基因检测技术为许多工业打开了大门

DNA探针——小段能识别特定基因的DNA片段——使鉴定和分离任何有机体的遗传信息成为可能。它原是作为遗传工程研究的基本工具而发展起来的,现在开始作为传染病和微生物试验用的试剂进入市场。检测探针的新技术为更多的商业研究与开发提供了基础,现已有可能用酶、荧光分子或化学发光催化剂而不用传统的放射性同位素标记DNA。     

r-干扰素的基因结构

自了解两种干扰素型即α—干扰素和β—干扰素的基因结构以后,现在又成功地了解到人γ—干扰素的基因结构。分子生物学家P.Gray和D.Goeddel在旧金山的分子生物学研究所,用基因技术才把这种直到现在还不知道的干扰素基因分离出来,并给予特征说明。现在可以说γ—干扰素在不久后用基因技术就可能大量制造出来,并给医学上供试验用。     

猴子对人α-干扰素的热原效应不敏感

Sche Hekens等用两种人α—干扰素制品(HuIFN—α)肌肉注射罗猴。一种制品来自人的白细胞,每mg蛋白有10~(6·2)单位特异活性,另一种(IFNαz)是用重组DNA技术从Ecoli中诱导的,每mg蛋白含有10~(7·6)单位特异活性。两种制品的等量抗病毒单位     

值得重视的新型酶试剂-萤光素酶

六十年代在研究萤火虫尾部发光机理中,发现了萤光素酶。之后人们又发现了许多结构上差异很大的多种萤光素酶。但研究最多的是萤火虫产生的萤光素酶和由海洋发光细菌产生的萤光素酶。它们所催化的底物——萤光素的结构非常不同,前者为6—羟基苯并噻唑,而后者为脂肪醛。     

促旋酶(gyrase) B亚单位基因gyrB在鉴别细菌近缘种中的应用

单拷贝的gyrB是普遍存在于细菌中编码促旋酶B亚单位的基因,该基因进化速率快,每100万年的平均碱基替换率为0.7%～0.8%.研究证明,该区段基因能对假单胞菌、芽孢杆菌、弧菌、肠杆菌、分枝杆菌、气单胞菌、乳酸菌等不同属或科内的近缘种进行区分鉴定,还可通过设计种特异性引物进行定量PCR或者限制性片段分析,同时也能结合变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)追踪微生物的动态.gyrB基因弥补了非蛋白编码基因16S rDNA或者基因间隔序列(ITS)DNA无法区分近缘种的缺陷,给近缘种的鉴别或者其群体指纹图谱的分析带来了新的希望,为当前国内外用于近缘种研究的热点,是细菌系统发育分析上非常值得重视的新靶标.     

酶技术发展与酶定向进化

在分子水平改良酶的结构和功能是对工业微生物菌种传统诱变育种的发展和扬弃。采用ＤＮＡ改组,酶定向进化,分子孵化技术改良产酶编码基因可大大提高产酶基因在宿主中的表达,从而提高酶的活力,增加酶的稳定性并产生其它附加功能。本文除了分析酶学研究和应用的一些最新观点和实施技术,还对当前酶制品的国际市场,传统酶与特殊酶的市场份额等作了介绍。     

一株产赖氨酸脱羧酶的菌株Klebsiella pneumoniae sp.GXW-1的鉴定

已有研究表明尸胺可以代替己二胺和己二酸合成新型尼龙,从而解决工业上用石油制取己二胺带来的资源枯竭及环境污染问题,并且尸胺是赖氨酸脱羧酶的产物。本研究通过微生物纯培养技术筛选得到了一株产赖氨酸脱羧酶的菌株GXW-1,完成了该菌株16S rDNA基因鉴定和生理生化特性研究,将其鉴定为Klebsiella pneumoniae sp.。该菌种酶活的最适作用温度为40℃,最适p H为5.4,其酶活为80.46 U,具有较好的生化特性优势。研究表明,金属离子Cd2+和Sr2+可以刺激酶活的提升,而Trition试剂对酶活性也有微弱的激活作用。本研究为以后的工业化生产尸胺提供了思路和依据。     

海洋微生物纤维素酶及半纤维素酶基因克隆与表达研究进展

海洋极端酶因在极端环境中具有更高的酶活性及更好的稳定性而具有重要的理论价值和工业应用前景。由于海洋极端微生物培养条件苛刻,难以作为工业生产菌使用。采用基因工程技术,用常用的宿主表达极端酶基因,是开发海洋微生物酶的主要研究内容。随着海洋微生物极端酶的研究开发,对海洋微生物纤维素酶、半纤维素酶的研究也逐渐受到学者们的关注,相关研究取得了较大进展。综述海洋微生物纤维素酶、半纤维素酶的基因克隆与表达的国内外研究现状。     

紫杉醇产生菌Nodulisporium sylviforme原生质体诱变研究

对酶系组成、pH、酶解温度和酶解时间等影响树状多节孢原生质体制备和再生的因素和原生质体诱变进行了研究。结果表明 ,原生质体制备和再生的最佳条件为 :用pH5.5～ 6.0的0.7mol/LNaCl配制由 3%溶壁酶 + 3%蜗牛酶 + 1 %的溶菌酶 + 3%纤维素酶组成的复合酶系 ( 1ml酶液/2 5 0mg湿菌体 ) ,在 30℃恒温水浴条件下酶解 6h ;然后 ,将获得的原生质体过滤洗涤后 ,在含0.7mol/ LNaCl的PDA再生培养基上 ,采用双层平板培养法再生制备到的原生质体。树状多节孢紫杉醇产生菌原生质体诱变的最佳条件为 :30w紫外灯、距离 30cm、照射 5 0s;UV + 0.6%LiCl复合诱变、照射时间 40s,诱变菌株经初筛和复筛 ,选出了两株高产紫杉醇的原生质体诱变菌株———UV_40-19和UL_50-6,其产量从出发菌株紫杉醇的产量 ( 314.07μg /L)分别提高至 376.38μg/L和392.63μg/L。     

三角褐指藻Δ6脂肪酸延长酶基因的克隆与序列分析

多不饱和脂肪酸具有重要的生理和保健功能.利用基因工程手段在植物和微生物中生产多不饱和脂肪酸是研究的热点.Δ6脂肪酸延长酶是多不饱和脂肪酸合成中的关键酶,克隆了三角褐指藻的Δ6脂肪酸延长酶基因的cDNA和DNA序列,并对该基因的基因结构、翻译后修饰及起源进化进行了分析.结果显示,三角褐指藻的Δ6脂肪酸延长酶基因有两个内含子,该酶属于ELO系列延长酶,具有磷酸化及N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)修饰等翻译后修饰.BLAST结果表明,在三角褐指藻中很有可能存在两个Δ6脂肪酸延长酶基因.     

生物技术的新途径——DNA重组的应用已进入工业大门

现今工业微生物每年的产值仅美国就达100亿美元,这给世界经济开扩了很好的因素。在工业上利用微生物方法主要用于制造乙醇、n-丁醇、丙酮、醋酸、柠檬酸、乳酸、氨基酸和酶等。     

微生物降解石油烃的功能基因研究进展

微生物对石油烃的降解在自然衰减去除土壤和地下水石油烃污染的过程中发挥了重要作用。微生物通过其产生的一系列酶来利用和降解这类有机污染物,其中,编码关键降解酶的基因称为功能基因。功能基因可作为生物标志物用于分析环境中石油烃降解基因的多样性。因此,研究石油降解功能基因是分析土著微生物群落多样性、评价自然衰减潜力与构建基因工程菌的重要基础。本文主要介绍了烷烃和芳香烃在有氧和无氧条件下的微生物降解途径,重点总结了烷烃和芳香烃降解的主要功能基因及其作用,包括参与羟化作用的单加氧酶和双加氧酶基因、延胡索酸加成反应的琥珀酸合酶基因以及中心中间产物的降解酶基因等。     

适于制造不饱和脂肪酸的油滴反应器

日本油脂公司筑波研究所研制成适用于脂肪酶反应的生物反应器。这是一种利用分散板的反应器。用它进行酶反应的效率与膜反应器相同,而且设备更易放大。该公司打算把它应用于已投产的不饱和脂肪酸等产品以及在附加价值高的油脂类物质的制造中,以实现工业化。在实验室规模上已证明它的性能良好,现正以直径7cm×1cm的反应器行试验。预料工业上的反应器规模是直径1m×高6—7m。     

生物技术在中国

一、前言 生物技术,随着基因重组、细胞融合、酶和细胞的固定化等一系列新技术的问世,一举改变了它传统而古老的面貌跃居为重要的新技术行列。由于生物技术的异军突起,把人类从当今面临能源、食品、资源与环境等重大问题而一筹莫展中解放出来,给人类带来了希望。     

生物竞争抑制作用对渤海J油田微生物降解驱油聚合物功能的影响

【目的】揭示可降解驱油用聚合物的油藏内源微生物群落组成,分析生物竞争抑制作用(bio-competitive exclusion,BCX)对微生物聚合物降解功能的影响。【方法】通过室内培养实验,观察BCX对驱油用聚合物黏度的影响,随后借助高通量测序技术分析渤海J油田中与聚合物降解相关的微生物菌种,并探寻样本中丰度较高的聚合物降解功能基因─酰胺酶、加氧酶、硫化氢生成酶基因。之后,比对测序结果,采用实时荧光定量法验证上述功能基因在样本之间的含量差异,最后进一步注释携带上述功能基因的微生物群落组成。【结果】BCX可有效地延缓驱油聚合物黏度的损失。油田中与聚合物降解相关的微生物有Acetomicrobium、 Tepidiphilus、Thermoanaerobacter、Fervidobacterium、Ralstonia、Halomonas、Roseovarius、Deferribacteraceae和Comamonadaceae等9类菌种。高通量测序分析得到样本中BCX可显著下调丰度的聚合物降解功能基因共计有7种,其中酰胺酶基因ansB、加氧酶基因ssuD在样本之间的含量经定量验证,发现...     

基因工程菌产类胡萝卜素的研究进展

从类胡萝卜素的合成机理,类胡萝卜素代谢酶的基因,类胡萝卜素分子育种及微生物类胡萝卜素代谢等方面概述了用基因工程菌产类胡萝卜素的研究进展。     

水蕨(Ceratopteris thalictroides)查尔酮合成酶基因的克隆和表达

查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)是植物类黄酮化合物合成的关键酶,有关蕨类植物CHS基因的序列及功能信息尚不完善。本研究采用快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆获得了模式蕨类植物——水蕨(Ceratopteris thalictroides)CtCHS基因(GenBank登录号:JX027616.1),其cDNA序列全长为1616 bp,具有3个外显子和2个内含子,开放阅读框(ORF)为1215 bp,编码404个氨基酸。进化树分析表明,CtCHS与问荆(Equisetum arvense)、松叶蕨(Psilotum nudum)和3种薄囊蕨的查尔酮合成酶基因聚为一枝,说明这些蕨类植物亲缘关系较近且为单系起源。通过构建原核表达体系成功获得CtCHS蛋白的多克隆抗体并用于免疫印迹分析,结果表明CtCHS基因的表达明显受紫外光(UV)诱导。CtCHS基因的克隆与表达分析为进一步研究水蕨类黄酮化合物的合成及其调控机制提供了依据。     

贵州红壤水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶微生物的多样性

【目的】研究水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶微生物的多样性,对于揭示Fe-氢酶微生物的群落演替规律和产氢微生物的生化代谢机理具有重要的意义。【方法】采用PCR-变性梯度凝胶电泳和实时定量PCR技术进行基于梭菌属Fe-氢酶基因的多样性和丰度的分析。【结果】水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶基因的变性梯度凝胶电泳图谱显示,培养1-5 d时Fe-氢酶基因条带数增加,10 d时Fe-氢酶基因条带数减少,20-40 d时Fe-氢酶基因条带数再次增加并保持稳定,对应的含Fe-氢酶微生物的群落结构随着培养过程的进行发生了显著变化。主成分分析表明,1 d与20 d、5 d与10 d、30 d与40 d的含Fe-氢酶微生物群落结构相似性较高,随着培养时间的增长含Fe-氢酶微生物群落结构趋于稳定。α多样性指数分析显示,1 d和10 d的丰富度指数(R)、Shannon-Weaver指数(H’)、Simpson指数(DS)与其他时间点相比较小,说明这2个时间点的Fe-氢酶多样性低,对应的含Fe-氢酶微生物群落结构较为简单,表明淹水培养过程中微生物的群落结构发生了演替变化。变性梯度凝胶电泳指纹图谱15个Fe-氢酶的优势条带测序后构建的系统发育树表明,培养前期的优势条带与梭菌属的Fe-氢酶关系较近,培养后期出现了非梭菌属的Fe-氢酶。淹水培养过程中Fe-氢酶基因的拷贝数在106/g干土的水平,占细菌的相对比例为1‰–2‰。【结论】水稻土淹水培养过程中发现了4种梭菌属Fe-氢酶和3种非梭菌属Fe-氢酶基因,对应的含Fe-氢酶微生物在培养前期群落结构发生显著演替变化,培养后期趋于稳定。     

太湖地区典型菜地土壤微生物16S rDNA的PCR-RFLP分析

土壤微生物多样性是土壤生态功能的基础,但长期以来缺乏对高强度土地利用条件下的土壤微生物多样性的认识.作者采用间接法提取了江苏省太湖地区典型菜地土壤微生物的总DNA,以细菌的通用引物27F和1492R扩增16S rDNA片段,将扩增产物与T-载体酶连,转化大肠杆菌,建立土壤微生物16S rDNA克隆文库.PCR扩增基因文库中插入的16S rDNA外源片段,用两种限制性内切酶Hha I和Rsa I分别酶切,获得该土壤173个克隆的酶切指纹图谱.结果表明,Hha I和Rsa I联合酶切产生了63个基因分型,文库的覆盖度达76.30%,单一酶切产生的基因分型少,但文库的覆盖度高;克隆文库中存在两种优势类群,分别占总克隆的16%和12%.16S rDNA测序结果表明,太湖地区菜地土壤细菌在分类方面主要属于α-和γ-变形杆菌亚门.以上结果为进一步研究太湖地区菜地土壤微生物生态功能提供了基础资料.     

植物中硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的作用

植物通过硝酸盐同化途径以硝酸盐和氨的形式吸收氮元素。硝酸盐的同化是一个受到严格控制的过程,其中两个先后参加反应的酶——硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)对初级氮的同化起主要调控。在高等植物中,NR和NiR基因的转录及转录后加工受到各种内在和外在因素的影响,翻译后调控是消除亚硝酸盐积累的重要机制。随着分子生物学技术的发展,可以更容易地通过突变体和转基因方式来研究NR和NiR基因的调控。