Paramyrothecium roridum中单端孢霉烯毒素生物合成基因启动子的克隆和功能鉴定

利用染色体步移技术对植物内生真菌Paramyrothecium roridum中单端孢霉烯毒素的生物合成基因tri5、tri12启动子进行克隆,分别利用原核和真核表达系统以及荧光素酶表达系统对启动子核心区域进行鉴定,发现tri12的启动子片段12-f1对氨苄青霉素抗性基因和潮霉素抗性基因表达的启动效率最高,tri5的启动子片段5-f0对荧光素酶基因表达的启动效率最高;同时对启动子的功能组件进行分析,发现tri5含有TATA box和CAAT box,而tri12是TATA-less启动子,但含有CAAT box和GC box。本研究为强启动子的筛选及单端孢霉烯类化合物的高效生物合成奠定基础。

深海真菌Dichotomomyces cejpii胶霉毒素生物合成基因启动子的克隆和功能鉴定

利用染色体步移技术对深海真菌Dichotomomyces cejpii中胶霉毒素的生物合成基因Gli G、Gli I和Gli O启动子进行克隆,并将其核心区域导入p GL3-basic荧光素酶报告基因载体,通过荧光强度分析发现Gli G的启动子转录活性最强。进一步将Gli G启动子核心区域导入含潮霉素抗性标记的p AN7-1载体,以替换原有启动子pgpd A,并将重组质粒导入酿酒酵母,用潮霉素抗性平板进行筛选,发现Gli G启动子能在酿酒酵母中启动潮霉素抗性基因的表达。

微生物实验室进化的研究进展

当前,微生物细胞工厂的构建逐渐成为工业上生产大宗和精细化学品的重要手段。然而,微生物遗传背景的复杂性及表型间相互影响的不可预测性限制了人们对微生物的理性改造。因此,在缺乏遗传背景基础上仍能获得目标表型的微生物实验室进化手段逐渐成为当今生物化工领域的研究热点。近年来,随着微生物连续培养技术及体内连续进化策略的深入研究,微生物实验室进化取得了较大进展。本文中,笔者将对近年来微生物实验室进化策略进行综述,为其后续研究及应用提供借鉴。

巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae中ProL蛋白的表达纯化及性质分析

【目的】从巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae中克隆proL基因,异源表达ProL蛋白并研究其理化性质,为解析ProL在合成Cytorhizins类新骨架活性化合物途径中的生物学功能奠定基础。【方法】利用PCR技术从C.rhizophorae中克隆proL基因,通过同源重组的方法将proL基因片段插入到pET28a原核表达载体,在大肠埃希菌Escherichia coli中异源表达,使用尿素对ProL蛋白梯度复性,采用SDS-PAGE技术和质谱测序对ProL蛋白进行分析和鉴定,运用生物信息学方法对ProL蛋白的氨基酸序列相似性进行分析,推测其编码蛋白的结构和功能。【结果】克隆得到proL基因的编码序列,开放阅读框全长909 bp,编码303个氨基酸,ProL蛋白分子式为C1495H2320N424O444S13,相对分子质量为33754.22,原子数为4696,等电点为5.69,为酸性蛋白。ProL蛋白在大肠埃希菌中以包涵体的形式大量表达,尿素梯度复性获得了纯度为98.9%的ProL蛋白。生物信息学分析发现ProL氨基酸序列在已知蛋白中与Aspergillus ibericus XP025570169.1的酰胺水解酶2相似性最高,为59.40%,其三维结构模型中包含8个α-螺旋和8个β-折叠,保守氨基酸序列为207~216位。【结论】ProL蛋白属于酰胺水解酶超家族,预测其为一种新颖蛋白,该蛋白可能在生成高度氧化的二苯甲酮类化合物途径中起水解作用。

垂枝红千层内生真菌的分离鉴定及其生物活性

目的:研究垂枝红千层内生真菌的分离鉴定及其生物活性,为进一步发掘活性代谢产物奠定基础。方法:通过组织分离法分离培养垂枝红千层内生真菌,通过ITS序列分析对分离的真菌进行鉴定,并采用滤纸片法和SRB法对内生真菌的发酵液提取物进行抗菌和细胞毒活性研究。结果:共分离得到29个菌株,鉴定为17属20种,其中以黑孢霉属(Nigrospora)、间座壳属(Diaporthe)和刺盘孢属(Colletotrichum)为优势类群;菌株A797、A798和A809的发酵提取物,对金色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均具有较好抑制活性(抑菌圈直径≥13 mm);当发酵液提取物的作用浓度为100μg/mL时,菌株A781、A785和A805对4株受试肿瘤细胞均具有较明显的抑制作用(抑制率≥90%以上)。结论:垂枝红千层内生真菌多样性丰富,部分菌株具有较好的抗菌和细胞毒活性,值得进一步深入研究。

一种新型酰基转移酶GPAT的克隆、表达与酶学性质研究

Lithocarpins为分离自海洋真菌Phomopsis lithocarpus的聚酮类新骨架化合物,具有开发成为新型抗肿瘤药物先导化合物的潜力。基于基因组测序和生物信息学分析预测了lithocarpins的生物合成基因簇,对其中的未知功能基因g7779进行扩增,并在大肠杆菌中进行表达,利用镍亲和层析柱进行纯化,通过质谱测序、生物信息学分析及酶活力检测等方法,对纯化的蛋白进行了功能分析。结果表明:基因g7779表达的蛋白是一个兼具较强的酰基转移酶活性和一定的谷丙转氨酶活性的新型双功能酶(glutamic-pyruvic transaminase-acyltransferase,GPAT),纯度达到98.6%。结构分析显示,该蛋白由326个氨基酸残基组成,其分子量为36 kD,其二级结构包括55.52%α-螺旋、29.45%无规则卷曲、9.82%延伸链和5.21%β-转角;酰基转移酶活性分析表明,GPAT对底物乙酰辅酶A的最适反应温度为35℃,当pH为7.0时酶活最高,在40℃时的热稳定性较好,在此温度下处理2 h后,残留酶活力仍大于80%,而在50℃下热稳定性较差,处理30 min后残留酶活力低于10%;其酶动力学常数Km=761.57μmol/L,最大反应速率Vmax=29370μmol/(mg·min)。研究结果将为后续阐明lithocarpins生物合成途径提供分子生物学依据。

体内连续定向进化研究进展

定向进化为合成生物学的发展提供了一种简单高效的工具,尤其在化学品合成和医药开发方面发挥着重要的作用。但是传统的定向进化技术存在操作繁琐、耗时和效率低的问题,不能满足大量突变文库的构建和筛选。近几年,一项将突变、翻译(进化非基因)、筛选和复制过程进行无缝连接的体内连续定向进化技术开始出现,该技术在噬菌体、细菌和真核细胞中均取得了突破性进展,极大地促进了定向进化技术的革新和应用。随着体内连续定向进化技术的不断发展,筛选方法和设备也不断改善。对体内连续定向进化技术、筛选方法和设备最新研究进展作一综述,并讨论当前面临的挑战和机遇。