绿色木霉EG Ⅲ基因的克隆及其在工业酿酒酵母中的整合表达

通过RT-PCR从绿色木霉AS3.3711中克隆得到EG Ⅲ基因,序列分析显示该基因编码序列全长为1 257 bp,编码418个aa,且自身带有21个aa的信号肽序列,与里氏木霉eg3的同源性为99.6%.将该基因连入酿酒酵母多拷贝整合型表达载体pScIKP中获得重组质粒,线性化后电转化酿酒酵母工业菌株AS2.489,通过SDS-PAGE蛋白电泳、刚果红染色和酶活测定对转化子进行了分析.结果表明:转化子有明显的重组EG Ⅲ表达带,能够产生CMC水解圈,说明eg3基因已在酿酒酵母中获得了正确的分泌表达,表达EG Ⅲ的重组菌产酶高峰出现时间为60 h,最高酶活接近120 U/mL,重组酶EG Ⅲ的最适温度为60 ℃,最适pH为6.0,转化子的遗传稳定性达到99.17%,实现了绿色木霉eg3基因在工业酿酒酵母中的稳定高效表达.     

绿色木霉EG III基因的克隆及其在工业酿酒酵母中的整合表达

 通过RT PCR从绿色木霉AS33711中克隆得到EG III基因,序列分析显示该基因编码序列全长为1 257 bp,编码418个aa,且自身带有21个aa的信号肽序列,与里氏木霉 eg3 的同源性为99.6%。将该基因连入酿酒酵母多拷贝整合型表达载体pScIKP中获得重组质粒,线性化后电转化酿酒酵母工业菌株AS2489,通过SDS PAGE蛋白电泳、刚果红染色和酶活测定对转化子进行了分析。结果表明：转化子有明显的重组EG III表达带,能够产生CMC水解圈,说明 eg3 基因已在酿酒酵母中获得了正确的分泌表达,表达EG III的重组菌产酶高峰出现时间为60 h,最高酶活接近120 U/mL,重组酶EG III的最适温度为60 ℃,最适pH为6.0,转化子的遗传稳定性达到99.17%,实现了绿色木霉 eg3 基因在工业酿酒酵母中的稳定高效表达。     

绿色木霉纤维二糖水解酶Ⅱ基因的克隆及其在酿酒酵母中的高效表达

采用RT-PCR 的方法从目前最高效的纤维素酶产生菌之一的绿色木霉AS3.3711中克隆得到纤维二糖水解酶Ⅱ（CBHⅡ）的编码基因cbh2。序列测定和分析表明,该编码序列长1416 bp,编码472个氨基酸残基,与已公布的绿色木霉CICC 13038的cbh2仅在第263位存在一个氨基酸残基的差别（Gln替换为Pro）,而与里氏木霉VTT-D-80133的cbh2则完全同源。该序列已经提交GenBank,登录号为 DQ864992。利用信号肽预测软件SignalP 3.0发现该基因自身带有信号肽序列,其最大可能的切割位点在18和19位氨基酸残基之间。将该基因片段接入酿酒酵母高拷贝数整合型表达载体pScIKP中,得到重组表达质粒pScIKP-cbh2。经酶切线性化后电转化酿酒酵母AS2.489菌株,通过G418浓度梯度筛选出高抗转化子。转化子经蛋白电泳分析,发现该基因的信号肽序列能够被酿酒酵母识别,因此重组CBHⅡ成功分泌到了胞外。但可能由于酿酒酵母表达系统的过度糖基化作用,重组CBHⅡ比出发菌绿色木霉的CBHⅡ分子量要高许多,并且可能因为过度糖基化作用位点不同而形成了不同大小分子量的表达产物。转化子经CMC糖化力法测定酶活,发现该重组CBHⅡ酶活性并没有受过度糖基化作用的影响,最高可达7.71 U/mL,比大多数报道的要高。其作用的最适pH值为5.0,最适温度为65 ℃,且具有较好的热稳定性。     

绿色木霉CBHⅡ基因的克隆及在酿酒酵母中的表达

采用反转录聚合酶链式反应的方法从绿色木霉中克隆得到纤维二糖水解酶Ⅱ(CBHⅡ)的编码基因cbh2.将该基因片段接入酿酒酵母整合型表达载体pScIKP中,得到重组质粒pScIKP-cbh2.电转化酿酒酵母菌株,通过G418浓度梯度筛选出高抗转化子.采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测CBHⅡ蛋白的表达,并采用羧甲基纤维素糖化力法检测重组CBHⅡ的酶活.实验结果表明:该基因大小为1416bp,编码有472个氨基酸残基,并已将序列提交GenBank,登录号为 DQ864992.SDS-PAGE分析发现重组CBHⅡ成功分泌到了胞外,其相对分子质量约为70000.培养液中的酶活最高可达7.71U/mL,其作用的最适pH值为5.0,最适反应温度为65℃,且具有较好的热稳定性.     

里氏木霉几丁质酶基因的克隆及其同源转化研究

丝状真菌里氏木霉(Trichoderma reesei)外切几丁质酶具有β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性.根据里氏木霉基因组数据库获得了一个编号为21725的外切几丁质酶nagl基因序列,根据检索结果,从里氏木霉QM9414基因组DNA中克隆获得1.9kb的基因片段.构建了以cbhl为启动子和终止子的重组质粒pCbhNag,与含有pyr4基因的质粒pSKpyr4共转化里氏木霉pyr4缺陷株RutC30△U3.共得到99个转化子,初筛得到5株乙酰氨基葡萄糖苷酶酶活较高的转化子,其中N3菌株的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶酶活可达26.65 U/mL,而出发菌株的胞外几丁质酶几乎无酶活.成功实现了里氏木霉几丁质酶的克隆及同源表达.     

青霉纤维素酶基因的表达调控与重组表达研究进展

青霉属菌株可以分泌完整的纤维素酶系,尤其高产β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BGL,EC 3.2.1.21),弥补了工业菌株里氏木霉(Trichoderma reesei)胞外β?葡萄糖苷酶活性低的不足,加上青霉菌株生长速度快等优点,使其产纤维素酶受到越来越多的关注。为了解决以木质纤维素为原料工业生产燃料乙醇所需纤维素酶量大、成本高等难题,深入研究青霉属纤维素酶基因的表达调控和重组表达非常重要。本文就青霉属纤维素酶基因资源、纤维素酶合成调控网络以及纤维素酶基因的重组表达等进行综述与展望。     

不同碳源条件下里氏木霉纤维降解酶的蛋白组解析

用双向电泳研究里氏木霉在4种 碳源条件下分泌组中纤维降解酶的分布情况。结果表明:在以甘油或葡萄糖为碳源时仅CBHⅡ、AxeI和BXL 3种纤维降解酶有微量表达。在以纤 维二糖为碳源时检测到较高表达水平的CBHⅠ、CBHⅡ、EGⅠ、EGⅢ、BXL、AxeⅠ和AglⅠ。纤维素纸浆可诱导CBHⅠ、CBHⅡ、EGⅠ、EGⅡ、EGⅢ 、EGⅣ、ManⅠ、ManⅡ、AxeⅠ、BXL和AglⅠ等11种纤维降解酶的大量表达,表达量总和占总分泌组的61％。纤维素诱导的纤维降解酶组分情况 和纤维二糖条件相似,但表达量和酶活性都有显著上升。     

绿色木霉葡聚糖内切酶cDNA基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

用L-山梨糖诱导绿色木霉(Trichoderma viride)AS3.3711纤维素酶基因的转录,提取其总RNA反转录获得cDNA。PCR扩增葡聚糖内切酶(EG)和葡聚糖内切酶(EG)的cDNA基因,将其克隆到酵母载体中,构建产生纤维素酶的酿酒酵母工程菌。重组菌株能够识别EG和EG自身携带的信号肽而将表达产物分泌到胞外,故可采用刚果红平板染色法筛选具有羧甲基纤维素酶(CMCase)活性的重组转化子。重组菌株表达的EG酶活在诱导70h时达到最高(为0.08U/ml),表达的EG酶活在诱导60h时达到最高(为0.03U/ml)。     

杜邦嗜热菌脂肪酶在黑曲霉中的异源表达

该文将杜邦嗜热菌脂肪酶TDL2在黑曲霉系统中异源表达,并考察TDL2自带信号肽和pCAMBIA质粒信号肽对脂肪酶TDL2表达的影响.利用PCR和无缝克隆技术,将脂肪酶TDL2的编码序列与质粒pCAMBIA0380线性片段拼接,分别构建利用β-葡萄糖苷酶bgl2的信号肽的重组质粒pCAMBIA-TDL2-1和利用TDL2信号肽序列的重组质粒pCAMBIA-TDL2-2.用根瘤农杆菌介导转化宿主细胞A. niger CICC 2213构建组成型黑曲霉工程菌A. niger/pCAMBIA-TDL2-1和A. niger/pCAMBIA-TDL2-2,在发酵120 h后其发酵单位分别达到18.5 U·mL^-1和38.3 U·mL^-1,实现了脂肪酶TDL2在黑曲霉中的异源表达.SDS-PAGE分析和活力测定结果表明:利用脂肪酶TDL2信号肽的工程菌A. niger/pCAMBIA-TDL2-2比利用bgl2信号肽的工程菌A. niger/pCAMBIA-TDL2-1的表达量更大、发酵单位更高.     

纤维素酶在酿酒酵母中的表面展示

利用木质纤维素进行生物法生产燃料乙醇在解决世界能源危机上有十分广阔的前景,但该产业受到预处理的限制,因此以酿酒酵母表面展示技术为依托,构建纤维素酶全细胞酶,既能水解木质纤维素又能利用水解木质纤维素得到的糖类发酵生产乙醇.将编码絮凝素锚定蛋白基因flo1与纤维酶基因cbh2串联整合在同一个开放阅读框中并构建p HBM368-PGK-flo1-cbh2重组表达载体.线性化重组表达载体后再导入尿嘧啶缺陷型酿酒酵母INVSc细胞,经由功能筛选及流式细胞法验证纤维素酶成功地展示表达在酿酒细胞表面.通过DNS法测得该全细胞酶在50℃反应1 h酶活为66. 75 U/mL.成功构建了以酿酒酵母为宿主菌的全细胞酶,为后期全细胞酶协同降解秸秆等系列研究奠定基础.     

纸浆浓度及分批补料对里氏木霉产纤维素酶的影响

研究了摇瓶中不同浓度纸浆为碳源对里氏木霉产纤维素酶的影响.结果表明:最佳的碳源质量浓度为12g/L,在此条件下第3天的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶酶活分别为1.68、0.96和0.28U/mL.总碳源为15g/L下采用分批补料技术可以有效提高里氏木霉分泌纤维素酶.使用起始纸浆浓度为9g/L,第2、3、4天分别加入2g/L纸浆,其第3天的滤纸酶活、CMC酶活和β-葡萄糖苷酶酶活分别为2.41、0.72和0.27U/mL,较15g/L纸浆为碳源分批培养滤纸酶活提高1.8倍.     

pVT102U/α-bgln重组真核表达质粒的构建和鉴定

构建重组真核表达质粒pVT102U/α-bgln使之可以在酿酒酵母中表达以获得β-葡糖苷酶,用于提高从植物中提取白藜芦醇的得率.以含有从黑曲霉中获得的编码β-葡萄糖苷酶(bgln)成熟肽的cDNA的克隆质粒pMD19T-bgln为模板,用PCR的方法扩增β-葡糖苷酶基因片段(bgln),利用真核表达载体pVT102U/α构建pVT102U/α-bgln重组质粒,PCR结果显示扩增片段约2.6 kb,与预期相同.用酶切电泳验证重组结果的正确性,重组质粒酶切后显示其大小约10 kb,大小及酶切图谱与预期相同.测序检测质粒重组后序列情况,经测序发现插入片段两端序列无改变,且读码框正确.pVT102U/α-bgln质粒构建成功.     

rDNA介导的菊粉酶基因整合载体构建及在K.marxianus中应用

为提高Kluyveromyces marxianus(K.marxianus)发酵菊芋粉生产乙醇过程中的菊粉酶活性,以酿酒酵母rDNA为整合位点,构建菊粉酶基因的整合表达载体pFA6a-rDNA-pgk-inu.经Sph I线性化后,采用电击法转化K.marxianus,使表达载体整合到K.marxianus的染色体上.经PCR鉴定的阳性转化子能够分泌菊粉酶且能在无筛选压力下稳定遗传50代.重组菌K/r-2分泌的菊粉酶活力为140U/mL,比出发菌株提高了80%.以粗菊芋粉生料为底物进行了补料发酵,重组菌株的发酵终点乙醇浓度为76.5g/L,比出发菌株提高了5g/L,达到理论转化率的96%.这些研究工作为非粮作物菊芋生产燃料乙醇奠定了基础.     

β葡萄糖苷酶的转糖基作用主产物及其对纤维素酶合成的？…

以纤维二糖特异诱导培养里氏木霉和黑曲霉菌丝,制备含有细胞外,细胞内和细胞质膜结合态β－葡萄苷酶的无细胞抽提物,采用色谱持谱联用分析,比较研究他们对纤维二糖的转糖基作用,结果表明两菌株中都只有细菌质膜结合态β－葡萄糖苷酶表现出显著的转糖基活性,     

木糖发酵重组酿酒酵母研究进展

近年来针对木质纤维素类原料生物转化乙醇的研究引起了广泛关注。乙醇的高产依赖于木质纤维素水解液中六碳糖和五碳糖的共同发酵。但是,传统产乙醇酵母酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 既不能发酵木糖, 也不能利用该五碳糖生长。因此, 研究人员尝试各种方法构建重组酵母菌以提高木糖发酵能力。作者综述了木糖发酵重组酿酒酵母菌的研究进展,包括天然木糖发酵微生物、木糖代谢途径、S. cerevisiae 的代谢工程、原生质体融合以及基因组改组技术, 同时也对目前研究存在的问题及研究前景进行了讨论。     

转录调控因子BglR对东方肉座菌纤维素酶表达的影响

东方肉座菌(Trichoderma orientalis)EU7-22菌株是一株高效分泌纤维素酶的丝状真菌,对生物质转化具有重要价值.采用交错式热不对称PCR(TAIL-PCR)方法克隆得到纤维素酶转录调控因子bglr基因及其上下游序列,并经同源交换获得bglr基因敲除的菌株EU7-22Δbglr.其生产的滤纸酶、外切葡聚糖酶、木聚糖酶活力和分泌蛋白最高值较对照菌株分别增加了39%,22%,16%和20%,而β-葡萄糖苷酶活力下降47%,β-葡萄糖苷酶基因bgl1的表达量显著降低.进一步分析发现BglR的缺失抑制了菌株EU7-22在以特定多糖/寡糖为碳源的培养基上的生长,且引起发酵液pH值的改变.上述结果证明BglR对β-葡萄糖苷酶起正调控作用,可为构建高效降解纤维素的工程菌株提供参考.     

重组毕赤酵母生产β-葡萄糖苷酶发酵条件优化及固定化研究

为了实现绿色木霉菌Trichoderma viride来源的β-葡萄糖苷酶在重组毕赤酵母中的高效表达,对重组菌P.pastoris KM71/pPIC9K-bgl1/pPICZ A-pdi进行3.6L罐发酵培养条件优化。结果表明,当诱导温度28℃,初始诱导菌体浓度50g/L,诱导阶段甲醇体积分数1.0%时,酶活力最高,能达到1452U/mL。同时以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂,采用吸附交联法对β-葡萄糖苷酶进行固定化。结果表明,当壳聚糖质量浓度0.03g/mL,戊二醛质量浓度0.008g/mL,游离酶添加量400U/g(1g壳聚糖微球加酶量为400U),固定化吸附时间20h时,固定化酶酶活回收率最高,达到65.4%。以800g/L葡萄糖为底物,优化的转化条件下连续转化6次,低聚龙胆糖产率仍达到15.2%,显示出该固定化酶具有较好的持续利用性及较高的低聚龙胆糖生产能力。     

碳源对里氏木霉β-聚糖酶合成的影响

研究了里氏木霉β-聚糖酶的生物合成,并比较了以玉米芯、纸浆、粗木聚糖为碳源对里氏木霉β-聚糖酶诱导合成的影响。结果表明:里氏木霉以15 g/L的玉米芯为碳源合成β-聚糖酶,培养4 d时滤纸酶活、羧基纤维素(CMC)酶活、纤维二糖酶活和木聚糖酶活分别为1.03 FPIU/mL、0.54、0.08和149.7 IU/mL;以纸浆为碳源,可得到较高纤维素酶活、较低木聚糖酶活的β-聚糖酶;以粗木聚糖为碳源,可制备低纤维素酶活的木聚糖酶,木聚糖酶活与CMC酶活的比值高达785.4,适合于纸浆的生物漂白。     

酿酒酵母α-半乳糖苷酶基因重组菌株的表达分析

PCR扩增里氏木霉(Trichoderma reesei)2个α-半乳糖苷酶基因agl2和agl3,将其分别与表达载体pY-ES2连接,电转化酿酒酵母(Saccharom yces cerevisiae)INVScl菌株.从重组菌株提取载体进行单酶切凝胶电泳检测,证实agl2和agl3分别在重组菌株AGL2和AGLs表达.以葡萄糖和棉子糖为碳源培养菌株,2株重组菌的生长速率均显著高于原始菌株,提前8h菌数达到最大,其中以AGL3的生长速率提高较为明显,重组还使菌株在液体培养基由原来的部分絮凝转变为完全游离状.2株重组菌株均不能利用蜜二糖为碳源生长.