重排NAD+合成途径提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性

为提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的催化活性,构建了两个载体分别表达:(1)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC);(2)与NAD+合成相关的关键酶,包括烟酸转磷酸核糖激酶(pnc B)、烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶(nad D)和NAD+合成酶(nad E)。将这两个载体共转化大肠杆菌,获得重组菌E.coli(p ET-pepcp UC-pnc B-nad D-nad E)。聚丙烯酰胺凝胶电泳显示这些酶均实现了高表达。摇瓶发酵显示,与单独过表达PEPC的重组菌相比,双质粒工程菌的PEPC酶活提高了4.36倍;与野生型大肠杆菌相比,双质粒工程菌的琥珀酸产量提高了4.23倍,达到0.9 g/L,富马酸产量提高了5.23倍,达到5.4 mg/L。上述结果表明加强NAD+合成途径提高了PEPC活性,并增加了还原三羧酸循环的代谢流量。     

大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的克隆和表达

为了更好地研究磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的结构和功能,采用PCR(聚合酶链式反应)、双酶切和细胞转化等基因工程方法对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因进行克隆并使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行表达分析,扩增出一个新的大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因,将其基因克隆到原核表达载体pET-30a上,并导入到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中。通过IPTG诱导成功表达出大肠杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶。所提出的方法能够高效表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,为进一步大规模表达纯化和应用提供参考。     

增强谷氨酸棒状杆菌羧化途径对有机酸产量的影响

以谷氨酸棒状杆菌CZ04为出发菌株,利用pK19mobsacB载体的反向筛选,通过在ppc和pyc基因前面敲入超氧化物歧化酶基因启动子(Psod),相应获得磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC)上调的重组菌株CZ05和丙酮酸羧化酶(PYC)上调的重组菌株CZ06以及PPC、PYC双上调的重组菌株CZ07,并研究了增强谷氨酸棒状杆菌羧化途径对有机酸产量的影响。结果表明,强启动子的敲入,对菌株生长没有明显影响,但增强了谷氨酸棒状杆菌的羧化代谢途径,能促进转基因菌株中有机酸的生成和积累。     

大肠杆菌ppsA,pckA基因的克隆与串联表达

磷酸烯醇丙酮酸合成酶（ppsA)和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（pckA）是糖代谢中心途径中生成磷酸烯醇丙酮酸（PEP）的2个关键酶，在大肠杆菌中分别由ppsA和pckA基因编码，首先用PCR方法从大肠杆菌K12菌株基因组DNA扩增得到了ppsA和pckA基因，并将ppsA,pckA以单独或串联的方式克隆到大肠杆菌表达质粒pλPR上，构建成的质粒pλPR-ppsA,pλPR-pckA,pλPR-ppsA-PckA导入E.coli P2392菌株中表达，结果表明，ppsA,pckA基因的单独表达使宿主细胞的ppsA和pckA酶活力分别提高到5．2和2．5倍，串联表达使宿主细胞PAt和PckA酶活力分别提高到3．1和2．3倍，还使得以PEP为底物合成的3－脱氧α－阿拉伯 酮糖－7－磷酸（DAHP）产量提高到2．1倍，2个基因串联表达比单个基因表达更有利于提高DAHP的产量。     

pgpA和tdcG基因的敲除对大肠杆菌磷脂酰丝氨酸合成的影响

磷脂酰丝氨酸具有改善大脑的认知和记忆的功能,是医药和食品行业重要的原料.为进一步提高大肠杆菌(Escherichia coli)中磷脂酰丝氨酸含量,利用Red重组系统,以可积累磷脂酰丝氨酸的E.coli K12(△sda A△sda B△pgp B)为出发菌株,敲除pgp A和tdc G基因,切断与磷脂酰丝氨酸合成相关的L-丝氨酸和磷脂酰甘油磷酸的分解代谢途径.摇瓶发酵后的检测结果表明,重组菌株E.coli K12(△sda A△sda B△pgp A△pgp B△tdc G)中磷脂酰丝氨酸占菌体总磷脂的比例为2.5%,较出发菌株(1%)提高了1.5倍.     

发酵秸秆糖产丁二酸放线杆菌的CO_2固定关键酶特性分析

产丁二酸放线杆菌以秸秆糖为碳源固定CO2过程中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶是其转化关键酶。文章在菌株酶基因克隆基础上,通过改变pH值、离子和底物,分析了该关键酶的酶特性。结果获得了登录号为EU253567的基因序列,发酵24 h时其酶活超过700 U/mg。离子分析结果表明,Mn2+与Mg2+对该酶具有明显的激活作用,而Cu2+则对酶活具有显著的抑制作用。围绕底物的酶促动力学分析表明,该酶对HCO3-的Km为7.0×10-2mol/L,即该酶对HCO3-的亲和力较弱,这表明发酵体系应保持高浓度的HCO3-。分析可知,关键酶能够在一定程度上提高酶活力,从而能够间接指导发酵工艺,提高生产力。     

糖多孢红霉菌酮还原酶域在羰基还原中的应用

为研究糖多孢红霉菌聚酮合成酶模块1的酮还原酶域,催化羰基还原的底物特异性和立体选择性,PCR扩增了该酶域的编码基因(eryKR1),并将其克隆到表达载体pET-28a,得到重组质粒pET-eryKR1,转化到Escherichia coli BL21(DE3)后,获得了重组菌株E.coli BL21(pET-eryKR1).将E.coli BL21(pET-eryKR1)和异源表达枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的重组大肠杆菌E.coli BL21(pET-gdh1)进行双重组菌耦合,对4-氯乙酰乙酸乙酯、苯乙酮、2-辛酮和环己酮4种底物进行转化还原,利用气相色谱分析转化液,结果显示E.coli BL21(pET-eryKR1)对环己酮的还原效果较好,产物环己醇的得率最高可达93.24%,而对其他3种底物几乎没有还原能力.利用E.coli BL21(pET-eryKR1)2催化2-甲基环己酮不对称还原,产物主要为顺式-2-甲基环己醇,产率可达41.87%,产物的对映体过量值为74.81%.     

不同温度控制策略下赖氨酸发酵的代谢流研究

本文对黄色短杆菌XQ90发酵条件进行优化时发现,两阶段温度控制策略(0-18h31℃,18h-结束34℃)比恒温控制(31℃)策略更有利于提高产量和发酵强度。通过建立关于赖氨酸生物合成的代谢流量平衡方程,比较不同温度控制策略下代谢流量发现,两阶段温度控制策略在6-磷酸葡萄糖节点处的流量比恒温控制策略的流量提高了近3倍,在磷酸烯醇式丙酮酸节点中流向前体物质草酰乙酸的流量提高了14%,在流向丙氨酸、缬氨酸、乳酸流量降低了28%,流向乙酸的流量也降低了11%。     

巴氏醋杆菌核酸修复酶UvrA对大肠杆菌耐受性的影响

巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)具有较高的醋酸耐受性,常用于醋酸的发酵生产.微生物中核酸修复酶Uvr A与菌体对酸、热等不良环境的耐受性相关,本论文克隆巴氏醋杆菌AC2005中的核酸修复酶基因uvr A,并在大肠杆菌(Escherichia coli)中重组表达,研究其对大肠杆菌醋酸、低p H、热和过氧化胁迫条件耐受性的影响.结果表明,分别在0.5%,醋酸、p H 3、53,℃、0.15%,H2O2这4种胁迫条件下处理40,min后,重组菌E.,coli JM109/p MV24-uvr A的存活率分别是对照菌E.,coli JM109/p MV24的11.2、4.7、19.2和7.5倍,说明来源于巴氏醋杆菌的核酸修复酶Uvr A能够提高大肠杆菌对醋酸、低p H、热与过氧化的耐受性,其原因可能是由于重组表达Uvr A提高了菌体在不同胁迫条件下对DNA的保护或修复能力.     

基于cdd基因敲除和嘧啶操纵子转移的胞苷产生菌的研究

以大肠杆菌作为出发菌株,通过基因工程手段对其进行改造,旨在提高胞苷产量.首先,通过Red重组系统敲除了大肠杆菌MG3028基因组上的胞苷脱氨酶基因(cdd),阻断了胞苷的分解代谢.然后,构建了含解淀粉芽孢杆菌TS8嘧啶操纵子结构基因的重组质粒pPYR3021,并将其转入E.coli MG3028(△cdd).与出发菌株E.coli MG3028相比,E.coli MG3028(△cdd)的胞苷产量提高了近2倍,而尿苷产量降低了近75%,携带重组质粒pPYR3021的菌株胞苷产量较出发菌株提高了近6倍.     

重组葡萄糖脱氢酶的表达及辅酶再生应用研究

为解决异源表达酮还原酶域EryKR1的重组大肠杆菌Escherichia coli BL21(pET28a-eryKR1)催化环己酮还原时消耗的氢供体NADPH再生的问题,构建了克隆枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因gdh的重组菌E.coli BL21(pET28a-gdh),其中的gdh基因经Nucleotide BLAST功能分析显示与枯草芽孢杆菌9902的gdh基因序列(登录号为EF626962.1)的一致性达到100%。SDS-PAGE检测显示该重组菌经IPTG诱导后可以高效表达出葡萄糖脱氢酶(GDH),其表达量占全菌可溶性蛋白质的64%。GDH粗酶液的比酶活为137.90U/mg。通过气相色谱检测添加了E.coli BL21(pET28a-gdh)的E.coli BL21(pET28a-eryKR1)环己酮还原反应体系中的环己醇含量,结果显示加入重组GDH的双重组菌耦合反应体系中环己醇的产率为82.21%,是未添加GDH的反应体系对应值的3.23倍,表明重组GDH可以为EryKR1还原环己酮系统解决辅酶再生问题。     

培养条件对含血管生成抑制素工程菌生长和表达的影响及乙酸的控制作用

血管生成抑制素是新近发现的一种血管生成抑制因子，摸索了含人血管生成抑制素基因的大肠杆菌E.coli工程菌的培养条件，确定了合适的宿生菌，培养了合适的宿主菌，培养基及培养的pH，发现适当的提高pH，能有效减少代谢副产物乙酸的抑制作用。     

产丁醇重组大肠杆菌的构建及初步发酵

将丙酮丁醇梭菌ATCC 824丁醇合成途径中分别编码硫解酶(THL)、3-羟基丁酰-CoA脱氢酶(HBD)、巴豆酸酶(CRT)、丁酰-CoA脱氢酶(BCD)和醛/醇脱氢酶(BDH)的关键基因thil、hbd、crt、bcd-etfB-etfA、adhE在大肠杆菌中进行重组表达,构建出3株产丁醇的重组大肠杆菌JM109-99d、DL1346 99d和AFP111-99d。选取摇瓶发酵产丁醇最高(0.52 g/L)的重组大肠杆菌DL1346-99d进行上罐发酵,丁醇产量可达1.07g/L。     

大肠杆菌中插入表达信号肽提高吡咯喹啉醌产量的研究

本文将载体pET-22b的信号肽基因pelb插入pET-28a-pqq的T7启动子和pqq基因之间,得到重组工程菌E.coli-BL21(pET-28a-pelb-pqq),发酵生产吡咯喹啉醌（PQQ）。结果表明PQQ最高产量可达40.73mg/L,比对照菌E.coli-BL21(pET-28a-pqq)提高了24.36%。此外,工程菌和对照菌前3h发酵的单位菌体产量及单位菌体产率均较高,且此后呈下降趋势。而E.coli-BL21(pET-28a-pelb-pqq)在21h后的PQQ产量及生物量均增加,推测PQQ产量与菌体生物量之间存在同促关系。     

Salinispora arenicola CNP193新颖NRPS基因簇在Streptomycetes coelicolor M512中的异源表达

异源表达海洋专性放线菌salinispora arenicola CNP193新颖NRPS基因簇。PCR扩增基因簇两端各约1 000 bp的片段,融合PCR将两片段融合,同质粒pC AP01双酶切后连接,构建基因簇捕获载体pC AP01-preP KS/NRPS,通过TAR(transformation-associated recombination)克隆技术构建基因簇捕获质粒pC AP01-PKS/NRPS,运用三亲接合转移法将pC AP01-PKS/NRPS转化streptomycetes coelicolor M512。HPLC检测对照菌株和重组菌发酵液乙酸乙酯提取物初步表明基因簇有表达产物产生。为新颖salinispora arenicola CNP193新颖NRPS基因簇的鉴定奠定基础。     

基因工程菌对偶氮染料脱色及生物强化作用

研究了基因工程菌Escherichia(E.)coli JM109(pGEX-AZR)对偶氮染料的脱色及生物强化能力.实验表明,合有10%E. coli JM109(pGEX-AZR)的强化体系对酸冲击的耐受能力没有提高,脱色率仅为80%;而对碱度及盐度的冲击表现出较强的耐受能力,脱色率超过90%.同时在AnSBRs中连续运行42 d,强化体系耐浓度冲击的能力和脱色率均高于对照体系.利用RISA测定微生物群落结构,E.coli JM109(pGEX-AZR)在强化体系中始终作为优势菌群存在并保持较高的代谢活性.     

三种不同磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆、表达及其对宿主菌生长的影响

应用PCR技术分别克隆了集胞藻6803、鲍曼不动杆菌和大肠杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因,构建重组大肠杆菌。SDS-PAGE凝胶电泳结果显示,来自集胞藻6803和大肠杆菌的PEPC实现了高效表达,而来自鲍曼不动杆菌的PEPC表达较弱,提示密码子偏好性的影响。前两菌提前进入对数生长期,来自鲍曼不动杆菌PEPC工程菌却延迟生长,但这3种重组菌发酵24h后的生物量与对照菌几乎相同。如果排除质粒复制造成的代谢负荷,过表达PEPC促进了宿主菌的生长,推测是因为重排了代谢流量。     

禽多杀性巴氏杆菌X-73株ompH基因的克隆和表达

以禽多杀性巴氏杆菌国际标准株X-73基因组DNA为模板,采用PCR扩增得到编码信号肽除外的成熟外膜蛋白H的ompH基因,将ompH基因克隆至pMAL-p2X表达载体中,构建重组表达质粒pMAL-p2X-ompH,转化大肠杆菌BL21,用SDS-PAGE电泳检测IPTG诱导后的表达蛋白.DNA测序结果表明ompH基因片段大小为1 002 bp,与已报道的ompH基因的核苷酸序列完全相同、而SDS-PAGE结果显示表达分子质量约为78 ku,与预期的融合蛋白MBP-OmpH分子质量相符,表明成功构建出原核表达质粒并实现了目的蛋白表达,为进一步开展禽多杀性巴氏杆菌保护抗原的研究奠定基础.     

重组大肠杆菌利用醋酸及乳酸为碳源合成PHB

以廉价的工业副产物醋酸及乳酸为碳源,对产PHB重组大肠杆菌进行培养,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。将来自Cupriavidusnecator的PHB合成操纵子phaCAB基因簇克隆至pBAD载体,得到产PHB菌株BL21＿pBAD＿phaCAB,以阿拉伯糖为诱导剂,在大肠杆菌中进行重组表达。分别使用LB及M9培养基,对重组菌株BL21＿pBAD＿phaCAB进行培养,研究其生长速度及PHB产量,探索产PHB重组大肠杆菌最适培养基。以添加0.04 g/L乳酸、1.2 g/L乳酸、0.02 g/L醋酸、0.6 g/L醋酸、0.04 g/L乳酸+0.02g/L醋酸、1.2g/L乳酸+0.4g/L醋酸的M9培养基(均含2 g/L葡萄糖)为实验组,以M9培养基(含2g/L葡萄糖)为对照组,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。分别取第6,12,24和36小时的培养液,分析其葡萄糖、醋酸及乳酸含量的变化。结果表明,低氮型M9培养基更适合产PHB重组大肠杆菌在低糖培养环境中生长。在葡萄糖消耗殆尽后,大肠杆菌能够以醋酸及乳酸为碳源进行代谢,因此在培养基中...     

桃褐腐病菌角质酶基因的克隆与原核表达

采用PCR法克隆了桃褐腐病菌的角质酶基因cutl,构建了诱导型表达载体pET28a-cutl,转化大肠杆菌E. coli(BL21),获得重组菌pET28a-cutl/ BL21。经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导,该重组菌角质酶的表达量约为对照菌的1.69倍,酶活约为对照菌的1.8倍,粗酶液的酶活可达40.33U/mL。