高效除磷工程菌Pseudomonas putida GM6-PPK1的构建及其除磷能力研究

ppk1 基因编码的多聚磷酸盐激酶主要负责多聚磷酸盐的合成,其表达量的高低直接决定聚磷菌的聚 P 能力的强弱.Pseudomonas putida GM6 是从 EBPR 好氧池活性污泥中分离获得的一株具有聚 P 能力的菌株,该菌株含有两个编码多聚磷酸盐激酶的基因(ppk1 和 ppk2).通过 PCR 从高效聚磷菌株总 DNA 中扩增得到了 ppk1 及其启动子,并定向克隆到 pBBRMCS-5 载体上,构建了重组质粒 pMEPE-PPK,在辅助质粒 pRK2013 的帮助下,通过三亲接合将 pMEPE-PPK 转移到原始菌株 GM6 中,获得的工程菌 P. putida GM6-PPK1.GM6-PPK1 除 P 能力较原始菌株 GM6 和对照菌株 GM6-P5 提高了 54%,生长能力较原始菌株也有一定增强.通过模拟 EBPR 工艺,发现 GM6-PPK1 在厌氧/好氧交替的环境条件下强化表达不但提高了菌体好氧段的吸 P 能力,而且厌氧段 P 的释放和 PHA 的合成较之原始菌株也有显著增加.     

猪胸膜肺炎放线杆菌毒素Ⅳ部分基因片段的体外表达与初步应用

参照GenBank中的猪胸膜肺炎放线杆菌（Actinobacillus pleuropeumoniae，App）血清1和3型菌株序列设计了1对特异性引物，用PCR方法扩增毒素Ⅳ（ApxⅣ）基因3’端1096bp的目的片段，然后克隆到pMD 18-T载体中，转入大肠杆菌（Eschetichia coli）的宿主菌DH5a中，提取阳性克隆质粒进行双酶切和测序鉴定，将T-载体中切下目的片段定向克隆到pET32a（＋）中，转入E．coli BL2I（DE3），经IPTG诱导可表达分子量约60kD的蛋白，免疫转印鉴定呈阳性，ApxⅣ基因体外成功表达。以纯化的表达产物包被ELISA板，初步检测了一些血清样品，结果预示表达的蛋白可用于区分灭活疫苗免疫和野毒感染。     

克雷伯氏菌1,3-丙二醇氧化还原酶基因在大肠杆菌中的克隆与表达

以基因组DNA为模板,利用PCR技术从克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)中扩增得到含有1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)的DNA片段,将其定向连接到克隆质粒pGEM-3xf上,得到重组质粒pGEM-dhaT。将此重组质粒转化到受体菌Escherichia coli DH5α中,通过蓝白斑鉴定挑选出阳性菌株。DNA序列分析表明其基因全长为1185bp。将该片段插入表达载体pSE380,构建成重组子pSE-dhaT,并在E．coli JM109中获得表达,经SDS-PAGE检测,表达产物分子质量与天然纯1,3-丙二醇氧化还原酶(DHAT)相同,约为43ku。     

猪乳铁蛋白N-叶基因PLF-N在大肠杆菌中的克隆、表达及特性分析

从泌乳15d的约克夏母猪乳腺组织中提取总RNA，用RT-PCR技术扩增PLF-N基因，获得1条1038bp的目的片段。将目的基因克隆到质粒载体pET-28a（＋）中，并转化大肠杆菌（Eschetichia coli）感受态细胞BL21（DE3），经IPTG诱导后进行SDS-PAGE和Western-blot分析。结果表明，PLF-N基因在大肠杆菌BL2l中表达，表达产物分子量约为42kD。     

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。     

玉米大斑病菌G蛋白β亚基编码基因的克隆与表达

玉米大斑病菌（Setosphearia turcica）属半知菌亚门丝状真菌，是严重威胁玉米生产的重要植物病原真菌。本研究克隆了玉米大斑病菌G蛋白β亚基编码基因Stgb-1。Stgb-1基因全长1296bp，由5个外显子和4个内含子组成；开放阅读框（ORF）为1056bp，编码351个氨基酸，蛋白质计算分子量为39.081kDa。STGB1蛋白推导氨基酸序列与Cochliobolus heterostrophus（100%）、Cryphonectria parasitica（80%）、Aspergillus fumigatus（81%）等丝状真菌的G蛋白β亚基编码基因均具有较高的同源性。同时，利用RACE技术和Genomic Walking技术获得了Stgb-1基因3’-末端cDNA和DNA的3’端侧翼序列，BlastN结果表明其cDNA 3’-UTR为136bp，poly(A)由9个A构成。此外，构建了pET28a-Stgb-1原核表达载体，SDS-PAGE检测和Western blot鉴定结果表明，目的蛋白在E.coli BL21菌株中已成功实现了诱导表达，为进一步研究蛋白结构与功能的关系奠定了基础。     

一种新的精子膜蛋白sp18基因的克隆及其在E.coli 中的表达

摘要：利用sp18 mAb筛选小鼠睾丸λgt11-cDNA表达文库,命名为sp18（GenBank登录号：AF129872）的阳性克隆由 1 468 bp组成,开放阅读框（open reading frame, ORF）长约429 bp,编码142个氨基酸。起始密码ATG位于第694 bp,终止密码位于第1 122 bp,polyA位于1 245~1 250 bp。核苷酸同源性分析表明,sp18 cDNA的10~651 bp与人视神经Hr44的532~ 1 173 bp、sp18 cDNA的10~816 bp、864~1 444 bp与牛视神经Hr44的1 408~2 208 bp、2 250~2 309 bp的cDNA序列有很高的同源性, 高达98%。推测sp18基因可能是生殖系统存在的一种新基因。sp18编码蛋白的理论分子量约为15.7 kD,有8个N-糖基化位点和12个O-糖基化位点,亲水性分析表明sp18多肽是一种精子跨膜蛋白,跨膜区位于第17~33氨基酸处。将sp18 cDNA亚克隆到原核表达载体pET-30a(+),在E. coli BL21（DE3）中得到诱导表达,其表观分子量约为16.5 kD,表达量约占菌体总蛋白的32%。Western blot分析表明sp18 mAb能识别重组的sp18膜蛋白,表明重组蛋白具有免疫原性,为进一步研究sp18基因的功能打下了基础。     

小鼠干扰素应答基因(Ifrg15)的克隆、原核表达及其融合蛋白的亲和纯化

为研究一个可能的干扰素应答基因(interferon responsive gene 15,Ifrg15)所编码蛋白质的生物学功能,对昆明小鼠(Mus musculus)基因组DNA进行PCR扩增获得Ifrg15(393 bp),并将其克隆到pGEM-T载体,经测序鉴定后用EcoR Ⅰ和Xho Ⅰ酶切下Ifrgl5基因片段并和双酶切后的表达载体pET-41(c)进行连接,然后转化入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)感受态细胞.对重组克隆用IPTG诱导融合蛋白的表达,并进行分离纯化.结果表明,本实验在E.coli BL21(DE3)菌株中成功地高效表达、并在变性亲和层析条件下成功纯化了GST&6xHis-Ifrg15融合蛋白.     

GDA2基因的克隆、原核表达与融合蛋白的纯化

摘要：GDA2（G2 pea dark accumulated gene）是与G2豌豆（Pisum sativum L.）短日照条件下不衰老现象紧密相关的基因之一。实验用cDNA差示分析法（representational difference analysis, RDA）得到一个短日照下特异表达的G2豌豆cDNA，并命名为 GDA2。核酸序列分析表明，该cDNA全长1 120 bp，最大的开放阅读框为642 bp，编码一个由213个氨基酸构成的分子量约为24 kD的蛋白质，与GDA1的同源性为36%。在GDA2的cDNA两端分别引入Bgl Ⅱ与XhoⅠ的酶切位点，用PCR方法将其克隆到原核表达载体pGEX-4T-1中，经过酶切筛选和测序鉴定，得到所需的表达载体pGEX-GDA2。将pGEX-GDA2导入E.coli BL21菌株，经IPTG诱导，得到分子量约51 kD的 GST-GDA2融合蛋白，并利用Glutathione Sepharose 4B亲和柱对该融合蛋白加以纯化。GDA2-GST融合蛋白的表达和纯化工作，为深入研究GDA2蛋白的结构与功能以及该基因同衰老的关系打下良好的基础。     

不同-10区保守序列的tac启动子表达睾丸酮丛毛单胞菌中的活化因子

提取睾丸酮丛毛单胞菌（Comamonas testosteroni）的基因组DNA,利用PCR扩增活化因子（activator）基因.将扩增产物克隆到pKtac1（含强启动子tac）中,构建含全长activator基因（564bp）的重组质粒pKtac1-act1和含部分activator基因（409bp）的pKtac1-act2.测序结果发现重组质粒pKtac1-act2的tac启动子-10保守区由TATAAT突变为TATGTT.将pKtac1-act1和pKtac1-act2分别进行酶切和连接,获得重组质粒pKtac1-act3（含启动子-10保守区为TATAAT,409 bp的部分activator基因）和pKtac1-act4（含启动子-10保守区为TATGTT,564 bp的全长activator基因）.将4个重组质粒分别转化入宿主菌Escherichia coli HB101中,用酶联免疫分析方法测定细菌总蛋白质中的activator表达量;将pAX1（含3α-hsd/CR基因）分别和4个重组质粒一起转化入宿主菌E.coliHB101中,测定细菌总蛋白质中的3α-hsd/CR和activator的表达量.结果表明：启动子-10保守区为TATAAT的质粒比-10保守区为TATGTT的质粒有更高的转录活性;过量的actvitor表达可能影响质粒pKtac1-act3表达的稳定性;启动子-10区保守序列的下降突变（pKtac1-act2,TATAAT→TATGTT）及tac启动子的丢失（pKtac1-act3,继代培养4次）揭示了宿主菌E. coli HB101的自身防护机制.     

丁香假单胞菌大豆致病变种ICMP2189中乙烯合成酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

本论文通过PCR的方法从丁香假单胞菌大豆致病变种(Pseudomonas syringae pv. glycinea)ICMP2189中克隆到了乙烯合成酶基因efe，并且在大肠杆菌BL21（DE3）中利用T7强启动子进行了高效表达，表达蛋白占总蛋白的45%。气相色谱分析表明含有efe基因的大肠杆菌可以高效的产生乙烯。研究结果为生物乙烯的研究和应用奠定了基础。     

乙烯合成酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

通过PCR的方法从丁香假单胞菌大豆致病变种(Pseudomonas syringae pv.glycinea)ICMP2189中克隆到了乙烯形成酶基因efe,并且在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中利用T7强启动子进行了高效表达,表达蛋白占总蛋白的45%。气相色谱分析表明,含有efe基因的大肠杆菌可以高效地产生乙烯。     

金黄色葡萄球菌α溶血素的原核表达及其生物活性分析

摘要：α溶血素（α-Hemolysin, α-HL）是金黄色葡萄球菌的主要毒力因子之一，利用PCR技术从金黄色葡萄球菌临床分离株扩增出编码α溶血素的基因(α-HL)，经克隆筛选和测序鉴定后，构建成该基因的原核表达质粒pET32a+-α-HL。经诱导表达后，进行SDS-PAGE分析，结果表明:α-HL在大肠杆菌中已融合表达,融合蛋白的分子量为53kD。溶血实验证明该融合蛋白具有较强的溶血作用,其溶血效价达2.26×104 HU/mg,表明表达产物具有生物活性,这为进一步研究其致病与免疫机理、疫苗设计提供了条件。     

大肠杆菌海藻糖磷酸合酶基因的克隆

根据报道的大肠杆菌（Escherichia coli)海藻糖－6－磷酸合酶基因（otsA)，设计引物，通过PCR技术从大肠杆菌XLI菌株的总DNA中扩增到一个1．4kb片段。经克隆、测序分析，该片段长1425bp并含一完整的开放读框（ORF）。在核苷酸水平上，该ORF与已报道的otsA基因具有99．86％的同源性。在氨基酸水平上，其推断性的编码产物蛋白与OtsA具有100％一致性。     

Pseudomonas putida GM6在活性污泥中的生物强化除磷

The enhanced biological phosphorus removal （EBPR） method is widely adopted for phosphorus removal from wastewater, yet little is known about its microbiological and molecular mechanisms. Therefore, it is difficult to predict and control the deterioration of the EBPR process in a large-scale municipal sewage treatment plant. This study used a novel strain isolated in the laboratory, Pseudomonas putida GM6, which had a high phosphate accumulating ability and could recover rapidly from the deteriorated system and enhance the capability of phosphorus removal in activated sludge. Strain GM6 marked with gfp gene, which was called GMTR, was delivered into a bench-scale sequencing batch reactor （SBR） of low efficiency, to investigate the colonization of GMTR and removal of phosphorus. After 21 days, the proportion of GMTR in the total bacteria of the sludge reached 9.2%, whereas the phosphorus removal rate was 96%, with an effluent concentration of about 0.2 mg L^-1. In the reactor with the addition of GMTR, phosphorus was removed quickly, in 1 h under anaerobic conditions, and in 2 h under aerobic conditions. These evidences were characteristic of EBPR processes. Field testing was conducted at a hospital sewage treatment facility with low phosphorus removal capability. Twentyone days after Pseudomonas putida GM6 was added, effluent phosphorus concentration remained around 0.3 mg L^-1, corresponding to a removal rate of 96.8%. It was therefore demonstrated that Pseudomonas putida GM6 could be used for a quick startup and enhancement of wastewater biological phosphorus removal, which provided a scientific basis for potential large-scale engineering application.     

链霉菌(Streptomyces TE66 ) MalQ基因克隆与原核融合表达

用PCR方法获得Streptomyces TE66 MalQ基因，将该基因插入原核表达载体pTrc-CKS中，对质粒所含外源片段双向测序，并经BLAST比较分析，发现其与GenBank中报道的Streptomyces coelicolor MalQ基因的同源性高达97％。重组质粒转化E.coli Top 10F’，经IPTG诱导后以融合蛋白形式表达，SDS-PAGE电泳显示MalQ基因与CKS表达的融合蛋白在目标位置约106kDa处有明显条带。经薄层层析分析粗酶液酶处理的麦芽三糖溶液，证实粗酶液具有麦芽糖转糖基活性。     

猪链球菌2型次黄嘌呤核苷酸脱氢酶重组蛋白的酶活性和免疫原性检测

克隆表达猪链球菌2型次黄嘌呤核苷酸脱氢酶（IMPDH）编码全基因,分析表达产物的免疫原性,并测定其酶活性。采用PCR法,从四川资阳中毒性休克综合征病人分离株05ZYH33基因组扩增IMPDH的编码基因impdh,构建重组表达质粒pET28a-impdh,转化E.coli BL21(DE3),筛选阳性转化子进行IPTG诱导表达,产物通过SDS-PAGE鉴定,并用western blot检测其抗原活性;最后对表达产物进行亲和层析纯化,测定其在不同pH、温度下的酶活性。impdh基因在原核细胞中得到高效表达,在最适温度和pH下具有最强酶活性。我国猪链球菌2型毒力株05ZYH33含有impdh基因,在原核系统高效表达的重组蛋白具有良好的免疫原性和酶活性。     

球形芽孢杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆、表达与活性鉴定

根据S-腺苷甲硫氨酸合成酶的保守性，利用苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）基因组中S-腺苷甲硫氨酸合成酶序列信息设计引物。以球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus, B.sph）基因组DNA为模版，扩增获得S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因，酶解后插入大肠杆菌表达载体pGEX-6P-1，获得重组质粒pGEX-SAM。序列分析表明，来自球形芽孢杆菌的SAM合成酶在基因水平上与大肠杆菌（K02129），枯草芽孢杆菌（Z99129），酿酒酵母（U17246），小鼠（J05571），人（BC018359）的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因，分别有63.9%，75.4%，58.8%，59.1%，55.7%的同源性。由于一级结构存在明显的差异，我们将该重组的质粒转入大肠杆菌DH5α。通过亲和层析纯化出球形芽孢杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶。用HPLC对S-腺苷甲硫氨酸合成酶的活性进行了分析。     

鹅细小病毒vp1基因片段的原核表达及抗血清的制备

利用PCR技术扩增了鹅细小病毒(Goose parvovirus , GPV)HG5/82株vp1基因5'端长662 bp的基因片段，将其克隆到pMD18-T Simple载体后，转化入大肠杆菌(Escherichia coli) DH5α细胞。筛选阳性质粒，并通过BamHⅠ和Hind Ⅲ将外源基因定向克隆到原核表达载体pPROEXTMHTb，所得的阳性重组质粒经序列测定，证明外源片段正确插入到pPROEXTMHTb的预期位置。将转入外源基因的工程菌经0.6 mmol/L IPTG诱导，SDS-PAGE电泳表明， 外源基因表达，融合蛋白分子量约为32 kD。通过薄层扫描分析显示，融合蛋白表达量占工程菌菌体总蛋白的22.8%。经诱导后的工程菌用6 mol/L盐酸胍裂解，再经超声处理后离心，用镍离子亲和树脂对裂解产物的上清进行纯化。纯化所得的融合蛋白免疫白兔，制备了兔抗鹅细小病毒结构蛋白的抗血清。Western blot结果表明，抗血清与表达的融合蛋白及亲本病毒的VP1和VP2都具有反应性。