一个热诱导穿梭表达载体的构建及其在链霉菌中的应用

为探索大肠杆菌λ噬菌体表达调控元件在链霉菌中的应用,构建了一个链霉菌大肠杆菌穿梭表达载体pHZ1080,并将来自链霉菌FR-008的聚酮合酶(PKS)基因置于其中的λ噬菌体启动子P_R下游,得到表达PKS的穿梭质粒pHZ1067。与在大肠杆菌中一样,该质粒在变铅青链霉菌中也受热诱导表达100kD的PKS蛋白;表达的PKS蛋白可由SDSPAGE和Western-blot实验检测到。PKS在链霉菌中的热诱导表达表明,构建的载体也能用于链霉菌诱导表达外源基因。       

大肠杆菌-链霉菌高效接合载体的构建及其应用

以链霉菌质粒SCP2 的衍生质粒pHJL400为基础 ,构建了能够在大肠杆菌到链霉菌之间进行高效接合转移的质粒pGH112。pGH112含有在大肠杆菌和链霉菌中复制起始位点 ,以及分别在大肠杆菌和链霉菌中进行筛选的抗性标记。用pGH112转化EscherichiacoliET12567(pUZ8002 )后 ,与天蓝链霉菌 (StreptomycescoelicolorA3(2 ) )、除虫链霉菌 (Streptomycesavermitilis)、变铅青链霉菌 (StreptomyceslividansTK54 )、毒三素链霉菌 (StreptomycestoxytriciniNRRL15443)、委内瑞拉链霉菌 (Streptomyces.venezuelaeISP5230 )和红色糖多孢菌 (Saccharopolyporaerythraea)进行接合 ,发现本文构建的pGH112与pKC1139相比 ,接合转移效率较高 ,稳定性好 ,而且宿主范围较广。把组成型启动子ermE 与绿色荧光蛋白基因 (gfp)克隆到本文构建的pGH112 ,通过接合转移到链霉菌中 ,gfp获得表达,证明其可以用作基因接合转移的有效工具载体,这为研究链霉菌的基因功能创造了有利条件上。     

苏云金芽孢杆菌δ—内毒素cryIA（c）基因在大肠杆菌和变铅青链？…

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒ｐＯＳ１０００中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽直菌δ－内毒素ｃｒｙＩＡ（ｃ）全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体ＰＫＫ２２３－３重组,并引入大肠杆菌ＪＭ１０９中,经ＩＰＴＧ诱导,获得了超量表达的ＣｒｙＩＡ（ｃ）蛋白将ｃｒｙＩＡ（ｃ）全长基因插入链霉菌表达载体ＰＨＺ１２７２中,得到重组质粒,ＰＨＺ１２５６,将该质粒引入变铅青链霉菌ＪＴ４６中,经硫链丝菌素诱导,通过Ｗ     

透明颤菌血红蛋白在肉桂地链霉菌中的表达对其细胞生长及抗生素合成的影响

肉桂地链霉菌(S.cinnamonensis)是莫能菌素(Monensin)的产生菌。大肠杆菌链霉菌穿梭表达载体pHZ1252中的透明颤菌血红蛋白基因(vhb)位于硫链丝菌素诱导启动子P_tipA之下,它在肉桂地链霉菌中的结构不稳定,发生了重组缺失,缺失的片段包括大肠杆菌质粒部分和vhb基因。但来自阿维链霉菌(S.avermitilis)中缺失了大肠杆菌质粒部分却保留了完整的vhb基因及tipA启动子的pHZ1252,可在肉桂地链霉菌中稳定复制,不再发生缺失,经硫链丝菌素诱导表达出了有生物活性的VHb蛋白。摇瓶发酵实验证明,VHb蛋白在氧限条件下可明显促进肉桂地链霉菌的菌体生长和抗生素合成。     

大肠杆菌-链霉菌穿梭载体的构建及应用

pIJ6021和pIJ4123是链霉菌的高拷贝表达载体,它们携带有受硫链丝菌素诱导的强启动子P_tipA。分别在它们的合适位点插入大肠杆菌质粒的复制子和在大肠杆菌中选择用的抗性标记基因(bla),得到了两个能在大肠杆菌和链霉菌中穿梭复制、并保持结构稳定的链霉菌表达载体：pHZ1271和pHZ1272。将透明颤菌(Vitreoscillia sp.)血红蛋白基因(vhb)克隆到pHZ1272中,用它转化变铅青链霉菌(Streptomyces lividans),经Western blotting分析和CO结合实验表明,在变铅青链霉菌中表达出了有生物活性的透明颤菌血红蛋白,从而证明所构建的pHZ1272载体具有在链霉菌中表达外源基因的功能。     

苏云金芽孢杆菌δ-内毒素cryIA(c)基因在大肠杆菌和变铅青链霉菌中表达

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒ｐＯＳ１０００中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）δ内毒素ｃｒｙＩＡ（ｃ）全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体ｐＫＫ２２３３重组,并引入大肠杆菌ＪＭ１０９中,经ＩＰＴＧ诱导,获得了超量表达的ＣｒｙＩＡ（ｃ）蛋白。将ｃｒｙＩＡ（ｃ）全长基因插入链霉菌表达载体ｐＨＺ１２７２中,得到重组质粒ｐＨＺ１２５６,将该质粒引入变铅青链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｌｉｖｉｄａｎｓ）ＪＴ４６中,经硫链丝菌素诱导,通过Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ测定表明,重组变铅青链霉菌ＪＴ４６（ｐＨＺ１２５６）已表达出相应的ＣｒｙＩＡ（ｃ）蛋白。杀虫试验表明,大肠杆菌和链霉菌所表达出的δ内毒素ＣｒｙＩＡ（ｃ）对小菜蛾均有毒杀作用,其致死率分别为９３％和５７％。     

负调节基因nsdA在链霉菌中同源性及激活沉默抗生素合成基因簇的研究

nsdA基因是在天蓝色链霉菌中发现的抗生素合成负调控基因。以nsdA基因片段为探针,通过Southern杂交发现nsdA存在于多种链霉菌中。根据天蓝色链霉菌和阿维链霉菌的nsdA序列设计PCR引物,扩增多种链霉菌中nsdA基因并测序。发现在不同链霉菌中nsdA基因的相似性高达77%～100%。其中变铅青链霉菌与天蓝色链霉菌A3(2)的nsdA序列100%一致。变铅青链霉菌通常不合成放线紫红素,中断nsdA获得的突变菌株WQ2能够合成放线紫红素;在WQ2中重新引入野生型nsdA,又失去产抗生素能力。表明nsdA的中断可以激活变铅青链霉菌中沉默的放线紫红素生物合成基因簇的表达;nsdA的广泛存在及其序列高度保守则提示可以尝试用于这些菌种的抗生素高产育种。     

链霉菌Streptomyces olivaceoviridis A1-木聚糖酶基因xynA在大肠杆菌及毕赤酵母中的高效表达

从橄榄绿链霉菌Streptomyces olivaceoviridis A1中克隆出木聚糖酶基因xynA,将带与不带原基因信号肽编码序列的xynA分别以正确的阅读框架克隆到大肠杆菌表达载体pET22b(+)上的pellB信号肽编码序列之后,得到2种构建的重组载体,在重组大肠杆菌中木聚糖酶得到了表达,表达产物具有生物活性。进一步将不带原基因信号肽编码序列的xynA插入到毕赤酵母转移载体pPIC9中,转化毕赤酵母得到重组子,在重组子中木聚糖酶基因得到了高效分泌表达,在摇床培养水平上的表达量达到200mg/L,且表达产物具有生物学活性。     

生米卡链霉菌变株丙酰化酶基因的克隆和表达

麦迪霉素产生菌生米卡链霉菌(streptomyces mycarofaciens)变株具有丙酰化酶活性,可以将螺旋霉素转化为丙酰螺旋霉素。为了进行丙酰化酶基因克隆,本实验以质粒pIJ702为载体通过鸟枪克隆法将变株DNA片段克隆至变铅青链霉菌TK54(Streptomyces livdansTK54),经薄层层析和高压液相色谱分析结果表明,在转化子中,N0．9菌株可以将螺旋霉素转化为丙酰螺旋霉素,这证明丙酰化酶基因已在变铅青链霉菌TK54中克隆并得到初步表达,№．9重组质粒插入DNA片段为4．16kb,经southern杂交表明确实来源于变株。此外还构建了N0．9重组质粒的限制酶酶切图谱。     

透明颤菌血红蛋白基因在阿维链霉菌中的表达

将含有自身启动子的透明颤菌血红蛋白基因（ ｖｈｂ） 克隆至大肠杆菌—链霉菌穿梭质粒载体ｐＩＪ６５３ 中构建成表达载体ｐ ＷＹ１０１ 和ｐ ＷＹ１０２ ,用它们转化阿维菌素（ａｖｅｒｍｅｃｔｉｎｓ） 产生菌———阿维链霉菌（ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ａｖｅｒｍｉｔｉｌｉｓ） ,经Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 分析并未检测到ｖｈｂ 基因表达,但用穿梭载体ｐＨＺ１２５２（ 其中的ｖｈｂ 基因位于受硫链丝菌素诱导的链霉菌强启动子ＰｔｉｐＡ之下） 转化阿维链霉菌并经硫链丝菌素诱导,则在该菌中表达出了有活性的ＶＨｂ 蛋白。ｐＨＺ１２５２ 在阿维链霉菌中发生了重组缺失,但缺失的ｐＨＺ１２５２ 上仍含有完整的ｖｈｂ 基因及诱导型强启动子,且可在阿维链霉菌中稳定遗传,却不能再转化大肠杆菌。     

球孢链霉菌质粒pSGL1的性质研究

链霉菌质粒pSGL1是本实验室在球孢链霉菌（Streptomycelglobisporus）中发现的新的质粒,它可以在变铅青链霉菌中复制。用缺失分析确定了pSGL1的基本复制区位于一个2．0kb的片段上。pSGL1能够与pIJ101相容。pSGL1是一个高拷贝质粒,拷贝数约为70～250。在对质粒进行分析的过程中得到的一些衍生质粒如pSGLN和pSGLS3等可以作为新的链霉菌基因克隆载体,并可用于构建新的高效分泌表达的链霉菌载体。     

苜蓿根瘤菌nod A蛋白在细胞中的定位

应用噬菌体T7 RNA聚合酶/启动子表达系统,质粒pT7—6作为载体,构建了带有首蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)nod A基因的重组质粒pBF3.nod A在T7启动子的控制下,经诱导在大肠杆菌JAKE中得到表达,产物为21.5kD多肽.对nod A基因在大肠杆菌中的翻译产物(NodA)进行细胞定位分析表明,NodA同时存在于细胞质和细胞膜中.     

头状链轮丝菌染色体复制起始区的克隆和对变铅青链霉菌的转化

头状链轮丝菌(Streptoverticillum caespitosus) ATCC27422是抗肿瘤药物——丝裂霉素A的产生菌,根据高GC含量革兰氏阳性菌染色体复制起始区两端基因序列的保守性,采用PCR方法从该菌中克隆了一段包含染色体复制起始区(oriC)的1.3 kb片段。序列分析发现,克隆片段与天蓝色链霉菌的oriC及邻近区域的同源性达80％以上;头状链轮丝菌oriC中含有22个DnaA-box,保守序列为TTGTCCACA。以克隆片段构建的质粒可以跨属转化变铅青链霉菌(S. lividans)ZX7,原生质体转化效率为3.2×10²个/μgDNA;质粒在S. lividans ZX7中能以低拷贝形式稳定存在;转化子的菌落和菌丝形态均正常。头状链轮丝菌oriC序列与几种链霉菌的oriC有较高的同源性,以及在变铅青链霉菌中仍具有复制起始活性等说明链轮丝菌属与链霉菌属在系统发生上关系较近;但采用最大似然法分析oriC序列构建的头状链轮丝菌与几种链霉菌的系统进化树表明,头状链轮丝菌与几种链霉菌之间的分化距离远大于链霉菌之间的分化距离。该证据支持链轮丝菌属的独立分属。     

苏云金杆菌6－内毒素基因及3’末端缺失基因在大肠杆菌和农杆菌中的亚克隆和表达

苏云金芽孢杆菌交种Bacillus thuringiensis aizawai 7-29 δ-内毒素基因及其3,末端缺失基因,亚克隆到质粒pUCl9上,构建了Pucf33和Puck63重组质粒。进一步将δ-内毒素基因及其3’端缺失基因,插入到植物表达载pBl121．2质粒中,构建了Pgy61和Pgyck63重组质粒。．用32P标记的δ-内毒素3’末端缺失的KpnI DNA片段的探针,与重组质粒进行DNA—DNA分子杂交,结果阳性。带有全长和3’末端缺失重组质粒,转入大肠杆菌HB101和农杆菌LA4404受体细胞中,其克隆子细胞抽提物,对大菜粉蝶和玉米螟幼虫均具有杀虫生物活性。结果证明δ－内毒素基因不仅能在大肠杆菌HB10l中,而且能在农杆菌LA4404中表达。     

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌的构建

利用PCR技术从大肠杆菌(Escherichia coli )中扩增出1.16 kb的编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD,将其连接到表达载体pEtac,得到重组载体pEtac-yqhD,重组载体在大肠杆菌JM109中得到高效表达。SDS_PAGE分析显示融合表达产物的分子量均为43 kD,同核酸序列测定所推导的值相符。对含有yqh-D的基因工程菌进行表达研究表明：37 ℃,以1.0 mmol /L IPTG诱导4 h,1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的酶活力达到120 u/mg蛋白,而对照菌株的酶活力为0.5 u/mg蛋白。再将含甘油脱水酶基因dhaB和含1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶基因yqhD的重组质粒共转化大肠杆菌JM109得到重组大肠杆菌JM109（pUCtac-dhaB, pEtac-yqhD）,该菌株在好氧条件下,以1.0mmol/L IPTG诱导可将50 g/L甘油转化为38.0 g/L 1,3-丙二醇。首次发现1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶在好氧条件下表现出较高的活性。     

β干扰素基因在大肠杆菌中的表达

通过Bal 31酶酶切及筛选从β干扰素基因组克隆中分离到成熟β干扰素基因,并组建了一个在Tac启动子控制下表达β干扰索基因的质粒。研究了不同诱导条件对β干扰素表达的影响。Β干扰素在大肠杆菌中表达的产量为10μ／l。     

大肠杆菌葡萄糖异构酶基因在变铅青链霉菌中的克隆与表达

本文用穿梭质粒载体pSE-3,进行了大肠杆菌葡萄糖异构酶基因在变铅青链霉菌中的克隆与表达。把含有1.6kb葡萄糖异构酶基因的pX1200(4.3kb)质粒与pGEM-3(2.9kb)质粒分别用EcoRI酶解,T4DNA连接酶连接,转化E.Coli HB101(Xy1~-,Neo(?)),得到的重组质粒被命名为pX1203(7.2kb);将pX1203与穿梭质粒载体pSE-3分别用HindⅢ酶解,T_4DNA连接酶连接,转化E.Coli HB101,在含有新霉素的木糖培养基上筛选到转化重组体,其重组质粒被命名为pSE×100(10.6kb);把pSE×100转化变铅青链霉菌TK54的原生质体,在硫链丝菌肽(50μg/ml)和新霉素(50μg/ml)的平皿上得到了重组体。经质粒提取,酶切分析,再转化和葡萄糖异构酶活性测定,结果表明,大肠杆菌的葡萄糖异构酶基因确实已在链霉菌中克隆和表达。     

林可链霉菌中的同源重组

为研究链霉菌中的同源整合频率和机制 ,采用不能在链霉菌中复制的大肠杆菌质粒转化链霉菌StreptomyceslincolnensisB48。质粒pYYE0 4a1上携带的被硫链丝菌素抗性基因灭活的林可霉素生物合成基因与染色体DNA上的同源基因发生重组 ,经过低抗筛选 ,得到两个突变子S .lincolnensisYY1和S .lincolnensisYY2。进一步以硫链丝菌素抗性基因为探针杂交染色体DNASmaⅠ片段 ,S .lincolnensisYY1和S .lincolnensisYY2都得到 1 5kb的阳性条带 ;而以缺失的lacZ基因为探针杂交染色体DNAHindⅢ和SmaⅠ联合酶切片段 ,只有S .lincolnensisYY2得到 4 4kb的阳性条带。Southern杂交结果表明S .lincolnensisYY1是由同源交换或二次重组产生的 ,而S .lincolnensisYY2为同源整合的结果。为验证同源整合子上大肠杆菌复制子和氨苄抗性基因的存在 ,用SphⅠ酶切染色体DNA后连接 ,连接液转化E .coliJM83感受态细胞 ,在氨苄抗性板上得到 2个转化子 ,命名为pSLE1。对…     

苏云金杆菌δ—内毒素基因在大肠杆菌中的克隆及表达

分离了苏云金杆菌肯尼亚亚种7404(Bacillus huringiensis subsp．Kenyae 7404)和库斯塔克亚种(Bacillus thuringiensis subsp．Kwrstaki HD-1)的质粒。经凝胶原位杂交证明苏云金杆菌肯尼亚亚种7404的δ—内毒素基因位于约47Md大小的一个质粒上。用蔗糖密度梯度离心法从sau 3 A1部分酶解的上述两种苏云金杆菌质粒DNA酶解片段中分离出大于 4kb的DNA片段,将这些片段克隆到pBR332的Barn HI位点上并转化大肠杆菌HB101。通过菌落原位杂交、菌落原位放射免疫试验及Western blct分析等方法,选到了带有δ—内毒素基因并能在大肠杆菌中表达此毒蛋白的转化体。初步的生物学试验表明,在四个试验过的转化体中带有肯尼亚亚种δ—内毒素基因的转化体TK89及带有库斯塔克亚种δ—内毒素基因的转化体THl2和TH48对烟青虫(Heliothis assulta)有毒杀活性。     

通过大肠杆菌thyA染色体质粒平衡致死系统构建无抗性基因表达载体

克隆了大肠杆菌和霍乱弧菌胸腺嘧啶合成酶基因thyA,并以pcDNA3质粒为基础,分别用两种来源的thyA基因替代其氨苄抗性基因Amp,构建了不含抗性基因,且可在thyA营养缺陷型大肠杆菌中基于染色体-质粒平衡致死系统稳定传代的真核表达载体。该载体可有效表达红色荧光蛋白报告基因。为核酸疫苗的制备提供一个无抗性的表达载体系统。