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。     

新型环氧化物水解酶产酶菌株的筛选及产酶条件优化

以苄基缩水甘油醚(Benzyl glycidyl ether,BGE)为唯一碳源从土壤中筛选到了8株环氧化物水解酶(Epoxidehydrolase,EH)产酶菌株,其中一株黑曲霉G5对映体选择性很高,能将BGE立体选择性水解,保留(R)-BGE。该菌株产生EH的最佳培养基组成为:蔗糖1.0%、玉米浆2.0%、NaCl 1.0%,初始pH为4.0。250 mL三角瓶装30 mL,120 r/min摇床上30℃培养30h后收集菌体,生物量和ee(Enantiomeric excess,对映体过量)值均达到最高。     

土豆环氧化物水解酶基因的克隆、表达及其活性包涵体分析

目的克隆、表达土豆环氧化物水解酶基因,分析其活性包涵体。方法提取土豆总RNA,以反转录获得的cDNA为模板进行聚合酶链式反应(PCR),扩增得到土豆环氧化物水解酶基因,构建大肠杆菌表达质粒pET-P.EH,将重组表达质粒pET–P.EH转化E.coli BL21(DE3)。结果 SDS-PAGE分析表明,IPTG诱导表达的重组土豆环氧化物水解酶在各种温度下均主要以包涵体形式表达,只在15℃有微量可溶表达。酶活性分析表明,28℃表达的重组酶包涵体酶活性性为0.7 U/mg。结论初步证实了存在活性包涵体的观点。     

福寿螺(Ampullaria crossean)mfc 基因的分子克隆和序列分析

目的:从福寿螺胃组织细胞中扩增多功能纤维素酶基因,与pGEM T-easy载体连接,转化大肠杆菌删DH5 a.结果:该基因全长为1 225 bp,上游5'端非翻译区19 bp,3'端非编码区21 bp,开放阅读框(0pen reading frame,ORF)1 185bp,编码395个氨基酸,推测等电点pI为6.57,分子质量45.8k Da.推测的多功能纤维素酶具有糖苷水解酶保守的氨基酸序列,属于糖苷水解酶第10家族.同源性比对结果显示,该基因及推测的氨基酸序列与egx(GenBank Accession No.AAP 31 839)的同源性分别为99.3%和99.8%,在8个位点出现核苷酸差异.在1个位点出现氨基酸差异.通过软件分析并预测,该基因编码的蛋白共存在14个丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点.没有信号肽序列.结论:成功克隆出福寿螺多功能纤维素酶基因.     

甜杏仁和苦杏仁野黑樱苷水解酶基因的克隆

以轮台小白杏（甜杏仁品种）和甲麦黄杏（苦杏仁品种）为实验材料,采用同源基因克隆方法克隆野黑樱苷水解酶（prunasin hydrolase,PH）基因。轮台小白杏PH基因命名为PaLTPh（GenBank登录号：KF888615）,序列长度3 686 bp;甲麦黄杏PH基因命名为PaMJPh（KF888616）,序列长度3 690 bp。PaLTPh和PaMJPh与扁桃Ph691基因相似性为94%。根据PaLTPh和PaMJPh保守区序列设计引物,克隆编码区（coding sequence,CDS）序列。PaLTPh CDS（KF888617）和PaMJPh CDS（KF888618）序列长度均为1 635 bp,与扁桃Ph691全CDS区相似性为97%。PaLTPh CDS和PaMJPh CDS序列均为全长的开放阅读框,编码蛋白质长度为544 个氨基酸。PaLTPH蛋白和PaMJPH蛋白均包含长度为26 个氨基酸的信号肽和糖基水解酶家族Ⅰ结构域,可催化野黑樱苷水解为扁桃腈和葡萄糖。杏PH基因与扁桃Ph691具有高度的同源性。     

新型环氧化物水解酶AuEH1的表达及酶学性质

采用RT-PCR技术从宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001总RNA中扩增了一种新型环氧化物水解酶AuEH1的编码基因Aueh1。将该基因与表达质粒pET-28a(+)连接,转化大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3),获基因工程菌E.coli/Aueh1,IPTG诱导表达重组AuEH1(reAuEH1)。菌体经超声波破碎,收集上清作为reAuEH1酶液。分析结果表明,reAuEH1活性为8.12 U/mL;其最适温度为40℃,在40℃及以下稳定;最适pH为6.5,在pH 5~9范围内稳定;所测金属离子(除Ag~+和Cu~(2+)外)及EDTA对reAuEH1活性影响不大。在40 mmol/L磷酸钾缓冲液(pH 6.5)、20 mmol/L外消旋环氧苯乙烷((R,S)-SO)和0.8 U/mL reAuEH1体系(终体积6 mL)中,35℃反应50 min,所获手性产物(S)-SO的摩尔产率为30.8%、对映体过量(e.e.)值99%。     

西兰花(Brassica oleracea var.italica)硫代葡萄糖苷酶基因 cDNA分子克隆及其特征分析

目的:研究西兰花硫代葡萄糖苷酶(简称硫苷酶)cDNA的结构特征,为硫苷酶异源表达打下基础.方法:以西兰花幼苗为试材.根据同源序列法PCR扩增硫苷酶特异cDNA片段,再用3＇RACE和5＇RACE分别扩增cDNA 3＇端序列和5＇端序列,经序列拼接获得西兰花硫苷酶全长cDNA序列.利用在线蛋白质分析系统对其编码的氨基酸序列进行结构特征分析.在NCBI CDD数据库中查找保守结构域,在SWISS-MODEL上进行在线蛋白同源模建,用MEGA3.1构建NJ系统树.结果:该基因cDNA全长1830bp,含有一个1641bp的ORF及31bp的5＇端非翻译区和158bp的3＇端非翻译区,命名为BoMyr2(GenBank登录号为EU004075);编码氨基酸序列含有20个氨基酸长度的信号肽及9个天冬酰胺N末端糖基化位点,编码的蛋白分子质量(Mw)约为62.2 kD,等电点(pI)为8.71;BoMyT2推测氨基酸序列舍有糖基水解酶家族1特有的糖基水解酶结构域,其编码蛋白与PDB库中白芥硫苷酶有类似的三维结构,具有明显的β/α(TIM)桶结构;BoMyr2应归为硫苷酶基因家族的MB亚族.     

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。     

不对称还原苯丙酮酸的L-乳酸脱氢酶L-LcLDH2的表达及生物信息学分析

以干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)基因组DNA为模板,采用PCR技术扩增一种L-乳酸脱氢酶(L-Lc LDH2)的编码基因Lcldh2;借助表达质粒pET-28a(+)将Lcldh2在大肠杆菌BL21(DE3)中实施异源表达。实验结果表明,细胞超声破碎液中L-Lc LDH2催化苯丙酮酸的酶活性为47 U/mg总蛋白质;采用重组E. coli/Lcldh2全细胞催化苯丙酮酸还原,所获产物L-苯乳酸的对映体过量(eep)值 99%。生物信息学分析表明,Lcldh2开放阅读框长906 bp,编码含301个氨基酸的L-Lc LDH2,预测其相对分子质量和等电点分别为32 585和5.5;L-Lc LDH2含有典型的NAD+结合位点序列(GXGXXG),属于NAD依赖型L-乳酸脱氢酶,且是一种非分泌、非跨膜、无信号肽和定位于细胞质的酶蛋白。L-Lc LDH2的获得为生物法制备高光学纯L-苯乳酸提供了新的酶源。     

宇佐美曲霉木聚糖酶基因的克隆和序列分析

依据宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001木聚糖酶(XynII)N末端氨基酸残基序列以及曲霉菌密码子的偏爱性和真核生物mRNA在3′端存在Poly(A)等所提供的生物信息,采用RTPCR技术扩增了XynII成熟肽和3′非编码区的cDNA片段,PCR产物直接克隆至pUCmT载体中。DNA序列分析表明,该cDNA全长733bp,其中3′非编码区178bp,成熟肽编码区555bp,编码184个氨基酸。成熟肽基因推导的氨基酸序列同Aspergillusniger、Emericellanidulans以及Trichodermaviride来源的木聚糖酶相比,同源性分别为89%、46%和36%。又进一步对XynII二级结构进行了分析,并通过SWISSMODEL预测了XynII的三维结构。     

产脂肪酶木糖葡萄球菌YCC3全基因组测序及序列分析

木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus,S. xylosus)YCC3是从发酵肉制品中分离筛选到的1株产脂肪酶活性高的菌株,为研究该菌株在香肠发酵过程中的代谢机理和功能,采用PromethION和Illumina HiSeq测序平台对S.xylosus YCC3进行完成图测序分析。结果表明,S.xylosus YCC3基因组为1套含有3个质粒的环状分子,基因组序列总长度为2773035bp,GC含量(鸟嘌呤和胞嘧啶占基因组序列的比率)为32.88%。基因组中预测到2540个编码基因,编码基因总长度为 2742136bp,平均长度为1079.58bp,占基因组的83.24%。S.xylosus YCC3的编码基因通过GO(Gene Ontology)数据库注释,预测到与抗氧化活性相关的基因3个;COG(Cluster of Orthologous Groups of Proteins)数据库注释到与脂质运输和代谢相关的基因中有8个含有脂肪酸合成基因、4个含有脂肪水解酶基因;KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库注释到与脂肪酸合成相关的基因16个,与脂肪酸降解相关的基因10个,与不饱和脂肪酸合成相关的基因3个。S.xylosus菌株的基因组基本功能注释和代谢通路基因信息注释旨在为菌株作为发酵剂在香肠发酵中的应用提供一定的理论依据。     

白菜型油菜八氢番茄红素脱氢酶基因PDS3的克隆与序列分析

利用电子克隆技术,从数据库中找到与拟南芥高度同源的油菜EST序列,继而通过RT-PCR和RACE等方法,成功克隆了白菜型油菜八氢番茄红素脱氢酶（类胡萝卜素合成途径中的一个关键限速酶）基因PDS3的cDNA,命名为BrPDS3（GenBank登记号GQ200741）。cDNA序列全长1 940bp,其中包含114bp的5＇前导序列和134bp的3＇不翻译序列,编码区长度为1 692bp,编码63kD的蛋白。序列分析表明,BrPDS3蛋白与其他植物的PDS蛋白具有较高相似性;在系统进化树中,BrPDS3与甘蓝亲缘关系最近。根据全长cDNA序列设计引物,从白菜型油菜青油13号DNA中克隆得到BrPDS3基因的全长DNA,长度为3 911bp,ORF（开放阅读框）1 692bp,含有15个外显子和14个内含子。     

山参磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶cDNA克隆及序列分析

磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)具有明显的抗氧化活性,避免细胞膜受到过氧化损伤。本研究利用RACE技术,克隆出山参phgpx基因全长c DNA。序列分析表明:该克隆片段全长490 bp,编码162个氨基酸,有3个真核生物PHGPx特有的保守亚结构域。该片段编码的蛋白为跨膜亲水性稳定蛋白质,与柑橘、蓖麻等PHGPx氨基酸序列同源性分别为76%和75%。同时建立了9种植物的系统进化树。     

黑曲霉 G-1125生淀粉糖化酶基因的克隆与序列分析

从黑曲霉Aspergillus niger G-1125克隆到了生淀粉糖化酶菌基因的DNA及cDNA序列。序列分析表明,该生淀粉糖化酶基因组DNA 序列编码区长2 172 bp,cDNA编码区长1 923 bp,该基因含有4个内含子,共编码640个氨基酸,前18个氨基酸为信号肽序列,该氨基酸序列中共含有2个潜在的糖基化位点,软件预测出该酶的分子质量约为68 ku,等电点为pH值4.07。     

一株产谷氨酰胺转氨酶菌株的分离、鉴定及其tgl的克隆表达

用稀释平板法从土壤样品中分离到166株细菌菌株,通过凝胶法初筛和Folk比色法复筛,得到一株产谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)的菌株,通过形态学、生理生化特征和16S r DNA序列比对证明该菌株是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),命名为TGase1318。克隆了该菌株TGase的编码基因tgl,序列长738bp,编码由245个氨基酸组成的蛋白质;TGase的氨基酸序列与NCBI公布的B.subtilis的TGase相似性达94%~100%。用B.subtilis表达载体p TZ和E.coli表达载体p ET21b分别构建了含tgl的重组质粒,转化B.subtilis WB800和E.coli BL21,tgl基因表达产物在70℃下可催化BSA交联,表明tgl在B.subtilis和E.coli中获得了表达且表现出TGase活性,这为其在食品工业上的开发利用打下基础。     

甘油脱水酶结构基因(gldABC)克隆及序列分析

以肺炎克雷伯氏菌As1.1736的基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到了目的基因(gldABC)并将该基因克隆到pMD19-TSimple载体。通过对该基因的序列分析,甘油脱水酶(gldABC)结构基因的全长为2816bp,由三个独立的开放阅读框架组成,三个独立的读码框分别由1668、585、426bp组成,分别编码556、195、142个氨基酸。通过BLAST同源性分析,该基因与GenBank中已发表的gldABC基因(U60992)的核苷酸序列同源性为99.39%。氨基酸的同源性为100%。     

产甘油假丝酵母烯醇化酶基因的克隆及序列分析

从产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)基因文库中分离了一个含烯醇化酶基因(CgENO1)的克隆子.插入片段全长2 456 bp,包含一段1 314 bp的没有内含子的蛋白质编码区,编码一个含438个氨基酸残基的多肽链,其氨基酸序列与来源于酿酒酵母的烯醇化酶相似性为74.3%.多重序列比对显示,产甘油假丝酵母烯醇化酶(CgENO1)含有酵母烯醇化酶全部保守区.对编码区上下游序列分析显示,克隆片段含有典型的酵母基因上下游调控区,是一个完整的酵母新基因.     

乌珠穆沁羊Myostatin基因的分子克隆及序列分析

采用纯种(多胸椎个体)乌珠穆沁羊,对该品种MSTN基因进行PCR分段扩增并克隆和测序。利用DNAMAN进行序列拼接,获得乌珠穆沁羊MSTN基因全长序列。该基因由3个外显子和2个内含子组成,外显子大小分别为373,374,381 bp,内含子大小分别为1 833,2 030 bp。CDS序列全长为1 128 bp,由375个氨基酸组成。MSTN基因编码蛋白的理论分子质量约为42.8 ku,PI值为7.01,亮氨酸的含量最高(9.9%),其次是赖氨酸(8.3%)。乌珠穆沁羊基因编码蛋白二级结构以随机卷曲结构为主,属于跨膜蛋白,跨膜区位于AA6-AA23之间,具有一个分泌信号肽结构。其氨基酸序列MQKLQICVYIYLFMLIVA具有TGF-β家族的特征。     

盐藻八氢番茄红素脱氢酶cDNA的分离及序列分析

采用5’和3’RACE技术和梯度PCR方法从盐藻中克隆了八氢番茄红素脱氢酶(Pds)全长cDNA,序列分析表明,该cDNA长2198bp,包含1个1752bp的开放阅读框(ORF),编码一段583氨基酸残基的多肽链。氨基酸序列的同源性分析表明,它与高等植物和蓝藻的八氢番茄红素脱氢酶序列一致性高达67%,而与细菌和酵母的序列同源性较差;在N端具有一段转运序列和辅助因子结合结构域,C端则有一胡萝卜素结合域。这些序列特征预示,盐藻Pds与其他绿藻、高等植物和蓝藻中的同源基因一样催化八氢番茄红素发生前2步脱氢反应,并且需要与另一个脱氢酶联合作用合成番茄红素。     

RT-PCR法克隆柑橘皮果胶酯酶基因

试验利用RT-PCR技术将新鲜柑橘皮果胶酯酶基因克隆到pGEM T-Easy载体上,并进行了鉴定和序列测定.结果表明:该基因为克隆成功的果胶酯酶基因,全长1797bp,开放阅读框架长1785bp,共编码594个氨基酸.该序列含有PMEI和Pectinseterase两个保守序列.该序列与Coyadonga R发表的ci...