杂合抗菌肽LPCB在毕赤酵母中的表达条件优化

为获取能表达具有天然活性的杂合抗菌肽的重组酵母菌,确定其最佳表达条件,将构建好的重组酵母表达载体pPICZα-A-CecropinB(1～10)-Magainin2(1～12)(简称pPICZα-A-CBMA)和pPICZα-A-Lfcin-Pro-CecropinB(简称pPICZα-A-LPCB)经SacⅠ线性化处理,分别电转入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris X-33,利用抗生素Zeocin筛选阳性克隆,PCR扩增验证,甲醇诱导表达.采用抑菌圈法初步测定产物活性,优化杂合肽LPCB诱导时间、诱导剂浓度、诱导温度、培养基pH等表达条件,传代检测其质粒稳定性.结果显示,基因工程菌P.pastoris X-33/pPICZα-A-CBMA和P.pastoris X-33/pPICZα-A-LPCB成功构建.表达产物前者抑菌活性微弱,后者抑菌活性良好.杂合肽LPCB的最佳表达条件为:25℃,pH中性培养,每24 h添加0.5%(V/V,φ)甲醇,诱导表达72 h.重组酵母菌pPICZα-A-LPCB在培养超过100代后,未发生质粒丢失.     

嗜热子囊菌光孢变种内切葡聚糖酶Ⅰ基因在毕赤酵母中的表达及部分酶学性质

嗜热子囊菌是一种嗜热真菌,可以产生具有很高工业价值的内切葡聚糖酶.本研究成功表达了嗜热子囊菌内切葡聚糖酶Ⅰ基凶,并获得热稳定的重组内切葡聚糖酶.提取嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var.levisporus)总RNA,通过RT-PCR方法克隆出内切-β-葡聚糖酶eg1基因的成熟肽编码序列.采用基因重组的方法构建该基因的巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris分泌型表达载体pPIC9K-eg1,经线性化后采用电穿孔法将其导入毕赤酵母GS115中,大量筛选后获得高效表达内切葡聚糖酶Ⅰ的毕赤酵母工程菌株GpN24.该菌株采用甲醇诱导120 h后,内切葡聚糖酶Ⅰ的活力可达570.7 U/mL,最适温度为55℃,在90℃的条件下保温30 min后仍具有60%的酶活力;最适pH为5.0,在pH 3.0～5.0的条件下酶活力保持稳定.图6表2参16     

植物乳杆菌BBE7的胆盐水解酶基因在毕赤酵母中的分泌表达

由于用大肠杆菌对植物乳杆菌来源的bsh基因进行胞内和胞外表达时,它们很容易形成包涵体,而且大肠杆菌的内毒素会显限制BSH的应用,所以利用毕赤酵母这一高效的表达系统对其进行了分泌表达.首先用融合PCR的方法将信号肽α-factor与BSH连接,然后再克隆到质粒pPIC9K上,得到重组质粒pPIC9K-α-factor-BSH.重组质粒经过SalⅠ线性化后转化至毕赤酵母GS115.表达产物经SDS-PAGE分析和酶活测定发现,重组BSH的相对分子质量(Mr)和胞外酶活分别为37.0×103和1.08 U mL-1.通过正交实验[L9(34)]对发酵条件优化后,胞外总酶活达到2.69 U mL-1,比原来提高了1.49倍.研究为胆盐水解酶的分离纯化、酶学性质研究以及大规模生产奠定了一定的基础.     

一株多菌灵降解菌NY97-1的分子鉴定及GFP标记

用PCR方法扩增的多菌灵降解菌NY97-1的16SrDNA片段经TA克隆后,进行序列测定和BLAST同源序列比较分析,确定了其分类地位为短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus,B.p).经BamHⅠ酶切的启动子探针载体pUC19-gfp与NY97-1基因组DNA的Sau3AⅠ酶切片段酶连,酶连产物转化E.coliDH5a,建立B.p的启动子基因文库.挑选其中的两个强阳性克隆,亚克隆来自短小芽孢杆菌总基因组的启动子活性片段F4、F5,构建大肠杆菌-短小芽孢杆菌穿梭表达载体pNW33N-F4-gfp、pNW33N-F5-gfp.通过电转化得到gfp在B.p中的两株标记菌株.在荧光显微镜下,观察到了明亮的绿色荧光,证明活性片段F4、F5均具有组成型启动子的功能,实现了gfp基因在B.p中组成型表达,且遗传稳定,为今后研究多菌灵降解菌B.p在自然环境中的定殖、分布及动态变化打下了基础.图3表2参20     

稳定代谢葡萄糖和木糖产乙醇的重组酿酒酵母工程菌初步构建

分别克隆了休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)的木糖还原酶基因XYL1和热带假丝酵母(Candida tropicalis)的木糖醇脱氢酶基因XYL2,构建出重组表达质粒pACT2-xy11和pDR195-xy12,并使其分别转化酿酒酵母受体细胞.酶活测定结果显示,转化子中木糖还原酶和木糖醇脱氢酶均在宿主菌中得到活性表达.并将这两个基因连同各自重组表达质粒上的表达元件进行了克隆,进而构建出重组酵母染色体整合质粒YIp5.kanR-x12,以期今后通过同源重组的原理将上述基因整合到发酵性能良好的酿酒酵母基因组中,得到稳定代谢葡萄糖和木糖产乙醇的重组酵母菌株.图3表1参15     

利用纤维二糖的酵母工程菌构建

以扣囊复膜孢酵母染色体DNA为模板,通过PCR方法扩增到其β-葡萄糖苷酶基因bgl1,经EcoRⅠ、BamHⅠ双酶切并和经相同酶切的穿梭表达载体pYX212连接,构建了重组质粒pYX-sbgl,转化酿酒酵母W 303-1A,bgl1基因获得了活性表达,β-葡萄糖苷酶活力为0.504 IU/mL.转化子能以纤维二糖为唯一碳源生长,并能应用于同时糖化和发酵纤维素底物生产乙醇,使乙醇产量较宿主酵母有了一定的提高.图6表1参14     

黑曲霉阿魏酸酯酶A的克隆、表达及快速酶活检测体系的建

阿魏酸酯酶是参与半纤维素降解的重要酶类.为了提高阿魏酸酯酶的活性和其它性能,本文作者采用RT-PCR技术从黑曲霉CIB 423.1中克隆了编码阿魏酸酯酶A的cDNA,构建了外泌表达的质粒,并将其转化到毕赤酵母GS115进行表达.通过检测培养液上清中的酶活,表明阿魏酸酯酶已成功在这一体系表达.同时,本文还建立了快速、稳定的酶活检测体系,为后续对阿魏酸酯酶酶突变体活性进行高通量筛选奠定了基础.图5参17     

黑曲霉阿魏酸酯酶A的克隆、表达及快速酶活检测体系的建立

阿魏酸酯酶是参与半纤维素降解的重要酶类. 为了提高阿魏酸酯酶的活性和其它性能,本文作者采用RT-PCR技术从黑曲霉CIB 423.1中克隆了编码阿魏酸酯酶A的cDNA,构建了外泌表达的质粒,并将其转化到毕赤酵母GS115进行表达. 通过检测培养液上清中的酶活,表明阿魏酸酯酶已成功在这一体系表达. 同时,本文还建立了快速、稳定的酶活检测体系,为后续对阿魏酸酯酶酶突变体活性进行高通量筛选奠定了基础. 图5 参17     

冬虫夏草内生菌NS2-B1发酵培养基筛选

以核苷类物质为目标产物筛选冬虫夏草内生真菌NS2-B1生产具有和冬虫夏草相似活性成分的培养基.通过单因素实验,分别从5种碳源(蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、淀粉)和5种氮源(尿素、硝酸铵、牛肉膏、酵母膏、蛋白胨)中各筛选出2种最佳碳源和氮源;然后通过4因素3水平正交实验L_9(3~4),以代谢产物总核苷(尿苷、鸟苷、腺苷和虫草素)为指标筛选最佳的碳、氮源组合.结果显示:NS2-B1液体发酵培养基组合为麦芽糖2%、淀粉1.5%、酵母膏1.5%、蛋白胨1%,附加KH_2PO_4 0.8 g/L和MgSO_4.7H_2O 0.8 g/L;利用该培养基在25℃、210 r/min条件下震荡培养,5 d后菌丝体发酵液中总核苷的产量达到(92.62±4.19)μg/m L.综上,从天然冬虫夏草中分离的内生真菌NS2-B1具有替代冬虫夏草生产核苷类物质的潜力.     

硫化叶菌病毒dUTPase基因的表达及酶学活性分析

对硫化叶菌病毒(Sulfolobus virus)STSV2脱氧尿苷焦磷酸酶(dUTPase)基因进行克隆表达,并分析其酶学特征.根据STSV2的dUTPase基因序列设计特异性引物,以病毒STSV2 DNA为模板进行PCR扩增,将产物克隆至原核表达载体pET32a(+)中,然后,将其转化至Escherichia coli BL21(DE3)进行dUTPase的IPTG诱导表达及纯化,通过SDS-PAGE检测其大小,并测定其酶学活性.结果表明,诱导表达的重组dUTPase蛋白分子量(Mr)约为38×103(含pET32a(+)自带的助溶标签),重组dUTPase在Mg2+存在的情况下能特异性催化dUTP生成dUMP和PPi,其反应最适温度为60℃,在pH值3-8之间有较高的活性,其在提高PCR扩增效率和特异性方面具有一定的作用.本研究通过克隆表达获得了硫化叶菌病毒(Sulfolobus virus)STSV2脱氧尿苷焦磷酸酶,其在基因扩增领域有一定的应用价值.图5表1参18     

大鼠血红素加氧酶-1基因在乳酸乳球菌中的克隆与表达

采用RTPCR技术从大鼠脾总RNA中分离扩增HO1基因,将该基因克隆进pGEMTeasy质粒中,转化大肠杆菌DH5α,提取质粒,分析基因,酶切后与含有乳酸乳球菌启动子NisA的pSEC质粒连接,经电击转化,将重组质粒转入乳酸乳球菌NZ9000中,转化子在含有氯霉素的脑心浸液培养基上培养.用Nisin诱导HO1表达,SDSPAGE和Westernblot分析、鉴定表达产物,并且用分光光度法测定工程菌表达的HO1活性为0.45nmolmg(protein)-1h-1.图5参18     

“奶牛-沼气-牧草”循环型农业系统的能值分析

为探讨“奶牛-沼气-牧草”循环型农业模式（模式I）的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式（模式Ⅱ）进行比较。结果表明：模式Ⅰ的净能值产出率（4．06）比模式Ⅱ（4．13）低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10．27,模式Ⅱ为9．57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率（0．11）低于模式Ⅱ（0．12）,并且模式Ⅱ能值废弃率为21．72％,模式I为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30．63％,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1．13倍,但产投比是模式Ⅱ的97．64％。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

"奶牛-沼气-牧草"循环型农业系统的能值分析

为探讨奶牛-沼气-牧草循环型农业模式(模式Ⅰ)的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式(模式Ⅱ)进行比较。结果表明:模式Ⅰ的净能值产出率(4.06)比模式Ⅱ(4.13)低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10.27,模式Ⅱ为9.57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率(0.11)低于模式Ⅱ(0.12),并且模式Ⅱ能值废弃率为21.72%,模式Ⅰ为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30.63%,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1.13倍,但产投比是模式Ⅱ的97.64%。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

矮牵牛花香基因BSMT3的cDNA克隆与表达特征分析

以矮牵牛花瓣总RNA为模板,RT-PCR方法克隆得到其BSMTcDNA,全长1100bp,编码357aa,与已有报道phBSMT1(GenBank No.AA0501)和phBSMT2(AAO45013)的同源性分别达到97.76%和98.6%,该序列在Gen-Bank登录号为DQ494491,命名为phBSMT3.构建的BSMT3 cDNA的原核表达质粒pGBSMT转化BL21(DE3)E.coli,获得的重组菌株经0.01mol/LIPTG诱导后得到正确表达的GST-BSMT融合蛋白带,以纯化的重组表达蛋白免疫家兔获得其兔抗免疫血清.免疫组化研究结果证实,矮牵牛花香基因BSMT在花瓣、花管中的表达量较其它组织的表达量高.图5参24     

解淀粉芽孢杆菌DC-4豆豉溶栓酶成熟肽编码序列的克隆及表达

利用PCR方法从解淀粉芽孢杆菌DC 4总DNA中扩增出豆豉溶栓酶 (DFE)成熟肽编码区片段 .测序结果表明 :DFE成熟肽编码区长 82 5bp,编码 2 75个氨基酸残基 ,分子量为 2 7.7× 10 3 ,推导的N’ -端氨基酸序列与豆豉溶栓酶N’ -端氨基酸测序结果完全一致 ,说明克隆到的基因确实是豆豉溶栓酶基因 .同源性分析表明 ,DFE成熟肽编码区的核苷酸和氨基酸序列与日本纳豆激酶的同源性分别为 80 .0 %和 86 .5 % ,这提示豆豉溶栓酶可能是一种新型的溶栓酶 .将表达质粒pET Nde转化E .coliBL2 1(DE3)中 ,IPTG可诱导表达大量的DFE融合蛋白 ,占菌体可溶性蛋白的 4 0 % ,主要以包涵体的形式存在 .图 3表 1参 19     

出生前后全氟辛烷磺酸（PFOS）暴露对大鼠额叶皮质中IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR和IGFBP-2 mRNA水平的影响

为研究出生前后不同时期全氟辛烷磺酸(PFOS)暴露对大鼠仔鼠额叶皮质胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)、胰岛素样生长因子-Ⅰ受体(IGF-ⅠR)和胰岛素样生长因子结合蛋白-2(IGFBP-2)mRNA水平的影响,将28只受孕Wistar大鼠按3:2:2的比例随机分到对照(C)、低剂量(L)和高剂量(H)组中,从妊娠第0天开始分别自由摄食含0、7.2、14.4mg·kg-(1以饲料中的PFOS计)的粉末状饲料进行连续染毒至出生后28天.采用交叉哺育的方法建立出生前后均不暴露(CC)、仅出生前暴露(LC和HC)、仅出生后暴露(CL和CH)、出生前后均暴露(LL和HH)于PFOS的动物模型.采用半定量RT-PCR法检测各组仔鼠额叶皮质IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR和IGFBP-2mRNA水平的变化.结果表明,对照组仔鼠额叶皮质IGF-Ⅰ、IGFBP-2mRNA在PD14时处于较高水平,而在PD1和PD28时水平较低;IGF-ⅠRmRNA在PD1时只处于较低水平,随年龄的增加而逐渐升高.在PD1时,暴露组仔鼠IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR、IGFBP-2mRNA水平显著高于对照组(p<0.05).在PD14时,除LC组仔鼠IGF-ⅠRmRNA水平显著高于对照组之外,其余各暴露组仔鼠3者mRNA水平均显著低于对照组(p<0.01).此外,出生后暴露PFOS组的仔鼠额叶皮质IGF-Ⅰ、IGFBP-2mRNA水平降低程度比出生前暴露PFOS组仔鼠更高.在PD28时,暴露组仔鼠IGF-Ⅰ、IGF-ⅠRmRNA水平显著低于对照组(p<0.01),而IGFBP-2mRNA水平与对照组之间的差异无显著性(p>0.05).出生前后不同时期暴露PFOS导致大鼠仔鼠额叶皮质IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR和IGFBP-2mRNA水平变化,为PFOS发育神经毒性的研究提供了一定的线索.     

重组BALB/C鼠冷诱导RNA结合蛋白CIRP多克隆抗体的制备与鉴定

冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)是第一种在哺乳动物细胞中被发现的冷休克蛋白,伴随着细胞冷应激过程过量表达.为进一步研究冷诱导RNA结合蛋白CIRP的生物学功能,构建重组BALB/C鼠CIRP的原核表达载体,重组BALB/C鼠CIRP蛋白经NI-NTA亲和树脂纯化后免疫獭兔制备抗CIRP多克隆抗体,以间接ELISA和Western blot检测抗体效价和抗原特异性.本实验成功构建了CIRP的原核表达载体,在E coli XL-1-blue得到了高效表达,利用原核表达包涵体蛋白免疫獭兔获得了高效价的CIRP多克隆抗体,该抗体能识别肝脏和睾丸中天然的CIRP蛋白.图5参14     

优良籼型恢复系转基因植株的获得及其遗传稳定性

报道了用基因枪转化法将雪花莲凝集素基因(gna)转移到优良籼型杂交稻恢复系蜀恢527中．PCR、PCR Southern blotting和Southern blotting等分子检测证明，外源基因以多拷贝单位点方式整合到受体基因组中并稳定遗传到转基因第三代(T2)．转基因第一代植株(TO)在株高和结实率上与相应的组培、种子实生苗植株相比，发生明显的不可遗传的变异，随着繁殖代数的增加，转基因植株恢复到与对照植株一致．Western blotting表明，目的基因在转基因植株中正确表达．蛋白活性分析显示，外源基因在转基因植株中合成的蛋白具有凝血生物活性，含量占可溶性总蛋白的0．1％左右．本文还对转基因技术在杂交稻育种中的应用进行了讨沦．图4表2参18     

龙眼胚性愈伤组织Cu/Zn-SOD分子伴侣基因CCS的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

为了解Cu/Zn超氧化物歧化酶分子伴侣基因(CCS)在龙眼体胚发生过程中的表达调控机制,以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR法,克隆了长960 bp含有完整开放阅读框的龙眼DlCCS核酸序列,其编码一个含有319个氨基酸的蛋白质(GenBank登录号:FJ973472).生物信息学分析显示:该蛋白为亲水的、稳定的、含有跨膜结构域的酸性蛋白质,定位于叶绿体;与毛果杨、葡萄、拟南芥、水稻和锦鸡儿具有较高同源性,含有植物CCS蛋白所特有的3个保守结构域;预测其通过不同的磷酸化方式,改变酶活性及蛋白构象,参与龙眼体胚中超氧化物代谢以及金属离子转运等生物学过程,在氧化还原过程中发挥作用.利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术研究该基因在龙眼体胚发生发育过程中的表达情况,结果显示,从松散型胚性愈伤组织(Stage 1)到胚性紧实球形结构阶段(Stage 4),DlCCSmRNA的转录水平较低且波动小;当胚性紧实球形结构进一步发育到子叶形胚阶段(Stage 8),其表达量迅速增加,在成熟胚阶段(Stage 9)达到最高峰,提示DlCCS可能在龙眼体胚的中晚期起主要作用     

腺苷酸环化酶抑制剂体外筛选模型的建立及应用

腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)通过调节环磷酸腺苷(cyclic adenosine cyclophosphate,cAMP)的合成从而调控细胞相关功能.在卵巢中,cAMP调控卵母细胞的发育及卵子的成熟,cAMP含量变化影响下游芳香化酶的表达,进而影响雌激素的生物合成.为开发靶向AC的候选药物,根据AC1、AC2两个活性区域,利用大肠杆菌系统克隆表达可溶ⅠC1-ⅡC2重组融合蛋白,使用ATP检测试剂盒,检测ⅠC1-ⅡC2的催化活性,从而建立有效的ⅠC1-ⅡC2蛋白体外筛选抑制剂模型.利用该模型筛选了由2 861个化合物组成的文库.化合物来那替尼(neratinib)可明显抑制ⅠC1-ⅡC2蛋白活性,且呈浓度依赖性,其IC50为10.2±0.152 2μmol/L.进一步研究发现,来那替尼可显著降低人卵巢颗粒细胞KGN细胞中芳香化酶的表达,并且抑制雌激素的生物合成.本研究通过建立蛋白体外筛选模型发现来那替尼具有抑制AC的活性,结果可为开发新的靶向芳香化酶治疗多囊卵巢综合征等疾病的候选药物提供参考.(图5表1参28)