磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆与原核表达

以筛选得到的鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）基因组DNA为模板,PCR扩增了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因,构建了克隆载体pET-28a-PEPC。将测序结果正确的重组子转化到大肠杆菌BL21中,获得重组菌BL21-pET-28a-PEPC。经IPTG诱导,该重组菌实现了PEPC的高效表达,并且生长速度明显快于对照菌大肠杆菌BL21,可作为宿主用于构建碳固定工程菌。     

三种不同磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆、表达及其对宿主菌生长的影响

应用PCR技术分别克隆了集胞藻6803、鲍曼不动杆菌和大肠杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因,构建重组大肠杆菌。SDS-PAGE凝胶电泳结果显示,来自集胞藻6803和大肠杆菌的PEPC实现了高效表达,而来自鲍曼不动杆菌的PEPC表达较弱,提示密码子偏好性的影响。前两菌提前进入对数生长期,来自鲍曼不动杆菌PEPC工程菌却延迟生长,但这3种重组菌发酵24h后的生物量与对照菌几乎相同。如果排除质粒复制造成的代谢负荷,过表达PEPC促进了宿主菌的生长,推测是因为重排了代谢流量。     

大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的克隆和表达

为了更好地研究磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的结构和功能,采用PCR(聚合酶链式反应)、双酶切和细胞转化等基因工程方法对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因进行克隆并使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行表达分析,扩增出一个新的大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因,将其基因克隆到原核表达载体pET-30a上,并导入到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中。通过IPTG诱导成功表达出大肠杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶。所提出的方法能够高效表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,为进一步大规模表达纯化和应用提供参考。     

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。     

大肠杆菌L-组氨酸生物合成途径的改造及其对工程菌L-组氨酸产量的影响

改造大肠杆菌L–组氨酸生物合成途径,以提高L–组氨酸的产量.用NTG诱变大肠杆菌M-17(SGr),依次赋予其2–噻唑丙氨酸(2-TA)和组氨酸氧肟酸盐(HisHx)遗传标记,再以突变株M-18(SGr+2-TAr+HisHxr)基因组为模板,扩增组氨酸操纵子基因,构建出重组质粒pUC118-his-operon,将重组质粒导入突变株M-18(SGr+2-TAr+HisHxr)得到工程菌E.coli M-19(SGr+2-TAr+HisHxr/pUC118-his-operon).根据zwf和prs基因序列分别合成引物进行PCR扩增,PCR产物与载体pSTV28连接,构建重组质粒pSTV28-zwf、pSTV28-prs和pSTV28-zwf-prs,将重组质粒分别转化至工程菌E.coli M-19,摇瓶发酵测定重组工程菌L–组氨酸的产量.摇瓶发酵结果显示,L–组氨酸产量与对照株相比,工程菌E.coli M-19提高了4.5倍,双质粒系统重组工程菌E.coli MZH-19、E.coli MPH-19和E.coli MZPH-19分别提高了5.14、5.78、8.43倍.     

基于关键酶表达的发酵调控与分子改造策略对E.coli产丁二酸的影响

考察E.coli JM001及其重组菌株E.coli JM002生物发酵生产丁二酸的性能。E.coli JM001在两阶段发酵产丁二酸过程中通过在有氧培养阶段添加乙酸钠,即可提高丁二酸的生产能力,厌氧阶段的丁二酸收率可达84%,但会有较多的副产物乙酸和丙酮酸积累。以E.coli JM001为出发菌株,敲除其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC)并导入来源于枯草芽孢杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK)基因,构建了重组菌株E.coli JM002,该重组菌株在两阶段发酵的有氧培养过程中不需添加乙酸钠,转厌氧后菌株也具有转化葡萄糖合成丁二酸的能力,丁二酸收率可达86%,副产物积累很少。     

丙烯酰CoA合成酶在大肠杆菌中的表达及其酶活性表征

以橙色绿屈挠菌（Chloroflexus aurantiacus）dsm636基因组DNA为模板,应用PCR技术扩增并克隆了丙烯酰CoA合成酶（ACS）基因,并连接到表达载体pET-22b(+)质粒上,构建了pET-22b(+)-Acs重组质粒,测序结果100%正确。将重组质粒pET-22b(+) Acs转化到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中,通过氨苄霉素抗性平板筛选,构建了大肠杆菌BL21(DE3)-pET-22b(+)-Acs基因工程菌。重组菌株经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导表达,SDS-PAGE电泳分析,目标条带出现在分子量约160000处,表明丙烯酰CoA合成酶基因在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达;体外酶活实验证明,所表达的丙烯酰CoA合成酶是具有活性的。     

在鹰嘴豆的果实组织中光合~(14)CO_2固定产物与有关酶的活性

尽管许多豆科植物,包括鹰嘴豆的果实组织进行光合CO_2的同化是众所周知的,但是,对于在这些组织中CO_2固定的途径,特别是对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(EC4、1、1、31)的作用还不够清楚。我们己从鹰嘴豆(Cicer arictinum L)的荚果壳、种皮(果实组织)及其苞叶中测定到一些卡尔文循珠和C_4代谢的主要酶的活性,光照和黑暗中~(14)CO_2固定速率和光合CO_2固定的最初产物。对1,5——二磷酸核酮糖羧化酶(EC4、1、1、39)和其它卡尔文循环的酶,即NADP~+——甘油醛—3—磷酸脱氢酶(EC1、2、1、13),NAD~+——甘油醛—3—磷酸脱氢酶(EC1、2、1、12)和5——磷酸核酮糖激酶(EC2、7、1、19)的活性和磷酸烯醇式丙酮羧化酶以及其他C_4代谢的酶,也就是说,对NADP~+—苹果酸脱氢酶(EC_1、1、1、82)、NAD~+—苹果酸脱氢酶(EC1、1、1、37)NADP~+—苹果酸酶(EC1、1、1、40)、NAD~+—苹果酸酶(EC1、1、1、39)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(EC2、6、1、2)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(EC2、6、1、2)的活性进行了比较。一般说来,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和其他C_4代谢的酶,在荚果壳和种皮中的含量比在叶片中的含量为高。荚果壳和种皮在光照和黑暗中~(14)CO_2固定的速率高于叶子。说明在果实组织短期的~(140CO_2同化,象主要标记产物一样产生苹果酸,标记的3—磷酸甘油酸却较少,而在叶片中主要产物合成为3—磷酸甘油酸。显然,鹰嘴豆在果实组织中是利用磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶再固定呼吸放出的CO_2。     

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。     

肺炎克雷伯氏菌D-乳酸脱氢酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

以肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）基因组DNA为模板,应用PCR技术扩增并克隆出D-乳酸脱氢酶的基因（ldhD）,将其连接到表达载体pET-22b(+)质粒上,构建pET-22b(+)-ldhD重组质粒,测序结果100%正确。将重组质粒pET-22b(+)-ldhD转化到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中,通过氨苄霉素抗性平板筛选,构建大肠杆菌BL21(DE3)-pET-22b(+)-ldhD基因工程菌。重组菌株经IPTG诱导表达,SDS-PAGE蛋白电泳分析,目标条带出现在分子量约37000处,表明D-乳酸脱氢酶基因ldhD在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达。采用紫外分光光度法测定其酶活,底物丙酮酸终浓度为10mmol/L时,在丙酮酸还原为D-乳酸反应方向D-乳酸脱氢酶表现出119.04U/mL的酶活力;底物D-乳酸终浓度为50mmol/L时,在D-乳酸转化为丙酮酸的逆反应方向中表现出0.89U/mL的酶活力。比酶活则分别为9.16U/mg和 0.07U/mg。通过Lineweaver-Burk双倒数作图法,计算出酶反应的米氏常数K_M为10.54mmol/L。经摇瓶发酵后,通过高效液相色谱测定产物,D-乳酸的产量达到3.09g/L。     

桃褐腐病菌角质酶基因的克隆与原核表达

采用PCR法克隆了桃褐腐病菌的角质酶基因cutl,构建了诱导型表达载体pET28a-cutl,转化大肠杆菌E. coli(BL21),获得重组菌pET28a-cutl/ BL21。经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导,该重组菌角质酶的表达量约为对照菌的1.69倍,酶活约为对照菌的1.8倍,粗酶液的酶活可达40.33U/mL。     

增强谷氨酸棒状杆菌羧化途径对有机酸产量的影响

以谷氨酸棒状杆菌CZ04为出发菌株,利用pK19mobsacB载体的反向筛选,通过在ppc和pyc基因前面敲入超氧化物歧化酶基因启动子(Psod),相应获得磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC)上调的重组菌株CZ05和丙酮酸羧化酶(PYC)上调的重组菌株CZ06以及PPC、PYC双上调的重组菌株CZ07,并研究了增强谷氨酸棒状杆菌羧化途径对有机酸产量的影响。结果表明,强启动子的敲入,对菌株生长没有明显影响,但增强了谷氨酸棒状杆菌的羧化代谢途径,能促进转基因菌株中有机酸的生成和积累。     

功能型DNA重组修复蛋白质RecR的体内分布示踪

RecR是参与大肠杆菌(E.coli)同源重组的蛋白质,在真核生物中存在功能保守性组分.通过构建recR_yfp 融合基因及其表达载体,对大肠杆菌菌体内RecR蛋白的分布情况进行了活体观察.显微镜观察结果表明,RecR蛋白一般在菌体的拟核区起作用.通过对比紫外线敏感性,Re-cR-YFP在重组质粒上提高了recR缺陷型大肠杆菌的抗紫外线能力,表明重组质粒表达的融合蛋白RecR-YFP具有生物活性,能够提高rPfR缺陷型大肠杆菌的存活率.     

谷子乙酰辅酶A羧化酶BC功能域的克隆及原核表达载体的构建

根据已知的乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)序列设计合成了1对引物,对ACCase基因的BC功能域进行扩增,所得产物与预期片段大小一致,约1.8kb。该片段与克隆载体PGEM TEase连接,转入感受态大肠杆菌DH5а中增殖。提取质粒进行PCR鉴定,将阳性克隆与原核表达载体PQE30分别用KpnⅠ和SalⅠ双酶切后回收目的片段进行连接,并转入感受态大肠杆菌M15中,所获重组质粒经过酶切、测序鉴定,证实含有目的片段,且连接、构建正确。     

黑松过氧化物酶cDNA的克隆及其在大肠杆菌中的表达

采用RT-PCR的方法,从黑松愈伤组织中获得过氧化物酶cDNA,其开放阅读框全长981bp,编码326个氨基酸残基。将该开放读框克隆到表达载体pET-15,构建重组表达质粒pET-15b-POD,转化E.coli BL21(DE3)构建工程菌,IPTG诱导工程菌高效表达过氧化物酶,通过Ni 2+螯合亲和层析得到了电泳纯的重组过氧化物酶。生物信息学分析表明,该蛋白具有植物过氧化物酶的典型结构,以及具有过氧化物酶家族保守的活性位点。活性分析表明该蛋白的确是黑松过氧化物酶,这一结果为松萎蔫病抗性机理的研究奠定了基础。     

钝齿棒杆菌YL1基因文库的建立及异亮氨酸基因在大肠杆菌…

以ｐＵＣ１９质粒为载体建立了异亮氨酸产生菌钝齿棒杆菌ＹＬ１的基因文库，并通过酶切重组子、斑点杂交得到证实，区筛选５８００个重组子，一个特定ＤＮＡ片断在库中存在的可靠性达９９．０９％。从中克隆重组了带有ｉｌｖＡ基因片断的重组质粒ｐＹ１９４转化ＡＨＶ的大肠杆菌ＥＤ８６５４５，使本来不产Ｉｌｅ的大肠杆菌可以积累Ｉｌｅ１．５ｇ／Ｌ，为进一步高效表达构建工程菌创造了条件。     

氮素形态对牛鞭草光合碳同化酶及叶绿素合成的影响

选用根茎型禾草牛鞭草为材料,研究硝态氮、铵态氮对牛鞭草光合碳同化酶、叶绿素合成前体及叶绿素合成的影响,探究不同形态氮与牛鞭草光合碳同化及叶绿素合成之间的关系.研究发现在m(NO_3~--N):m(NH_4~+-N)为1:0和1:1的氮添加条件下,磷酸稀醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、叶绿素合成前体5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinate ALA)、胆色素原(Porphobilinogen PBG)、尿卟啉原Ⅲ(UroporphyrinogenⅢ)及叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b均显著高于m(NO_3~--N):m(NH_4~+-N)=0:1与不施氮NO,但是核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RuBisCo)差异不显著.结果表明:在牛鞭草培养过程中,适量增加硝态氮有利于提高牛鞭草光合碳同化能力及叶绿素合成能力,从而有利于提高光合作用能力,促进其生长及发育.     

hIAPP与麦芽糖结合蛋白的融合表达、纯化和鉴定

基于人胰岛淀粉样多肽(h IAPP)的氨基酸序列,按照大肠杆菌(E.coli)密码子偏好性合成基因,并克隆到pMAL-c2x载体中,与MBP蛋白mal E基因融合表达,获得重组表达质粒pMAL-hIAPP.将质粒pMAL-hIAPP转化到表达宿主E. coli BL21(DE3)中,利用异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导融合蛋白MBP-hIAPP表达.SDS-PAGE电泳显示融合蛋白MBP-hIAPP的相对分子质量约为4.9×104.利用重组型烟草蚀纹病毒的半胱氨酸蛋白酶(rTEV)酶切MBP-hIAPP,并采用凝胶过滤层析的方法分离出高纯度的hIAPP,利用MALDI-TOF质谱进行了验证.     

产耐热α-葡萄糖苷酶重组大肠杆菌的构建及发酵条件优化

以非解朊栖热菌HG102基因文库筛选的重组质粒pUC18-atgly为模板PCR扩增α-葡萄糖苷酶结构基因,与表达载体pET28α(+)连接,转入大肠杆菌BL21(DE3),经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导表达.对重组菌的产酶条件进行了初步优化,最终酶活由4.25U/mL提高到40.85U/mL.     

高产光学纯(R)-乙偶姻工程菌株的构建与发酵工艺优化

本研究拟在大肠杆菌中构建光学纯(R)-乙偶姻的合成途径和利用辅酶工程调控NADH/NAD+氧化还原平衡,并对工程菌发酵(R)-乙偶姻进行优化。将来源于Enterobacter cloacae的α-乙酰乳酸合成酶基因budB、α-乙酰乳酸脱羧酶基因budA和来源于Lactobacillus brevis的NADH氧化酶基因noxE进行密码子优化后组成基因簇,构建表达质粒并导入大肠杆菌,进一步优化工程菌的培养基成分和发酵条件,提高(R)-乙偶姻的合成能力。结果表明:获得专一性合成高光学纯(R)-乙偶姻的大肠杆菌工程菌株GXASR,对其发酵条件进行系统优化后,摇瓶发酵的(R)-乙偶姻产量为36.82g/L,光学纯度达99.1%,发酵罐补料发酵的(R)-乙偶姻产量达到67.65g/L。在大肠杆菌细胞中过表达外源基因簇budB-budA-noxE能够高效合成光学纯(R)-乙偶姻,经发酵优化后,工程菌的(R)-乙偶姻产量、生产强度和得率均显著提高,为代谢工程改造大肠杆菌生产高光学纯(R)-乙偶姻提供了理论基础。