大肠杆菌K-12中PFL家族基因的生物信息学分析

从生物信息学角度，利用生物学数据库(GenBank、Swiss-Prot、PDB)和分子生物学分析软件Vector NTI8．0，对大肠杆菌K—12中的多个丙酮酸甲酸裂解酶(pyruvate formate-lyase，PFL)进行序列的比较分析和结构预测，进而分析其活性位点、相关保守位点和特殊结构域及序列的二级结构，为利用理性设计改造丙酮酸甲酸裂解酶提供一定的信息。     

基于非理性设计的肺炎克雷伯氏杆菌甘油脱水酶的分子定向进化

1,3-丙二醇是一种具有广泛应用前景和巨大市场潜力的平台化合物。在生物体转化甘油合成1,3-丙二醇的代谢途径中,甘油脱水酶是代谢途径的限速酶,然而自然界中的甘油脱水酶却存在着诸多的不足。本研究采用易错PCR技术对来源于肺炎克雷伯氏杆菌的甘油脱水酶进行非理性设计的分子定向进化,通过高通量筛选方法筛选获得了一个酶学性质得到了改善的突变酶γ-F97G。当以甘油作为酶催化的底物时,突变酶的酶比活力为（583.8±49.4）U/mg,相比较野生型的酶比活力提高了约94%;当以1,2-丙二醇作为酶催化底物时,突变酶的酶比活力为（147.9±5.5）U/mg,相比较野生型的酶比活力提高了约72%。经分析酶蛋白的三维结构后发现酶蛋白发生突变的位点属于远距离突变位点,实验结果表明远距离突变有时同样是一条优化和改善酶的酶学性质的好途径。     

丘状乳杆菌中二醇脱水酶激活因子pduGH的克隆与功能鉴定

以丘状乳杆菌（Lactobacilluscollinoides）基因组DNA为模版，通过PCR方法得到二醇脱水酶激活因子基因pduGH，连接到表达载体pET30a上，得到重组质粒pET—pduGH。将此重组质粒转化到Escherichia．coliRosseta（DE3）中进行表达，重组菌株SDS—PAGE结果显示有明显的64．5ku和12．4ku两条特异性蛋白。表达的目的蛋白大多为不溶性的包涵体，经变性、复性后得到部分可溶性蛋白。在辅酶B12，ATP，Mg^2＋或Mn^2＋存在下，以Clostridiumpasteurianum甘油脱水酶为对象进行激活实验，结果证实，重组质粒pET—pduGH的表达产物具有甘油脱水酶激活活性。     

大肠杆菌yqhD基因的克隆与表达

以大肠杆菌E scherich ia coli K-12基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增得到假定的氧化还原酶(pu tative ox idoreductase)基因yqhD,将它连接到克隆质粒pGEM-3zf(+)上,得到重组质粒pGEM-yqhD,对此重组质粒进行序列测定,对其DNA序列分析表明,yqhD基因全长为1 164 bp。再将yqhD基因插入表达载体pSE 380,构建成重组子pSE 380-yqhD,并在E.coli BL 21中获得表达。研究表明,以1,3-丙二醇为底物时,基因工程菌在30°C下,以1.0 mm o l/L IPTG诱导12 h的酶活力达到3.13 U/mL,比对照菌株提高4.4倍。     

绿色木霉葡聚糖内切酶Ⅰ基因的定点突变及酶学性质的研究

将绿色木霉葡聚糖内切酶EGⅠ基因eg1亚克隆到表达载体pSE380,构建出重组质粒pSE380-eg1,转化到大肠杆菌JM109中表达,利用金属亲和层析对EGI进行纯化,纯化后的酶比活力达到3.8U/mg,其最适反应温度为48℃,最适pH为5.2。同时对EGⅠ的氨基酸残基G291位进行随机定点突变,筛选到一株突变酶G291S,其比活力为野生酶的2.2倍,Km值为野生酶的0.66倍,最适反应温度和最适反应pH值未发生改变。     

甘蔗基因组DNA提取方法的比较

采用2×CTAB法和两种改进的SDS法分别从甘蔗不同的器官中提取DNA。通过对所提取的DNA浓度和纯度进行方差分析,并将所提取的DNA进行基因克隆和多态性扩增(RAPD),得到了较清晰的扩增图谱,克隆出目的基因片段,证明改进的SDSⅡ法是一种高质量去除多糖、色素和蛋白质等杂质的有效方法,所提取的DNA适合于甘蔗各分子生物学研究。     

宏基因组中不依赖辅酶B12甘油脱水酶基因的筛选和表达

通过特定的引物,以土壤宏基因组DNA为模板,采用PCR技术扩增获得3．3kb的DNA片段,该片段连接于pSE380载体构建重组质粒pSE380-dhaB12用于测序和表达。序列分析表明,该DNA片段编码的氨基酸序列与已报导的丁酸梭菌不依赖辅酶B12甘油脱水酶的相似性达99％。通过IPTG诱导,dhaB12基因在大肠杆菌中表达成功,SDS—PAGE分析表明有88kD和34kD两条蛋白质条带,在没有辅酶B12存在的情况下,所表达的酶具有明显的甘油脱水酶活性。     

产L-乳酸的大肠杆菌基因工程菌的构建

含有质粒pKD46的菌株BW25113．在L-阿拉伯糖诱导后，表达λ噬菌体的3个重组蛋白Exo、Bet和Gain，宿主菌就具有了同源重组的能力。利用λ噬菌体的Red重组系统构建了D-（＋）-乳酸脱氢酶基因（1dhA）、乙醇脱氢酶基因（adhE）双突变的大肠杆菌BW25113C工程菌株和乙酸激酶基因（ackA）单突变的大肠杆菌BW25113工程菌株。将表达牛链球菌L-乳酸脱氢酶基因（1dhL）的pSE380质粒转化到BW25113C菌株中发酵培养35h，用HLPC检测产物，尚未发现L-乳酸。     

宏基因组文库中的组成型启动子在大肠杆菌中的克隆

启动子是决定基因表达水平的重要因素之一。组成型表达启动子被认为是工业上表达重要蛋白质的理想启动子。本研究利用蔗糖为唯一碳源的基本培养基对榨糖废水浸润的土壤微生物宏基因组文库进行筛选,获得两个阳性克隆。对其中一个克隆的柯斯质粒进行亚克隆,利用在线启动子预测和序列比对工具对其中一个亚克隆子进行分析,获得一个启动子序列。然后,利用PCR方法将该启动子和地衣芽孢杆菌的α-淀粉酶基因一起克隆到T载体上。结果表明该启动子在不加诱导剂的条件下能够在大肠杆菌中启动外源基因的高效表达。本研究结果为在生物领域中组成型启动子的应用研究提供了基础。