变形杆菌脂肪酶在大肠杆菌细胞表面的展示表达及重组酶的特性

在生物转化处理工业中利用细胞表面展示技术表达脂肪酶作为一种全细胞催化形式具有很大优势,因为脂肪酶展示在细胞表面作为一种固定化酶.以超折叠绿色荧光蛋白的羧基端结构域作为锚定区,构建变形杆菌来源的脂肪酶与羧基端结构域的融合基因.将融合基因插入到p ETsf GFP表达载体中,得到表面展示载体p ETsf GFP-Lip A.将重组质粒转入大肠杆菌Rosetta-Blue宿主菌中经自诱导后,利用免疫荧光显微技术和流式细胞仪分析确定脂肪酶成功展示于大肠杆菌细胞表面.重组酶的最高酶活达到7 009 U/g干细胞,最适反应温度和p H分别为为37℃和8.0,表面活性剂Tirton X-100、Co~(2+)和Ni~(2+)能显著提高脂肪酶的酶活,60%丙酮处理该酶18 h后脂肪酶残余酶活性为104%,60%乙醇处理该酶18 h后脂肪酶残余酶活性为117%,表明脂肪酶对有机试剂具有很好的耐受性.以上实验结果表明:细胞表面展示技术表达脂肪酶的最大优点为工业化应用提供了坚实的基础.     

大肠杆菌ppsA,pckA基因的克隆与串联表达

磷酸烯醇丙酮酸合成酶（ppsA)和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（pckA）是糖代谢中心途径中生成磷酸烯醇丙酮酸（PEP）的2个关键酶，在大肠杆菌中分别由ppsA和pckA基因编码，首先用PCR方法从大肠杆菌K12菌株基因组DNA扩增得到了ppsA和pckA基因，并将ppsA,pckA以单独或串联的方式克隆到大肠杆菌表达质粒pλPR上，构建成的质粒pλPR-ppsA,pλPR-pckA,pλPR-ppsA-PckA导入E.coli P2392菌株中表达，结果表明，ppsA,pckA基因的单独表达使宿主细胞的ppsA和pckA酶活力分别提高到5．2和2．5倍，串联表达使宿主细胞PAt和PckA酶活力分别提高到3．1和2．3倍，还使得以PEP为底物合成的3－脱氧α－阿拉伯 酮糖－7－磷酸（DAHP）产量提高到2．1倍，2个基因串联表达比单个基因表达更有利于提高DAHP的产量。     

粟酒裂殖酵母麦芽糖酶基因的克隆及在大肠杆菌内的表达

利用PCR的方法，以粟酒裂殖酵母菌的染色体DNA为模板，扩增得到粟酒裂殖酵母的结构基因，其开放阅读框1740 bp的序列，可以编码579氨基酸，分子量为67.7 kD.利用NCBI对它的蛋白序列进行比对，发现这个蛋白序列与Aspergillus oryza、Candida albicans、Hansenula polymorpha、Saccharomyces cerevisiae、Saccharomyces pastorianus的麦芽糖酶相比分别具有40.6%、41.6%、37.9%、34.7%、34.5%的相似性.而与粟酒裂殖酵母的α-葡萄糖苷酶具有99.8%的相似性，由此可以得出克隆得到的结构基因应该是粟酒裂殖酵母的麦芽糖酶结构基因.将克隆的粟酒裂殖酵母的麦芽糖酶基因克隆到pQE30表达载体中在大肠杆菌中进行诱导表达，然后测定其麦芽糖酶的活力，其酶的比活力是野生菌株的21倍，诱导条件下麦芽糖酶的比活力是非诱导条件下的10倍.     

乳腺癌转移抑制因子（BRMS1）在人乳腺癌细胞系中的表达受体研究

通过PCR方法研究乳腺癌转移抑制因子（BRMS1）在人乳腺癌细胞系MDA MB-231和MCF-7中的表达.质粒（MDA231PEF,MCF-7PEF）通过克隆到大肠杆菌中进行转化.对人乳腺癌细胞系MDA MB-231和MCF-7进行RNA提取并进行反转录.将基因部分敲除的BRMS1（MDA231 BRMS1rib1,MCF7BRMS1rib1）通过大肠杆菌进行克隆,研究BRMS1在MDA MB-231和MCF-7中的表达.结果表明BRMS1在MDA MB-231和MCF-7中均有明显的表达,基因部分敲除后表达减弱.由此说明BRMS1在人乳腺癌细胞系MDA MB-231和MCF-7中存在表达受体.     

过表达醛脱氢酶对Klebsiella pneumoniae合成3-羟基丙酸的影响

克隆了肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）及大肠杆菌（Escherichia coli）各自的醛脱氢酶基因puuC和aldH,获得了重组肺炎克雷伯氏菌K.p(pET-PK-puuC)和K.p(pET-PK-aldH),这两株菌均能以甘油为唯一碳源生产3-羟基丙酸（3-HP）。发酵实验结果显示K.p(pET-PK-puuC)的甘油转化率和单位菌体产量与野生菌相比分别提高了135%和18%;K.p(pET-PK-aldH)的3-HP产量达1.43g/L,是K.p(pET-PK-puuC)的1.8倍,比野生菌提高了81%,甘油转化率和单位菌体产量比野生菌分别提高了150%和88%。     

导入脂肪酶基因提高荧光假单胞菌26-2的产酶效率

采用导入脂肪酶基因的方法对荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescence）26—2的产酶效率进行实验。实验以质粒ppic9k—lipA为模板,通过PCR的方式在26—2脂肪酶基因的两端引入BamHl和EcoR1的酶切位点,并将该基因与大肠杆菌荧光假单胞菌穿梭质粒pDSK 519连接,获得重组质粒pDSK519-lipA,再将重组质粒转入荧光假单胞菌26—2,获得工程菌株P．fluorescence 26—2—1。在相同的发酵条件下,工程菌株的发酵液酶活力比原始菌株的发酵液酶活力提高2倍,实现了荧光假单胞菌脂肪酶基因的同源性表达。     

有机磷水解酶的大肠杆菌细胞表面展示

PCR扩增来自黄杆菌ATCC27551的有机磷水解酶基因opd,直接与XcmⅠ酶切去除Ampr基因片段的pZXL-T连接,将opd克隆于锚定单元Lpp-OmpA编码序列下游,转化E.coliBL21(DE3).经抗性筛选、PCR鉴定和测序证实,成功构建了具有全细胞催化效应的大肠杆菌细胞表面展示工程菌.SDS-PAGE结果表明,工程菌能表达产生51 kD的融合蛋白.细胞表面展示的有机磷水解酶具有较高全细胞酶活性,用蛋白酶K消化处理重组菌表面蛋白可使其全细胞酶活降低90%.     

金黄色葡萄球菌功能蛋白的酵母表面展示

利用酿酒酵母表面展示系统,成功地将金黄色葡萄球菌功能蛋白ZZ锚定在酵母表面,并进一步用展示有蛋白ZZ的酵母细胞纯化出兔IgG.以pEZZ18为模板,通过PCR技术克隆了ZZ基因,将ZZ基因通过双酶切连接到穿梭载体pICAS,构建了酵母表面展示载体pICZZ,并将其转化至酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)MT8-1中.核酸电泳结果表明ZZ基因成功整合到了酵母基因组中.重组菌经培养,利用免疫荧光染色方法进行染色,显微镜观察表明ZZ蛋白已经展示在酵母细胞表面,流式细胞仪分析结果证实80.4%的酵母细胞表达了ZZ蛋白.利用展示有蛋白ZZ的酵母细胞吸附兔血清中的IgG,洗脱后进行十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺电脉,并进行W estern blot免疫印迹,结果表明,此重组酵母细胞纯化的兔IgG比标样兔IgG纯度更高.     

粘质沙雷氏菌低温脂肪酶的基因克隆与酶学性质分析

克隆一个源于北极冻土沙雷氏菌的脂肪酶基因lip18,实现其在大肠杆菌中的表达,并进行酶学性质研究.克隆脂肪酶基因lip18,并构建p ET-28a(+)-lip18重组表达载体,导入大肠杆菌BL21(DE3)中,诱导优化重组蛋白表达,并研究其酶学性质.克隆得到脂肪酶基因lip18,全长为1 842 bp,编码614个氨基酸.重组菌的诱导温度对蛋白表达影响很大,在最适诱导温度为20℃时脂肪酶大量表达,重组脂肪酶的相对分子质量约为65 ku.酶学性质研究表明:重组酶高效水解C10~C16的中、长链脂肪酸,最适作用温度30℃,最适作用pH值7.0,并且在0℃条件下有一定的催化活性,热稳定性差,是低温中性脂肪酶;同时,对有机溶剂有较好的耐受性.     

大肠杆菌核苷磷酸化酶的重组表达和活性

将大肠杆菌K-12菌株来源的嘌呤核苷磷酸化酶、尿苷磷酸化酶和胸苷磷酸化酶基因分别克隆到pET-11a载体并转化大肠杆菌BL21（DE3）宿主菌表达,通过SDS-PAGE分析和酶的活性测定,重组菌诱导表达后目的蛋白的表达量占菌体总蛋白的37%以上,与产核苷磷酸化酶的野生菌比较,酶的活性也有显著提高。在特异反应条件下,构建的工程菌可以用来高效催化核苷的转糖基反应。     

产脂肪酶菌株的筛选、鉴定与产酶条件优化

以橄榄油为唯一碳源,采用平板变色圈法,从土壤中筛选到1株脂肪酶高产菌XYU-6,经生理生化试验鉴定及16S rDNA序列分析,XYU-6被鉴定为洋葱假单胞菌(Burkholderia cepacia).设计单因素试验,对其产酶条件进行优化,优化后的培养条件为:葡萄糖1.00;,蛋白胨2.00;,豆油1.00;,KH2 PO40.35;,K2 HPO4 0.15;,MgSO40.05;,初始pH值为7.0,培养温度30℃,培养48 h,酶活可达24.1U·mL-1,是优化前的1.65倍.     

产碱假单胞菌碱性脂肪酶的克隆表达及酶学性质

【目的】为获得可应用于酯类水解及合成的脂肪酶资源,本研究通过筛选分离得到能够水解长链脂肪酸酯的脂肪酶产生菌,克隆表达其脂肪酶基因并研究脂肪酶的酶学性质。【方法】从环境中筛选分离出可水解三硬脂酸甘油酯的菌株,利用16SrDNA对其进行分子鉴定,并扩增其脂肪酶基因和脂肪酶分子伴侣基因。以pET-22b(+)为表达载体,构建共表达重组质粒,转化Escherichia coli BL21(DE3)进行异源表达,并对重组酶进行酶学性质研究。【结果】经16SrDNA鉴定该菌株为产碱假单胞菌Pseudomonas alcaligenes。通过PCR成功克隆到该菌的脂肪酶基因(lipPA-9A)和脂肪酶分子伴侣基因(lipPA-9B),并构建共表达重组质粒pET22b-lipPA-9A-9B,实现脂肪酶LIP-9A的活性表达。酶学性质研究表明LIP-9A的最适反应温度为35℃,最适反应pH值为10.5,最适反应底物为对硝基苯酚辛酸酯(pNPO);同时,LIP-9A还可以催化醇和羧酸发生酯化反应产生酯类物质。【结论】LIP-9A在碱性条件下具有较高活力,且可以催化酯化反应,在洗涤行业和酯合成领域具有一定的应用价值。     

枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的克隆及在大肠杆菌中的高效表达

利用PCR技术扩增得到来源于枯草芽孢杆菌的葡萄糖脱氢酶基因片段，并构建重组质粒pUC-T-GDH，然后将基因片段克隆于大肠杆菌表达载体pBV220中．得到表达质粒pBV-GDH．葡萄糖脱氢酶在含有表达质粒的基因工程菌株中得以诱导表达，聚丙烯酰胺凝胶电泳及薄层扫描结果表明，经诱导表达的葡萄糖脱氢酶约占基因工程菌株总蛋白的45％．葡萄糖脱氢酶活力测试表明，基因工程菌株无细胞抽提液中葡萄糖脱氢酶的活力为7.8U／毫克，约为对照组的30倍．实验结果初步说明，广泛应用于工业化生产的葡萄糖脱氢酶可以在基因工程菌株中得以大量表达并维持较高活力．     

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。     

褐藻胶裂解酶基因的克隆、表达载体构建以及表达条件的研究

以产褐藻胶裂解酶的紫色链霉菌(Streptomyces violaceoruber)为出发菌株,应用基因工程技术,将褐藻胶裂解酶aly基因进行克隆,并构建了该基因的重组表达载体pET23b(+)-aly.通过表达条件的初步优化,实现了aly基因在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中的成功表达.在IPTG诱导浓度为0.1mmol/L,诱导时间为8h,诱导温度为16℃的条件下,细胞破壁后上清中ALY粗酶液活力为6U/mg.根据褐藻胶裂解酶ALY的蛋白质结构预测结果推断该酶属于Algi-nate lyase-2家族,理论pI为8.85,理论分子量大小为28 500,化学式为C1252N1920H356O394S9.SDS-PAGE蛋白电泳检测发现,ALY蛋白的分子量约为28 000,与预测的蛋白分子量较为接近.     

庆大霉素生物合成关键酶基因在E.coli中的克隆与表达

从庆大霉素产生菌?棘孢小单孢菌基因组中扩增出参与庆大霉素生物合成的关键酶基因——2-脱氧青蟹肌糖合成酶基因GntB,将其分别克隆到克隆载体pBS-T和表达载体pET-22b(+)上,并将pET-gntB转化大肠杆菌E.coliBL21(DE3),用IPTG诱导使GntB基因实现表达.GntB基因大小为1 193 bp,其编码的氨基酸含397个残基,约为42 kD的多肽链.     

毒性小分子蜂毒肽基因的克隆修饰、融合载体构建及表达研究

通过定点诱变的方法，对小分子蜂毒肽（melitin）基因进行修饰，引入了羟胺裂解位点，使蜂毒肽与其前体蛋白得以在体外融合表达．将融合的蜂毒肽前体蛋白（prcmelittin）经双酶切后克隆到原核表达载体PET-42a（＋）中，PCR鉴定后转化至宿主菌BL21（DE3）中，在异丙祭硫代-β-D-半乳糖苷（IPTG）诱导下，在大肠杆菌中实现融合表达．为利用基因下程的方法表达毒性小分子多肽、实现该类药物的产业化打下基础．     

乙型肝炎病毒HBX基因的克隆、表达和蛋白的纯化

克隆乙肝病毒X基因,并在大肠杆菌中进行表达和纯化。用PCR方法从结乙肝病毒基因组扩增出HBX基因片段,克隆至pMD18-T载体中。序列测定正确后,将其亚克隆到表达载体pProExHTa并在大肠杆菌BL21中表达。表达蛋白经SDS-PAG及Western-blot分析后,亲和层析法纯化蛋白。结果成功克隆了HBX基因,并对其在E.coli中进行了表达。SDS-PAGE及Western blot分析表明表达产物正确。通过IMAC纯化系统获得17 kD纯化蛋白,与文献报道相符。结果成功获得了纯化的HBX蛋白,为进一步研究HBX蛋白与宿主蛋白之间的相互作用奠定基础。     

酵母海藻糖合成酶基因植物表达载体的构建

以从原核表达载体中酶切得到的tps1基因为模板，设计适当的引物，利用PCR技术，克隆出核苷酸数大约1.5k的片段，PCR产物经回收后，与PCAMBIAI303载体连接并转化大肠杆菌DH5a，阳性重组子经PCR鉴定，结果表明已获得海藻糖磷酸合成酶基因的植物表达载体。     

结核分枝杆菌H37Ra FadD3基因克隆与表达研究

为探索FadD3在结核分枝杆菌胆固醇分解代谢中的作用,从结核分枝杆菌H37Ra的全基因组中克隆了FadD3基因,并在大肠杆菌BL21中表达.根据NCBI公布的结核分枝杆菌全基因组序列设计一对引物,PCR扩增FadD3基因.PCR扩增产物与克隆载体pGEM3Zf(+)进行拼接,得到重组基因FadD3-pGEM3Zf(+),再转化到大肠杆菌DH5ɑ得到克隆.PCR检测阳性克隆,再与表达载体pYUB28b拼接,得到重组质粒FadD3-pYUB28b.阳性重组质粒亚克隆到大肠杆菌BL21宿主菌进行自体诱导表达.经过表型筛选及鉴定分析,已成功构建了重组表达质粒FadD3-pYUB28b.SDS-PAGE和Western blotting证实,重组基因FadD3-pYUB28b在大肠杆菌BL21中有表达产物.实验结果表明,以pYUB28b为表达载体,FadD3重组基因在大肠杆菌表达体系于温度分别为18,28 ℃有包涵体形式的表达蛋白,在37 ℃无表达产物.