枯草芽孢杆菌QM11漆酶基因克隆表达及序列分析

为获得高效表达的产漆酶工程菌,将枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的漆酶（cotA）基因在大肠杆菌中表达。用PCR的方法从枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）QM11基因组中扩增cotA基因,连接载体pET22b构建成表达载体pET22b-cotA,转化至E.coli BL21（DE3）进行诱导表达,最终通过SDS-PAGE检测蛋白表达情况。克隆得到的cotA基因含有1542个核苷酸,由513个氨基酸组成,预测相对分子量为58 ku,理论等电点为5.91,无信号肽,二级结构以β-折叠和无规卷曲为主,其中β-折叠占26.71%,无规卷曲占52.05%,与NCBI已公布的Bacillus subtilis漆酶cotA基因（Gen Bank:GQ184294.1）碱基序列有12个碱基的差异,其编码的氨基酸序列有4个发生了改变。通过SDS-PAGE检测,目标蛋白相对分子质量约为54 ku,与预测相对分子量基本相符。      

凝乳酶的基因克隆、序列分析及初步表达

PCR扩增得到微小毛霉凝乳酶结构基因并测定其核苷酸序列，用DNAman软件分析其核苷酸序列及推衍得到的多肽序列，结果表明扩增得到的片段为凝乳酶基因。构建了重组菌Pichia pastoris KM71／PIC9K-mcp，通过G418抗性筛选得到具有多拷贝基因的整合重组菌MK3。用甲醇诱导进行初步发酵试验，测得重组菌MK3酶活为5．4U／ml。     

大豆rbcL基因克隆、序列分析及原核表达

利用叶绿体基因组保守性的特征,根据菜豆、豌豆、烟草的rbcL基因序列设计引物,从大豆叶绿体DNA中克隆rbcL基因,全长序列为1488bp,包括1449bp的开放阅读框,编码482个氨基酸。相似性比较显示,此序列与其它10个物种rbcL基因核苷酸的同源性为85．37％～95．31％,氨基酸的同源性为90．87％-96．47％。将该基因与表达载体pET-30a（＋）连接,转化大肠杆菌Rosseta感受态细胞,PCR和酶切鉴定筛选阳性克隆,阳性菌液IPTG诱导后经10％SDS—PAGE分析,结果显示,诱导表达出分子量约为60kD的特异融合蛋白。     

红色红曲菌组蛋白去乙酰化酶MrSir2的原核表达及活性分析

根据基因组序列信息,利用cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)得到了红色红曲菌中组蛋白去乙酰化酶mrsir2基因的完整cDNA序列,其编码序列(coding sequence,CDS)为1539 bp,编码512个氨基酸,含有一个SIR2蛋白保守结构域。根据大肠杆菌的密码子的偏好性对mrsir2序列进行优化,优化后的序列与p ET-28b载体连接后转入宿主菌E.coli BL21中进行IPTG诱导表达,并优化表达条件。实验结果表明:在16℃条件下用终浓度为0.25 mM的IPTG诱导培养16 h后,目的蛋白Mr Sir2可溶性表达效果良好。Ni2+柱亲和层析纯化后的Mr Sir2重组蛋白在SDS-PAGE上显示为一条约75 ku大小的条带,蛋白定量浓度达1.97 mg/mL,经Western blot鉴定为目的蛋白,测定酶活为78.5(OD/min/mg),780μM的二氢香豆素(dihydrocoumarin,DHC)对Mr Sir2蛋白的酶活抑制率为47%。Mr Sir2蛋白的可溶性表达为全面了解其酶学特征提供了材料,也为体外分析蛋白相互作用奠定了基础。     

酸性蛋白酶基因Asp在红曲霉中的同源表达及序列分析

从红曲霉基因组中扩增出酸性蛋白酶基因Asp的编码区,构建其同源表达载体p BC-Hygro-Asp并导入到农杆菌GV3101备用。利用根癌农杆菌介导法将重组质粒导入红曲霉,并筛选获得Asp基因同源重组转化子,实现了酸性蛋白酶基因在红曲霉中的同源表达。转化子中酸性蛋白酶基因表达量是野生型菌株的3.30倍,能达到高产酸性蛋白酶的目的。对红曲霉酸性蛋白酶基因序列进行分析,结果显示该基因产物有两个天冬氨酸蛋白酶活性位点,为亲水性分泌蛋白,不参与信号转导,且与赤曲霉酸性蛋白酶有相同进化速率。      

脂肪酶的基因克隆、序列分析、高效表达及其催化特性

分别以R. miehei 3.4960基因组和总RNA为模板,通过PCR和RT-PCR扩增得到脂肪酶全长基因和脂肪酶cDNA碱基序列,两碱基序列测序结果比对表明：脂肪酶DNA碱基序列由5个内含子和6个外显子组成,5个内含子大小分别为75、58、64、73、59bp,位于DNA序列(以起始密码子ATG的碱基A为1)的600～674位、929～986位、1076～1139位、1227～1299位、1382～1440位碱基处。脂肪酶RML mRNA碱基序列与已公布的R. miehei脂肪酶基因mRNA(EMBL Nucleotide Sequence Database Accession No. A02536)碱基序列有5个碱基的差异,其编码的氨基酸序列有1个发生了改变。利用酿酒酵母表达质粒pICAS1,实现了脂肪酶RML基因在酿酒酵母中的高效分泌表达,并对重组脂肪酶RML进行了相关酶学性质分析。酶学性质研究表明：重组酶的最适反应温度为45℃,最适pH值为8.6;该酶偏爱中链长的酯(C8～C12),对12个碳的酯具有最佳活性,对C16长链酯也有较高的活性,对短链酯的活性较弱;金属离子Cu2+、Fe2+对酶活性有显著抑制作用,Ca2+和Mg2+对酶活有部激活作用。     

岷山红三叶草异黄酮合酶基因的克隆及序列分析

从岷山红三叶克隆异黄酮合酶基因,并对序列进行比对和进化分析。建立岷山红三叶愈伤组织培养体系,采用RT-PCR扩增从愈伤组织总RNA中分离了异黄酮合酶基因,并将其克隆到pGEM-T Easy载体,测序,得到全长1575bp的片段。序列分析表明,异黄酮合酶基因含1575个核苷酸,和大豆等其他植物中异黄酮合酶具有很高的同源性。      

橙色红曲菌乳清苷-5'-磷酸脱羧酶基因的克隆

根据已报道的真菌乳清苷-5-磷酸脱羧酶(pyrG)氨基酸序列,采用CODEHOP策略设计简并引物,从橙色红曲菌(Monascus aurantiacus)的基因组DNA中克隆得到pyrG基因片段.然后运用PCR法筛选橙色红曲菌Fosmid文库,获得了pyrG基因全长(GenBank登录号:GU723506).经过blastx比较发现,橙色红曲菌pyrG基因与Aspergillusflaw NRRL3357的氨基酸序列同源性最高,达到81%.该基因能够作为筛选标记应用于橙色红曲菌同源转化系统.     

烟色红曲霉Lig4基因克隆鉴定与蛋白序列分析

为了分离鉴定烟色红曲霉中可能编码非同源重组调控因子的Mflig4基因,先后通过简并引物PCR和染色体走读方法获得烟色红曲霉Mflig4基因,采用多种分子生物学软件对其基因序列和蛋白质性质等进行分析,并构建真菌Lig4蛋白的系统发育树。结果显示,Mflig4基因包括3个内含子,位置分别为70～155,2 244～2 363,2 436～2 526bp。Mflig4基因全长为3 120bp,编码基因为2 823bp。编码产物长度940aa,蛋白质分子量为104kDa,等电点为7.87,预测显示Mflig4蛋白在细胞中定位于细胞核中。对不同物种间Mflig4蛋白遗传进化树分析,发现烟色红曲霉的Mflig4蛋白在进化关系上与其它真菌都有较高的亲缘关系。     

黑曲霉XZ-3S木聚糖酶Xyn ZF-1基因克隆和序列分析

利用RT-PCR技术从黑曲霉XZ-3S中扩增并克隆了木聚糖酶(Xyn ZF-1)基因的cDNA片段,测序结果表明,Xyn ZF-1基因核苷酸序列阅读框全长678bp,编码225个氨基酸,推测分子量为24.06ku,等电点为5.20。以XZ-3S基因组DNA为模板扩增Xyn ZF-1的DNA序列,该序列仅存在一个内含子,长度为68bp。成熟肽基因推导的氨基酸序列与其他微生物来源的木聚糖酶一级结构进行比较,同源性最高达到了89.47%。系统进化树分析该酶属于G/11族糖基水解酶。又进一步对Xyn ZF-1二级结构进行了分析,并通过SWISS-MODEL预测了该酶的三维结构。     

Mn-SOD的提取及其应用研究进展

锰超氧化物歧化酶(Manganese superoxide dismutase,Mn-SOD)是广泛存在于动植物体以及微生物体内的金属酶,能够清除超氧阴离子。位于线粒体内的Mn-SOD作为清除超氧阴离子的第一道防线,在生物体内的表达和调控对于平衡机体的氧化还原稳态的维持起着十分重要的作用。目前已有许多研究者对MnSOD的提取及功能应用进行了研究。本文对Mn-SOD功能、来源、提取等进行了概述,重点对利用基因工程菌生产MnSOD、以及其在医学农业上的应用情况等方面进行综述,以期为我国Mn-SOD产品的深入开发和利用提供参考。     

虎奶菇Mn-SOD提取、鉴定及基因的克隆

以虎奶菇菌丝为材料,提取、鉴定了虎奶菇锰超氧化物歧化酶,克隆虎奶菇锰超氧化物歧化酶基因。用液氮研磨、超声、硫酸铵沉淀和透析等方法提取虎奶菇Mn-SOD;WST-8 法测定虎奶菇 Mn-SOD 酶活力;H₂O₂ 鉴定虎奶菇 SOD 的类型;用同源克隆、cDNA 末端快速扩增技术和融合引物与巢式 PCR 等方法从虎奶菇中克隆锰超氧化物歧化酶基因。结果表明,虎奶菇 Mn-SOD 酶活力为 1.66 个酶活力单位。酶经过 H₂O₂处理后仍然有活性,与未处理无明显差异,表明虎奶菇中 SOD 主要是 Mn-SOD。克隆获得了虎奶菇锰超氧化物歧化酶基因PtMn-SOD,其DNA序列全长1025 bp,开放阅读框全长为663 bp,编码220个氨基酸。序列分析与系统进化树表明,PtMn-SOD与属于侧耳属的糙皮侧耳(登录号:MH645359.1)关系较近。预测该蛋白质分子量为 24.54 kDa,蛋白等电点为 7.86。PtMn-SOD 蛋白定位于线粒体,在线粒体中发挥功效。     

大豆锰超氧化物歧化酶基因在乳酸乳球菌中的分泌表达

为使大豆锰超氧化物歧化酶（Mn superoxide dismutase,MnSOD）在乳酸乳球菌中高效表达,将克隆的MnSOD基因开放阅读框序列分别重组到质粒pNZ8149和经改造的质粒pNZS上,表达载体pNZ-SOD和分泌表达载体pNZS-SOD,将两者分别以电穿孔法转化乳酸乳球菌L. lactis NZ3900,经Elliker琼脂板筛选、聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）、酶切鉴定正确后,获得的两重组菌株加入Nisin进行诱导表达,对L. lactisNZ3900/pNZ-SOD和L. lactis NZ3900/pNZS-SOD的表达产物进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodiumdodecyl sulfate - polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）和酶活性对比分析。结果显示：L. lactis NZ3900/pNZS-SOD菌株表达SOD总活性约是L. lactis NZ3900/pNZ-SOD菌株的1.6 倍,是L. lactis NZ3900/pNZ8149的13.5倍,且可将表达的约2/3的SOD分泌到胞外,表明经改造的乳酸菌分泌表达系统L. lactis NZ3900/pNZS能够分泌表达SOD,并增强SOD的表达。     

新型卤代醇脱卤酶基因的克隆、序列分析及表达

卤代醇脱卤酶可以催化合成具有光学纯的环氧化物及β-取代醇等高价值手性药物中间体。作者所在实验室利用宏基因组技术从无锡新区工业集中地污染土壤中筛选了一段编码基因Y,经测序知其片段包含有765 bp的核苷酸,编码254个氨基酸。经Blast软件分析,其氨基酸序列与来自根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的卤代醇脱卤酶Hhe C同源性为81%,且含有卤代醇脱卤酶类的保守催化三联体Ser132-Thr145-Arg149。推测其属于卤代醇脱卤酶Hhe C类,命名为Sy Hhe C。根据大肠杆菌Escherichia coli BL21的密码子偏爱性,对基因Y进行密码子优化和人工合成,命名为Syhhe C,构建重组表达质粒p ET28a-Syhhe C,转化感受态E.coli BL21,表达产物经镍柱亲和层析后获得电泳纯的重组卤代醇脱卤酶re Sy Hhe C。SDS-PAGE分析,re Sy Hhe C的相对分子质量为34 000。以2-溴-1-(4-硝基苯基)-乙醇为底物,re Sy Hhe C催化底物产生2-(4-硝基苯基)环氧乙烷的比活性为5.2 U/mg。     

对羟基苯甲酸丙酯对果蝇超氧化物歧化酶(SOD)基因表达的影响

探讨对羟基苯甲酸丙酯(PP)对果蝇超氧化物歧化酶(SOD)基因表达的影响,用含不同质量浓度(0.00、0.20、0.50、1.00、2.00g/L)的PP培养基饲喂果蝇10d后,提取不同PP组果蝇总RNA,采用逆转录PCR方法在mRNA表达水平上研究SOD基因。结果表明:PP抑制了果蝇体内抗氧化酶Cu,Zn-SOD、Mn-SOD基因的表达,与对照组相比具有显著性差异(P<0.05);随着PP质量浓度的升高,雌果蝇体内Cu,Zn-SOD基因与雄果蝇体内Mn-SOD基因的表达量随之降低,而Mn-SOD基因在雌果蝇体内总体表达量提高。故PP的毒性作用可能与抑制抗氧化酶基因的表达有关,而这种作用因果蝇性别而异。     

天然无咖啡碱茶叶N-甲基转移酶基因克隆与序列分析

本研究以天然无咖啡碱南昆山毛叶茶为主要研究材料,以不同咖啡碱含量的英红9号茶树品种和红山茶等山茶属植物为对照,采用RT-PCR技术,克隆获得南昆山毛叶茶、英红9号和福云6号茶树品种的NMT基因全长,分别编码365、369和369个氨基酸。序列比较分析表明南昆山毛叶茶NMT基因与其它茶树NMT基因的核苷酸序列同源性高于86.5%,氨基酸序列同源性高于86.3%,并包含了六个保守序列、三个SAM结合区A、B’、C及一个保守域VFFF。基于同源性比较,推测核苷酸序列的差异可能是导致南昆山毛叶茶NMT基因活性改变、影响茶树体内咖啡碱代谢的原因之一。     

苦荞麦主要过敏蛋白N端基因片段的克隆及序列分析

为了获得苦荞麦主要过敏蛋白全长基因并深入开展苦荞过敏蛋白的研究,本实验在先前获得的苦荞麦主要过敏蛋白C端(TBa)基因序列的基础上,设计不同的引物,以开花20d左右的苦荞麦果实为材料提取总RNA,并以此RNA为模板,通过RT-PCR和5’-RACE等方法,扩增,克隆获得苦荞麦主要过敏蛋白N端(命名为TBb)cDNA序列。序列分析结果表明,该序列由1005bp组成,开放阅读框为960bp,可编码一个由320个氨基酸残基组成的功能蛋白。同源性分析显示,此核苷酸序列与甜荞麦过敏性贮藏蛋白及豆球类蛋白的同源性达到90%。由此核苷酸序列推导出的氨基酸序列与甜荞麦13S贮藏蛋白有84%的同源性,与甜荞麦主要过敏蛋白有76%的同源性。苦荞麦主要过敏蛋白N端基因的获得为该蛋白的重组表达及其生物学活性等研究建立了前期基础。     

酸、热胁迫条件下酸土脂环酸芽孢杆菌SOD基因的表达分析

本研究在克隆得到酸土脂环酸芽孢杆菌DSM 3922T SOD基因全序列的基础上,利用荧光实时定量PCR技术分别检测酸土脂环酸芽孢杆菌SOD基因在酸、热胁迫条件下的表达差异。结果表明:该基因在正常生长条件下组成性表达,在酸、热胁迫下表达量在短时间内迅速上调,酸胁迫0.5 h表达量为对照组的4.63倍,胁迫1 h表达量升至最高,为对照组的32.55倍,随后表达量迅速下调,胁迫5 h时表达量降至对照组的1.67倍。70℃热胁迫5 min时SOD基因相对表达量为对照组的2.81倍,胁迫25 min时表达量升至最高,为对照组的15.05倍,随后表达量下调,胁迫40 min时表达量降至对照组的4.93倍。酸土脂环酸芽孢杆菌SOD基因对酸、热环境胁迫具有快速反应的特点,表明酸土脂环酸芽孢杆菌SOD基因与该菌嗜热耐酸的独特生理适应机制密切相关。     

青钱柳鲨烯合成酶(CpSS)全长基因的克隆、分析与表达

为研究和调控青钱柳三萜代谢,克隆了青钱柳鲨烯合成酶(CpSS)全长基因,研究该基因的特征和蛋白结构,以及青钱柳悬浮培养细胞在黑曲霉诱导子作用下该基因的表达变化情况。本文以青钱柳悬浮细胞RNA为模板,采用RT-PCR和RACE技术克隆出全长为1 667 bp的CpSS基因cDNA序列,该序列包含一个1 245 bp的完整ORF,编码414个氨基酸;CpSS序列与胡桃鲨烯合成酶基因的相似度最高,相似度达到97%,与白桦、葡萄、大豆、甘草、可可5个物种的相似度都在85%以上。序列分析表明,CpSS蛋白属于不稳定亲水蛋白,具有典型的鲨烯合成酶保守区和结构域,存在于内质网膜中,由多个α螺旋组成空穴状结构,该结构与大多数植物鲨烯合成酶蛋白的空间结构相似。实时荧光半定量RT-PCR检测结果表明,在黑曲霉诱导子作用下,悬浮培养细胞CpSS基因表达量显著增加,在诱导后60 h时的表达量最高。本文可为深入研究青钱柳三萜代谢途径及真菌诱导子的诱导作用机制提供参考。