大孔离子交换树脂在重组大肠杆菌生产hEGF中的原位分离作用

引　言乙酸是重组大肠杆菌培养过程中的主要代谢副产物[1,2 ] ,乙酸的产生和积累对重组菌的生长和外源蛋白表达都有严重的抑制作用[3,4 ] .许多研究者对此开展了多方面的研究 ,如通过代谢工程手段构建乙酸酶缺陷菌株作为宿主菌来减少乙酸的产生[5] 、采用发酵 /分离耦合技术除去或降低乙酸量[6～ 8] 、透析培养技术[9,10 ] 、控制菌体的比生长速率及限制基质葡萄糖浓度等方法 .　　　本实验室开展了重组大肠杆菌分泌性高效表达人表皮生长因子 (humanepidermalgrowthfactor ,hEGF)的研究 ,发现在重组菌培养过程中乙酸的积累对重组菌生长和hEGF表达有严重抑制作用 .本文开展了高效吸附乙酸的离子交换树脂筛选 ,并在摇瓶和发酵罐规模两个水平上研究离子交换树脂在重组大肠杆菌发酵生产hEGF过程中对乙酸的原位分离作用 .1　材料与方法1 1　菌株与质粒E coliJM10 1/pSP10 3,本研究所保存的高效分泌型hEGF的重组大肠杆菌 .1 2　培养基及培养方法种子培养基和发酵培养基 ,种子培养、摇瓶培养及 2 5LB Braun发酵罐培养的条件参照文献[11],其中发酵培养基中...     

大肠杆菌及其耐乙酸突变菌的连续培养和代谢流比较

在氮源限制基本培养基中连续培养大肠杆菌DH5α及其乙酸耐受突变株DA19。与DH5α相比,突变株DA19降低了葡萄糖的消耗,减少了乙酸和丙酮酸的生成,提高了菌体关于葡萄糖的得率。利用物料平衡和代谢反应的化学计量关系,分析了二者在比生长速率0.13 h^-1下的稳态代谢流分布。与DH5α相比,DA19的三羧酸循环流量高,酵解途径的流量低,从而减少了乙酸等副产物的分泌,反映了能量代谢效率的明显提高。比较了二者异柠檬酸裂解酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、磷酸果糖激酶、异柠檬酸脱氢酶和乙酸激酶的活性,酶活变化与代谢流结果基本一致。     

多拷贝脑钠肽基因表达质粒的构建及其表达

目的构建多拷贝脑钠肽(BNP)基因重组表达质粒,并探讨BNP基因的拷贝数与其表达水平的相关性。方法通过人工合成和PCR技术扩增BNP基因,将其克隆至载体pCW111中,构建表达质粒pBNP11,并通过亚克隆构建含有不同数量表达盒的正向串联表达质粒,分别转化大肠杆菌DH5α和BL21(DE3),经温度诱导表达,SDS-PAGE分析,并经激光扫描测定目的蛋白的表达量。结果测序及酶切鉴定证明1～3拷贝BNP重组表达质粒构建正确,重组蛋白在大肠杆菌DH5α和BL21(DE3)中均可获得表达,表达量分别为菌体总蛋白的8.12%、9.94%、和9.18%。结论已构建了多拷贝BNP的重组表达质粒,BNP的表达水平随BNP拷贝数的增加而升高,但并未成倍增加。     

响应面法优化胶原蛋白发酵培养基和培养条件

目的利用统计学方法对重组大肠杆菌发酵培养基进行优化,提高胶原蛋白产量。方法应用Plackett-Burman试验设计法和响应面法,对发酵培养基6种组分配比和2个初始发酵条件进行优化;用Design-Expert软件对实验数据进行多元回归分析,并建立3种主要因素(葡萄糖、混合氮源和K2HPO4)与胶原蛋白产量之间的函数关系。用最终优化的配方进行5次验证试验。结果培养基3个最佳浓度为:葡萄糖为14.69 g/L、混合氮源为15.04 g/L、K2HPO4为11.91 g/L,胶原蛋白表达率可达33.95%。5次验证试验所测得的胶原蛋白平均表达率为34.02%,与预测结果基本一致。结论优化的重组大肠杆菌发酵培养基可显著提高胶原蛋白产量。     

重组真菌腈水解酶的发酵工艺条件及生物催化特性初探【需加急】

对产真菌腈水解酶的重组大肠杆菌的培养基种类、培养基成分、诱导剂种类和浓度、诱导条件、p H和温度进行了系统考察。摇瓶发酵优化结果显示:以甘油作为主要碳源,蛋白胨和酵母膏作为主要氮源,并添加微量元素的SOC培养基作为发酵培养基,最适接种量为0.5%;较优的诱导剂诱导条件为:采用0.5 mmol/L的IPTG诱导12 h,发酵p H=7.5,诱导温度25℃时产酶效果最佳。经过优化后,重组酶的酶活得到了显著提高,总酶活最高达到了3.84 U/m L,相比初始水平(0.84 U/m L)提高约4倍。5 L发酵罐的放大实验表明,产酶效果良好,总酶活和比酶活均与摇瓶水平基本持平。全细胞催化性质考察研究结果表明,该菌株所产腈水解酶催化反应的最适催化反应温度是45℃,最适反应p H约为7.2。     

重组真菌腈水解酶的发酵工艺条件及生物催化特性初探

对产真菌腈水解酶的重组大肠杆菌的培养基种类、培养基成分、诱导剂种类和浓度、诱导条件、p H和温度进行了系统考察。摇瓶发酵优化结果显示:以甘油作为主要碳源,蛋白胨和酵母膏作为主要氮源,并添加微量元素的SOC培养基作为发酵培养基,最适接种量为0.5%;较优的诱导剂诱导条件为:采用0.5 mmol/L的IPTG诱导12 h,发酵p H=7.5,诱导温度25℃时产酶效果最佳。经过优化后,重组酶的酶活得到了显著提高,总酶活最高达到了3.84 U/m L,相比初始水平(0.84 U/m L)提高约4倍。5 L发酵罐的放大实验表明,产酶效果良好,总酶活和比酶活均与摇瓶水平基本持平。全细胞催化性质考察研究结果表明,该菌株所产腈水解酶催化反应的最适催化反应温度是45℃,最适反应p H约为7.2。     

幽门螺杆菌中性粒细胞激活蛋白的基因克隆与表达

目的　克隆、表达幽门螺杆菌中性粒细胞激活蛋白基因napA ,为研究幽门螺杆菌致病机理提供材料。方法　用PCR从幽门螺杆菌DNA中扩增出目的基因napA ,定向插入原核表达载体pQE30中 ,测序分析确认后 ,转化大肠杆菌DH5α ,IPTG诱导表达 ,表达蛋白以NI2 + NTA柱进行纯化。结果　PCR扩增出 4 35bp目的基因片段napA ,克隆入pQE30质粒。工程菌诱导后SDS -PAGE显示新生表达蛋白带 ,相对分子质量为 170 0 0 ,与预期一致 ,约占菌体总蛋白的 38% ,经Ni2 + NTA柱纯化后可获得纯度为 95 5 %重组蛋白。Westernblot显示重组蛋白具有良好的抗原性。结论　克隆napA基因成功 ,并在大肠杆菌DH5α中高效表达。     

密码替换后人促红素基因在大肠杆菌中的高效表达及工程菌的发酵

目的　研究人工合成的hEPO基因在大肠杆菌中高效表达及工程菌高密度发酵条件。方法　将hEPO基因中大部分大肠杆菌稀有密码子替换成使用频率较高的密码子 ,人工合成hEPO全基因 ,然后将其插入表达载体PBV2 2 0中 ,转化大肠杆菌DH5α ,挑选构建正确的PBV2 2 0 hEPO DH5α菌落 ,经升温诱导 ,SDS- PAGE和Westernblot鉴定表达产物 ;观察改变培养基、培养时间、pH及溶氧量等条件对表达产物的影响。结果　经酶切分析 ,DNA测序鉴定 ,人工合成的hEPO基因已正确构建到表达载体中。通过高密度发酵培养 ,最终菌体密度达A6 0 0 =30 (相当于菌体 35g L) ,hEPO表达量达 30 %左右。结论　人工合成的hEPO基因在大肠杆菌中得到高效表达 ,并确定了该工程菌高密度发酵的适宜条件。     

大肠杆菌丙酮酸脱氢酶的克隆与表达优化

为了在大肠杆菌中表达大肠杆菌丙酮酸脱氢酶,用PCR法从大肠杆菌总DNA中克隆了pdc基因,将其插入载体pGEX-KG后转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG的诱导下实现了表达.通过对表达条件的优化,在TB M9(1∶1)培养基中,33℃下使用终浓度0.5 g·L-1的乳糖诱导4 h,重组大肠杆菌丙酮酸脱氢酶的表达量可占全菌蛋白的45%左右,比未优化前提高了约20%,同时大大降低了成本.     

Triton X-100在单菌落PCR技术中的优化作用

在利用单菌落PCR法直接筛选含有外源基因的重组质粒以及发生同源重组的重组子时,通过0.1%TritonX-100处理模板对PCR技术进行优化。以大肠杆菌DH5α、单核细胞增生李斯特菌的重组克隆为例,单菌落经Triton X-100处理后再进行PCR,琼脂糖凝胶电泳图谱的条带更清晰、杂带减少;克隆鉴定的阳性率明显提高,且在15μL的PCR反应混合液体系中的扩增效果更明显。对单核细胞增生李斯特菌的检测方法可以推广适用于多种革兰氏阳性菌。     

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD)的构建及其转化甘油

利用温控载体pHsh将编码甘油脱水酶的基因dhaB和编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD串联构建重组质粒pHsh-dhaB-yqhD, 将其转化大肠杆菌得到新型产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD), 并对影响该重组菌发酵的营养因子进行研究.实验结果表明：该重组菌转化甘油合成1,3-丙二醇的适宜培养基组成为甘油60 g·L^-1、酵母膏5.0 g·L^-1、维生素B₁₂ 0.05 g·L^-1以及KH₂PO₄ 7.5 g·L^-1; 以此培养基在5 L发酵罐上进行放大, 1,3-丙二醇产量、转化率和生产能力分别达到43.26 g·L^-1、72.2 %和1.55 g·L^-1·h^-1.     

亮氨酸拉链结构蛋白基因的合成及其表达

为探讨亮氨酸拉链蛋白与DNA的结合机理,设计了含有GCN4亮氨酸拉链蛋白基区结合DNA的必需的35个氨基酸的折叠片段,并将其克隆到Escherichia coli BL21表达.以ZG1(+)、ZG1(-)、ZG2(+)、ZG2(-)、ZG3(+)、ZG3(-)寡聚核苷酸片段在PCR自动热循环系统连接得到亮氨酸拉链蛋白基因片段,将此片段克隆到pET3b质粒中,酶切后用2%琼脂糖电泳检测证明克隆成功,将这种重组质粒转化到E.coli DH5α,发现pET3b重组体在E.coli DH5α中表达成功,从转化子中分离得到重组质粒pET3b,序列分析证明插入序列为合成的亮氨酸拉链蛋白基因;将重组质粒pET3b在E.coli BL21于5 mL含有50 μg*mL-1氨苄青霉素和34 μg*mL-1氯霉素的LB液体培养基中以IPTG为诱导剂,37℃下表达,10%SDS-PAGE检测到外源基因蛋白质分子量为4000 Da左右;重组体在10 L含氨苄青霉素和氯霉素的LB液体培养基中、28℃时能大量表达.     

转氨酶ATA117基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的重组表达及产酶条件优化

采用基因工程的方法构建重组大肠杆菌得到重组菌Eco(p ETDuet-ATA117),实现了转氨酶ATA117的重组表达。使用响应面法对重组大肠杆菌摇瓶发酵产酶培养基进行了优化并对转氨酶诱导条件进行研究。首先采用二水平部分因子设计筛选确定培养基中对转氨酶ATA117酶活有显著影响的3种培养基组分,即甘油、酵母粉和胰蛋白胨。然后进行最陡爬坡实验确定最佳响应面区域,最后通过Box-Behnken设计确定各成分的最佳浓度。采用该优化培养基,转氨酶酶活为391.7 U/L,分别是基础培养基和单因素优化培养基酶活的3.13倍和1.22倍。对转氨酶的诱导条件进行了研究,得出最适诱导温度24℃,光密度值(OD)为0.8,此条件下进行诱导,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度1 mmol/L,诱导时间15 h,最终转氨酶活力达到713.7 U/L。     

过表达谷氧还蛋白基因GRX5提高酿酒酵母乙酸耐性

利用可再生的纤维素原料生产燃料乙醇是国内外研究的热点。但纤维素原料一些预处理过程产生的乙酸对酿酒酵母细胞生长和乙醇发酵产生强烈抑制,因此,提高酿酒酵母细胞的乙酸耐受性是提高纤维素乙醇发酵效率的重要手段。本文研究了谷氧还蛋白家族中GRX5p的编码基因的过表达对酿酒酵母在乙酸胁迫条件下细胞生长和发酵性能的影响。结果表明,过表达GRX5的重组菌株在含有5 g·L^-1乙酸的平板中生长优于对照菌株;在含有5 g·L^-1乙酸的培养基中进行乙醇发酵,过表达GRX5的重组菌株可在48 h基本消耗培养基中所有的葡萄糖,发酵周期比对照菌株缩短了12 h。过表达GRX5菌株的乙醇生产强度为0.897 g·L^-1·h^-1,比对照提高了28.5%。代谢物分析结果表明,过表达GRX5的重组菌株可产生更多的保护性物质海藻糖和甘油,有利于增强菌株胁迫耐受性。     

百日咳毒素S1亚单位的表达及其免疫原性研究

目的 研究百日咳毒素S1(Pertussis toxin s1 subunit)亚单位在大肠杆菌中的表达及其免疫学特性。方法 采用PCR法从百日咳杆菌染色体中获得S1亚单位的结构基因并克隆到质粒pCR2.1-TOPO中,转化宿主菌DH5α和TOPO10。用抗S1的单抗1B7检测表达产物。用粗制的重组S1(rS1)免疫小鼠,做主动免疫保护实验。rS1免疫家兔,检测rS1的免疫原性。并以家兔免疫血清在小鼠进行被动免疫保护实验。结果 rS1可在大肠杆菌中稳定高效表达,表达量分别占细胞总蛋白量的14％(DH5α)和24.2％(TOPO10)。rS1能被1B7识别,在小鼠主动免疫实验中,保护率可达56.3％。家兔免疫血清ELISA效价为1:32 000。抗rS1血清对小鼠被动的免疫保护率为100％。结论 rS1具有良好免疫原性,为百日咳基因工程疫苗或亚单位疫苗研制及百日咳免疫机理研究提供了依据。     

幽门螺杆菌hp1188基因的克隆及高效表达

目的克隆并表达幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)hp1188基因,为研究幽门螺杆菌的黏附机制奠定基础。方法用PCR法从H.pylori标准株NCTC11637基因组DNA中扩增hp1188基因,克隆入原核表达载体pQE-30,构建重组原核表达质粒pQE30-hp1188,转化大肠杆菌DH5α,IPTG诱导表达。SDS-PAGE分析表达形式和表达量。表达蛋白经Ni2+-NTA树脂纯化,Western blot鉴定其反应原性。结果所构建的重组表达质粒pQE30-hp1188序列完整,插入的基因片段全长810bp,与GenBank中的hp1188基因同源性达98%。表达的重组蛋白相对分子质量约为30600,以1.0mmol/L IPTG诱导4h,表达量最高,破菌上清和沉淀中均有表达,可溶性蛋白表达量占全菌总蛋白的47%。重组蛋白纯化后纯度可达90%,并可被H.pylori患者血清识别。结论已成功克隆了H.pylori hp1188基因,并在大肠杆菌DH5α中获得高效表达。     

HBV PreS2-MBP融合蛋白质粒构建及在大肠杆菌中的表达

目的在大肠杆菌pMALP2x系统中表达HBVPreS2MBP融合蛋白,并对其进行鉴定和纯化。方法利用DNA重组技术,将全长的HBVPreS2蛋白基因克隆至原核表达载体pMALP2x中,转化大肠杆菌DH5α,IPTG诱导表达。表达产物经SDSPAGE和Westernblot检测,并经阴离子交换层析、AmyloseResin亲和层析纯化。结果成功构建了重组载体pMALP2x/S2,诱导蛋白为MBP标记的可溶性的PreS2MBP融合蛋白,具有良好的抗原性,可经AmyloseResin亲和层析纯化。结论pMALP2x系统可成功表达PreS2MBP融合蛋白。     

重组大肠杆菌表达双功能谷胱甘肽合成酶的发酵工艺研究

对重组表达双功能谷胱甘肽合成酶（GshF）的大肠杆菌进行了5L罐的发酵工艺探索。分别考察了不同培养基、诱导剂种类、诱导时机、诱导温度、补料流加碳源类型等对菌体生长、GshF蛋白表达及其酶活的影响。结果表明,采用葡萄糖进行补料流加．在优化工艺条件下,GshF表达量达到1．94g·L^-1。     

治疗性双质粒HBV DNA疫苗工程菌的中试发酵工艺研究

目的研究双质粒HBV DNA疫苗工程菌的中试发酵工艺。方法首先通过计算质粒拷贝数,检测工程菌DH5α/pS2.S和DH5α/pFP在传代过程中的遗传稳定性,通过摇瓶培养确定培养基组成,再在30L发酵罐内,通过改变培养基成分、培养时间、补料方式,确定最佳发酵参数。并将确定的最佳发酵参数应用于50L发酵罐连续3批中试规模的发酵,同时考察在发酵培养过程中质粒稳定性和超螺旋质粒DNA的比例。结果工程菌DH5α/pS2.S和DH5α/pFP在连续传代30次后,质粒拷贝数保持稳定。确定最佳发酵参数为以甘油为碳源的培养基培养,梯度恒速流加方式补料,培养时间为10h。通过3批稳定发酵,最终可获得湿菌58.0~71.8g/L,质粒含量可达到1.11~1.58mg/g菌,超螺旋质粒DNA的比例达93%以上。结论已建立了稳定的双质粒HBV DNA疫苗工程菌中试发酵工艺,为进一步规模化生产奠定了基础。     

胸腺基质淋巴细胞生成素基因的克隆及表达条件的优化

将BamHI和EcoRI酶切过的胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP)基因片段插入载体pET28a,然后转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG的诱导下实现了TSLP基因在大肠杆菌中的表达.对表达条件进行了优化,在TB+M9(1∶1)培养基中,37℃下使用终浓度0.4 mmol·L-1的IPTG诱导3 h,重组TSLP的表达量可占全菌蛋白的18.6%左右,比优化前提高了约15%.