一种谷氨酸棒杆菌基因无痕敲除载体的构建及应用

以谷氨酸棒杆菌（Corynebacteriumglutamicum）23604编码赖氨酸胞内转运蛋白基因lysP为敲除对象,利用重叠PCR技术将 lysP基因的上下游同源臂融合,并构建了由木糖启动子Pxyl和毒素蛋白基因mazF组成的筛选盒,同时无缝克隆连接至带有卡那霉素抗性基因的pTOPO载体中,经电转化及两次同源单交换筛选,实现lysP基因的无痕敲除。 结果表明,经过卡那霉素抗性筛选、木糖二次筛选及基因组PCR鉴定后,成功获得lysP基因缺失菌株C.glutamicum23604ΔlysP;发酵后C.glutamicum23604ΔlysP赖氨酸产量较对照菌株产量提高了10.8%。该实验以大肠杆菌毒素蛋白基因mazF作为反向筛选标记的敲除载体,实现谷氨酸棒杆菌lysP的高效敲除; lysP基因的敲除使得赖氨酸不能进入胞内而在胞外积累,从而达到增产赖氨酸的目的。     

热带假丝酵母ctfat1p基因在吸收脂肪族化合物中的功能研究

以热带假丝酵母(Candida tropicalis)1798中的ctfat1p基因为研究对象,利用重叠PCR将ctfat1p基因内约500 bp片段与G418抗性基因(kanr)相连接,经末端单酶切后电转化至C. tropicalis 1798感受态细胞中,通过一次同源单交换,将抗性基因kanr插入至ctfat1p基因内部,实现目的基因的敲除,并通过发酵实验分析Ctfat1p在热带假丝酵母脂肪酸跨膜转运过程中的功能。结果表明,经过G418抗性筛选和基因组PCR鉴定,成功获得ctfat1p基因缺失菌株C. tropicalis 1798 Δctfat1p;分析发现ctfat1p基因敲除对C. tropicalis 1798以油脂为底物培养12 h后重组菌OD600 nm值仅为野生型菌株的47.9%,表明ctfat1p基因敲除后影响C. tropicalis 1798对油脂吸收利用。通过基因敲除手段构建ctfat1p基因缺失菌株,可以减弱细胞对长链脂肪酸的摄取,验证了ctfat1p基因为热带假丝酵母油脂吸收和利用的关键基因。     

Lys490饱和突变提高海藻糖合酶转化率的研究

分析预测海藻糖合酶的空间结构,并进行分子对接和序列比对,选择Lys490位点进行定点饱和突变。利用全质粒PCR方法构建饱和突变体库,并利用高效液相色谱法筛选优势突变。经过筛选获得优势突变体K490L、K490I,对比分析表明,突变体K490L、K490I的转化率较原始酶分别提高了18%和15%。突变体酶学性质分析表明,K490L、K490I的最适反应温度及最适pH与原始酶保持一致,皆为25℃和pH 8.0,但两种突变酶的耐热性及耐酸性较原始酶有明显增强。在pH 7.0环境下,突变体K490L、K490I放置60 min后,剩余酶活力均达80%以上,而原始酶低于68%。     

毕赤酵母产重组木聚糖酶发酵条件的优化及其酶学性质

目的优化毕赤酵母工程菌GS115/xyn11A产重组木聚糖酶的发酵条件,并检测其酶学性质。方法采用单因素试验和L(934)正交试验考察摇瓶发酵条件下培养基起始pH值、诱导剂甲醇添加量、诱导温度及诱导时间对产酶活性的影响;并分析重组木聚糖酶的酶学性质。结果影响重组毕赤酵母产酶的因素重要性依次为:培养基起始pH值>诱导时间>诱导温度>甲醇添加量,重组酵母产酶最佳条件为:起始pH值7.5,甲醇添加量1.5%,32℃诱导96 h,在此条件下进行诱导表达重组木聚糖酶的酶活性可达228.35 IU/ml;酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH值为5.5,在低于40℃和pH 4.5～7.5的范围内较稳定。结论优化了毕赤酵母产重组木聚糖酶的发酵条件,为木聚糖酶的工业化生产及应用提供了依据。     

spoIIE基因缺失对克劳氏芽孢杆菌淀粉酶酶活的影响

通过对克劳氏芽孢杆菌(Bacillus clausii) QL-1spoIIE基因敲除,研究了其对菌体芽孢形成、生物量以及淀粉酶酶活的影响。将重叠的spoIIE-Cmr片段电转化至B.clausii QL-1感受态细胞,仅通过一次同源单交换实现对spoIIE基因快速敲除,成功获得spoIIE基因缺失菌株B.clausii QL-1ΔspoIIE。发酵培养B.clausii QL-1ΔspoIIE与出发菌株相比,B.clausii QL-1ΔspoIIE芽孢生成率28 h降低为0.48%,20 h生物量提高了20%,84 h淀粉酶酶活是出发菌株的5.58倍,通过补料发酵B.clausii QL-1ΔspoIIE菌株80 h最大生物量达到7.2 mg·m L~(-1),84 h淀粉酶酶活达到690 U·m L~(-1),较未补料前提高了33.30%。经验证spoIIE基因为B.clausii QL-1芽孢形成关键基因,同时它的缺失有利于淀粉酶酶活的提高,这对后续构建芽孢杆菌类高产淀粉酶工业生产菌株具有重要意义。     

米曲霉木聚糖酶N端引入二硫键对其热稳定性的影响

为提高源自米曲霉Aspergillus oryzae 11家族木聚糖酶(AoXyn11A)的热稳定性,对其相关的氨基酸残基进行定点突变改造。通过对野生型酶AoXyn11A和一种超耐热酶EvXyn11TS的N端氨基酸残基序列进行同源比较,在野生型酶N端引入一个二硫键,获得突变酶AoXyn11AM。野生型酶和突变酶的热稳定性通过同源建模和分子动力学模拟分析评估后,其基因分别在毕赤酵母GS115中进行表达并分析温度对表达产物酶活性的影响。结果表明:突变酶的最适温度由野生型酶的55℃提高至60℃;在50℃和55℃保温30 min,突变酶保留94%和45%保温处理前的酶活性,分别较野生型酶(62.5%和1.4%)有大幅度的提高。突变酶在保留了野生酶其它优良性质的基础上,提高了热稳定性,具有潜在的工业应用价值。     

碳水化合物结合结构域的研究进展

碳水化合物结合结构域(Carbohydrate-binding modules,简称CBM)是与碳水化合物结合的非催化蛋白结构域,不具有催化活性但参与碳水化合物降解的多糖结合模块,已在微生物中得到充分研究.它能够特异性结合多糖,有效提高碳水化合物酶的催化效率,因其独特的结合特性也成为了研究蛋白质-碳水化合物作用机制的模...     

spo0A基因缺失对克劳氏芽孢杆菌发酵生产性能的影响

通过基因敲除的方法构建spo0A基因缺失菌株,并评价spo0A基因缺失对克劳氏芽孢杆菌（Bacillus clausii）QL-1发酵生产性能 的影响。 经重叠延伸PCR和基因同源单交换技术,获得spo0A基因缺失突变株B. clausii QL-1△spo0A;通过系统比较spo0A基因敲除前 后芽孢生成率、生物量及淀粉酶酶活的改变,发现B. clausii QL-1△spo0A菌株不产芽孢、生物量提高了24%,且B. clausii QL-1△spo0A 发酵72 h淀粉酶酶活为1.58×105 U/g,淀粉酶活提高83.72%。 说明克劳氏芽孢杆菌spo0A基因缺失对菌体生物量、芽孢生成率及代谢 产物的生成等具有重要影响。     

重组葡萄糖脱氢酶的酶学性质及其偶联辅酶再生

为解决生物催化氧化还原反应中辅酶循环问题,人工合成密码子优化后的嗜酸热源体Thermoplasma acidophilum葡萄糖脱氢酶基因Sygdh,于E.coli BL21(DE3)中表达,粗酶液经镍柱亲和层析获得纯化的重组葡萄糖脱氢酶SyGDH。SDS-PAGE显示相对分子质量为41.0 kDa。酶学性质分析表明:该酶的最适pH值为7.5,在pH 6.0~8.0稳定;最适反应温度为40℃,在55℃以下稳定;最适条件下其比活性达4.5 U/mg;Zn2+对其有明显激活作用;该酶对NADP+的亲和力大于NAD+且对大多数有机溶剂有良好的耐受性;对D-葡萄糖的Km和Vmax值分别为28.2 mmol/L和6.5 U/mg。在葡萄糖脱氢酶与羰基还原酶偶联构建的NADPH辅酶循环体系中,以4-氯乙酰乙酸乙酯为底物,羰基还原酶催化产物4-氯-3-羟基丁酸乙酯的产率为99.0%,是未添加葡萄糖脱氢酶时产物产率的3.11倍,表明重组SyGDH具有为生物催化氧化还原反应提供辅酶NADPH再生的能力。     

宇佐美曲霉环氧化物水解酶基因的克隆与生物信息学分析

环氧化物水解酶(Epoxide hydrolase,EH)是酶法拆分消旋体环氧化物,制备光学活性环氧化物和邻二醇的重要酶之一。通过RT-PCR和新构建的THSO-PCR侧翼未知DNA序列扩增技术,克隆了一种来源于宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001的EH基因,命名为Aueh2(GenBank No.KF061095),并对该基因进行了相关生物信息学分析。Aueh2的DNA序列长度为2 481 bp,其中包含了5′端和3′端侧翼调控序列,6个内含子序列和编码cDNA序列。开放阅读框序列长度为1 188 bp,编码395个氨基酸,对应的蛋白质命名为AuEH2;该蛋白质为无信号肽的亲水蛋白质,其理论相对分子质量44.6 kD;其三维结构包含EH典型的"α/β"核心催化结构域和"帽子"结构域,活性中心由催化三联体Asp191、His369和Glu343组成。本课题研究成果为深入研究AuEH2及其应用奠定了基础。