变形假单胞菌2-酮基葡萄糖酸转运蛋白基因的克隆与分析

该研究旨在克隆变形假单胞菌JUIM01的2-酮基葡萄糖酸转运蛋白基因kgu T,并明确其基本的生物学信息。根据已报道的假单胞菌的基因组信息及其2-酮基葡萄糖酸操纵子的物理图谱设计简并引物,采用TD-PCR技术从变形假单胞菌中克隆到全长为1278 bp的kgu T,其核苷酸序列与Pseudomonas sp.CCOS191的编码2-酮基葡萄糖酸转运蛋白(Kgu T)的核苷酸序列的一致性为87%,编码一个由425个氨基酸残基组成的蛋白。该蛋白与Pseudomonas sp.M1的Kgu T在氨基酸序列上的一致性达90%,定位于细胞膜,是一个具有12个跨膜结构的疏水性的跨膜蛋白,无信号肽,其二级结构中α螺旋、延伸链和无规卷曲所占的比例分别为75.76%、2.12%和22.12%。本研究首次从2-酮基葡萄糖酸的工业生产用菌中克隆到基因kgu T,并对其进行了生物信息学分析,为变形假单胞菌的Kgu T的功能研究奠定了基础。     

变形假单胞菌葡萄糖酸脱氢酶操纵子的克隆与分析

该研究旨在明确变形假单胞菌JUIM01葡萄糖酸脱氢酶操纵子的结构及其基本的生物学信息。采用LA-PCR技术,从菌株JUIM01中克隆葡萄糖酸脱氢酶操纵子(gad操纵子)的全长序列;利用在线生物信息学工具,对克隆的序列进行分析;通过对变形假单胞菌膜结合葡萄糖酸脱氢酶的组成和结构分析,初步验证克隆和序列分析的结果。研究结果表明,变形假单胞菌gad操纵子具有3个结构基因gndS、gndL和gndC,分别编码膜结合葡萄糖酸脱氢酶的3个亚基。变形假单胞菌gndS基因与解淀粉欧文氏菌CFBP1430葡萄糖酸脱氢酶小亚基的编码基因的序列一致性为59.89%,其编码的蛋白属于gluconate_2-dh3 superfamily,为跨膜蛋白;基因gndL与铜绿假单胞菌PAMH19葡萄糖酸脱氢酶大亚基的编码基因的序列一致性为77.68%,其编码的蛋白属于GMC_oxred_C superfamily,为跨膜蛋白;基因gnd C与香茅醇假单胞菌P3B5葡萄糖脱氢酶中亚基的编码基因的序列一致性达85.31%,其编码的蛋白属于CccA superfamily。该结果为变形假单胞菌葡萄糖酸脱氢酶的转录调控机制研究提供了一定的理论基础。     

变形假单胞菌PtxS蛋白基因的克隆与分析

为从变形假单胞菌中克隆2-酮基葡萄糖酸代谢调控蛋白Ptx S的基因,并明确其基本的生物学信息,采用同源比对的方法设计引物,利用TD-PCR技术克隆Ptx S的基因,再用生物信息学方法对其进行分析。试验结果表明:克隆的基因片段全长1 023 bp,其序列与铜绿假单胞菌、恶臭假单胞菌等假单胞菌的转录调控蛋白Ptx S的基因序列一致性达80%左右,编码由340个氨基酸残基组成的蛋白Ptx S。该蛋白与恶臭假单胞菌Ptx S的同源性最高,氨基酸序列一致性达88%。该蛋白定位于细胞质,无信号肽和跨膜区,为亲水性蛋白。该蛋白的氨基酸序列中含有多个结构域,其二级结构中α螺旋、延伸链、β转角和无规卷曲所占的比例分别为54.41%,13.53%,10.88%和21.18%。本研究为该基因的表达及表达产物的分离纯化提供了理论基础。     

变形假单胞菌2-酮基葡萄糖酸差向异构酶基因的原核表达

采用降落聚合酶链式反应（touchdown polymerase chain reaction,TD-PCR）技术,从2-酮基葡萄糖酸工业生产菌株变形假单胞菌JUIM01中克隆了编码2-酮基葡萄糖酸差向异构酶的基因kguE。将目的基因与质粒pET-28a（＋）重组后转入宿主表达菌中,获得了重组菌株大肠杆菌BL21（DE3）/pET-28a（＋）-kguE。在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷的诱导下,该重组菌株表达了一个分子质量约为30.5?ku的融合蛋白,且该蛋白的Western-blot鉴定结果显示为阳性。生物信息学分析结果表明,该蛋白是一种由256?个氨基酸残基组成的分子质量为28.5?ku的亲水性蛋白,与恶臭假单胞菌的2-酮基葡萄糖酸差向异构酶在氨基酸序列上的一致性达78%,定位于细胞质中,其二级结构中α-螺旋、延伸链和无规则卷曲所占的比例分别为40.62%、17.19%和42.19%。本研究结果为变形假单胞菌2-酮基葡萄糖酸差向异构酶的功能研究提供了一定理论支持。     

变形假单胞菌2-酮基葡萄糖酸激酶基因的克隆、表达及生物信息学分析

采用聚合酶链式反应技术,从2-酮基葡萄糖酸工业生产菌株变形假单胞菌JUIM01中克隆2-酮基葡萄糖酸激酶的全长基因kguK,并在此基础上构建了重组菌株大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a(+)-kguK。在异丙基-β-D-硫代半乳糖苷的诱导下,该重组菌株表达了一个特异的分子质量约为36.0 ku融合蛋白,且该蛋白的Western-Blot鉴定结果显示为阳性。生物信息学分析结果表明,该蛋白是一种由305个氨基酸残基组成的亲水性蛋白,定位于细胞质中,存在着与pfkB家族蛋白类似的保守结构域,其二级结构中α-螺旋、延伸链和无规则卷曲所占的比例分别为35.73%、12.79%和51.48%。     

变形假单胞菌吡咯喹啉醌合成基因簇的克隆与分析

从变形假单胞菌JUIM01中克隆到吡咯喹啉醌(PQQ)合成基因簇,阐明了其基因组成和生物学信息。根据已报道的假单胞菌的基因组进行简并引物设计,采用LA-PCR技术克隆变形假单胞菌的PQQ合成基因簇,对克隆的基因片段进行测序并使用生物信息学方法进行综合分析。结果表明:克隆到的基因片段全长为11 659 bp,其中包括pqqF、pqqA、pqqB、pqqC、pqqD、pqqE、pqqM、pqqH和pqqI共9个基因,编码PQQ生物合成的前体短肽PqqA和合成途径的相关酶;这些基因与荧光假单胞菌Pf0-1的PQQ合成基因簇的基因组成类似,相应基因的序列一致性达41%～94%。本研究中首次从变形假单胞菌中克隆到PQQ合成基因簇,并对其进行生物信息学分析,为变形假单胞菌的PQQ生物合成途径和胞内再生机制的研究奠定了基础,进而为提高2KGA的生产强度提供了理论支撑。     

荧光假单胞菌AR4在2-酮基-D-葡萄糖酸工业生产中的应用研究

在噬菌体存在的情况下,采用抗噬菌体菌株荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)AR4在200m3发酵罐上进行了2-酮基-D-葡萄糖酸的发酵生产。结果表明,荧光假单胞菌AR4对生产环境中噬菌体的抗性稳定,发酵周期短,发酵转化率高;经过10次传代,荧光假单胞菌AR4对噬菌体的抗性及其发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸的能力没有改变;该菌株的发酵产物可以用于食品抗氧化剂D-异抗坏血酸钠的合成。     

抗噬菌体菌株荧光假单胞菌A46在D-异抗坏血酸钠工业生产中的应用研究

荧光假单胞菌A4 6是通过紫外线诱变K10 0 5菌株所得到的一株抗噬菌体菌株。在噬菌体存在的情况下 ,使用菌株A4 6和K10 0 5在 50kL的发酵罐上进行了 2 酮基 D 葡萄糖酸的发酵生产。结果表明 ,荧光假单胞菌A4 6对噬菌体的抗性稳定 ,其发酵周期短 ,发酵转化率高 ;经过多次传代 ,荧光假单胞菌A4 6对噬菌体的抗性及其发酵生产 2 酮基 D 葡萄糖酸的能力没有改变 ;该菌株的发酵产物可以用于D 异抗坏血酸钠的合成中     

黑曲霉糖化酶基因在荧光假单胞菌中的表达

黑曲霉糖化酶基因cDNA按正确的读码框架克隆到广宿主表达载体pBBR1MCS-2,构建出含黑曲霉糖化酶基因的表达载体pBBR1MCS-2GA,用三亲和接合转化法将重组质粒导入2-酮基-D-葡萄糖酸高产菌株荧光假单胞菌AR4。得到重组菌ARW4,经SDS-PAGE凝胶电泳和Westernblot分析显示,黑曲霉糖化酶基因在ARW4中得到表达,表达产物主要以不溶性包涵体形式存在。     

2-酮基-D-葡萄糖酸产生菌荧光假单胞菌A46 抗噬菌体菌株的选育

从2-酮基-D-葡萄糖酸产生菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)A46的异常发酵液中分离到1种噬菌体，将其命名为KS461。透射电镜观察表明，KS461呈近球形，直径为52nm。以荧光假单胞菌A46为出发菌株，利用紫外诱变的方法，获得了4株对噬菌体KS461具有抗性的2-酮基-D-葡萄糖酸高产菌株，并研究了这些变异株的遗传稳定性。研究结果表明，经8次传代，这些变异株对噬菌体的抗性及其发酵产酸能力没有改变。     

一株新的2—酮基—D—葡萄糖酸产生菌 Ⅰ菌种的分离筛选与鉴定

<正> 2—酮基—D—葡萄糖酸是合成食品抗氧剂D—异抗坏血酸的前体。1935年Bernhouer和Gorlch从葡萄糖醋杆菌生产5—酮基—D—葡萄糖酸的发酵液中分离得到少量2—酮基—D—葡萄糖酸以来,国外对分离筛选各种不同的2—酮基—D—葡萄糖酸产生菌研究甚多,先后报导的有:醋酸菌属(Acetobacter),葡萄糖杆菌属(Gluconobacter),假单胞菌属(Pseudomonas),沙雷氏菌属(Serratia)和欧文氏菌属(Erwinia)。上述5个属均属于革兰氏染色阴性细菌。     

荧光假单胞菌JD1202利用大米淀粉水解糖连续发酵生产2-酮基-D-葡萄糖酸

研发荧光假单胞菌JD1202转化大米淀粉水解糖为2-酮基-D-葡萄糖酸的连续发酵工艺.考察了连续发酵起点、稀释率和补料培养基中葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸生产的影响.结果表明,稀释率和葡萄糖浓度对2-酮基-D-葡萄糖酸发酵具有显著影响;在稀释率和补料培养基成分保持不变的条件下,2-酮基-D-葡萄糖酸大量合成期的任何时段均可作为连续发酵的起点,其细胞浓度、残糖浓度和2-酮基-D-葡萄糖酸浓度均稳定在一定范围.较适的连续发酵操作条件为:稀释率0.065h-1,补料培养基中葡萄糖的质量浓度为170.0g/L.在此条件下,连续发酵达到稳态时发酵液中2-酮基-D-葡萄糖酸的质量浓度为130.34g/L,生产强度平均为8.47g/L·h,发酵转化率为89.46％.连续发酵工艺是一种高效的2-酮基-D-葡萄糖酸生产方法,有望应用于工业生产中.     

补料分批培养生产2-酮基-D-葡萄糖酸的研究

研究了补糖对荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)AR4生产2-酮基-D-葡萄糖酸的影响,并在50kL发酵罐上进行了补料分批培养工业应用性试验。研究结果表明,采用补料分批培养方法,能有效提高发酵液中的产物浓度;开始补糖时发酵液中的残糖浓度以3%～6%为宜;补料分批培养方法及AR4菌株可用于2-酮基-D-葡萄糖酸的工业化规模生产中。     

冷却肉中假单胞菌16S rRNA基因不同可变区片段DGGE研究

为揭示变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术存在的一些技术缺陷,本实验以冷却肉中不同假单胞菌相关克隆为例,分别在V3和V6～V8两个不同可变区片段比较不同假单胞菌的16S rRNA基因差异。结果表明,以不同可变区为扩增目标进行研究,假单胞菌的DGGE图谱结果存在差异;基因片段序列的G+C含量与图谱中迁移位置并非绝对相关。DGGE技术的这一缺陷很大程度上是由细菌16S rRNA基因序列的自身特性所引起的。     

利用荧光假单胞菌固定化细胞生产2- 酮基-D- 葡萄糖酸

以海藻酸钠为载体固定荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)AR4,考察固定化细胞发酵生产2- 酮基-D-葡萄糖酸的条件。结果表明：利用5.0% 海藻酸钠制备的固定化细胞颗粒稳定性好,可重复利用7 次;发酵培养基中玉米浆的最适质量浓度为0.75g/100mL,固定化细胞的适宜发酵温度为30～36℃;在适宜的培养条件下,固定化细胞与游离细胞的2- 酮基-D- 葡萄糖酸产量及糖酸转化率基本相同,分别可达13.5g/100mL 和90.0% 左右。     

噬菌体污染对荧光假单胞菌K10052-酮基-D-葡萄糖酸发酵的影响

在实验室条件下，考察了噬菌体污染对荧光假单胞菌K1005的2－酮基－D-葡萄糖酸发酵的危害。研究结果表明，发酵早期的噬菌体污染减缓菌株对葡萄糖的利用，导致发酵周期大大延长和发酵转化率明显降低。     

代谢改造酿酒酵母生产葡萄糖二酸

以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为底盘微生物,通过表达来源于拟南芥的肌醇加氧酶基因miox4和来源于丁香假单胞菌的糖醛酸脱氢酶基因udh,在酿酒酵母细胞中构建葡萄糖二酸的生物合成途径。通过将拟南芥miox4基因和丁香假单胞菌udh基因整合到酿酒酵母基因组中的delta位点上,葡萄糖二酸产量高达3. 80 g/L,是目前报道的酿酒酵母细胞中葡萄糖二酸的最高产量。这种方法可以广泛用于酿酒酵母细胞的代谢工程研究。     

荧光假单胞菌AR4产2-酮基-D-葡萄糖酸发酵条件的研究

以淀粉水解糖为碳源,研究了不同氮源、碳氮比、金属离子、接种量以及环境因子(培养基起始pH值、通气量、温度)对抗噬菌体菌株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)AR4产2-酮基-D-葡萄糖酸发酵的影响。结果表明,氮源、碳氮比、培养基的起始pH值、通气量及温度对该菌的产酸均有显著影响。在适宜培养条件下,该菌的摇瓶产酸及发酵转化率分别可达13.5%和90%左右。     

荧光假单胞菌噬菌体KS461-2的分离及其生物学特性研究

从2-酮基-D-葡萄糖酸产生菌荧光假单胞菌A46异常发酵液中分离得到1种噬菌体,将其命名为KS461-2。电镜观察表明,噬菌体KS461-2呈蝌蚪状。根据ICTV对病毒的分类标准,噬菌体KS461-2属长尾噬菌体科,为烈性噬菌体。噬菌体KS461-2对宿主菌的最佳感染复数为0．01,温度和pH对其稳定性具有显著的影响。一步生长曲线显示,噬菌体KS461-2的潜伏期约30min,裂解期约135min,裂解量为24。SDS-PAGE显示,噬菌体KS461-2有5种主要的结构蛋白,其分子量分别为66．0、61．0、42．5、34．7和14．4kDa。     

假单胞菌中聚羟基脂肪酸酯合成酶基因的克隆与分析

大多数二型聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)合成酶(PhaC)发现于假单胞菌中,其基因组成形式为两个PhaC基因中间有一个PHA降解酶PhaZ基因.根据已知的假单胞菌PHA合成酶基因区域的特殊结构,设计了采用PCR方法从假单胞菌中克隆PHA合成酶基因的克隆方案,并成功地对一株硝基还原假单胞菌(Pseudomonasnitroreducens)和一株石竹伯克霍尔德氏菌(Burkholderiacaryophylli)中的PHA合成酶基因进行了克隆.将克隆得到的phaC1,phaZ和phaC23个基因所编码的氨基酸序列与其他6株已知PHA合成酶基因的假单胞菌的相应序列进行比较,发现这3个蛋白质在假单胞菌中的相似性很高,由phaC1,phaZ和phaC23个基因所组成的基因区域在假单胞菌中非常保守.从对PhaC1,PhaZ和PhaC2的系统进化树分析可以发现,这3个蛋白质与整个PHA合成酶基因区域的系统进化树有着一致的结构.这表明假单胞菌中的PHA合成酶基因区域可能起源于共同的祖先,而其形成可能经历了一次PHA合成酶基因加倍的过程.