从透明颤菌血红蛋白谈到植物缺氧与转基因作物

扼要介绍透明颤菌血红蛋白基因在多种微生物的表达、调节和生理功能,特别是在生物工程方面可能的应用。但最值得重视的是这一基因在烟草中的表达及其生理效应,它为我们提出一个重要的问题,就是植物是否缺氧,透明颤菌血红蛋白基因很可能是构建转基因作物的重要元件。     

透明颤菌血红蛋白在发酵工业中的应用概述

透明颤菌血红蛋白在发酵工业中的应用概述郭宏秋,杨胜利（中国科学院上海生物工程研究中心,上海２００２３３）在生物技术日益产业化的今天,特别是随着基因工程技术的飞速发展,为生产新的生物产品带来了可能,有些产品已进人商业化生产,像干扰素、白细胞介素、生长激...     

透明颤菌血红蛋白的研究进展

血红蛋白广泛存在于动植物、微生物中,是一种氧结合蛋白。透明颤菌血红蛋白是20世纪70年代后期发现的一种血红蛋白,该蛋白质能使细菌在低氧的情况下生存,并保持较高的生长速率。随着作用机理研究深入,透明颤菌血红蛋白在发酵工业和植物转基因等生物工程领域有着广泛的应用。     

透明颤菌血红蛋白的表达及其对基因工程菌的影响

利用已克隆的透明颤菌血红蛋白基因,构建了一批复制类型和抗生标记不同的ｖｇｂ表达载体,并就ｖｇｂ基因表达及其对几种基因工程大肠杆菌的影响进行了初步研究。实验证明ｖｇｂ基因的表达具有氧调控特性,在溶氧水平下跌至２０％饱和度时迅速合成。ｖｇｂ基因的表达产物可促进青霉素酰化酶和ＴＮＦ、ＩＬ－２等基因工程菌在低氧条件下细胞生长和产物表达的状况,由于ｖｇｂ基因的表达降低了细胞对氧的敏感程度,可望运用它来改善发     

透明颤菌血红蛋白的研究与发展前景

在缺氧条件下,透明颤菌血红蛋白(VHb)通过促进氧输送增强呼吸和能量代谢,并在各种宿主中表达,显示出改善增长,蛋白质分泌,代谢产物的生产力和提高宿主抗逆性等的生理效应,从而使蛋白质在代谢工程尤其在优化植物代谢中应用前景广阔.概括了VHb在生物技术工业的诸多研究领域中的应用潜力,探讨VHb功能的细胞机制,并显示出各领域所采取的各种方法.     

透明颤菌血红蛋白的应用进展

透明颤菌血红蛋白（VHb）具有在限氧条件下促进异源宿主细胞生长和增加产物产量的作用,已在发酵、环保、转基因动植物、重组蛋白表达等方面得到了广泛应用。将VHb与酶或蛋白融合表达可提高酶的活性、稳定性或蛋白的分离效率。对VHb进行改造有助于获得性能更良好的"新"蛋白。     

透明颤菌(沈阳株)血红蛋白基因克隆与序列分析

目的：以透明颤菌（Vitreoscilla）基因组DNA为模板,扩增透明颤菌血红蛋白基因（vgb）。方法：采用PCR81与摹甲季缉彗术,将PCR产物插入到克隆载体PET28a中,测序应用DNA测序仪。结果：获得了约0．5kbDNA片段,测序结果与已发表的透明颤菌血红蛋白基因核苷酸序列比较,同源性为97％。结论：所扩增的DNA片段确认是透明颤菌血红蛋白基因。     

透明颤菌血红蛋白基因的研究与应用

总结了近 15年来透明颤菌血红蛋白的研究结果 ,包括它的分布、结构、功能、合成等分子生物学以及在基因工程中的应用。透明颤菌的血红蛋白是 2 0世纪 70年代被发现的 ,由于它具有结合氧的特性 ,可使透明颤菌这一专性好氧的革兰氏阴性菌在贫氧环境中生长。透明颤菌血红蛋白是同型二聚体形式的可溶性血红蛋白分子 ,每分子透明颤菌血红蛋白由两个分子量为 15 775的亚基和两个b型血红素组成。透明颤菌血红蛋白的功能是为透明颤菌强大的呼吸膜增加氧的流量。完整的有功能的血红蛋白由血红蛋白亚基和血红素组成 ,血红蛋白亚基由基因vgb编码 ,血红素由生化代谢合成。透明颤菌血红蛋白基因在野生透明颤菌中是以单拷贝的方式随染色体一起复制表达的。透明颤菌血红蛋白基因已经被克隆和测序。同时也讨论了将透明颤菌血红蛋白基因整合到异源宿主菌中增加重组蛋白产量和发酵产量方面的研究。最后 ,概述了当透明颤菌血红蛋白在植物中表达时 ,转基因植物表现出生长增加以及代谢物产量发生变化的情况。     

透明颤菌血红蛋白基因在阿维链霉菌中的表达

将含有自身启动子的透明颤菌血红蛋白基因（ ｖｈｂ） 克隆至大肠杆菌—链霉菌穿梭质粒载体ｐＩＪ６５３ 中构建成表达载体ｐ ＷＹ１０１ 和ｐ ＷＹ１０２ ,用它们转化阿维菌素（ａｖｅｒｍｅｃｔｉｎｓ） 产生菌———阿维链霉菌（ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ａｖｅｒｍｉｔｉｌｉｓ） ,经Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 分析并未检测到ｖｈｂ 基因表达,但用穿梭载体ｐＨＺ１２５２（ 其中的ｖｈｂ 基因位于受硫链丝菌素诱导的链霉菌强启动子ＰｔｉｐＡ之下） 转化阿维链霉菌并经硫链丝菌素诱导,则在该菌中表达出了有活性的ＶＨｂ 蛋白。ｐＨＺ１２５２ 在阿维链霉菌中发生了重组缺失,但缺失的ｐＨＺ１２５２ 上仍含有完整的ｖｈｂ 基因及诱导型强启动子,且可在阿维链霉菌中稳定遗传,却不能再转化大肠杆菌。     

透明颤菌血红蛋白基因在产PHB重组大肠杆菌中的引入

将透明颤菌血红蛋白基因 (vgb)采用插入染色体的方式引入产聚 β 羟基丁酸酯(PHB)重组大肠杆菌VG1 (pTU1 4)中 ,以从分子水平上提高克隆菌对氧的利用率 ,解决PHB发酵生产过程中的供氧矛盾 ,透明颤菌血红蛋白的一氧化碳差光谱分析明表 ,vgb基因可以在VG1 (pTU1 4)中成功表达 ,且其表达量受溶氧水平的调控。Vgb基因的引入可以同时促进菌体生长和PHB产品的积累 ,且溶氧水平越低 ,VHB表达量越高 ,这种促进作用就越明显     

透明颤菌血红蛋白的分离纯化与分析检测

透明颤菌血红蛋白(Vitreoscillahemoglobin,VHb)是惟一一种研究得较为透彻的原核生物氧结合蛋白血红蛋白。它支持细胞在微氧条件下进行好氧生长,克服发酵过程中的溶氧限制,因此在需氧微生物发酵工业中具有重要的应用价值。简述了VHb的分离纯化过程,综述了VHb的各种定性检测和定量分析方法,比较了各种检测分析方法的优缺点和适用性。提出利用改进的一氧化碳差光谱法以全细胞悬浮液为对象直接进行VHb的定量分析是发酵工业中应用VHb重组菌株的研究发展方向 。     

透明颤菌血红蛋白基因调控与功能的研究

透明颤菌(Vitreoscila)血红蛋白(VHB)是一种氧调节、氧结合蛋白。其基因(vgb)已被克隆及表达。Vgb基因表达在转录水平上受氧控制．FNR蛋白作为厌氧激活于介入该调节过程。VHb可与氧结合参与细胞代谢过程,使细胞适应贫氧环境。Vgb基因的氧调控启动子和VHb蛋白的生理功能在基因工程和发酵工程具有良好的应用前景。     

利用ORF438启动子在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白

利用ＯＲＦ４３８启动子在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白崔风文杨胜利（中国科学院上海生物工程研究中心上海２００２３３）１９８８年,由原核的透明颤菌（Ｖｉｔｒｅｏｓｃｉｌａｓｐｐ．）克隆到血红蛋白基因（ｖｇｂ）［１］,其后Ｍａｇｎｏｌｏ等在天蓝链霉菌及变青...     

透明颤菌血红蛋白的研究进展及其在发酵工业中的应用

透明颤菌血红蛋白（Vitreoscilla Hemoglobin, VHb）是20世纪70年代后期发现的一种血红蛋白,该蛋白质能使透明颤菌在低氧的环境下生存,并保持较高的生长速率。随着其作用机理的深入研究,VHb在生物工程领域的应用越来越广泛。本文总结了近年来VHb的研究进展,包括蛋白结构、细胞定位、基因改组、作用机理等方面的研究,并概述了其在微生物发酵工业中的应用。     

利用PCR法扩增透明颤菌血红蛋白基因条件的优化

以透明颤菌染色体基因组DNA为模板,利用PCR技术获取透明颤菌(Vitreoscilla)血红蛋白基因(vgb)。在多聚合酶链式反应中采用碱变性模板与热启动等方法进行透明颤菌血红蛋白基因体外扩增,成功地扩增出约0.5 kb的透明颤菌血红蛋白基因,并对vgb的PCR条件进行了研究。获取理想的目的基因PCR反应的综合参数比十分重要。     

透明颤菌血红蛋白的DNA改组研究

为提高透明颤菌血红蛋白在限氧条件下促进宿主细胞生长的能力,首先通过易错PCR向透明颤菌血红蛋白基因中引入突变,再结合DNA改组对其进行改造。将改组基因置于透明颤菌血红蛋白天然启动子下游,转化大肠杆菌DH5α,构建改组文库。以限氧培养条件下菌体沉淀的颜色为指标进行试管初筛,再以限氧和极端限氧条件下菌体湿重为指标进行摇瓶复筛,最终得到一个高活性突变蛋白VHb'042506。该蛋白使宿主的菌体湿重在限氧和极端限氧条件下较原基因转化子分别提高了31.25%和58.75%。经测序和比对,该基因与原基因相比发生了11处碱基点突变,致氨基酸4处错义突变。CO差光谱实验显示该蛋白具有更强的特征吸收。     

透明颤菌血红蛋白在产聚γ-谷氨酸地衣芽胞杆菌WX-02中的表达

聚γ-谷氨酸(γ-PGA)是一种应用前景良好的生物高分子材料.通过构建含有α-淀粉酶(amyE)基因两端交换臂的整合载体pDG1730-vgb,将透明颤菌血红蛋白基因(vgb)整合到聚γ-谷氨酸生产菌株地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)WX-02染色体中,获得重组子M2.一氧化碳差光光谱结果验证M2中表达了有活性的血红蛋白,3 L发酵罐分批发酵结果显示M2的生物量比出发菌株WX-02提高了25.5%,γ-PGA产量提高了20%.     

β-葡萄糖苷酶在工农医领域的应用

β-葡萄糖苷酶能够水解多种β-葡萄糖苷.它与其他纤维素酶共同作用,可以将自然界中含量丰富的纤维素水解成人类可以直接利用的能源物质--葡萄糖;β-葡萄糖苷酶在医学上也有重要的应用,它可用于一些肿瘤疾病的诊断和治疗.人缺乏β-葡萄糖苷酶,可以引起葡萄糖苷-N-脂酰鞘氨醇在巨噬细胞溶酶体内积累,引发戈谢病(Gaucher disease).     

β-葡萄糖苷酶产生菌的分离筛选

从土样中分离筛选到3株β-葡萄糖苷酶产生菌,其中As.n.XD-1酶活力最高,pNPG酶活为19.67U,纤维二糖酶活为31.47U。该β-葡萄糖苷酶在pH4-6及4-60℃之间较稳定;4℃存放60d酶活仍可保留90.6％。粗酶液中还含有α-葡萄糖苷酶（0.02U）、淀粉酶（1.13U）、纤维素酶（0.16U）和CMC酶（1.18U）。