谷胱甘肽生产菌重组巴斯德毕赤氏酵母的构建

目的：构建一株新型的产谷胱甘肽的重组巴斯德毕赤氏酵母，并研究该重组菌合成谷胱甘肽的能力；方法：利用PCR技术克隆来源于酿酒酵母的1-L-谷氨酰-L-半胱氨酸合成酶编码基因GSHI和谷胱甘肽合成酶的基因GSH2，串联插入表达载体pGAPZA，转化Pichia pastoris GS115，在Zeocin平板上挑选阳性转化子，并对阳性转化重组菌进行摇瓶培养筛选。结果：得到一株GSH的产量高达162．2mg／L重组菌，说明串联表达酿酒酵母GSH1和GSH2基因，重组甲醇酵母生产谷胱甘肽可以达到较高的水平。     

Clostridium cellulolyticum D-塔格糖3-差向异构酶基因的克隆、表达及酶活性

D-塔格糖3-差向异构酶是生物法生产新型功能性因子D-阿洛酮糖最为有效的酶。作者克隆到一种新型的D-塔格糖3-差向异构酶基因,来源于微生物Clostridium cellulolyticumH10。以pET-22b(+)为载体质粒,E.coliBL21(DE3)为宿主细胞,构建了基因重组菌,IPTG可诱导目的蛋白质的过量表达;经亲和层析纯化的重组蛋白质样品进行SDS-PAGE分析,在约31 000处出现显著的特征蛋白质条带;活性检测结果表明:该重组酶具有较高的转化活性。     

甜味蛋白Brazzein在毕赤氏酵母中表达的初步研究

目的:采用pGAP ZαA为表达载体,SMD1168毕赤酵母为受体系统,构建分泌型的甜味蛋白Brazzein毕赤酵母重组菌.方法:按照毕赤酵母偏爱密码子设计Brazzein基因,共设计4对引物.在上、下游引物分别引入Xba Ⅰ与Xho Ⅰ酶切识别位点,采用SOE-PCR法合成Brazzein基因,构建克隆载体pUC57-Bra与酵母表达载体pGAPZαA-Bra.将重组质粒线性化,电转导入毕赤酵母(Pichia. pastoris SMD1168)中,用高浓度的抗生素Zeocin筛选高拷贝转化子.将重组菌株接种于YPD培养基诱导表达,进行SDS-PAGE分析.结果:成功构建了分泌型的Brazzein毕赤酵母重组菌.SDS-PAGE表明,目标蛋白的相对分子质量与理论值一致,在诱导72h后目的蛋白表达量达0.12g/L.对纯化后的蛋白进行生物活性测定,经鉴定具有一定的甜味,表达的Brazzein蛋白生物学活性良好.     

具有溶栓活性的重组乳酸乳球菌的构建

利用PCR方法从纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.natto)基因组DNA中扩增纳豆激酶原基因,构建了纳豆激酶原基因的表达载体pFY002,转化Lactococcus lactis NZ9000,得到活性表达纳豆激酶的重组菌Lactococcus lactis NZ9000/pFY002。利用纤维蛋白平板法检测其溶栓活性,并对诱导剂乳链菌肽(NisinA)的浓度、温度、诱导时间对重组菌产酶的影响进行探究。     

噬夏孢欧文氏菌crtY基因在大肠杆菌中的表达及其产物的纯化

噬夏孢欧文氏菌(Erwinia uredovora)可以累积类胡萝卜素,合成过程涉及的一系列反应都是在相关酶的催化下完成的,其中番茄红素环化酶由基因crtY编码,催化由番茄红素转化为β-胡萝卜素的酶促反应。本研究以噬夏孢欧文氏菌基因组DNA为模板,通过聚合酶链式反应扩增获得crtY基因,测序正确后克隆进表达载体pET-15b,构建表达质粒pET-15b-crtY,重组质粒转化E．coli BL21(DE3),构建工程菌,经IPTG诱导后,重组番茄红素环化酶在大肠杆菌中实现了高效表达,通过镍离子树脂亲和层析和Superdex 75凝胶过滤层析,得到了电泳纯的重组噬夏孢欧文氏菌番茄红素环化酶,该蛋白体外具有催化番茄红素转化为β-胡萝卜素的活性。     

rDNA介导的乳酸克鲁维酵母整合型表达载体的构建及初步验证

构建一个适用于乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)稳定的整合型表达载体,并通过鼠灰链霉菌(Streptomyces murinus)来源的腺苷酸脱氨酶基因(AMPD)的表达对该载体进行初步验证。以质粒pMD 19T-simple为空骨架,K. lactis GG799来源的18S rDNA序列为同源重组位点,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)来源的半乳糖苷酶启动子(pScGAL7)为外源基因调控元件,乙酰胺酶基因(amdS)为筛选标记,AMPD为报告基因,构建重组表达载体pTRGA-amdS。载体经Sac Ⅱ线性化后,去除了大肠杆菌(Escherichia coli)来源的ori和氨苄青霉素抗性基因(Ampr),将同源重组片段电转化K. lactis GG799得到重组菌,利用实时荧光定量PCR (RTQPCR)测定重组菌AMPD基因整合拷贝数为1～3,AMP脱氨酶酶活测定结果表明:酶活与拷贝数呈正相关,含3个整合拷贝的重组菌在半乳糖诱导下酶活提高了32.6%,达到(590±13.33) U/mL。在无选择压力下重组菌连续生长58世代稳定性为98.59%。通过载体pTRGA-amdS的构建与应用实现了外源基因在K. lactis中的稳定表达,初步探究了18S rDNA在同源重组中的作用,为K. lactis的进一步分子改造提供参考。     

一种新型糖磷酸异构酶在大肠杆菌中的重组表达

核糖-5-磷酸异构酶(RpiB)是新型功能性稀有糖D-阿洛糖生物合成过程中的重要酶。克隆Thermotoga lettingae TMO来源的RpiB基因,以pET-22b(+)为载体,E.coli BL21(DE3)为宿主细胞,构建了基因重组菌。诱导剂IPTG可诱导目的蛋白表达;经金属亲和层析纯化得到电泳纯的重组蛋白,SDS-PAGE显示17ku处出现显著的特征蛋白质条带。活性检测结果表明,该重组RpiB具有较高的产D-阿洛糖生物活性,静息细胞和纯酶反应3h后转化率分别为19%和23%。     

卷枝毛霉Δ12-脱饱和酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的高效表达

Δ12-脱饱和酶是亚油酸合成的关键酶,为提高Δ12-脱饱和酶的活性,本研究利用RT-PCR对Mucor sp.EIM-10的Δ12-脱饱和酶c DNA进行克隆,并导入p YES2.0质粒中,构建重组表达载体。运用醋酸锂转化法将重组质粒导入酿酒酵母,成功构建p YMD12酿酒酵母表达系统。为了进一步提高Δ12-脱饱和酶的表达水平,用GAP启动子替代p YES2.0质粒自带的启动子,成功构建p YGAPMD12重组菌。最终产物经GC-MS检测显示,p YGAPMD12重组菌转化C18∶1的转化率为69.172%,比p YMD12重组菌提高32.771%。本文为进一步提高Δ12-脱饱和酶的表达水平提供参考依据。     

重组酿酒酵母合成白藜芦醇的研究

为了获得一种酵母快速合成白藜芦醇的体系,本研究分别从虎杖和烟草中克隆获得白藜芦醇合成途径的关键酶基因:芪合酶基因STS和4-香豆酰辅酶A连接酶基因4CL,引入3个连续重复的GSG作为连接肽,采用Overlap PCR扩增技术构建了融合基因4CL-(GSG)3-STS,进一步获得重组表达载体p ESC-TRP-4CL-(GSG)3-STS后转化至酿酒酵母中,之后利用HPLC分析检测重组酿酒酵母代谢产物,最后对重组菌合成白藜芦醇的诱导时间、底物添加浓度和添加方式进行了优化研究。结果表明:所构建的重组酿酒酵母菌体生长48 h后进行诱导表达,同时添加浓度为6 mg/L底物4-香豆酸,并且每隔2 h添加一次,8 h后白藜芦醇产量即可达7.01 mg/L。利用本体系合成白藜芦醇具有操作简单、生产周期短的特点,为进一步实现微生物大规模生产白藜芦醇提供了基础。     

短小芽孢杆菌碱性β-葡萄糖苷酶在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

以毕赤酵母密码子为基准,对短小芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶基因密码子进行优化,设计合成全基因序列,构建表达载体转入毕赤酵母中。结果表明,短小芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶基因已成功转入酵母菌中并分泌表达,诱导培养72h发酵液的酶活力可达25.39U/mL。重组酶最适反应温度45℃,最适pH 9.0,重组酶的K_m值1.26mmol/L,V_(max)为32.15μmol/(min·mg)。重组β-葡萄糖苷酶对大豆苷水解活性相对活力是pNPG的248%,转糖苷活性催化50%底物葡萄糖合成龙胆二糖,达34.25g/L。     

一种耐低温α-乙酰乳酸脱羧酶在枯草芽孢杆菌中的高效表达

从Bacillus subtilis L5-20染色体上克隆得到ALDC基因alsD,构建重组表达载体pMA5-alsD-His,将其转化到B.subtilis WB600中。SDS-PAGE结果显示ALDC在重组B.subtilisWB600中成功表达,其相对分子质量(Mr)为32×103。采用Ni柱亲和层析纯化重组ALDC,所得纯酶的比酶活为272.3 U/mg,总回收率为89.8%。该重组ALDC最适反应温度仅为25℃,在20～35℃范围内均表现出较高的活性。Ni2+对ALDC有一定的激活作用,Fe3+使ALDC活性完全丧失。经摇瓶培养,重组菌的ALDC酶活为27.0 U/mL,约为出发菌酶活的70倍。经5 L的发酵罐发酵放大试验,ALDC酶活最高可达75.9 U/mL。     

热纤梭菌β-葡聚糖酶基因的克隆和表达

提取热纤梭菌(Clostridium.sp)基因组DNA,首次通过PCR克隆了该菌的β-葡聚糖酶基因全长。结果表明:该基因全长1040bp,ORF为1003bp,编码334个氨基酸,计算分子质量为37.8kD,等电点为7.67。经Blast分析,该序列与热纤梭菌同源性最高(99%),而与基因库中嗜热梭菌的同源性为94%,该基因已被GenBank接受(AY225318)。用BamHⅠ和XhoⅠ双酶切目的片段和表达载体pET-30a(+)后相连接,构建重组表达载体pET-clo,并导入BL21细菌中表达。酶学特性表明:SDS-PAGE电泳在37kD左右有表达蛋白带,该工程菌最适酶活29.4U/mL,是出发菌的15倍,最适温度80℃,最适pH9。该工程菌可作为耐热性材料构建耐热性好、酶活高的杂合基因工程菌。     

基于ELISA克罗诺杆菌单链抗体制备与鉴定

利用基因工程技术制备克罗诺杆菌特异性单链抗体(sc Fv)。从克罗诺杆菌单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总RNA,利用RT-PCR反转录合成第一链c DNA后再扩增出抗体的重链可变区(VH)和轻链变区(VL)基因片段,采用重叠延伸PCR的方法,用柔性多肽Linker接头(Gly4Ser)3将VH基因和VL基因拼接成sc Fv基因片段,XhoⅠ﹑Eco RⅠ限制性内切酶双酶切sc Fv后克隆到原核表达载体p ET-26b中构建重组质粒sc Fv-pet-26b,挑取阳性克隆提取重组质粒后转入大肠杆菌BL21中进行诱导表达,通过His柱进行亲和层析,最后利用ELISA检测单链抗体的活性。成功构建了表达克罗诺杆菌单链抗体的基因工程菌株,通过SDS-PAGE和ELISA试验结果表明,诱导表达的罗诺杆菌单链抗体分子量约为30 k Da,其能与罗诺杆菌特异性结合,可作为免疫检测罗诺杆菌的候选抗体分子。     

Acidothermus cellulolyticus 11B葡萄糖异构酶基因的克隆、表达及酶活性研究

葡萄糖异构酶是生物法转化葡萄糖为果糖制备果葡糖浆的关键酶。本文克隆到一种葡萄糖异构酶基因xyl,来源于嗜酸耐热型微生物Acidothermus cellulolyticus 11B(ATCC43068)。以pET-22b(+)为载体质粒,E.coliBL21(DE3)为宿主细胞,构建了基因重组菌,IPTG可诱导目的重组葡萄糖异构酶过量表达;经亲和层析纯化的重组蛋白样品进行SDS-PAGE分析,在约43kDa处出现显著的特征蛋白条带;活性检测结果表明该重组葡萄糖异构酶具有较高的果糖转化活性。     

共轭亚油酸合成相关基因在耶氏解脂酵母中异源表达及活性研究

为了探究植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中与共轭亚油酸(CLA)生物合成相关的3个基因:(亚)油酸水合酶基因(mcra)、短链脱氢酶/氧化还原酶基因(dh)、乙酰乙酸脱羧酶基因(dc)在耶氏解脂酵母(Yarrowia lipolytica,Y.lipolytica)中异源表达后能否具有活性,利用两个耶氏解脂酵母整合表达质粒(p INA 1269和p INA 1312),将3个基因分别导入耶氏解脂酵母营养缺陷型宿主菌Polf(Ura~-,Leu~-)中,构建了重组菌株。在不同重组菌中添加相应的底物:亚油酸(LA)和10-羟基-顺12-十八碳烯酸(10-HOE),然后对反应体系进行脂肪酸检测,得到基因对应的不同产物:10-HOE和10-氧代-反11-十八碳烯酸(10-oxo-trans 11-octadecenoic acid),证明mcra、dh、dc在耶氏解脂酵母中进行了异源表达并且具有活性。     

重组Clostridium thermosulfurogenes β-淀粉酶的分泌表达

为将Clostridium thermosulfurogenesβ-淀粉酶基因高效分泌表达,构建了带有omp A信号肽的表达载体和重组大肠杆菌。通过测定酶活力考察诱导物浓度、诱导时相、表面活性剂对重组菌分泌表达β-淀粉酶的影响。结果omp A信号肽介导Clostridium thermosulfurogenesβ-淀粉酶分泌率为23.6%,略优于pel B信号肽;重组菌生长的对数前期和100μmol//L的IPTG浓度是较优的诱导表达条件;重组菌诱导表达初期添加1%吐温80,β-淀粉酶分泌酶活力提高了105%,而在诱导至较高细胞密度后添加0.05%Triton X-100,β-淀粉酶分泌酶活力可提高301%。     

抗菌肽Japonicin Ⅱ基因的克隆及其在Pichia pastoris中的表达

采用重叠区基因扩增法(SOE)人工设计和合成抗菌肽JaponicinⅡ基因.按正确的阅读框架定向克隆至真核表达载体pPlCZαA上,构建出的重组质粒pPICZaA-Jap,经电击法转至GSll5宿主菌,Zeocin筛选的阳性克隆用甲醇诱导表达,Tricine-SDS-PAGE确定了产物的正确性:利用琼脂孔穴扩散法证明了表达产物具有抗菌活性.     

海藻糖合酶基因在毕赤酵母中的表达

首次构建来源于恶臭假单胞菌海藻糖合酶基因（AE015451.1）的真核表达载体,探索在毕赤酵母中的表达。PCR扩增目的基因,经EcoRⅠ/XbaⅠ双酶切后连接至同样双酶切的pPICZaA中,经PCR检测和序列测定准确后,通过电击法将重组质粒转入毕赤酵母GS115中,利用含Zeocin的YPD平板筛选到阳性转化子,提取阳性转化子基因组并利用特异性引物PCR得到一条与目的基因大小相同的条带,说明目的基因转入成功,诱导重组蛋白表达并用SDS-PAGE检测可见一条约76 ku与目的蛋白大小预测相符合的蛋白条带,最后HPLC检测重组蛋白可将麦芽糖特异转化为海藻糖,说明外源表达的海藻糖合酶具有一定酶活。通过PCR、SDS-PAGE和HPLC结果说明成功构建重组pPICZaA-TreS质粒并整合到巴斯德毕赤酵母的基因组上,且海藻糖合酶基因得到预期的表达并具有活性,为下一步研究奠定基础。     

Clostridium scindens ATCC35704中的D-塔格糖-3-差向异构酶的克隆表达、纯化及活性研究

D-阿洛酮糖作为一种新型低热量功能性甜味剂,可以通过D-塔格糖-3-差向异构酶家族,以D-果糖为底物C-3位异构化得到。一个新的来源于微生物Clostridium scindens ATCC 35704中ZP 0243228的D-塔格糖-3-差向异构酶基因(CS-DTE),通过克隆并成功导入E.coli BL21(DE3)中,构建了基因重组菌,诱导目的重组基因过量表达;经亲和层析纯化的重组蛋白样品进行SDS-PAGE分析,在约31 ku处出现显著的特征蛋白条带;通过对其活性检测表明,该重组酶分别以D-塔格糖和D-果糖为底物,可以生成D-山梨糖和D-阿洛酮糖,转化率分别为8.6%和27.9%。     

一种中性普鲁兰酶的高效表达及重组酶在粉丝制作中的应用

为获得适合粉丝制作工艺的普鲁兰酶,研究了嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)普鲁兰酶基因Gs P在不同枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)宿主菌中的表达及重组酶的应用效果。分别以淀粉酶基因缺失的枯草芽孢杆菌1A717和蛋白酶基因缺失的菌株WB600为宿主菌,构建了表达Gs P的重组菌,酶活检测和SDS-PAGE分析表明,两种重组菌产生的普鲁兰酶均为胞外酶,分别命名为Gs P1a和Gs Pwb。两种重组酶分别用于粉丝制作,以Gs P1a处理的芡糊制作的粉丝成品断条率接近于0,由Gs Pwb处理的芡糊制作的粉丝断条率高于前者,这可能与宿主菌WB600在发酵过程中产生的α-淀粉酶有关。该研究表明,中性普鲁兰酶是粉丝制作中明矾的理想替代物,酶液中α-淀粉酶活性的去除有利于其应用性能的提升。