色氨酸操纵子调控机理详析

色氨酸操纵子是最早被研究的细菌合成代谢调控、基因表达调控的模型之一。其中阻遏蛋白对转录起始的抑制作用、色氨酸作为辅阻遏物的作用以及通过定点突变揭示的弱化作用的分子机制已基本被阐明。此外,色氨酸操纵子RNA结合弱化蛋白、NusA、NusG、TrpY等调节蛋白对细菌色氨酸操纵子弱化作用的调节机制也在近年来得到进一步揭示。特别是在枯草芽孢杆菌中,色氨酸操纵子主要依赖于转录衰减机制调控,包括由色氨酸激活的色氨酸操纵子RNA结合弱化蛋白与新生转录产物结合形成内部终止子,导致5′非翻译区（5′UTR）转录终止。NusA、NusG通过刺激RNA聚合酶在5′UTR的U107和U144位点暂停,释放出RNA聚合酶,最终造成转录终止。不同的是,在U144位点NusA参与的转录弱化机制依赖其发夹结构,且NusA与RNA聚合酶作用促进了RNA结合弱化蛋白与新生转录产物的结合,使转录终止。而NusG是通过与非模板DNA链中的一段富含T碱基序列和RNA聚合酶同时互作,阻止了RNA聚合酶向下游移动,从而引起RNA聚合酶高效停滞。但在细菌操纵子中,绝大多数调节因子参与的弱化机制最终依赖于ρ因子,从而导致多达一半的转录终止事件发生。近年来,随着学科的发展,越来越多关于色氨酸操纵子调节机制新概念被挖掘报道,这也使人类对色氨酸操纵子的表达调控机制的认知愈加详尽。     

枯草芽孢杆菌核黄素操纵子rib operon的克隆与表达

目的:构建产核黄素的枯草芽孢杆菌基因工程菌.方法:以穿梭载体pEB03构建核黄素操纵子的表达质粒载体pGJB13和pGJB14,与质粒pMX45分别转化产核黄素的枯草芽孢杆菌GJ07,并通过发酵摇瓶实验检测核黄素的产量.结果:得到产核黄素的工程菌GJ13 、GJ14和GJ08,在以蔗糖为碳源的发酵条件下,GJ08可产核黄素820mg/L,提高了约55%.结论:得到了产核黄素的高产菌种G J08.     

大肠杆菌ptsHIcrr操纵子的快速敲除及敲除菌生长性能测定

敲除大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸-糖磷酸转移酶系统(简称PTS系统)ptsHIcrr操纵子,考察敲除菌株生长特性并将其与ptsG敲除菌进行比较。利用I-SceⅠ特异性切割和Red同源重组方法成功构建了大肠杆菌DH5α△ptsHIcrr敲除菌。在LB培养基中,DH5α△ptsHIcrr的生长行为与DH5α和DH5α△ptsG明显不同,其最高菌密度是DH5α和DH5α△ptsG的近2倍,而DH5α△ptsG生长行为与DH5α无明显差异。但在含1%葡萄糖的LB中,DH5α△ptsHIcrr和DH5α△ptsG均表现出生长优势,最高菌密度依次是DH5α的2.8和2倍;培养液中最终乙酸含量分别是DH5α的12.2%、47%。在M9修饰培养基中,DH5α△ptsHIcrr比生长速率(1/h)和比葡萄糖消耗速率[g/(g.h)]明显低于DH5α,并略低于DH5α△ptsG。结果说明,ptsHIcrr操纵子敲除菌改变了葡萄糖的代谢速率,并呈现与ptsG基因敲除菌不同的代谢特点。     

植物维生素E基因工程研究进展

维生素E(vitamin E, VE)是一类由光合生物合成的、人类饮食中必不可少的两种抗氧化物质,分为生育酚和生育三烯酚两大类。除了生育酚类物质所具有的抗氧化作用外,生育三烯酚还有很强的降胆固醇、预防糖尿病、促进骨吸收、抗癌和神经保护的作用,因此,VE被广泛应用于医药、食品、化妆品等行业中。本文主要综述了植物维生素E生物合成相关酶的研究进展以及利用基因工程手段提高植物维生素E活性的新策略。其中,多基因共转化、多基因操纵子及质体转化等方法为提高植物维生素E活性提供了新的思路。     

假单胞菌H78中全局调控蛋白Crc对Plt生物合成及其基因表达的调控

【目的】研究Pseudomonas protegens H78中全局调控蛋白Crc对藤黄绿菌素(Pyoluteorin,Plt)生物合成及其基因表达的调控。【方法】通过同源重组方法无痕敲除crc基因,并将H78Δcrc突变株与H78野生株在KMB培养基中发酵测定Plt产量;采用lac Z报告分析研究Crc对plt合成基因表达的调控。【结果】突变株H78Δcrc的Plt产量显著下降;Crc在整体水平、转录水平及转录后水平均正调控plt合成基因的表达。【结论】全局调控因子Crc对Plt合成及基因表达表现为正调控作用。     

构建无抗性标记双拷贝透明质酸合成酶基因工程菌

【目的】探讨一种构建无抗生素选择标记链球菌透明质酸合成酶基因工程菌的方法。【方法】PCR扩增链球菌透明质酸合成酶操纵子hasABC基因,用温度敏感载体pJR700构建携带hasABC基因重组质粒pXL32;电转化pXL32质粒到马链球菌兽疫亚种感受态细胞,卡那霉素(Kanamycin,kan)平板37℃培养筛选重组子,在不含kan液体培养基中30℃传代,37℃平板分离挑取抗生素敏感菌落,RT-PCR检测工程菌染色体hasABC基因表达,Bitter-Muir法测定菌体透明质酸含量。【结果】在无抗生素选择压力条件下,获得透明质酸产率提高34%的马链球菌兽疫亚种透明质酸合成酶基因工程菌。【结论】用pJR700温度敏感载体系统,构建能提高透明质酸产量的无抗生素选择标记的基因工程菌是可行的。     

dlt操纵子赋予苏云金芽胞杆菌对阳离子抗菌肽的抗性和对昆虫的毒力

【目的】革兰氏阳性菌中的dlt操纵子编码细胞壁中磷壁酸发生D-丙氨酰化修饰所必需的酶。D-丙氨酰化使细胞表面产生正电荷,并因此排斥带正电的分子,例如阳离子抗菌肽,从而赋予对宿主的抗性。本文中,我们研究了dlt操纵子对苏云金芽胞杆菌表型性状的影响及在对昆虫毒力中发挥的作用。【方法】通过同源重组构建了Δdlt ABt基因缺失突变株,并对其进行形态学观察、表面电荷差异分析、抗逆性分析和毒力测定。【结果】结果表明,dlt A的失活显著降低了细胞表面的净负电荷,对阳离子抗菌肽(多粘菌素B和溶菌酶)的抗性和碱耐受性显著下降。同时,Δdlt ABt的生长曲线发生明显改变,细胞表面粗糙且形状不规则,生物膜形成减少和群游运动能力增强。此外,dlt A的失活降低了对昆虫中肠上皮细胞的粘附能力,并减弱了对家蚕的毒力。【结论】研究结果表明,dlt操纵子介导的磷壁酸发生D-丙氨酰化修饰与苏云金芽胞杆菌的许多表型性状密切相关,并且在苏云金芽胞杆菌对昆虫的致病性及抵抗昆虫体液免疫保护中具有重要作用。     

构建化学发光-绿色荧光稳定标记的鼠伤寒沙门氏菌

基因改造的鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)作为弱毒疫苗活载体被广泛应用于多种病毒、细菌、寄生虫等的免疫研究和生产实践中,甚至在肿瘤治疗方面也有诸多研究。在科学研究中,可视化技术为研究提供十分方便的手段。在鼠伤寒沙门氏菌强毒株ATCC 14028s基因组上插入Lux operon和gfp基因,使其同时具有化学发光和绿色荧光的特征,而这种基因组的改变并未影响其生长和毒力;在荧光显微镜下可观察到其在食管癌细胞TE1和乳腺癌细胞MDA-MB-468的分布情况;用小动物活体成像系统可检测其在小鼠体内的分布情况。该菌株在细胞水平下的绿色荧光信号和在小鼠体内的化学发光信号搜集方便,信号明显,为今后进一步研究鼠伤寒沙门氏菌提供了良好的可视化手段。     

嘌呤生物合成调控——Ⅳ.purG OC突变位点及其与调节蛋白的结合功能研究

以野生型O⁺purG⁺和组成型O^C purG⁺为材料,通过体内克隆获得了初级克隆pLBG-1(O⁺)和pLBG-2(O^C),并对它们进行了亚克隆,得到可直接测定其5’调控区序列的亚克隆pLB1933(O⁺)和pLB1927(O^C).测序结果表明,O^C突变发生在purG5’端调控区的16bp PUR box上,使第3位的G变成了A.调节蛋白与PURbox的结合分析表明,调节蛋白能上O⁺purG⁺的PUR box结合,而不能和O⁺purG⁺的PUR box结合.这有力地证明了PUR box是调节蛋白的结合区,而PUR box的第3碱基是相对保守的,它的改变将直接导致PUR box功能的丧失.