重组E.coli L-天冬酰胺酶的克隆及表达与纯化

以大肠杆菌菌株(E.coli AS 1.357)基因组为模板,PCR扩增L-天门冬酰胺酶Ⅱ基因(ans B),构建p MD18-Tans B重组克隆载体和p ET-22b-ans B重组表达载体,转化大肠杆菌BL21宿主菌株,重组工程菌经IPTG诱导表达Ans B蛋白,利用重组His-tag,通过Ni-NTA亲和层析纯化Ans B蛋白,利用SDS-PAGE定性分析Ans B蛋白,考马斯亮蓝法测定Ans B蛋白含量,获得纯化的质量浓度为62.7 mg/L的Ans B表达蛋白。重组L-天门冬酰胺酶的纯化收率为42.28%,酶活达137 IU/m L,较原始菌株的(6.87 IU/m L)提高近20倍,并排除大肠杆菌自身L-天门冬酰胺酶本底表达背景。     

产甘油重组大肠杆菌的构建及其耐高渗透压性能的测定

克隆了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 中的3-磷酸甘油脱氢酶和3-磷酸甘油酯酶基因,通过融合PCR构建了双基因共表达载体,将酵母细胞内应答渗透压变化的甘油合成途径引入大肠杆菌（Escherichia coli）。以葡萄糖为底物对重组大肠杆菌进行摇瓶发酵培养,该重组菌的甘油产量为1g/L。渗透压胁迫测试证明该重组菌的耐渗透压性能较出发菌株有明显提高。     

Red/ET重组AHBA生物合成基因簇打靶载体的构建与鉴定

为确定3-氨基-5-羟基-苯甲酸(AHBA)生物合成基因簇在链霉菌中与次生代谢产物的关系,运用PCR技术,从33株AHBA合酶基因阳性菌株扩增与AHBA生物合成基因簇中编码AHBA合酶(A)、氧化还原酶(O)、磷酸化酶(P)基因,获得24株AOP基因阳性菌株.根据靶基因A基因下游和P基因上游同源序列设计50 bp引物,中间插入卡那霉素抗性基因的DNA片段,进行PCR,获得外源DNA片段.经过电转化,将外源DNA片段和pKC1139-AOP重组质粒共转入含重组酶质粒大肠杆菌HS996/ pSC101-BAD-gba-(Tet).在Red重组酶的作用下,外源DNA片段与重组质粒pKC1139-AOP上的AHBA基因簇的同源区域重组,构建了AHBA基因簇打靶载体.研究显示了Red/ET重组工作效率高、操作简单、精确的优点,可大大缩短构建打靶载体的时间.     

重组酿酒酵母r-PA发酵条件的优化

通过PCR技术对r-PA重组酿酒酵母进行了鉴定,并对该基因工程菌株生物合成r-PA的条件进行了优化。结果表明,其生物合成r-PA的最适发酵条件为:半乳糖诱导浓度为1.5%,诱导培养基起始OD600为0.3、起始pH7.0,250mL三角瓶最适装液量为60mL,诱导时间60h。优化前最高酶活为1926U/L,优化后最高酶活为5932U/L,较之提高了2倍。     

短小芽孢杆菌C-9葡聚糖内切酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

从短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)C-9中克隆得到葡聚糖内切酶基因,该基因包含1980 bp核苷酸,编码559个氨基酸,其N端有一个预测的29个氨基酸的信号肽序列;以YIp5质粒为骨架,构建rDNA介导的多拷贝整合载体,实现葡聚糖内切酶在酿酒酵母中的高效、稳定表达。与对照菌株相比,含有葡聚糖内切酶基因的重组酿酒酵母可以在以羧甲基纤维素为唯一碳源的培养基上生长。     

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.     

基于转录组数据对糙苏三萜皂苷合成途径的研究

糙苏为我国民间常用的传统草药,具有消肿、续筋接骨、祛风化痰、通络止痉、安胎等作用,三萜皂苷类化合物为其主要的生物活性成分.对糙苏组织转录组测序,挖掘其三萜皂苷生物合成途径相关基因,探究糙苏三萜皂苷化合物生物合成的分子基础.利用Trinity软件对测序结果获得的Unigenes数据进行过滤组装,并结合KEGG、GO数据库对Unigenes进行注释,预测糙苏三萜皂苷代谢的生物合成途径关键基因.结果获得了参与萜类化合物骨架生物合成的Unigenes数量为73条,39条Unigenes编码19个与萜类生物合成的关键酶,且有23条基因参与萜类物质骨架代谢途径(途径编号为ko00900),19条基因参与了倍半萜类物质代谢途径(途径编号为ko00909),涉及萜类物质骨架合成代谢途径相关酶共有15种,以及三萜代谢途径相关酶有10种.本研究获取了糙苏的三萜皂苷合成相关候选基因核苷酸和氨基酸序列,为糙苏三萜皂苷物质体外表达和生物合成奠定理论基础.     

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.     

酿酒酵母2B-39 sam 2在大肠杆菌中的克隆及表达

构建S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(sam2)的基因工程菌,为S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)的工业化生产提供参考。应用PCR技术从酿酒酵母的总DNA中扩增出1.2kb的sam2,构建重组载体pET28a-sam2,将其转入大肠杆菌进行表达和分析。SDS-PAGE显示重组克隆表达的SAM2分子量约47kD,重组蛋白量约细菌总蛋白的20.1%,酶活达到19.6nmol/(h.mL),大肠杆菌表达出了具有生物活性的sam2。     

CPC酰化酶基因的人工合成与重组表达

7-氨基头孢烷酸(7-ACA)是头孢菌素类抗生素的中间体,在医药工业中具有重要的应用价值.该文通过人工设计、合成并在重组大肠杆菌中表达头孢菌素C(CPC)酰化酶基因来实现7-ACA的一步酶法催化合成.以Pseudomonas sp.SE83菌株的CPC酰化酶蛋白质序列为模板.对CPC酰化酶基因分两段进行了全局优化设计,包括密码子替换、鸟嘌呤和胞嘧啶含量调整以及酶切位点修改等.通过装配聚合酶链式反应方法最终获得了目标基因,并克隆至表达载体pET-28a,成功构建了诱导型重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET28-acy.经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导,在Luria-Bertani培养基中,新建重组大肠杆菌所表达的可溶CPC酰化酶占菌体总蛋白的75%以上;经优化培养基摇瓶发酵,重组菌的CPC酰化酶酶活高达2 956U/L.采用上述方法获得的CPC酰化酶,在一步酶法合成7-ACA的工业化生产中具有广阔的应用前景.     

酿酒酵母蔗糖酶基因的克隆、异源表达及重组酶学性质研究

以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到蔗糖酶基因(suc2),并将其克隆到表达载体pSE380中,将得到的重组质粒pSE-suc2转化进E.coli BL21中,利用镍金属螯合层析方法分析测定其酶学性质。重组菌株的SDS-PAGE结果显示重组蔗糖酶基因(suc 2)有60kDa目的蛋白出现,纯化的SDS-PAGE分析得到均一的蛋白条带;重组蔗糖酶的Km值为47.73mmol/L,最大反应速率为79.59mg还原糖mg-1蛋白min-1,最适温度为42℃,最适pH值为5.5,Zn2 、Cu2 对重组蔗糖酶酶活有较强的抑制作用,Ba2 、Mg2 、Mn2 对重组蔗糖酶酶活稍有激活作用。     

一种嗜酸普鲁兰芽孢杆菌普鲁兰酶基因在大肠杆菌中的诱导表达与活性表征

从嗜酸普鲁兰芽孢杆菌基因组中扩增出普鲁兰酶基因Pul A,并将该基因连接到大肠杆菌表达载体p ET-28a中,构建了普鲁兰酶基因的诱导表达载体p ET-28a-Pul A。测序结果表明,普鲁兰酶基因Pul A长度为2766 bp,编码922个氨基酸。将重组载体转化至大肠杆菌BL21(DE3)后,普鲁兰酶基因Pul A在IPTG诱导下获得表达,产生胞内蛋白。SDS-PAGE测定的分子量约为110 k D。细胞超声破碎液酶活为0.45 U/m L。该酶的最适温度为55℃,最适p H为5.0,金属离子对酶活性影响不显著,具有I型普鲁兰酶特性。此重组普鲁兰酶的酶学性质表明此酶具有独特的耐酸性质,具备一定的工业化应用价值。     

绿色木霉BGL Ⅰ基因在酿酒酵母中的克隆表达及其纤维素乙醇发酵

采用反转录PCR方法从绿色木霉AS3.3711的总mRNA中获得了编码β-葡萄糖苷酶Ⅰ(BGL Ⅰ)的基因bgl1.序列测定表明该基因片段长2235 bp,编码744个氨基酸残基,与里氏木霉的bgl1序列完全相同.将其插入高拷贝数整合型表达载体PScIKP,构建了重组质粒PScIKP-bgl1.线性化后转化工业酿酒酵母AS2.489菌株,利用高浓度G418筛选高抗转化子,经SDS-PAGE蛋白电泳证明获得了能高效稳定分泌表达重组BGL Ⅰ的转化子.重组BGL Ⅰ酶能直接水解培养液中的纤维二糖,在84 h测得酶活最大值为0.978 u/mL.重组BGL Ⅰ酶最佳反应温度为60℃,最适反应pH为4.0～5.0,并且能以纤维二糖为惟一碳源发酵乙醇,发酵90h能够用重铬酸钾氧化比色法检测到乙醇的体积分数为0.51%.结果表明:成功克隆并在酿酒酵母中表达了一种高活性的β-葡萄糖苷酶,对于工业上直接利用纤维素为惟一碳源发酵生产乙醇的研究有重要意义.     

大肠杆菌caiE基因的克隆与高效表达

用聚合酶链反应（PCR）从大肠杆菌K12s中扩增大肠杆菌肉碱代谢相关酶基因cai E,将其克隆到克隆载体pBluescripy SK中，测序表明：该基因有612bp，与文献报道相比，有10个核苷酸不同，相应的翻译氨基酸有6个相异，将该基因重组到ColE1为复制子，T7为启动子控制下的分泌型表达载体pET-22b( )中，构建表达质粒pETCaiE，重组到载体pACYC184中构建以p15A为复制子，Lac为启动子的表达质粒pACYC-CaiE；重组到载体pWSK129中，构建以pSC101为复制子，T7为启动子的表达质粒pSC-CaiE。上述表达质粒转化大肠杆菌BL21（DE3），经1mmol/L异丙基硫代－β－D－半乳糖苷（IPTG）诱导后，均可表达，SDS－PAGE分析表明表达蛋白分子质量约26ku，表达量占菌体总蛋白质的比例分别为pETCaiE30%,pACYC-CaiE8%,pSC-CaiE5%。     

重组嵌合生长抑素工程菌的构建、表达与免疫

将动物生长抑素(SS)与大肠杆菌不耐热肠毒素B亚单位(LTB)融合基因插入p ET28a系统,构建重组质粒pET28a-A4030-2-LTB并转化到大肠杆菌BL21(DE3)感受态中,获得了大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)p ET28a-A4030-2-LTB,然后使用SDS-PAGE检测该融合蛋白的表达并优化其发酵与包涵体洗涤条件,接着采用亲和层析法进行纯化,并用Western Blotting技术检测该融合蛋白的免疫原性.研究结果表明,在37℃,加入1 mmol/L的IPTG培养3 h后,融合蛋白的表达量最高且稳定表达;在包涵体洗涤的过程中,使用含有φ=1%的Triton X-100、2 mol/L尿素和0.5 mol/L NaCl的缓冲液洗涤包涵体沉淀,其效果最佳,用Western Blotting方法检测出该蛋白能发生抗原抗体反应,并且将重组蛋白免疫7只小鼠后,其中有6只小鼠产生了抗SS抗体,表达产物具有免疫原性.此研究为进一步开发生长抑素基因工程疫苗提供了可靠的实验依据.     

β-1,4-葡聚糖内切酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用PCR方法从一株短小芽孢杆菌H9克隆了编码葡聚糖内切酶的基因（该序列已经被已收录于GeneBank,登录号为EF620915）,序列分析表明该基因读码框为1980bp,编码659个氨基酸。预测的酶由两个不连续的结构域组成,其一为N-端催化结构域,由糖基水解酶家族9组成,第二个结构域为C-端底物结合结构域,由碳水化合物绑定结构域家族3组成。将基因构建在大肠杆菌表达载体pET20b中得到重组质粒pET20b-EglA,将重组载体转化至大肠菌株BL21(DE3)菌株,基因在大肠杆菌中得到了良好的分泌表达, SDS-电泳图谱表明酶的分子大小约为73KD。     

林可霉素转运蛋白基因lmrC的功能分析

为了研究腺苷三磷酸结合盒转运蛋白LmrC是否参与林可霉素的生物合成,通过同源重组在林可霉素高产菌株LC-G中构建了lmrC的缺失突变株XJJ7.高效液相色谱(HPLC)分析和抗性检测显示,相比出发菌株LC-G,XJJ7的林可霉素产量下降了55%,而且耐受林可霉素的最高质量浓度降低了50%.进一步实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)分析发现,突变株XJJ7中林可霉素生物合成基因lmbA和lmbR的转录明显低于LC-G,但调控基因lmbU的转录不变.在LC-G中lmrC的过表达不能进一步提高产量,也不影响lmbA、lmbR和lmbU基因的转录,但过表达菌株对林可霉素的抗性显著增强.结果表明,lmrC可以通过影响生物合成基因的转录来调节林可霉素的产生,并赋予产生菌一定的抗性.     

狼毒大戟中三萜类成分的研究

采用硅胶柱色谱及HPLC等分离方法对狼毒大戟正己烷提取物进行分离纯化,得到5个三萜类化合物,依据波谱数据分析鉴定它们的结构分别为:羽扇豆醇(1),butyrospermol(2),异巴耳三萜醇(3),δ-amyrin(4),24-亚甲基环阿尔廷醇(5)。其中,化合物3和4为首次从该植物中分离得到。     

根癌农杆菌D-阿洛酮糖-3-差向异构酶基因克隆、结构预测及原核表达

D-阿洛酮糖-3-差向异构酶能够催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。为实现D-阿洛酮糖-3-差向异构酶的异源表达,设计引物,克隆并分离其序列,通过生物信息学软件分析D-阿洛酮糖-3-差向异构酶DNA和蛋白质的结构特点。结果表明,该基因开放阅读框870bp,编码289个氨基酸;蛋白质二级结构中α-螺旋占38.41%,β-折叠占47.06%,无规则卷曲占14.53%;该蛋白为亲水性蛋白,不含信号肽,无跨膜区,定位于细胞膜;构建原核表达载体并导入E. coli BL21宿主中,表达的D-阿洛酮糖-3-差向异构酶分子质量约为33kDa,1mmol/L IPTG诱导E. coli BL21重组菌28h后,目的蛋白表达量和酶活分别为0.32g/L和3.8U/mL。根癌农杆菌D-阿洛酮糖-3-差向异构酶基因能够在大肠杆菌中实现表达。