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)。     

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.     

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.     

绿木霉ZY-01中纤维素酶EGⅣ基因的克隆及其在E.coli中的原核表达

以前期筛选到的纤维素酶高产菌株绿木霉T.viride ZY-01的总RNA为模板,利用RT-PCR技术克隆出内切葡聚糖酶EGⅣ基因,连接至pET-28a构建出重组质粒,并转化至E.coli BL21(DE3)中表达。该EGⅣ基因约有1089bp,在启动子T7lac的控制和IPTG的诱导下,目的基因成功地在原核细胞中表达。通过SDSPAGE检测得出目标蛋白分子量为39kDa,重组酶的比酶活为1.05U/mg,该酶最适pH值为6、最适反应温度为50℃。     

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。     

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。     

匍枝根霉内切葡聚糖酶基因在毕赤酵母中的克隆及表达

从匍枝根霉TP-02的cDNA文库中克隆得到其内切葡聚糖酶基因,并在毕赤酵母中进行表达.该内切葡聚糖酶基因大小为954bp,将其与pPIC9K质粒经EcoRⅠ和NotⅠ双酶切后,利用T4连接酶进行连接.将线性化后的重组质粒转化毕赤酵母GS115,并利用MD平板和刚果红平板进行筛选.阳性克隆经甲醇诱导培养84h后,产生的内切葡聚糖酶酶活力达到峰值为1.754IU/mL.     

瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅱ在大肠杆菌中的重组表达及重组酶性质测定

将不含信号肽的瑞氏木霉内切葡聚糖酶II(Cel5A)的cDNA克隆到pET-28a(+)表达质粒上,与其N末端6个组氨酸标签序列融合,构建成pET-28a(+)-egl2表达质粒,在大肠杆菌BL21 (DE3)中诱导表达.利用低温诱导策略,成功表达出活性重组蛋白.Western blot 结果显示重组Cel5A相对分子分量大约为43 000.进一步对重组Cel5A进行Ni-NTA亲和层析柱纯化并对其进行酶学性质测定,结果显示以羧甲基纤维素钠为作用底物时重组酶最适作用pH为4.5,最适作用温度为60℃;重组酶热稳定性较好,在65℃及以下保温1.5 h,活性仍相当稳定.Mn2+对Cel5A的酶活有促进作用,Fe3+和Cu2+有抑制作用,其它金属离子和EDTA对酶活没有明显影响.底物特异性研究表明,重组Cel5A只能水解混合键葡聚糖和羧甲基纤维素钠,对混合键葡聚糖的水解能力是其对羧甲基纤维素钠水解能力的6.7倍,但对微晶纤维素、Glass microfiber filters、木聚糖、阿拉伯木聚糖和木葡聚糖没有水解作用.     

绿色木霉产纤维素酶的提取分离及其性质

绿色木霉９２６液体达发酵终点（６～７ｄ）后，所得纤维素酶中ＣＭＣ酶活最高可达２０Ｕ／ｍｌ，滤纸酶活最高可达５．５Ｕ／ｍｌ．发酵液纤维素酶中ＣＭＣ酶组分经硫酸铵沉淀，ＳｅｐｈａｄｅｘＧ—１００柱层析后可提纯６倍左右．紫外光谱分析表明：纤维素酶及其组分在２８０ｎｍ附近有强的吸收峰；红外光谱分析表明：纤维素酶在Ｏ—Ｈ，Ｎ─Ｈ，Ｃ—Ｎ，Ｃ＝Ｏ有吸收带；ＣＭＣ酶学研究表明，ＣＭＣ酶作用的最适反应ＰＨ为５．０，最适反应温度为６０℃，常温下稳定的ｐＨ范围是４．５～６．０．     

β-1,4-内切葡聚糖酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

运用选择性培养基LBCMC从环境土样中分离得到一株能利用羧甲基纤维素的芽孢杆菌Bacillus sp．NW-2004a，并运用“鸟枪”克隆法构建了其基因组文库，且从此基因组文库中筛选得到两个阳性克隆．对其中一阳性克隆中插入的DNA片段（命名为GLUD）进行序列测定，发现了一长度为2502bp的开放阅读框（ORF），可编码834个氨基酸．BLAST分析结果表明，该基因与Bacillus sp．KSM-S237来源的纤维素酶基因AB018420具86％相似性，所编码的多肽与Bacillus sp．KSM-64来源的β—1，4-内切葡聚糖酶具89％的相似性，故该基因是一新发现的β—1，4-内切葡聚糖酶基因．该序列已收录于Genebank，登录号AY663839．另外，以cpoI and NotI限制性内切酶双酶切衍生于质粒pGEX的大肠杆菌表达载体pHBM625，然后将经T4 DNA polymerase处理后的β-1，4-内切葡聚糖酶基因克隆至载体pHBM625中得到重组质粒pHBM625Glu，最后通过平板检测及SDS—PAGE凝胶电泳，均检测到该基因在大肠杆菌XL10-Glod中的表达．     

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.     

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。     

白蚁头部纤维素酶基因的克隆与表达

对中国广泛分布的黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)头部内切β-1,4葡聚糖酶(endo-beta-1,4-glucanase)基因进行克隆,并在原核生物大肠杆菌体内进行了表达.根据Genbank上已报道的endo-beta-1,4-glu-canase基因设计引物,通过RT-PCR获得1个完整的内切β-1,4葡聚糖酶基因.通过基因测序以及基因比对发现与Genbank上发表的内切β-1,4葡聚糖酶同源性高达96.40%.将获得的基因导入大肠杆菌体内进行诱导表达,表达出的蛋白经Western-blot检测,为该基因所表达的目的蛋白.实验为进一步对内切β-1,4葡聚糖酶的实际应用奠定一定的实验基础.     

一株产纤维素酶绿色木霉的筛选及发酵条件优化

从土壤中筛选到一株具有较高纤维素酶活性的绿色木霉，对其液态发酵条件进行了优化．以羧甲基纤维素钠为碳源，含量0．75％，(NH4)2SO4为氮源，含量0．4％，250mL三角瓶20％装量，5％接种量，培养基初始pH为4，28℃，180r／min培养96h，优化后发酵液中Cx酶活达到277.7U／mL发酵液．     

绿色木霉原生质体的制备与再生研究

以绿色木霉 (TrichodermaviridePers .exFr.)为研究对象 ,采用多因素实验正交优选法 ,对绿色木霉原生质体的制备和再生条件进行了研究 ,并对原生质体释放过程进行了形态观察 .结果表明 ,制备绿色木霉原生质体的最佳条件为 :菌龄为 11h ,用A培养基作生长培养基 ,5 % (w/w)蜗牛酶处理 ,酶解温度 30℃ ,0 .7mol/LKCl作渗透压稳定剂 ,在添加 10 %PEG(MW 6 0 0 0 )和 10mmol/LCaCl2 等再生促进因子的情况下 ,再生率可达 14 .6× 10 - 4;绿色木霉原生质体的释放方式为原位释放 ,原生质体平均直径为 6 .5 μm .     

里氏木霉纤维素酶系的分离及其酶学性质

采用两级超滤、DEAE-Sepharose FF阴离子交换层析、CM-Sepharose FF阳离子交换层析和Sephadex G-100凝胶渗透层析等分级纯化步骤,从里氏木霉纤维素酶系中分离纯化得到电泳纯的3个内切葡聚糖酶组分EGⅠ、EGⅡ和EGⅢ,2个外切葡聚糖酶组分CBHⅠ和CBHⅡ和1个β-葡萄糖苷酶组分,它们对各自底物的比活力分别为176.35、153.96、64.22、16.86、4.82、31.00 IU/mg,米氏常数分别为6.70、8.46、13.22、1.37、3.46、2.20 mg/mL.同一类酶组分的米氏常数Km越大,转换数Kcat越小.分离纯化所得EGⅠ、EGⅡ、EGⅢ、CBHⅠ、CBHⅡ和GB等酶组分的分子量分别为50、46、25、65、58、75 kDa.     

SAM合成酶基因的克隆及在酿酒酵母中的高效表达

采用PCR技术从S.cerevisiae TCCC 31012菌株的染色体DNA中扩增得到S-腺苷甲硫氨酸合成酶-2基因(sam2),将sam2克隆到酿酒酵母表达载体pACT2的强启动子PADHI控制下,以构建高效表达质粒,并在酿酒酵母亮氨酸缺陷型茵株YS58中表达.重组质粒经鉴定含有sam2基因.工程菌YS58-2表达产物经SDS-PAGE,结果显示重组菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶的分子质量约为43ku,经凝胶电泳扫描,表达带约占菌体总蛋白的14%.YS58-2菌株培养72 h的SAM合成酶活力为16.5 U/mg茵体蛋白,较出发菌S.cerevisiae TCCC 31012提高了40.3倍,较受体菌YS58提高了32倍.     

黑曲霉糖化酶基因在酿酒酵母中的表达

从黑曲霉eDNA文库中筛选出糖化酶基因,并在酿酒酵母中进行表达．阳性克隆在发酵培养基中培养60h后,产生的糖化酶酶活力达到峰值为4．3U／mL．测定结果显示其糖化酶大小为1908bp,编码636个氨基酸残基组成的蛋白质．酶学性质分析显示该酶的最适反应温度为50℃,pH为5．0．经柱分离纯化其发酵上清液后,SDS-PAGE电泳方法,测得它的分子量大约为70kD,且条带清晰．