大肠杆菌PGDH末端缺失突变体的构建及抗反馈抑制效应分析

为了获得具有抗反馈抑制性质的大肠杆菌磷酸甘油酸脱氢酶（PGDH,d-3-phosphoglycerate dehydrogenase,EC 1.1.1.95）,通过对其碱基序列和蛋白质结构分析,用PCR突变法构建突变酶M1（缺失第410位氨基酸）、M2（缺失407～410位氨基酸）、M3（缺失337～410位氨基酸）.M0（野生型）及各突变型基因与pET22b（＋）载体连接后,表达融合蛋白.在非变性条件下,由NTA-Ni镍离子螯合亲和层析柱纯化野生型和突变体的酶蛋白.酶活性测定结果表明,M1、M2蛋白酶均保持了原有的野生型磷酸甘油酸脱氢酶活性,且部分解除了终产物L-丝氨酸的反馈抑制作用;M3蛋白酶完全解除了终产物的反馈抑制作用,但酶本身的催化活性略有降低（为野生型的83%）.M0、M1、M2菌株PGDH与L-丝氨酸结合的Ki值分别约为7μmol/L、20μmol/L、50μmol/L,说明该酶C末端1～4个氨基酸残基对L-丝氨酸和调控区的结合有重要影响.

大肠杆菌ATCase抗反馈抑制突变体的构建及其对胞苷积累的影响

为解决胞苷生物合成途径中天冬氨酸氨甲酰转移酶受胞苷三磷酸反馈抑制调节的问题,通过对其碱基序列和蛋白质结构分析,利用基因定点突变的方法构建了大肠杆菌的ATCase突变酶,得到三个突变体:M1(H20L)、M2(K60E)、M3(K94E),并在E.coli DH5α中对融合蛋白进行了表达.酶活测定表明,M1、M2、M3的ATCase酶相对活性都比野生型M0的高,分别为野生型M0的1.10、1.22和1.37倍,且比活力都有不同程度提高.与含野生型pyrBI基因的M0相比,含突变型基因的M1、M2和M3均对15,mmol/L的CTP具有强的抗反馈抑制作用,且M1、M2和M3的抗CTP反馈抑制作用分别是M0的5.4、6.0和8.5倍.最后将各突变质粒转入到E.coli Cyt10(Δcdd)中进行发酵培养,结果表明,与未含突变基因菌株相比,各含突变基因菌株的胞苷积累量均有不同程度的提高,说明ATCase定点突变使胞苷的合成积累途径得到了不同程度的强化.

大肠杆菌CM/PDT抗反馈抑制突变体的构建及其性质

为了获得具有高催化活性且抗反馈抑制的大肠杆菌分支酸变位酶 预苯酸脱水酶 (chorismatemutase prephenatedehydrataseCM PDT) [EC5 .4 .99.5 EC4 .2 .1.5 1],通过相关菌种CM PDT氨基酸序列同源比较 ,寻找高度保守位点 .用定点突变及PCR法构建突变酶M1(缺失 30 4T、30 5G、Q30 6K)、M2 (缺失W 338)、M3(缺失 30 1～ 386位氨基酸 )、M32 9(E32 9A)和M374 (C374A) ,野生型及各突变型基因与pET2 8a(+ )载体连接后 ,表达融合蛋白 .在非变性条件下 ,由TALON金属螯合亲和层析柱纯化野生型和突变体的酶蛋白 .酶活性测定表明 ,突变体M3的PDT活性下降为野生型活性的 2 9% ,但保持了CM活性 .突变体M374保持了CM ,PDT两种酶的活性 ,突变体M1、M2、M32 9的CM ,PDT活性有一定程度的提高 .酶抗反馈抑制作用检测表明 ,突变体M3、M374解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 ,M1、M2、M32 9部分解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 .与含野生型pheA基因的E .coliBL2 1菌株相比 ,含突变基因的E .coliBL2 1菌株对 10mmol L的苯丙氨酸代谢类似物具有强的抗反馈抑制作用 ,其中M1,M2 ,M3对 2 0mmol

细菌苏氨酸脱水酶受L-异亮氨酸反馈抑制的关键在于其调控结构域

苏氨酸脱水酶是细菌L-异亮氨酸合成途径中的关键酶,酶活力受终产物L-异亮氨酸的反馈抑制。苏氨酸脱水酶包含催化结构域及调控结构域,其中调控结构域所起的作用有待进一步研究。本文在大肠杆菌中分别克隆表达了四种不同的苏氨酸脱水酶:来自谷氨酸棒杆菌的苏氨酸脱水酶CgIlvA及其不合调控结构域的突变体CgIlvA^M和来自大肠杆菌的苏氨酸脱水酶EcIlvA及其不合调控结构域的突变体EcIlvA^M。通过蛋白纯化和酶活分析发现,CgIlvA^M和EcIlvA^M的酶活力比CgIlvA和EcIlvA的酶活力有所降低,但它们不再受L-异亮氨酸的反馈抑制,说明L-异亮氨酸对苏氨酸脱水酶的反馈抑制是通过其调控结构域来实现的。

一株黄色短杆菌基因工程菌株的构建及其L-缬氨酸积累

从谷氨酸棒杆菌模式菌株C.glutamicumATCC13032中克隆出L-缬氨酸合成途径上的限速酶——乙酰羟酸合酶编码基因ilvBN。对ilvBN进行定点突变,获得其抗反馈抑制突变型ilvBNr。以大肠杆菌-黄色短杆菌穿梭表达载体pDXW-10为基础,构建重组质粒pDXW-10-ilvBNr,并转化野生型黄色短杆菌B.flavumATCC14067,获得工程菌株ATCC14067/pDXW-10-ilvBNr。3L罐发酵实验结果显示:在野生型菌株发酵液中检测不到L-缬氨酸积累,而工程菌株发酵液中L-缬氨酸积累达5.0g/L。

乳糖发酵短杆菌lysC突变对L-赖氨酸积累的影响

从一株乳糖发酵短杆菌L-异亮氨酸生产菌中克隆出天冬氨酸激酶AK-1的编码基因ly-sC1,经DNA测序并与来自谷氨酸棒杆菌ATCC13032的野生型lysC比对发现其中有2个核苷酸1186G和1187C缺失,造成翻译提前终止。AK-1还有下列2个有效突变位点:Ala 279 Thr和Ser317 Ala。lysC1在大肠杆菌BL21中的诱导表达量约为lysC的1/4,其表观比酶活也较低,但对L-苏氨酸和L-赖氨酸协同反馈抑制不敏感。用大肠杆菌-黄色短杆菌穿梭表达载体pDXW-8将ly-sC1在野生型乳糖发酵短杆菌ATCC13869中诱导型表达,经摇瓶发酵积累L-赖氨酸7.4 g/L,在3 L发酵罐上达40 g/L。

大肠杆菌苯丙氨酸合成途径关键酶基因pheA的克隆与表达

为了通过基因工程手段来增加苯丙氨酸的生物产量，利用ＰＣＲ方法从大肠杆菌中克隆了抗反馈抑制突变型及野生型的ｐｈｅＡ基因，进行了核苷酸序列分析，并利用高效的原核表达载体ＰＢＶ２２０对ｐｈｅＡ基因编码的突变型及野生型分支酸变位酶／预苯酸脱水酶（ＣＭ／ＰＤ）进行了表达。序列分析表明突变型基因碱基第５８０位由Ｔ变为Ｃ，相应氨基酸由Ｖａｌ变为Ａｌａ，ＳＤＳ－ＰＡＧＥ图谱扫描分析表明目的蛋白ＣＭ／ＰＤ的表达量占全菌体蛋白的４３％，占上清总蛋白的５７％。酶活性测定表明其ＣＭ和 ＰＤ活性分别提高了 １５．５和６．７倍，产酸量也有了一定的提高，为构建产苯丙氨酸的生物工程菌奠定了基础。

L-异亮氨酸生产菌Corynebacterium glutamicum JHI3-156中突变酶TD1及AHAS1的初研究

苏氨酸脱水酶(TD)和乙酰羟基氨酸合酶(AHAS)是谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)合成L-异亮氨酸的关键酶。TD受L-异亮氨酸反馈抑制,AHAS受三支链氨基酸的反馈抑制。通过研究分析L-异亮氨生产菌C.glutamicum JHI3-156中突变型TD1及AHAS1,发现TD1有一个突变氨基酸,AHAS1有三个突变氨基酸;将TD,TD1,AHAS和AHAS1在Escherichia coli BL21(DE3)中过量表达,经提取纯化及酶活测定,发现相比野生型TD,突变型TD1体现较高的酶活水平,完全不再受L-异亮氨酸反馈抑制;相比野生型AHAS,突变型AHAS1对较高浓度的L-异亮氨酸更耐受。

高营养玉米突变体的筛选

自1963年发现玉米奥帕克-2（Opague-2）突变体以来,世界产玉米国家相继进行了研究。20年来的研究表明,Opague-2突变体虽然提高了子粒中赖氨酸（Lys）和色氨酸（Try）的含量,对于儿童发育和养猪极为有利,但由于O2突变基因的作用使得子粒质地松软,从而带来了一些不利因素:千粒重降低,成熟时多雨易穗腐,脱粒时子粒易破碎,贮藏时易遭虫、鼠为害等。