庆大霉素生物合成基因genY的研究

以绛红色小单孢菌G1008基因组为模板,构建genY基因缺失的同源重组质粒pFY103,经接合转移导入绛红色小单孢菌G1008和GK1101(△genK),筛选获得genY基因缺失工程菌GY105(△genY)和工程菌GKY205(△genK+genY),发酵、提取并经质谱检测分析代谢产物.结果表明,工程菌GY105和GKY205主要积累西索米星、庆大霉素C1a和C2b.证明genY基因缺失阻断了庆大霉素X2到G418的转化,说明genY基因参与庆大霉素生物合成过程中绛红糖胺C-6’位甲基化.     

同工异源酶基因forp与genp异源表达的研究

来自绛红色小单孢菌G1008的genp与来自橄榄星小单孢菌FOM808的forp,均参与3’,4’-双脱羟基,2个基因属于同工异源酶基因.应用同源重组原理,实现forp替换genp,探索同工异源酶基因异源表达的可能性.以温敏型穿梭质粒pKC1139为载体,构建同源重组质粒pFP4.经接合转移将载体导入到G1008基因组中,利用影印筛选和PCR验证的方法,获得基因重组工程菌FTP2.提取工程菌次级代谢产物,经TLC和MS分析.结果表明,工程菌仍然可以产生庆大霉素C组分.forp基因的功能得到了体现,外源基因forp实现了异源表达,进一步证实forp是负责参与3’,4’-双脱羟基的功能基因.     

genP基因在依纽小单孢菌中表达的分析

庆大霉素生物合成过程中的genP基因和西索米星生物合成过程中的sisI基因属同工异源酶基因,均能催化绛红糖胺3′,4′-双脱羟基反应。本研究借助组合生物合成,探索绛红小单孢菌中的genP基因能否在依纽小单孢菌中表达。首先构建genP基因替换sisI基因的同源重组质粒pKPI4,并经接合转移将其导入依纽小单孢菌TS388中,最后再通过影印筛选及PCR鉴定获得genP基因替换sisI基因的工程菌PTI886。将野生型菌株TS388、sisI基因缺失突变株TI1102(TS388△sisI)及工程菌PTI886在同等条件下进行发酵,提取其代谢产物并经薄层层析及质谱分析。结果表明,突变株TI1102不能合成西索米星,而工程菌PTI886仍能继续合成西索米星,且代谢产物组分与野生型菌株TS388相比无明显变化,说明genP基因能在依纽小单孢菌中表达。本研究揭示了同工异源酶基因异源表达的可行性,可为今后不同微生物异源基因组合的研究提供借鉴。     

汉坦病毒囊膜糖蛋白G2在毕赤酵母GS115中的表达及鉴定

构建了编码汉坦病毒囊膜糖蛋白G2基因的重组质粒,在毕赤酵母中表达,为汉坦病毒基因工程疫苗的研究提供实验基础。利用PCR法从含汉滩病毒76-118株M基因的M56质粒中扩增编码糖蛋白G2的基因片段,克隆入酵母分泌表达载体pPICZαA,构建重组质粒pPICZαA-G2。酶切鉴定挑取的阳性克隆,转化入GS115工程菌,在含100μg/mLZeocin的YPD培养基上筛选。挑选单菌落,PCR鉴定阳性克隆,用0.5%甲醇诱导表达,并利用SDS-PAGE及Western-Blot鉴定表达产物。序列分析表明所获得的基因片段与编码汉滩病毒76-118株囊膜糖蛋白G2的基因一致;100μg/mLZeocinYPD培养基上筛选出含pPICZαA-G2转化子,PCR鉴定为阳性克隆;SDS-PAGE可见约70kDa处有目的蛋白表达条带,经Western-Blot证实该条带为汉滩病毒囊膜糖蛋白G2。成功地构建了重组酵母表达载体pPICZαA-G2,并在毕赤酵母中初步表达成功,为今后汉坦病毒囊膜糖蛋白G2表达纯化以及基因工程疫苗的制备奠定了一定基础。     

马铃薯卷叶病毒中国株(PLRV-Ch)ORF2a基因5′端的克隆和序列分析

用设计合成的一对特异性引物,以马铃薯卷叶病毒中国株PLRV-Ch的RNA为模板,经反转录PCR扩增,将获得ORF2a的5′端0.6kbcDNA克隆于pUC19中,构建成重组质粒pLR8.PCR检测和酶切检测表明,获得了ORF2a的5′端0.6kbcDNA克隆,从该cDNA两端进行了两次序列分析,并将获得的核苷酸序列与国外报道的4个PLRV分离株的相应区域的同源性进行了比较,5个序列间具高度同源性.     

Geobacillus sp. POT5 α-淀粉酶基因的克隆及表达

从高温环境土壤中分离到1株能在75℃生长并产生α-淀粉酶的菌株(POT5),扩增了其16Sr DNA核苷酸序列,序列分析表明该菌属于Geobacillus属.根据该属全基因序列测定数据中推定的α-淀粉酶基因,利用PCR方法从G.sp.POT5基因组中扩增得到该菌α-淀粉酶基因(amyP).序列分析表明该基因全长1.545 kb、G+C含量51.33%,编码514个氨基酸.构建重组表达质粒pET22b(+)-amyP,转化Escherichia coliBL21系统,表达产物经SDS-PAGE分析、活性染色及淀粉酶活力分析,表明amyP基因得到了表达,且产物具有生物学活性.     

酒色着色菌Chromatium vinosum膜结合态氢酶基因hupSL的克隆及分析

光合细菌酒色着色菌(Chromatiumvinosum)含有Hup膜结合态氢酶.根据同科的桃红荚硫菌(Thiocapsaroseopersicina)Hup氢酶同源序列,在结构基因小亚基hups和hupC的保守框上设计1对简并引物:Ps:5’CCGACCAC(C/G)TACAACGCCTG3’和Pc:5’CG(G/C)GACATGATGTC(T/C)TCGCG3’.通过PCR扩增获得2.6kb的扩增片段,克隆后进行序列分析.结果表明,该片段包含部分的小亚基hupS序列、大亚基hupL的全序列及hupC部分序列.从已知的hupS序列选取适当位点合成引物AS2:5’CTACGACCATGTCACCGACA3’,并利用接头寡核苷酸序列P6:5’CCTTGTGAAATTGTTATCCGCT3’,通过PCR扩增获得1.2kb的扩增片段,克隆后进行序列分析.结果表明,该片段包含完整的膜结合态氢酶的小亚基基因hupS.     

长片断引物反向PCR方法构建重复序列的重组质粒

构建重复序列的重组质粒比较困难,因为扩增重复序列会产生多聚物.利用长片断引物反向PCR方法构建重组质粒pET20b-C1-Xyn-C1,将碳水化合物结合模块C1连接在木聚糖酶Xyn两端,为类似质粒的构建提供新方法.第一步,以C1特异性正向引物LF、载体特异性反向引物VRP从pET20b-Xyn-C1模板上扩增C1-pET20b长片断DNA,作为第二步的正向引物;第二步,以pET20b-C1-Xyn为模板,Xyn特异性反向引物RX,正向引物与模板上pET20b同源区域匹配,阻止了模板上C1同源区域的匹配,从而抑制多聚物产生;反向PCR扩增得到线性重组质粒C1-pET20b-C1-Xyn,将此线性产物用T4 DNA连接酶连接后转化DH5α感受态细胞,得到含重复序列的pET20bC1-Xyn-C1转化子.     

利用酵母同源重组系统克隆肺炎克雷伯菌基因组岛

利用酵母同源重组系统克隆耐药性条件致病菌肺炎克雷伯菌的基因组岛.具体方法为:对20株从临床中分离的肺炎克雷伯菌进行体外tRIP PCR扩增以搜索外源基因纽岛;利用酵母同源重组系统构建作用于arg6 tRNA基因位点的酵母捕捉载体YCV6并克隆该位点的基因组岛.结果表明:在该20株肺炎克雷伯菌中,arg6 tRNA基因位点的tRIP PCR结果都是1.2 kb,没有筛选到大基因组岛插入;所构建的酵母捕捉载体YCV6携带了2个1.8 kb的靶序列,分别与肺炎克雷伯菌arg6 tRNA基因位点两侧的保守序列同源;将线性化的载体YCV6与肺炎克雷伯菌临床株HS04044的总DNA一起转入酵母细胞,利用酵母同源重组克隆临床菌株HS04044染色体上插入arg6位点的小基因组岛.该位点特异性的捕捉载体YCV6可用于克隆肺炎克雷伯菌临床株染色体插入arg6位点的外源DNA序列.     

hIL-2/IFN-γ嵌合基因原核表达质粒的构建与表达

为构建hIL-2/IFN-γ嵌合基因原核表达质粒,筛选其高效表达工程菌,设计特异性引物,PCR扩增目的基因并克隆至pPROEX HTb质粒Nco Ⅰ/HindⅢ位点,经双酶切及序列测定筛选阳性克隆,IPTG诱导工程菌后以SDS-PAGE电泳鉴定目的蛋白的表达情况,并测定其抗原性和生物学活性,结果成功构建了工程菌Top1O F'[hIL-2/IFN-γ],经优化表达条件后,目的蛋白表达量约占菌体总蛋白的30%,分子质量约为34 ku.ELISA和Western-blot实验结果表明,目的蛋白能特异性结合抗IFN-γ抗体,呈阳性反应,生物学活性测定显示其IL-2和IFN-γ比活性分别为1.7×107U/mg与3.2×106U/mg.