选到一株含CBD编码区的转化子JM109（pUC18C）,所表达的CBD融合蛋白分子量为21kD．JM109（pUC18C）所产生的LacZ-CBD融合蛋白可通过对纤维素的吸附-解吸附过程一步纯化。其IPTG诱导的pNPC酶活力为零,表明该菌已不再具有CBHI酶活力。     

山梨醇脱氢酶的克隆、表达及活性检测

目的:从氧化葡糖杆菌H24中克隆山梨醇脱氢酶基因进行表达并检测其活性。方法:以氧化葡糖杆菌H24基因组DNA为模板,PCR扩增包括启动子、结构基因及其后的终止序列在内的山梨醇脱氢酶基因;将PCR产物插入pMD18T载体,转化大肠杆菌DH5α;通过活性电泳检测山梨醇脱氢酶在大肠杆菌中的表达及活性。结果:从氧化葡糖杆菌H24中扩增得到山梨醇脱氢酶基因并在大肠杆菌中实现表达,重组菌株经活性电泳检测具有醇糖转化活性。结论:原核表达的山梨醇脱氢酶具有很强的醇糖转化活性。     

氧化葡糖杆菌sndh-sdh基因簇的克隆表达

目的:从氧化葡糖杆菌H763中克隆sndh-sdh基因簇,在大肠杆菌和氧化葡糖杆菌621H中分别表达山梨酮脱氢酶-山梨糖脱氢酶(SNDH-SDH),并检测其活性。方法与结果:以氧化葡糖杆菌H763基因组DNA为模板,PCR扩增包括启动子、结构基因及终止序列在内的sndh-sdh基因簇,回收3533 bp的扩增产物,连入pMD18T载体,转化至大肠杆菌DH5α中表达;以山梨糖或木糖为底物,DCIP法检测菌体裂解液,DCIP检测液颜色由蓝绿色变为黄色,表明大肠杆菌表达产物具有脱氢酶活性。构建pBBR1MCS2-sndh-sdh载体,通过接合转移导入氧化葡糖杆菌621H,重组葡糖杆菌在以山梨醇或山梨糖为底物的培养基中培养,采用薄层层析检测法检测其培养上清中的代谢产物,层析板上显示了2-酮基-L-古龙酸斑点。结论:重组大肠杆菌DH5α和氧化葡糖杆菌621H中均表达了有脱氢酶活性的SNDH-SDH。     

利用转座系统在葡糖杆菌中表达山梨糖脱氢酶

目的：利用Mini—Tn5转座系统在葡糖杆菌中表达山梨糖脱氢酶（SDH）。方法：分离得到从山梨醇产糖的快生型小菌Y25K2,利用PCR方法扩增并分析快生型小菌的16SrDNA;构建pUT-mini—Tn5-Tet转座载体,将SDH基因（sdh）插入该载体,利用接合转移,将sdh整合至快生型小菌Y25K2的染色体,通过Western印迹检测SDH的表达。结果：16SrDNA鉴定结果初步表明快生型小菌为葡糖杆菌;构建得到pUT-mini—Tn5-Tet-sdh,将sdh整合至快生型菌Y25K2基因组,并检测到其在快生型小菌Y25K2中的表达。结论：利用Mini—Tn5转座系统在葡糖杆菌中表达了山梨糖脱氢酶。     

山梨糖脱氢酶在脱氮副球菌中的表达

目的:在脱氮副球菌PD1222中表达山梨糖脱氢酶(SDH)。方法:从质粒pMD-18T上复制氨苄西林抗性基因Ampr,从酮古龙酸菌中复制SDH基因sdh,先后酶切连接到pIND4质粒上,构建pIND4-Ampr-sdh穿梭质粒;再把pIND4-Ampr-sdh电转入大肠杆菌S17-1λpir作为供体菌,脱氮副球菌PD1222为受体菌进行双亲本接合转移;挑取壮观霉素和氨苄西林双抗平板上的接合子进行培养,菌液PCR复筛接合子,测序鉴定,通过DCIP法和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测阳性克隆的SDH活性。结果:构建的质粒pIND4-Ampr-sdh成功转入脱氮副球菌PD1222中,SDH获得表达并检测到其蛋白活性。结论:实现了SDH在脱氮副球菌中的表达,为在脱氮副球菌中研究SDH的下游电子传递链奠定了基础。     

大肠杆菌甘油激酶基因(glpK)和甘油脱氢酶基因(gldA)的敲除及其对甘油产量的影响

利用Red重组系统构建了大肠杆菌JM109甘油激酶基因(glpK)和甘油脱氢酶基因(gldA)缺失的双突变菌株JM109B,然后将表达酿酒酵母3-磷酸甘油脱氢酶基因(GPD1)和3-磷酸甘油酯酶基因(HOR2)的质粒pSE-gpd1-hor2转化到JM109B突变菌株中,在含1%葡萄糖的摇瓶发酵培养基中37℃发酵24 h,甘油的最高产量为5.61 g/L,是原始菌株JM109/pSE-gpd1-hor2甘油产量的1.59倍;在30 L发酵罐中发酵28 h,甘油的最高产量为103.12 g/L,是原始菌株JM109/pSE-gpd1-hor2甘油产量的1.59倍,是原始菌株BL21/pSE-gpd1-hor2甘油产量的1.41倍,葡萄糖转化率为50.39%。     

大豆fad基因反义表达载体构建及转化烟草研究

使用PCR方法从大豆基因组DNA中扩增出大豆油酸脱饱和酶基因fad2-1,连接到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌JM109菌株.测序后,用DNAstar软件进行同源性比对.然后将正确的序列反向克隆到表达载体pBt,并转化农杆菌菌株LBA4404,经双酶切鉴定和PCR扩增检测,获得具有该基因反向序列的农杆菌工程菌,转化...     

arcA基因提高大肠杆菌对有机溶剂的耐受性

【目的】将来源于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida JUCT1)的基因arc A(编码精氨酸脱亚胺酶)整合到Escherichia coli JM109(DE3)基因组中,以提高该菌对有机溶剂的耐受性。【方法】以P.putida JUCT1的基因组为模板扩增基因arc A,并与p ET-20b(+)连接后导入E.coli JM109(DE3)中,验证该基因提高E.coli JM109(DE3)对有机溶剂的耐受性。利用Red同源重组的方法将arc A整合到E.coli JM109(DE3)基因组中。【结果】E.coli JM109(DE3)/p ET-20b(+)-arc A在添加了2.0%(体积比)环己烷、0.1%(体积比)甲苯、4.0%(体积比)萘烷和0.1%(体积比)丁醇的培养基中培养8 h后,其OD660由初始的0.2分别上升到0.8、0.9、1.8和1.3。将arc A成功整合到E.coli JM109(DE3)基因组中,获得了具有较好遗传稳定性的溶剂耐受E.coli JM109(DE3)宿主菌株。【结论】外源基因arc A能提高大肠杆菌菌株的有机溶剂耐受性,为工业化应用中耐溶剂微生物菌株的构建提供了实验依据和理论基础。     

Extension of Chronological Lifespan by ScEcl1 Depends on Mitochondria in Saccharomyces cerevisiae

We constructed two plasmids that have a strong tac promoter and a structural gene for tryptophanase of Enterohacter aerogenes SM-18 (pKT901EA) or Escherichia coli K-12 (pKT951EC). The tryptophanase activity of E. coli JM109 transformed with pKT90lEA (JM109/pKT901EA) was inducible with isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside, and 3.6 times higher than that of E. aerogenes SM-18. Cells of JM109/pKT901EA induced for tryptophanase synthesized L-tryptophan from indole, ammonia, and pyruvate more efficiently than E. aerogenes SM-18. Although JM109/pKT951EC expressed a similar level of tryptophanase activity to that of JM109/pKT901EA, the synthesis of L-tryptophan by the cells of JM109/pKT951EC did not proceed well compared with JM109/pKT901EA. Tryptophanases from E. aerogenes and E. coli K-12 were purified, and their properties were investigated. The purified E. aerogenes tryptophanase showed higher stability against heat inactivation than E. coli tryptophanase.     

水稻无侧根突变体生理生化变化的研究

对水稻无侧根突变体RM109,原品种大力及杂交后代F1三者的部分生理指标进行了比较。包括抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性及叶绿素、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)等的含量,以及可溶性蛋白质的电泳分析。结果表明:RM109超氧化物歧化酶(SOD)活性为大力的50%,F1为大力的72%;RM109过氧化物酶(POD)活性比大力高125%,F1的比大力低3%;RM109过氧化氢酶(CAT)活性为大力的56%,F1为大力的11%;RM109琥珀酸脱氢酶活性为大力的60%,差异都极显著。揭示了基因突变后引发的生理生化的变化,从中探讨突变机理。     

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌的构建

利用PCR技术从大肠杆菌(Escherichia coli )中扩增出1.16 kb的编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD,将其连接到表达载体pEtac,得到重组载体pEtac-yqhD,重组载体在大肠杆菌JM109中得到高效表达。SDS_PAGE分析显示融合表达产物的分子量均为43 kD,同核酸序列测定所推导的值相符。对含有yqh-D的基因工程菌进行表达研究表明：37 ℃,以1.0 mmol /L IPTG诱导4 h,1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的酶活力达到120 u/mg蛋白,而对照菌株的酶活力为0.5 u/mg蛋白。再将含甘油脱水酶基因dhaB和含1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶基因yqhD的重组质粒共转化大肠杆菌JM109得到重组大肠杆菌JM109（pUCtac-dhaB, pEtac-yqhD）,该菌株在好氧条件下,以1.0mmol/L IPTG诱导可将50 g/L甘油转化为38.0 g/L 1,3-丙二醇。首次发现1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶在好氧条件下表现出较高的活性。     

Production of l-phenylalanine from trans-cinnamic acids by high-level expression of phenylalanine ammonia lyase gene from Rhodosporidium toruloides in Escherichia coli

A combined promoter expression vector pBV–PAL for high-level expression of phenylalanine ammonia lyase gene of Rhodosporidium toruloides was constructed. Pal gene was cloned and inserted into the region between SalI and PstI restriction sites of expression vector pBV220 (containing P_LP_R promoter) to obtain recombinant expression vector pBV220–PAL. The tac promoter obtained from the plasmid pKtac was inserted into the expression vector pBV220–PAL to construct expression vector pBV–PAL. The recombinant plasmid pBV220–PAL and pBV–PAL were introduced into Escherichia coli JM109 by transformation. The result showed that the transformant E. coli JM109 (pBV–PAL) gave a much higher PAL activity than that transformant E. coli JM109 (pBV220–PAL). Recombinant PAL expression level of the transformant JM109 (pBV–PAL) was about 9.6% of total cellular protein, specific enzyme activity was 2.3-fold higher than that of the transformant JM109 (pBV220–PAL), reached 35 U/g (dry cells weight, DCW). PAL specific activity of 123 U/g (DCW) could be achieved in a 5-l fermentor. 80.5% conversion rate of trans-cinnamic acid to l-phenylalanine and 5.12 g/l l-phenylalanine were obtained after 3 h bioconversion using the transformant JM109 (pBV–PAL). The recombinant strain JM109 containing the combined promoter expression vector pBV–PAL was shown to be effective and practical to product l-phenylalanine.     

phbB,phbC Gene Expression in E. coli and Their Transformation and Identification in Potato

Using NADPH-dependent acetoacetyl-CoA reductase gene (phbB) and poly-β-hydroxybutyrate (PHB) synthase gene (phbC) cloned from Alcaligenes eutrophus H16 and expression vector pKK223-3, the authors constructed an E. coli expression vector pKCB containing independent phbB and phbC operators, respectively, and transfered it into E. coli JM109. The microscopy and GC analysis indicated that E. coli JM109 (containing pKCB) induced by IPTG could synthesize poly-β- hydroxybutyrate (PHB). By DNA processing, three tuber-specific plant expression vectors, pP- SAGB (containing phbB), pBIBGC ( containing phbC) and pPSAGCB ( containing both phbB and phbC), were successfully constructed. In 5 transformed potato cuhivars, the authors screened 20 positive lines.     

酿酒酵母乙醛脱氢酶的克隆与表达

利用PCR技术从酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae W303-1A）总DNA中扩增得到1．9kb乙醛脱氢酶编码基因aldh,将其连接到表达载体pEtac,得到重组载体pEtac—aldh,重组载体在大肠杆菌JM109中得到高效表达。对含有aldh的基因工程菌进行表达研究表明：该菌株在37℃下,以1．0mmol／LIPTG诱导5h酶活力达到22．8U,比酶活力为15．0U／mg蛋白,而对照菌株检测不到酶活力,并且该菌的耐乙醛浓度可达3．2g／L。