里氏木霉表达异源中性内切纤维素酶蛋白以改善最佳酶活pH

为了提高里氏木霉中天然纤维素酶的最佳活性pH,本实验从特异腐质霉,灰腐质霉的变种,枯草芽孢杆菌LH中分别筛选并克隆了其含有的中性纤维素酶基因,将其置于里氏木霉cbh1启动子的启动下,在里氏木霉中进行异源表达。改造株在pH 6.0下酶活提升16%,pH 7.0下活性保留75%以上,而此时原始菌酶活残留20%。本实验所得的产中性纤维素酶里氏木霉基因改造株,由于其良好的中酸性活性表现,在食品,纺织,纸浆和造纸行业应也有良好的使用潜力。     

里氏木霉细胞表面表达系统的构建

[目的]烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的AfMp1p是一种通过糖基磷脂酰肌醇( glycosylphosphatidylinositol,GPI)修饰定位于细胞壁上的蛋白,其细胞壁定位信号位于蛋白质的C末端.里氏木霉(Trichoderma reesei)是一种重要的工业生产菌种.构建里氏木霉的细胞表面表达系统具有十分重要的意义.[方法]我们将AfMp1p的细胞壁定位GPI信号肽和烟曲霉几丁质酶AfChiB1的N端信号肽分别与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的C末端和N末端融合并转化里氏木霉.本文首先对木霉遗传转化系统进行了优化;随后通过Real-time PCR和蛋白定量,对GFP融合蛋白在里氏木霉中不同时期的表达情况进行了研究;最后对里氏木霉表达的GFP融合蛋白进行细胞定位研究.[结果]荧光观察结合Western blot的结果表明,在平台期中期和后期,带有GPI信号的GFP融合蛋白定位于细胞壁.[结论]烟曲霉来源的GPI信号可被里氏木霉识别,本论文所构建的表达系统可用于外源蛋白在里氏木霉中的细胞壁定位表达.     

里氏木霉分泌型表达载体的构建及绿色荧光蛋白的表达

【目的】构建里氏木霉分泌型表达载体,通过表达绿色荧光蛋白论证载体的可行性并初步观察绿色荧光蛋白在里氏木霉中的分泌过程。【方法】应用PCR及分子克隆技术将里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维二糖水解酶(CBH1)的启动子及CBH1自身信号肽、终止子和潮霉素筛选基因依次插入骨架质粒pUC19中,构建出T.reesei表达载体Ppth15。将增强型绿色荧光蛋白(eGFP)基因装载入Ppth15中,获得eGFP表达载体Ppth15-eGFP。再将Ppth15-eGFP转化进T.reesei原生质体,通过潮霉素抗性筛选、基因组PCR检测等方法鉴定,获得阳性重组转化子。【结果】用PDA培养基培养阳性转化子2-3 d后,可在菌丝顶端、隔膜及培养基中清晰地观察到大量绿色荧光。【结论】表达载体构建成功且能够用于eGFP的表达,实验为进一步研究T.reesei表达其他基因提供了有效工具,同时为T.reesei胞外蛋白分泌的研究提供了参考。     

康宁木霉K801纤维素酶cbh2基因的克隆及序列分析

通过聚合酶链式反应（PCR）技术扩增得到纤维素高产菌株康宁木霉Trichoderma k■ningii K801纤维二糖水解酶（CBHII）基因全序列,并克隆到pGEM-Teasy Vector。序列分析表明,所克隆的cbh2基因长1611bp,包含了纤维二糖水解酶基因的完整编码区序列,并含有三个真核生物典型的内含子序列,其中四个外显子序列共同编码一个471aa的蛋白质。该序列是国内首次克隆得到的cbh2编码区全序列,与国外报道的T. reesei已知序列的同源性达到99.89％,只有两个碱基差别,而推测的氨基酸序列只有一个位置疏水性氨基酸之间发生替代,在推测的氨基酸序列上发现3个潜在的N-糖基化位点。     

里氏木霉绿色荧光蛋白表达载体的构建及功能鉴定

为了后续研究里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维素酶基因的表达与调控,利用overlap PCR及分子克隆技术构建了含有Col E1原核复制起始位点、氨苄青霉素抗性、里氏木霉的丙酮酸脱羧酶启动子、丙酮酸脱羧酶终止子、潮霉素B抗性的筛选标记并能表达增强型绿色荧光蛋白(Zs Green)的表达载体p LXT-Zs Green。将该载体转化里氏木霉QM9414原生质细胞,使用潮霉素B筛选平板得到阳性转化子,随后使用荧光显微镜在488 nm激发光下观察菌丝,并随机挑取4个转化菌株进行Western-blot验证。结果显示,里氏木霉菌丝体可发出明亮的绿色荧光,而且Western-blot验证了该载体能够在里氏木霉中有效地表达增强型绿色荧光蛋白。上述研究表明,载体p LXT-Zs Green在里氏木霉中能够稳定高效地表达外源基因,为研究里氏木霉的基因表达调控奠定了实验基础。     

里氏木霉GXC木聚糖酶的研究

研究了里氏木霉GXC产木聚糖酶的条件和酶学性质。结果表明,适宜产酶碳源为乳糖、甘露糖、棉子糖、木聚糖和麸皮,氮源为牛肉膏和酵母膏;产酶的最适初始pH为4．0,30℃培养60h。对以麸皮为碳源的培养液进行纯化的酶特性研究表明,木聚糖酶的最适反应温度为50℃,pH为5．5,该酶在pH5．0－7．0和40℃以下相对稳定。Fe^2 和Mn^2 对木聚糖酶有较大的促进作用,Cu^2 、Fe^2 具有抑制作用。     

基于双向电泳技术的里氏木霉高效组成型启动子筛选

获得强启动子是建立高效表达系统的基础。通过蛋白质双向电泳技术从蛋白质水平全面筛选里氏木霉的组成型启动子,获得了3个表达效率较高的启动子,分别是葡萄糖/核糖醇脱氢酶基因的启动子（grdh）、微体蛋白基因的启动子（hex1）和FAD相关蛋白基因的启动子（flo）。通过木聚糖酶Ⅱ（XYN2）的高效同源表达对这些启动子的功能进行了验证,为在里氏木霉中进行同源或异源蛋白的组成型表达提供了有效的工具。     

里氏木霉液体发酵产纤维素酶的研究

在摇瓶试验基础上,采用里氏木霉(Trichoderma reesei)HC-415菌株进行5L自控罐产纤维素酶深层发酵试验。在通气量为 0.2—0.6vvm、搅拌速度为 400r/min、发酵液pH控制在5.8—6.1的条件下,发酵液的羧甲基纤维素(CMC)酶酶活最高为325.0mg糖/ml,滤纸糖酶(FPA)酶活最高达17.9mg糖/ml。发酵周期为108h。所得冻干纤维素酶粉CMC酶活最高3111IU/g,FPA最高135IU/g ,对发酵液得率平均6.7g/L。酶活总收率CMC酶活平均78.2％,FPA酶活平均73.5％。     

里氏木霉半纤维素酶基因的克隆

通过PCR技术从里氏木霉基因组中扩增出基因xyn I,把基因与大肠杆菌质粒相连接,再把重组的质粒转入到感受态的Top10大肠杆菌中,待Top10大肠杆菌产生大量的重组质粒后,用中量制备质粒DNA方法把重组的质粒提取出来,再用双酶切方法检验重组质粒。实验结果显示,已经得到含有重组质粒的大肠杆菌菌落,完成了xyn I基因的克隆。     

丝状真菌瑞氏木霉外源基因表达系统的构建

采用PCR技术体外扩增获得了瑞氏木霉外切葡聚糖纤维二糖水解酶Ⅰ (CBHⅠ )启动子和终止子序列 .并以大肠杆菌质粒pUC1 9为骨架 ,在该启动子和终止子序列间加入多克隆位点 ,构建了瑞氏木霉强表达整合型载体pTRIL .以质粒pAN7 1为模板 ,体外扩增了带有潮霉素磷酸转移酶(hph)基因的DNA片段 ,将hph插入pTRIL的cbh1启动子和终止子序列之间 ,构建了Pcbh1 hph Tcbh1表达盒 .用此表达盒转化瑞氏木霉C30原生质体 ,在潮霉素平板上得到 1 5株抗性转化子 .对其中的H1转化子进行了PCR和Southern印迹分析 ,证实hph基因确实整合到转化子染色体DNA上 ,并在Pcbh1 启动子控制下进行高效表达 .转化子H1对潮霉素抗性达 1 5 0mg L ,比出发菌株提高 2倍 .瑞氏木霉强表达整合型载体pTRIL的构建成功为开展瑞氏木霉分子生物学研究以及进一步的工程菌株构建工作奠定了基础     

里氏木霉LW1固态发酵纤维素酶条件的研究

采用里氏木霉LW 1(Trichoderma.Reesei)固体发酵生产纤维素酶,研究了秸杆粉和麦麸用量、料水比、起始pH值、发酵温度和发酵时间对该菌株产纤维素酶活力的影响。试验结果表明,里氏木霉LW 1的适宜发酵条件为:在秸秆∶麦麸=1∶1,料水比为1∶2的前提条件下,培养温度28℃,发酵周期为72h,起始pH5.5时产酶活力最高。浸出液中FPA酶活为119.417u/g干物质,CMC酶活为452.433u/g干物质。     

里氏木霉与米根霉混合固态发酵产纤维素酶

以里氏木霉及米根霉单菌固态发酵为对象,考察不同混合发酵形式对里氏木霉与米根霉混合固态发酵产纤维素酶的影响。结果表明:同时接种里氏木霉与米根霉,试验考察的两菌种接种量比1∶1(以孢子个数计)及5∶1条件下,两菌未产生明显协同产酶作用。米根霉延时(24 h)接种且菌种量比5∶1以及米根霉延时(48 h)接种且菌种量比1∶1,2种发酵形式产酶情况类似,滤纸酶活(FPA)及羧甲基纤维素酶(CMCase)酶活相对米根霉单菌发酵有所提高,而β-葡萄糖苷酶(β-GA)酶活相对里氏木霉单菌固态发酵结束时分别增加4.66及4.40倍,可以发现两菌产生一定协同作用。在米根霉延时(48 h)接种且菌种量比5∶1的发酵形式下,FPA及CMCase在发酵第7天酶活分别达到44.04 IU/g、627.14 U/g(以1 g干曲计),分别是里氏木霉固态单菌发酵产酶达到稳定期时酶活的1.36和1.63倍,两菌产生了有效的协同作用。     

基于URA3基因快速构建表达载体及其在里氏木霉的应用

【背景】表达载体是基因工程必不可少的工具,对于真菌如里氏木霉(Trichoderma reesei)等,由于缺乏商品化的表达载体,使其基因工程蛋白表达既复杂又费时而难以开展。【目的】建立一种利用URA3序列快速构建表达载体的方法,解决真菌研究中难以简单、高效和快速构建表达载体的难题。【方法】基于URA3基因的序列,利用其启动子上游5′端序列和终止子下游3′端序列构建同源重组臂,通过同源重组臂定向同源重组到宿主基因组上,利用强启动子和终止子替换URA3基因,从而实现外源基因的表达。根据此方法构建pTRUC表达载体,将红色荧光蛋白基因mCherry克隆到该表达载体上,转化里氏木霉中并验证m Cherry的表达。【结果】阳性转化子在荧光显微镜下观察到强的红色荧光信号,在基因组PCR中检测到mCherry,Westernblotting结果表明红色荧光蛋白m Cherry能在里氏木霉中表达,以上结果说明该载体构建成功,使外源基因mCherry在里氏木霉中正确表达。【结论】基于URA3基因的快速构建表达载体及其构建方法切实可行,将成为推动真核表达系统表达异源蛋白的有力工具。     

里氏木霉重组t-PA的酶性质的研究

利用分光光度计对里氏木霉重组t-PA的性质进行了研究,结果表明该酶对高温较为敏感,60℃酶完全失活;在pH6.4~7.6范围内,作用时间的长短对酶活力影响不大,保持较大的酶活;Zn2+和Fe3+离子对其有抑制的作用,Mg2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+、Na+、K+对酶有激活的作用。     

里氏木霉产纤维素酶研究进展

木质纤维素类生物质被认为是重要且可持续的可再生能源,其主要组成部分是纤维素.纤维素酶是一种能将纤维素分解为葡萄糖的复合酶,能有效地降解木质纤维素生物质.真菌、细菌、放线菌、酵母等多种微生物均可以产生纤维素酶,其中里氏木霉具有完整的纤维素酶系结构,常作为生物技术领域中一个重要菌株,广泛应用于纤维素酶的商业生产.介绍了纤维...     

里氏木霉GXC木聚糖酶的研究

研究了里氏木霉GXC产木聚糖酶的条件和酶学性质。结果表明,适宜产酶碳源为乳糖、甘露糖、棉子糖、木聚糖和麸皮,氮源为牛肉膏和酵母膏;产酶的最适初始pH为4.0,30℃培养60h。对以麸皮为碳源的培养液进行纯化的酶特性研究表明,木聚糖酶的最适反应温度为50℃,pH为5.5,该酶在pH5.0(7.0和40℃以下相对稳定。Fe3+和Mn2+对木聚糖酶有较大的促进作用,Cu～2+、Fe～2+和Ca～2+ 具有抑制作用。     

康宁木霉K801纤维素酶cbh2基因的克隆及序列分析

通过聚合酶链式反应（PCR）技术扩增得到纤维素高产菌株康宁木霉Trichoderma koeningiiK801纤维二糖水解酶（CBHII)基因全序列,并克隆p GEM-Teasy Vector。序列分析表明,所克隆的cbh2基因长1611bpq,包含了纤维二糖解酶基因的完整编码区序列,并含有三个真核生物典型的内含子序列,其中四个外显子序列共同编码一个471aa的蛋白质。该序列是国内首次克隆得到的cbh2编码区全序列,与国外报道的T.reesei已知序列的同源性达到99．89％,只有两上碱基差别,而推测的氨基酸序列只有一个位置疏水性氨基酸之间发生替代,在推测的氨基酸序列上发现3个潜在的N－糖基化位点。     

里氏木霉及其纤维素酶高产菌株的研究进展

随着纤维素在能源、材料及化工等领域的广泛开发和应用,里氏木霉作为一种重要的产纤维素酶工业用菌种,越来越受到人们的广泛关注.为了提高其酶活,人们做了大量的工作,获得了一些相当好的突变株.对里氏木霉及其突变株的基因组进行研究,有助于人们理解其高效产酶的机制,同时也有利于构建其基因工程菌.介绍里氏木霉Trichoderma reesei 的背景及其部分高产纤维素酶突变株,并阐述近些年来对其突变株的基因组的研究进展.