一个甲基转移酶基因lomo3在洛蒙真菌素生物合成途径中的功能

【目的】洛蒙真菌素是在洛蒙德链霉菌(Streptomyces lomondensis)中生物合成的一种具有广谱抑菌活性的吩嗪类抗生素,但其合成机理仍不清晰。在洛蒙德链霉菌S015的洛蒙真菌素生物合成核心基因簇下游,有一甲基转移酶基因——lomo3,研究该基因对洛蒙真菌素生物合成的影响。【方法】对lomo3基因进行无痕敲除得到基因缺失突变株S015Δlomo3,再过表达重组质粒构建回补突变株S015Δlomo3::lomo3,比较两株突变株与野生型S015的发酵产物的变化。【结果】发现基因缺失菌株S015Δlomo3不能合成洛蒙真菌素,而基因回补菌株S015Δlomo3::lomo3则可恢复洛蒙真菌素的合成能力。【结论】甲基转移酶基因lomo3在洛蒙真菌素生物合成过程中起着重要的作用,但该基因的具体功能还有待深入研究。研究对于阐明洛蒙真菌素的生物合成途径具有一定的指导作用。     

洛蒙德链霉菌S015中cutR/cutS双组分调控系统对洛蒙真菌素合成的调控

【背景】cutR/cutS双组分调控系统在链霉菌次级代谢过程中起重要作用。【目的】通过同源重组的方法在野生型S015菌株中分别敲除cutR和cutS,构建单基因缺失突变株,研究cutR/cutS双组分调控系统对洛蒙真菌素合成的调控。【方法】对突变株及野生型菌株的发酵产物进行高效液相色谱法(Highperformanceliquidchromatography,HPLC)分析,通过qPCR测定基因表达量的变化。【结果】HPLC产物分析发现,S015Δcut R和S015Δcut S中洛蒙真菌素产量分别达到了128.1±26.4 mg/L和61.8±4.5 mg/L,分别为野生型S015产量的11.5倍和5.5倍。qPCR检测发现,S015ΔcutR突变株中lomo14、lomo10、lphzB、lphzC、lphzE和lphzG的表达量分别达到野生型的1 151.7±88.8、110.5±5.8、129.3±7.7、380.2±34.6、348.2±42.1和299.8±38.2倍;S015ΔcutS突变株中lomo14、lomo10、lphzB、lphzC、lphzE和lphzG的表达量分别达到野生型的4.3±0.5、2.2±0.2、9.3±0.9、10.3±0.6、20.7±1.5和20.4±0.8倍。【结论】cutR/cutS双组分调控系统在洛蒙德链霉菌的洛蒙真菌素合成过程中对其合成途径核心基因和侧链修饰基因的表达有抑制作用,从而抑制其合成。     

过表达S-腺苷甲硫氨酸合成酶及优化碳源高产洛蒙真菌素

洛蒙真菌素是由洛蒙德链霉菌S015合成的天然吩嗪类化合物,该化合物具有广谱抑菌活性及抗肿瘤活性,但因其在野生菌株中的产量较低而限制了应用.为了提高洛蒙真菌素产量,探究相关基因功能及S015菌株发酵条件,本研究首先建立系统进化树分析内源S-腺苷甲硫氨酸合成酶MetK,其次在野生型S015中过表达metK基因,最后通过动态发酵实验进行碳源优化.研究结果表明,过表达metK基因的菌株洛蒙真菌素产量达到(27.4±2.8)mg/L,是野生株的2.3倍;通过发酵优化,以20 g/L的木糖为碳源时洛蒙真菌素产量最高,为(130.6±8.0)mg/L,是优化前的4.8倍.本研究成功采用上游基因工程改造结合下游发酵优化的生物工程手段,有效地提高了菌株S015中洛蒙真菌素的产量.     

高产洛蒙真菌素洛蒙德链霉菌高通量筛选方法的建立与复合育种

[背景]洛蒙德链霉菌S015能生物合成具有广谱抗菌活性的吩嗪类化合物洛蒙真菌素。[目的]因S015菌株的洛蒙真菌素产量较低,将S015菌株经复合诱变育种和基因工程改造,提高洛蒙真菌素产量。[方法]建立洛蒙真菌素产生菌的高通量筛选方法,对出发菌株S0 15进行常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术和紫外复合诱变,筛选得到高产菌株;并在高产菌株上敲除洛蒙真菌素的前体分支酸竟争途径中的关键基因trpE1、trpE2,再过表达全局调控基因afsR。[结果]利用洛蒙真菌素在紫外波长375 nm处的特征吸收峰,以及洛蒙真菌素浓度和375 nm处吸光度值的正相关关系,建立了基于24孔深孔板发酵和酶标仪快速检测的高通量筛选方法。经过6轮ARTP和紫外复合诱变及高通量筛选,从4 320株突变株中筛选得到遗传稳定的高产菌株M6,其洛蒙真菌素的产量为61.33 mg/L,是S015菌株的7.35倍;M6菌株的分支途径基因trpE1、trpE2双敲株的洛蒙真菌素产量为81.89 mg/L,是S015菌株的9.82倍;在该基因工程菌株中过表达全局调控基因afsR,产量为109.53 mg/L,是S015菌株的13.13倍。[结论]建立的高通量筛选方法可以有效筛选高产洛蒙真菌素的突变株,并且操作简单快速。通过ARTP和紫外复合诱变,结合高产株M6的基因工程改造,能进一步提升洛蒙真菌素的产量。     

小麦中外源基因瞬间表达调控研究及兔防御素（NP—1）基因的转化

将不同５上游调控序列驱动下的ＧＵＳ基因用基因枪法导入小麦幼胚和胚性愈伤组织,通过组织化学分析法和荧光分析法对ＧＵＳ基因的表达进行定量检测,比较了几种烟草花叶病毒（ＴＭＶ）Ω增强子序列对小麦中外源基因瞬间表达的调控作用;然后将其中效率最高的玉米Ｕｂｉｌ启动子与兔防御素（ＮＰ－１）连接起来,并加上Ｎｏｓ终止子,构民ＮＰ－１基因小麦表达载体,并转化小麦幼胚,经ＰＣＲ－Ｓｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分析,初步确     

大肠杆菌tyrR基因剔除及其对苯丙氨酸生物合成的影响

TyrR是大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成和运输途径中的一种全局性调控蛋白质。采用双交换同源重组的方法定位突变大肠杆菌染色体tyrR基因 ,在该基因中插入带有卡那霉素抗性基因的DNA片段 ,使之失活 ,实现基因剔除。经PCR、DNA测序、lacZ报告基因等多种方法证实了基因剔除的可靠性。tyrR基因剔除后 ,大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成中受TyrR蛋白调控的关键酶的酶活力有所提高 :3 脱氧 2 阿拉伯庚酮糖 7 磷酸合成酶(DAHPS ,由aroG编码 )酶活力提高了 1.0 8倍 ,转氨酶 (AT ,由tyrB编码 )酶活力提高了 2 .70倍 ;突变菌株发酵生产苯丙氨酸的能力提高了 1.5 9倍 ;同时 ,与芳香族氨基酸运输相关的通透酶基因aroP(P)的阻遏被解除 ,细胞运输芳香族氨基酸的能力提高了 70 .2 %。     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

格尔德霉素生物合成的调控基因

从吸水链霉菌17997中克隆了格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)生物合成酶基因簇, 通过生物信息学分析发现两个LAL(Large ATP-binding regulators of the LuxR family)家族的调控基因gdmRI和gdmRII, 基因阻断和基因回复实验证实这两个基因产物都正调控Gdm的生物合成。     

格尔德霉素生物合成的调控基因

从吸水链霉菌17997中克隆了格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)生物合成酶基因簇, 通过生物信息学分析发现两个LAL(Large ATP-binding regulators of the LuxR family)家族的调控基因gdmRI和gdmRII, 基因阻断和基因回复实验证实这两个基因产物都正调控Gdm的生物合成。     

木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展

木质素是植物体内含量仅次于纤维素的一类高分子有机物质,在植物体的机械支持、水分运输及抵抗外界不良环境的侵袭方面起着重要的作用。然而,它的存在严重影响植物材料在造纸工业、纺织业、畜牧业生产中的应用。木质素代谢过程中存在多基因现象使得木质素的合成途径出现多样性,利用共抑制、反义抑制等转基因技术开发低木质素含量的优良新品种具有重要的意义。     

纳他霉素的生物合成基因研究

纳他霉素是一种多烯大环内酯类抗真菌抗生素,能专一地抑制酵母和霉菌,作为天然的防腐剂用于食品和饲料行业。概述了纳他霉素的化学结构,作用机理以及基因调控方面的研究,包括合成基因,修饰基因和调节基因。并展望了在纳他霉素基因工程研究方面的前景。     

血管紧张素Ⅱ对大鼠下丘脑内血管升压素基因转录的影响

实验在雄性ＳＤ大鼠中进行,用核酸斑点杂交技术观察下丘脑组织中血管升压素（ＡＶＰ）基因转录水平变化,用异羟基洋地黄毒甙（ＧＩＧ）标记的２６个碱基长寡聚核苷酸作为检测探针。实验中观察到,用渗透压微泵向大鼠侧脑人连续注射微量血管紧张素Ⅰ（０．２ｎｍｏｌ／ｈ）２ｄ后,可引起动物饮水量显著增加,下丘脑组织中ＡＶＰ基因转录水平高,但无统计学显著意义。将实验动物日饮水量限制在与对照动物相同的每日饮水量之后,侧脑     

斜纹夜蛾两个天蚕素D基因的克隆及序列分析

天蚕素是昆虫抵御病菌入侵的一类抗菌肽家族。根据斜纹夜蛾Spodoptera litura天蚕素B基因设计特异引物,通过PCR扩增得到2个新的天蚕素基因部分序列,分别命名为cecD1和cecD2（GenBank登录号分别为EF555567和EF555568）。2个基因编码同一个天蚕素D蛋白,该蛋白的成熟肽与天蚕素B存在2个氨基酸残基差异。序列分析发现cecD1和cecD2中分别包含568 bp和377 bp的内含子序列,它们有相同的5′和3′拼接位点,A+T含量分别为59.7%和69.8%,符合大多数真核生物内含子高A+T含量的特征。     

酵母麦角固醇生物合成及其基因调控的研究

麦角固醇是真菌细胞膜中的重要组成成分,是维生素D2的合成前体,也是一种重要医药材料。近年来,麦角固醇生物合成途径已经被弄清,其基因调控也获得了初步的进展。就麦角固醇的生物合成途径、酶在细胞内的分布及其基因调控进行综述。     

多胺生物合成途径中两个关键酶基因研究进展

多胺是一类小分子生物活性物质,广泛存在于生物体内,与植物的生长发育、衰老及抗逆性都有着密切的联系。就多胺合成途径中的两个关键酶基因,即S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)的克隆、表达,以及转S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAMS)和转S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)表达调控等方面的研究进行回顾总结,并对其应用前景进行展望。     

真菌诱导子对新疆紫草悬浮培养细胞的生长和紫草素合成的影响

４种真菌诱导子诱导新疆紫草悬浮培养细胞对细胞紫草素的合成均有促进作用,其中以黑曲霉诱导子效果最高,而且促进细胞紫草素的外排,约３０％的紫草素存在于培养液中;诱导促使细胞苯丙氨酸解氨酶活性显著提高,培养液中紫草素的含量变化与苯丙氨酸解氨酶活性变化呈正相关性。     

大肠杆菌整体代谢网络调控基因(csrA)的敲除及其对苯丙氨酸生物合成的影响

csrA基因产物是大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成途径中碳中心代谢有关的一种全局性调控蛋白质。采用Red敲除系统介导的同源重组的方法定位缺失大肠杆菌染色体csrA基因,经PCR、DNA测序等多种方法证实了基因重组缺失的可靠性。csrA基因缺失后,缺失菌株较对照菌株,糖酸转化率有所提高,发酵生产苯丙氨酸的能力也得到一定的提高,产酸提高约13%。     

位点特异DNA甲基化调控细胞周期素D1基因

DNA甲基化是基因表达调控的重要方式,一般被认为以CpG岛形式发挥作用;近年的研究表明,位点特异的DNA甲基化以元件(cis-regulatory element)的形式在生物微进化以及基因精细调控中发挥重要作用。我们的研究结果显示,曲古抑菌素A (trichostatin A,TSA)导致细胞周期蛋白D1基因表达下调,以及其核心启动子的+65到+77之间的两段串联CpG序列发生DNA甲基化。报告基因结果显示,由细胞周期素D1核心启动子片段驱动的报告基因活性在TSA处理后下降到原来0.12,而前段(A)突变与后段(B)突变时,报告基因活性分别下降到原来1/7.6与1/8.36,双突变则下降到原来1/7.51。对于CMV启动子嵌合15 bp片段驱动的报告基因活性,野生型、A、B与AB双突变型报告基因活性分别下降1/1.48、1/1.17、1/1.51以及1/1.21。体外甲基化研究结果显示,与对照组相比,M.SssⅠ处理组的启动子活性中,野生型活性下降到原来1/8 800,A突变型活性下降到原来1/2 700,B突变型活性下降到原来1/4 156,双突变型活性下降到原来1/6 222。应...     

真菌诱导子对新疆紫草悬浮培养细胞的生长和紫草素合成的影响

4种真菌诱导子诱导新疆紫草悬浮培养细胞对细胞紫草素的合成均有促进作用,其中以黑曲霉诱导子效果最高,而且促进细胞紫草素的外排,约30％的紫草素存在于培养液中;诱导促使细胞苯丙氨酸解氨酶活性显著提高,培养液中紫草素的含量变化与苯丙氨酸解氨酶活性变化呈正相关性。