里氏木霉Cel5A基因优化及其在毕赤酵母中的高效表达

内切纤维素酶Cel5A缺乏是限制纤维素酶制剂高效酶解天然纤维素的关键因素。本文尝试构建高效表达里氏木霉Cel5A的毕赤酵母重组菌株以弥补目前Cel5A的天然分泌不足,通过基因密码子偏好性优化里氏木霉Cel5A基因和构建表达载体p PIC9K-eg2,并将其电转入毕赤酵母GS115以构建重组子,利用浓度梯度平板和摇瓶发酵筛选获得一株高产毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115-EGⅡ。重组酶的酶学性质分析显示,该酶分子量50 k Da、最适p H(p H 4.5)略有降低及最适反应温度为60℃,专一性地作用于非结晶纤维素,与天然里氏木霉Cel5A并无明显区别。通过摇瓶发酵的初步优化,该菌摇瓶培养条件:培养温度28℃、起始p H 5.0、接种量2%、每24 h添加甲醇1.5%(V/V)、每24 h添加山梨醇4 g/L及吐温80添加4 g/L,发酵192 h重组酶酶活达到24.0 U/m L。进一步上罐(5 L)发酵180 h,该重组酶Cel5A酶活高达270.9 U/m L,蛋白含量达到4.16 g/L。重组毕赤酵母P.pastoris GS115-EGⅡ是一株适合于外源表达Cel5A的工程菌,该重组酶可替代天然分泌Cel5A适用于当前酶基生物炼制模式下木质纤维素基质高效水解中。

过表达Trxyr1基因对里氏木霉合成纤维素酶的影响

以里氏木霉(Trichoderma reesei)Rut C30为出发菌株,利用组成型启动子(PDC1)过表达同源Trxyr1基因,探究阳性转化子T.reesei OExyr1在不同诱导物及非诱导条件下合成纤维素酶的情况,最后粗酶液被用于水解碱预处理的玉米秸秆以分析其催化性能。结果表明,T.reesei OExyr1在葡萄糖-β二糖混合物诱导下纤维素酶活是野生型菌株的1.22倍;而以纤维素为诱导物,纤维素酶活可提高2.95倍;此外在非诱导条件下T.reesei OExyr1可合成纤维素酶;但T.reesei OExyr1所产纤维素酶对玉米秸秆的水解效率与野生型无显著性差异。以上结果说明不同诱导物下Trxyr1基因高表达均可提升纤维素酶产量,尤其对于固体纤维素诱导物,但Trxyr1基因表达量的提高对纤维素酶系影响不大。研究成果对阐明T.reesei合成纤维素酶的分子机制及构建高产纤维素酶菌株提供参考。

利用重叠PCR法克隆里氏木霉β-葡萄糖苷酶基因cel1a

在利用里氏木霉降解纤维素为葡萄糖继而发酵生产液体燃料和大宗化学品的工业生产过程中,降解纤维素为葡萄糖是关键的一步。β-葡萄糖苷酶在调控纤维素酶的活性及其表达时起到至关重要的双重作用。为了研究β-葡萄糖苷酶Cel1a在里氏木霉Rut C-30中对纤维素酶诱导表达及其酶活性的影响,以里氏木霉的基因组DNA为模板,设计扩增看家基因(β-actin)的启动子(Pact)和cel1a的引物,分别进行Pact、cel1a的PCR扩增,然后利用重叠PCR将Pact、cel1a连成1个片段Pact-cel1a,再通过酶切成功地将Pact-cel1a片段连接到p CAMBIA1300二元质粒上,从而为后续研究β-葡萄糖苷酶在调控纤维素酶的酶活性及其表达过程中的作用奠定了基础。

里氏木霉内切-β-葡聚糖酶Ⅱ基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

采用外显子拼接的方法,以里氏木霉Trichoderma reesei基因组 DNA 为模板,克隆出内切-1,4-β-D-葡聚糖酶II基因egl2的全编码序列,将其插入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris表达载体pPIC9K中,并位于α-因子信号肽序列的下游,获得重组质粒pQY2025。重组质粒线性化后用电穿孔法导入毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115中,经大量筛选,获得高效分泌表达内切葡聚糖酶II的毕赤酵母工程菌株Gp2025。用甲醇诱导培养基进行摇瓶发酵,培养基中内切葡聚糖酶II的活力可达1573.0U/mL,同时对重组内切葡聚糖酶II的性质进行了初步研究。

基因工程菌里氏木霉染色体DNA的提取方法

研究基因工程菌株里氏木霉 (TrichodermaTeesei)染色体DNA的提取方法。采用冷冻研磨CTAB法、氯化苄SDS法和冷冻研磨SDS法三种提取DNA的方法。通过琼脂糖凝胶电泳对提取的DNA进行检测。结果表明 :冷冻研磨CTAB法更适合此类DNA的提取。对冷冻研磨CTAB法提取条件进行了优化。用该法提取的DNA上的外源基因t-PAcDNA部分片段进行PCR扩增 ,获得良好结果。用本实验冷冻研磨CTAB法提取的DNA完全适用于PCR和其它的分子生物学操作的要求。

中性内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与表达

中性内切-β-葡聚糖酶在棉织物生物整理方面具有重要的应用价值,研究首先从特异腐质霉(Humicola insolens)菌株中克隆到一个中性内切-β-葡聚糖酶基因,将该基因置于里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维二糖水解酶I强启动子Pcbh1(及其信号肽)和终止子Tcbh1之间,并以pCAMBIA1300为载体骨架构建重组质粒pCB-PHT。采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒pCB-PHT导入里氏木霉的分生孢子中,进一步筛选得到八个重组里氏木霉转化子。摇瓶发酵培养72 h时,发酵液的中性内切-β-葡聚糖酶活力最高可达到98.8 IU mL 1左右,是出发菌株的5.1倍。研究成功地实现了外源中性内切-β-葡聚糖酶在丝状真菌里氏木霉中的重组与胞外表达,有关研究结果将在牛仔布水洗工业中发挥出重要作用。

里氏木霉纤维二糖水解酶基因cbh1的分子改造

【目的】用分子改造的方法改造里氏木霉（Trichoderma reesei）的纤维二糖水解酶基因cbh1，提高其纤维素酶活力，为工业化生产纤维素酶提供参考。【方法】用DNase Ⅰ消化里氏木霉cbb1，回收100bp左右的片段后用T4DNA连接酶连接，以连接产物作为模板进行PCR扩增，将PCR改造的cbh1基因转化里氏木霉原生质体，使改造的cbh1基因与里氏木霉原有的cbh1基因发生同源重组。通过比较滤纸酶活力的方法筛选纤维素酶活力提高的突变菌株，在NCBI上比对分析突变菌株的cbh1序列。【结果】经克隆测序获得基因片段大小为637bp，与里氏木霉同属菌株cbh1基因的相似性在88％-98％，确定为里氏木霉cbh1的基因片段。经DNaseⅠ消化15min、T4DNA连接酶连接、经PCR扩增获得改造后的cbh1基因。将改造cbh1基因片段转化里氏木霉原生质体，得到cbh1基因突变体库。从cbh1基因突变体库中筛选获得1株纤维素酶滤纸酶活比出发菌株高1．7518倍的突变菌株E2-1。序列比对分析发现，与出发菌株相比，突变菌株E2-1的cbh1基因有14个碱基发生了突变，其中5个碱基为置换突变，8个碱基为缺失突变，1个碱基为插入突变，分布于cbh1基因的9个位置。【结论】改造后的cbhI基因能与里氏木霉的染色体DNA发生同源重组，进而提高突变菌株的纤维素滤纸酶活力。

里氏木霉β-葡萄糖苷酶基因的克隆及序列分析

文章以里氏木霉 (Trichoderma reesei)的基因组 DNA为模板 ,根据 Gen Bank上检索的 β-葡萄糖苷酶基因DNA序列 ,设计特异性引物 ,用高保真酶 probest polymerase进行 PCR扩增 ,获得了 2 .5 0 kb的 DNA片段。将其克隆在 p U C18的 Sma I位点上。测序结果表明 ,所获得的 DNA序列与 Gen Bank上检索的 β-葡萄糖苷酶基因的核苷酸序列同源性达 99.90 % ,氨基酸序列同源性达 10 0 %。

厌氧真菌内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与表达

里氏木霉(Trichoderm reesei)是重要的纤维素酶生产菌,为了显著提高其产酶性能,拟利用分子生物学技术构建高产的基因工程菌株。将前期优化后的瘤胃厌氧真菌内切-β-葡聚糖酶基因af 2置于里氏木霉纤维二糖水解酶I强启动子Pcbh1(及其信号肽)和终止子Tcbh1之间,并进一步以pCAMBIA1300为载体骨架,构建成含潮霉素B抗性标记的重组质粒pCB-hF。以里氏木霉ZU-02为宿主,采用优化的根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒转入经萌发处理的分生孢子。以潮霉素B为抗性标记初筛到318个阳性转化子,进一步接种到以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的筛选培养基上,复筛到8株生长较快的转化子。以重组转化子基因组DNA为模板,分别进行PCR检测,均可获得目的基因片段,表明厌氧真菌内切-β-葡聚糖酶基因已整合到里氏木霉的染色体DNA上。在摇瓶条件下,分别对8个重组转化子进行产酶试验,获得3个高产内切-β-葡聚糖酶活力的转化子。发酵培养96 h时,发酵液的内切-β-葡聚糖酶活力最高可达到126.3 IU?mL-1左右,是出发菌株的4.23倍。研究结果表明:厌氧真菌内切-β-葡聚糖酶基因已在里氏木霉细胞中得到高效表达并实现了胞外分泌。

一种新型内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与表达

刺糙青霉(Penicillium echinulatum)可产生一种耐热、耐碱的新型内切-β-葡聚糖酶(EGL1),具有重要的工业应用价值。鉴于野生型刺糙青霉的产酶水平低,将该菌的内切-β-葡聚糖酶基因经过密码子优化后,在里氏木霉(Trichoderma reesei)中进行重组与表达,采用里氏木霉强启动子Pcbh1(纤维二糖水解酶Ⅰ)及其信号肽,以pCAMBIA1300为载体骨架构建重组质粒pCB-PET,并采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒pCB-PET导入里氏木霉的分生孢子中,在潮霉素抗性平板上筛选获得5个优良的重组转化子。将5个转化子重复传代培养10个批次后,分别提取染色体DNA进行PCR验证,均可检测到目的基因Egl1n(密码子优化后的Egl1)条带,说明该基因已稳定地整合到里氏木霉基因组中。采用SDS-PAGE蛋白电泳对转化子培养液进行检测,获得了与目的基因表达产物相符的蛋白条带(约41 kDa),表明Egl1n已在重组里氏木霉中成功实现了胞外表达。重组转化子在30℃,摇瓶转速200 r×min^(-1)条件下培养48 h,取发酵上清液在pH 8.0,60℃条件下,测得内切-β-葡聚糖酶活力为382.6 U×mL^(-1),是出发菌株的22.5倍。酶学性质研究结果表明:该酶耐热性能较好,在70℃以下性能稳定,其最适催化温度为60℃;该酶在pH 5.0~10.5稳定性较好、具有明显的催化活性,其最适pH为8.0,属于碱性纤维素酶。从而成功地实现了刺糙青霉内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与胞外表达,有关研究结果在里氏木霉纤维素酶的定向进化及其工业化应用中具有重要的促进作用。

里氏木霉bgl1基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

采用cross-overPCR方法将里氏木霉β-葡萄糖苷酶基因的外显子进行体外拼接,成功获得了剔除两个内含子的β-葡萄糖苷酶基因bgl1;进一步构建了重组质粒pYX-tbgl,并在酿酒酵母SaccharomycescerevisiaeW303-1A中获得表达,得到的转化子能以纤维二糖为唯一碳源生长。

里氏木霉纤维二糖酶bglII基因的cDNA克隆及其在大肠杆菌中的表达

将里氏木霉总RNA反转录得到cDNA第一链,并以之为模板进行 RT-PCR合成约1.4kb的纤维二糖酶基因cDNA,将所得的cDNA经测序后克隆到温度敏感型表达载体pJW2中,经PCR和双酶切鉴定筛出阳性重组子,温度诱导后,经酶活测定,bgl II基因在大肠杆菌中得到了表达,酶活为0.75IU/mL。

里氏木霉Rut-C30β-甘露聚糖酶基因表达载体的构建

将含有β-甘露聚糖酶基因的重组质粒pGEM-ManΙ经EcoRΙ、绿豆芽核酸酶、HindⅢ酶切处理和纯化后,与含有Ω序列和T7启动子以及信号肽OmpT序列的分泌型表达载体pTOO2连接,将质粒pGEM-ManΙ中的β-甘露聚糖酶基因连接在pTOO2质粒信号肽OmpT之后,构建成表达载体pTOO2-ManΙ。将表达载体pTOO2-ManΙ转化到大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中,克隆转化子,pCR测序,结果获得了β-甘露聚糖酶编码的成熟肽cDNA,其序列与GeneBank报道完全一样。并从该克隆转化的大肠杆菌的周质中检测到了β-甘露聚糖酶的活性同时,证明β-甘露聚糖酶基因在分泌型过程中得到正确加工。

5-氮杂-2-脱氧胞苷对里氏木霉产纤维素酶的影响

为探究脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)甲基化修饰对丝状真菌里氏木霉(Trichoderma reesei,T.reesei)产纤维素酶基因表达的表观遗传调控机制,利用不同浓度(0~1.0 mmol/L)的化学修饰剂5-氮杂-2-脱氧胞苷(5-Aza-2'-deoxycytidine,5'-Aza)培养T.reesei QM9414.通过测定滤纸酶活性(filter paper enzymatic activities,FPA)和羧甲基纤维素钠酶活性(carboxymethyl cellulose-Na enzymatic activities,CMCA)确定纤维素酶活性的变化;利用实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR)检测0.1 mmol/L 5'-Aza培养的T.reesei QM9414中纤维素酶基因cbh1、egl1、酶激活因子xyr1基因以及分解代谢阻遏因子cre1与ace1基因的表达水平;通过甲基化特异性PCR(methylation specific PCR,MS-PCR)分析cre1、ace1、cbh1、egl1和xyr1基因上游序列的甲基化状态;利用Western blot和DNA甲基化定量测定分析了DNA甲基转移酶和DNA的甲基化水平.结果显示,0.1mmol/L 5'-Aza处理后的T.reesei QM9414菌株的FPA和CMCA最高,比出发菌株T.reesei QM9414分别高30%和53%;RT-q PCR结果显示,处理后的T.reesei QM9414菌株中纤维素酶基因cbh1、egl1与酶激活因子xyr1基因的相对表达量均高于出发菌株,而分解代谢阻遏因子cre1和ace1基因的相对表达量与出发菌株无明显差异;MS-PCR结果显示,cbh1、egl1和xyr1基因的非甲基化状态高于出发菌株,而分解代谢阻遏因子cre1与ace1基因的非甲基化状态也无明显差异;Western blot和DNA甲基化定量测定结果分别显示,5'-Aza处理后菌株的DNA甲基转移酶表达比出发菌株明显降低,全基因组DNA甲基化程度也有下降.研究结果表明,5'-Aza处理T.reesei QM9414菌株后,纤维素酶活性明显增加,纤维素酶基因cbh1、egl1和激活因子xyr1基因表达水平的增加可能是通过DNA甲基转移酶影响DNA甲基化水平,最终调控基因的表达.

里氏木霉纤维二糖水解酶Ⅱ基因的高表达

纤维二糖水解酶II(CBH II)是纤维素酶的重要组分之一,对纤维素酶的水解性能有着重大影响,而里氏木霉(Trichoderma reesei)纤维素酶制剂中纤维二糖水解酶II明显不足,为了优化其酶系结构,采用了基因重组技术构建CBH II高产菌株:将里氏木霉CBH II基因置于里氏木霉强启动子Pcbh1(及其信号肽)和终止子Tcbh1之间,并进一步以pCAMBIA1300为载体骨架,构建成含潮霉素B抗性标记的重组质粒pCAMBIA1300-hph-PsCT。以里氏木霉ZU-02为宿主,采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒转入宿主分生孢子。以潮霉素B为抗性标记初筛到324个阳性转化子,进一步通过复筛,在以微晶纤维素为唯一碳源的筛选培养基上获得8个生长较快的优良转化子。在摇瓶条件下,分别对8个转化子进行产酶试验,培养48 h时,纤维二糖水解酶活力最高可达18.24 U·mL-1,是出发菌株的2.51倍。本结果对于里氏木霉纤维素酶的定向进化、提高其对纤维素的协同糖化效率具有重要意义。

里氏木霉发酵提取黑豆异黄酮及其对雌性大鼠卵巢早期生长反应基因-1表达的影响

本试验旨在研究里氏木霉发酵法提取黑豆异黄酮的发酵条件,以及黑豆异黄酮对雌性大鼠卵巢早期生长反应基因-1(EGR-1)表达的影响。采用单因素试验和正交试验,研究里氏木霉发酵提取黑豆异黄酮的适宜发酵条件。选取40只49日龄、体重(200±20)g的SD青年雌性大鼠作为青年组,40只12月龄、体重(490±20)g的SD老年雌性大鼠作为老年组,2组大鼠各分为5组,每组8只,分为空白组(NC组)、阳性对照组(PC组)及低(L组)、中(M组)、高剂量黑豆异黄酮组(H组)。L、M和H组分别灌胃黑豆异黄酮100、200、300 mg/(kg BW·d),PC组灌胃己烯雌酚0.5 mg/(kg BW·d),持续30 d。结果显示,里氏木霉发酵提取黑豆异黄酮的适宜条件为发酵时间48 h、瓶装比例1∶10、菌液与豆粉的比例7∶1,此时的异黄酮提取率最佳,约为12.06%。给与黑豆异黄酮干预后,M、H和PC组的EGR-1蛋白质和mRNA表达水平相比于NC组均显著或极显著提高(P<0.05或P<0.01);并且老年组与青年组之间比较,EGR-1蛋白质表达水平在L、M组差异极显著(P<0.01),EGR-1 mRNA表达水平在L、H组差异显著或极显著(P<0.05或P<0.01)。由此可见,黑豆异黄酮作为一种植物雌激素,一定剂量下可以提高EGR-1蛋白质和mRNA的表达水平,效果类似于雌激素。

敲除里氏木霉hkmt基因可增强纤维素酶的酶活性和表达水平

表观遗传是不涉及DNA序列变化的可遗传变化,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA调控等。在组蛋白甲基化修饰中,主要是组蛋白赖氨酸甲基转移酶(histone lysine methyltransferase,HKMT)参与调控。有文献报道,HKMT蛋白的催化核心为SET结构域,它具有促进或抑制基因表达的作用。在里氏木霉(Trichoderma reesei)中,HKMT对纤维素酶基因的表达调控的机制尚不明确。本文阐述了以里氏木霉为研究对象,利用Split-Maker技术构建了组蛋白赖氨酸甲基转移酶基因敲除表达盒,并转化了里氏木霉T.reesei QM9414。经PCR及Southern印迹验证正确后,显微镜观察到T.reeseiΔhkmt菌株菌丝较长,分支较多。检测到突变体菌株连续7d滤纸酶活(filter paper enzyme activity,AFP)和羧甲基纤维素钠酶活(carboxymethyl cellulose sodium enzyme activity,CMCA)。结果分别比野生型菌株高出5.00 IU·mL-1、15.00 IU·mL-1。利用RT-qPCR检测到突变菌株纤维素酶及其相关基因cbh1、egl1和xyr1的表达分别高出野生型4.51、3.87和2.51倍。通过对野生型菌株和突变菌株形态特征、纤维素酶酶活性、纤维素酶相关基因表达量的探索,为进一步研究里氏木霉表观遗传调控对纤维素酶表达的影响提供了新思路和实验资料。

里氏木霉半纤维素酶基因的克隆

通过PCR技术从里氏木霉基因组中扩增出基因xyn I,把基因与大肠杆菌质粒相连接,再把重组的质粒转入到感受态的Top10大肠杆菌中,待Top10大肠杆菌产生大量的重组质粒后,用中量制备质粒DNA方法把重组的质粒提取出来,再用双酶切方法检验重组质粒。实验结果显示,已经得到含有重组质粒的大肠杆菌菌落,完成了xyn I基因的克隆。

澳新拟批准一种来自转基因里氏木霉的凝乳酶作为加工助剂

据澳新食品标准局(FSANZ)消息,2021年11月15日,澳新食品标准局发布178-21号通知,其中A1244号申请,申请将来自转基因里氏木霉的凝乳酶(Chymosin)作为加工助剂。据通知,该凝乳酶用于某些乳制品的生产中。[信息来源]食品伙伴网.澳新拟批准一种来自转基因里氏木霉的凝乳酶作为加工助剂[EB/OL].(2021-11-16).http://news.foodmate.net/2021/11/612108.html。

澳新拟批准来自里氏木霉转基因菌株的木聚糖酶作为加工助剂

据澳新食品标准局(FSANZ)消息,2019年1月3日,澳新食品标准局发布70-19号通告,拟批准使用来自里氏木霉转基因菌株的木聚糖酶作为烘焙产品生产中的加工助剂。