表观遗传修饰剂诱导海洋来源Penicillium minioluteum ZZ1657次级代谢产物的研究

目的对添加了组蛋白去乙酰化酶抑制剂vorinostat或丁酸钠的海洋来源朱黄青霉菌Penicillium minioluteum ZZ1657的次级代谢产物进行研究。方法采用传统色谱方法(如薄层色谱、硅胶柱色谱、凝胶层析过滤)结合现代色谱法(如高效液相色谱),对菌株发酵产物的乙酸乙酯萃取物进行纯化;采用核磁共振波谱(NMR)、高分辨质谱(HRMS)等现代谱学技术,结合文献数据鉴定分离的化合物结构;采用CCK-8法和96孔板法评价化合物的抗癌和抗菌活性。结果从刺激后的朱黄青霉菌ZZ1657的发酵物中共计分离出6个化合物,鉴定为酪醇(1)、对羟基苯甲酸(2)、2,4-dihydroxy-6-(4-hydroxy-2-oxopentyl)-3-methylbenzaldehyde(3)、orcinol(4)、苔色酸(5)、purpuresters A(6)。结论表观遗传修饰剂vorinostat或丁酸钠能够调控菌株Penicillium minioluteum ZZ1657的次级代谢产物表达能力,增加其产物的多样性。化合物1~5为首次从该菌株中分离得到。活性测试表明,6个化合物均无抗癌和抗菌活性。

朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶在毕赤酵母GS115中的异源表达

目的构建毕赤酵母基因工程菌,以实现朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶的异源高效表达。方法人工合成朱黄青霉HI-4的α-1,6-葡聚糖酶基因ZHdex,克隆到毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K,电转入毕赤酵母GS115。甲醇诱导目的蛋白表达。结果成功在毕赤酵母GS115中对ZHdex基因进行表达,SDS-PAGE表明重组毕赤酵母在66×103附近有目的蛋白表达,与理论值一致。在摇瓶水平,甲醇诱导培养120 h后,α-1,6-葡聚糖酶的最高酶活达28.79 U/mL,蛋白质浓度为0.56 mg/mL。结论获得一株重组毕赤酵母GS115-ZHdex,其产物具备α-1,6-葡聚糖酶活性,成功地实现朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶的异源高效表达。

α-1,6-葡聚糖酶基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

根据朱黄青霉(Penicillium minioluteumHI-4)α-1,6-葡聚糖酶的基因序列,人工合成α-1,6-葡聚糖酶基因并将其插入毕赤酵母(Pichia pastoris)表达载体pPICZαA,PCR和双酶切验证结果均表明成功构建了重组质粒pPICZαA-Dex.重组质粒经SacⅠ线性化后整合到毕赤酵母X33基因组中进行表达.摇瓶发酵表明,重组毕赤酵母经甲醇诱导120 h产酶活力达到最高值29.2 U/mL,SDS-PAGE结果显示在67 ku附近有明显的条带,与α-1,6-葡聚糖酶理论分子质量相符合.

朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶在毕赤酵母中的分泌表达

α-1,6-葡聚糖酶是专一作用于α-1,6糖苷键产生小分子葡聚糖的一类水解酶,广泛的运用于制糖工业和啤酒工业中。采用PCR法扩增朱黄青霉(Penicillium minioluteum)C12114的α-1,6-葡聚糖酶基因,将其插入毕赤酵母表达载体pPIC9K。经SacI酶线性化电击转入毕赤酵母基因组,构建重组酵母GS115/pPIC9K-dex。对构建成功的转化子进行1.5%的甲醇诱导表达,在30℃条件下培养7d时酶活达到最大值,为88.35U/mL。

重组大肠杆菌高效分泌表达α-1-6-葡聚糖酶

以pLF3为模板,PCR扩增得到葡聚糖酶的启动子,并将启动子基因重新连接到切除启动子基因及葡聚糖酶基因的pLF3载体上,构建pLF3-pro载体.采用PCR的方法扩增朱黄青霉总DNA中的α-1-6-葡聚糖酶基因,并插入到pLF3-pro载体上,构建pLF3-Pro-Dex质粒,以大肠杆菌DH5α为宿主菌,酶切验证及PCR验证均表明成功构建了pLF3-Pro-Dex质粒,且重组质粒中的α-1-6-葡聚糖酶基因与朱黄青霉中的α-1-6-葡聚糖酶基因有93%的同源性.

刺五加内生青霉鲨烯合酶基因的克隆与序列分析

【目的】克隆刺五加内生青霉Penicillium minioluteum P116-1a的鲨烯合酶(Squalene synthase,SS)基因。【方法】采用cDNA 5末端快速扩增(Rapid Amplification ofcDNA 5 Ends,5 RACE)技术扩增P.minioluteum P116-1a SS基因的全长cDNA序列和DNA序列;运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能;并通过RT-PCR法和SDS-PAGE法检测SS的表达情况。【结果】P.minioluteum P116-1a的SS基因含有4个外显子和3个内含子,开放阅读框长1 416 bp,编码471个氨基酸,预测蛋白含67.73%的α螺旋,5.31%的延伸链,2.97%的β折叠,23.99%的无规则卷曲,含有鲨烯合酶和八氢番茄红素合成酶的特异性识别区域,定位于内质网膜。与P.marneffei和Talaromyces stipitatus中SS蛋白的氨基酸同源性达90%以上。不同温度下SS的表达情况不同。【结论】首次在刺五加内生青霉P.minioluteum P116-1a中克隆到SS基因,为进一步研究P.minioluteum P116-1a提高刺五加皂苷含量的机制奠定基础。

刺五加内生青霉鲨烯合酶蛋白表达和定位

目的:对刺五加的内生菌青霉属Penicillium minioluteum P116-1a的鲨烯合酶(Squalene synthase,PmSS)进行原核表达和荧光定位。方法:将PmSS基因连接pET-30a(+),转化BL21(DE3)后诱导表达,通过SDS-PAGE分析表达效果。利用荧光表达载体pDsRed2-N1对PmSS蛋白定位。结果:成功构建了PmSS基因的体外表达载体pET-30a-PmSS,在BL21(DE3)能表达出约60 kDa的蛋白。温度为30℃,IPTG浓度为0.6 mmol/L时的表达量最高。荧光定位结果显示,PmSS呈点状或面状集中分布于内质网上。结论:获得了PmSS重组蛋白并确定了PmSS的表达部位,为进一步研究P.minioluteum提高刺五加皂苷含量的机制奠定基础。

基于关键酶靶点基因研究内生青霉P116-1a提高刺五加皂苷含量的机制

为了探明刺五加鲨烯合酶(squalene synthase,SS)、鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SE)和β-香树酯醇合成酶(β-amyrin synthase,β-AS)基因家族各成员中靶点基因在内生青霉P116-1a提高皂苷含量的作用机制,我们利用Real time PCR法检测了回接P116-1a对刺五加SS、SE和β-AS基因家族各成员表达的影响;应用分光光度法测定总皂苷含量变化,并以SPPS17.0软件进行相关性分析。结果表明,回接菌株P116-1a后,SS1的表达量显著降低(p<0.05),SS2呈先高后低的变化趋势。SE1的表达量显著提高(p<0.05)。回接的早期,P116-1a显著抑制了SE2的表达(pAS2<0.05),之后回复正常。β-AS1呈现先高后低的变化趋势与SS1的变化趋势相似;β-基因的表达量显著提高(p<0.05)。菌株P116-1a显著提高了刺五加的皂苷含量(p<0.05)。SS2、SE1和β-AS2的表达量变化与刺五加的皂苷含量变化呈显著的正相关关系。我们初步判断,SS2、SE1和β-AS2是P116-1a提高刺五加皂苷含量的作用靶点基因。