vgb在红色糖多孢菌表达及生物活性的研究

利用基因工程技术对红色糖多孢菌进行改造，提高红霉素产率。用PCR技术克隆vgb，采用电穿孔法与红色糖多孢发酵菌染色体整合，鉴定采用Western blot与Southern blotting分析。VHb活性分析采用一氧化碳（CO）差示光谱法，红霉素效价测定采用管碟法。结果克隆了含vgb的红色糖多孢菌表达质粒（pBlueV），筛选了重组红色糖多孢菌株。与原始菌株比较，重组菌株细胞发酵密度分别为1．37与2．82，红霉素效价分别为3．8与5．1，相当于重组菌株提高红霉素体积产率约29％。重组红色糖多孢发酵菌提高了红霉素产率，对解决抗生素工业和基因工程菌高密度发酵有良好的应用前景。     

透明颤菌血红蛋白基因的克隆及其在林可链霉菌中的表达

目的通过将透明颤菌血红蛋白基因vgb克隆到林可链霉菌染色体黑色素生物合成基因m elC位点,使m elC基因被破坏失活,vgb基因实现表达同时提高林可霉素产量。方法构建大肠杆菌-链霉菌重组质粒pYHT04,通过接合转移实验将重叠延伸PCR得到的具有红霉素抗性基因启动子的透明颤菌血红蛋白基因,以双交换的方式整合进林可链霉菌黑色素生物合成基因m elC中。采用不同装瓶量摇瓶发酵,HPLC检测发酵液中林可霉素含量。结果重组菌株颜色变浅,CO结合差光谱显示在420 nm处有明显吸收峰,随着装瓶量的增加重组菌株发酵液中林可霉素效价与对照菌株相比降低幅度较小。结论重组菌株m elC基因失活不能继续合成黑色素,vgb基因得到表达并表现出生物学功能,限氧条件下重组菌株发酵液中林可霉素效价高于对照菌株,有希望应用于工业发酵生产。     

重组工业红色糖多孢菌优化红霉素发酵液组分

本文对代谢工程改造红色糖多孢菌ZL1004进行了摇瓶发酵试验,摇瓶发酵结束时重组菌红霉素生物效价与工业生产菌HL3168相比提高20%.红霉素A组分比例由84%提高到94%,红霉素A浓度3.98mg/ml,相比出发菌3.25mg/ml提高22%,重组菌中红霉素B、C与出发菌相比分别减少了51%和58%,实现了红霉素组分的优化.对重组菌摇瓶发酵过程生理代谢进行了初步的研究,表明重组菌生理代谢特性与原出发菌没有明显差异.对重组菌发酵过程中红霉素组分的变化规律进行分析,发现红霉素A、B、C组分的变化规律与eryK和eryG基因转录水平能较好地对应.     

透明颤菌血红蛋白基因(vgb)在那西肽产生菌—活跃链霉菌中的表达

目的将透明颤菌血红蛋白基因(vgb)整合到那西肽产生菌—活跃链霉菌(Streptomyces actuo-sus)的染色体上进行表达,从而提高菌体对溶解氧的利用,提高那西肽的发酵产量。方法采用分子生物学方法构建了携带vgb的重组质粒pZV02,采用接合转移的方法将其导入那西肽产生菌—活跃链霉菌中,采用抗生素抗性标记筛选法获得了基因重组菌株。结果在低溶氧的发酵条件下,重组菌株的那西肽产量显著高于对照菌株。结论 vgb在活跃链霉菌中的表达,可以改善菌体对溶解氧的利用,在低溶氧的条件下可以提高发酵产物那西肽的产量。     

通过两种糖多孢菌属菌株原生质体融合提高多杀菌素产量研究

多杀菌素是由放线菌刺糖多孢菌产生的一种新型绿色环保杀虫剂，兼具化学农药的高效性与生物农药的安全性。本研究通过将红色糖多孢菌和刺糖多孢菌两种菌株做原生质体融合探究来得到高产多杀菌素的菌株。首先构建了不产红霉素的红色糖多孢菌工程菌株，然后将其与刺糖多孢菌做原生质体融合，经加有抗生素平板培养基及发酵液HPLC分析筛选，得到了产多杀菌素的4株融合菌株。基于4株融合菌株多杀菌素产量都不及起始菌株高，接着采用不加抗生素直接筛选的方法，成功筛选到若干高产多杀菌素的融合菌株，其中菌株B-2多杀菌素产量提高最为明显，较原始菌株增加了331%，并用质谱分析做了进一步的验证。融合菌株B-2后续传代培养多杀菌素产量稳定，表明遗传稳定性较好。本文对红色糖多孢菌和刺糖多孢菌原生质体融合进行了探究并且成功提高了多杀菌素的产量，这为具有优良发酵特性的红色糖多孢菌和刺糖多孢菌融合菌株的构建提供了重要基础。     

红霉素基因工程研究途径和相关技术

红霉素基因工程研究的快速发展依赖于相关的分子生物学技术，本文概括介绍了红霉素基因工程研究中常用的五种途径和相关技术：染色体重组、链霉菌表达系统、大肠埃希氏菌表达系统、糖多孢红霉菌突变体表达系统和无细胞体系，并对各种途径进行了评述。     

表达GST-NK4工程菌的发酵工艺研究

目的建立重组GST NK4融合基因工程菌的发酵工艺。方法采用摇瓶、发酵罐发酵,对影响工程菌生长和表达的条件如pH值、诱导时间及诱导剂浓度等进行优化。结果根据优化的条件,15L发酵罐发酵11h ,菌体收获量可达到湿重(2 4 .6±0 .98)g/L ,目的蛋白质的表达量占菌体总蛋白质的5 0 %左右。结论确定了周期短、产率高且稳定可靠的发酵工艺     

透明颤菌血红蛋白基因在生黑葡萄糖酸杆菌中的克隆与表达

目的在生黑葡萄糖酸杆菌中克隆并表达透明颤菌血红蛋白基因(Vitreoscilla Hemoglobin gene,vgb)。方法构建重组质粒p UC19-vgb并电转化生黑葡萄糖酸杆菌。采用十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfonate,SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳和一氧化碳(carbon monoxide,CO)-示差光谱进行血红蛋白表达和生物活性测定。结果 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳显示有大量与目的蛋白大小相当(约15 ku)的蛋白表达。CO-示差光谱在420 nm处有一吸收峰,显示重组质粒p UC19-vgb成功转化入生黑葡萄糖酸杆菌,并表达具有生物活性的透明颤菌血红蛋白(Vitreoscilla Hemoglobin,VHb)。结论成功构建vgb重组质粒,并实现在生黑葡萄糖酸杆菌中表达VHb。     

星形孢菌素产生菌电转化条件的优化及其高产菌株的构建

目的 提高星形孢菌素的产量。方法 本研究以星形孢菌素产生菌(Streptomyces sp. ST-07)为出发菌株，采用电转化方法和应用PCR扩增星形孢菌素生物合成的调控基因staR，成功构建含不同启动子(kasO*p和ermE*p)的加强表达staR基因的重组工程菌，分别命名为ST-D-5和ST-H-23。结果 通过对电转化条件的甘氨酸浓度、电场强度、菌丝体浓度、质粒浓度、孵育时间和孵育温度等关键参数优化，使电转化的效率从4×10⁶提高至9.6×10⁸(CFU/μg DNA)；工程菌摇瓶发酵结果表明，与星孢菌素原始菌株ST-07相比，采用kasO*p启动子构建的工程菌ST-D-5星形孢菌素的产量提高了17%，最高单位可达923 mg/L。结论 本文系统摸索了星形孢菌素产生菌的电转化条件，显著提高了电转化效率，不但为该菌株的高产遗传改造奠定了基础，而且对其他放线菌的遗传操作体系建立提供了有益借鉴。     

透明颤菌血红蛋白基因在龟裂链霉菌中的表达及其对土霉素合成的影响

目的 考察透明颤菌血红蛋白基因(vgb)在大肠埃希菌(E. coli)和龟裂链霉菌(S. rimosus)中的表达，研究在不同溶氧条件下表达的透明颤菌血红蛋白(VHb)对龟裂链霉菌生长和土霉素合成的影响。方法 将vgb插入表达型质粒pET-28a中，导入E. coli BL21(DE3)用以表达VHb并测定其活性。以整合型质粒pSET152为载体，利用ermE*启动子组成型表达vgb基因，将构建的质粒通过接合转移整合到S. rimosus M4018基因组上，利用CO差示光谱法和SDS-PAGE鉴定两个重组菌中的血红蛋白。在5L罐上考察不同溶氧条件下VHb的表达对重组龟裂链霉菌生长和土霉素合成的影响。结果 重组大肠埃希菌和重组龟裂链霉菌都能够表达具有生物活性的VHb，发酵结果表明，在117h时与对照菌相比，重组龟裂链霉菌在高氧和低氧条件下的干重分别提高了6%和32%，同时单位干重土霉素的产量分别提高了41%和93%。结论 VHb在重组龟裂链霉菌中成功表达，改善了菌体的生长和土霉素的合成，为解决工业发酵过程中氧限制问题提供了策略。     

供氧对红霉素基因工程菌ZL1004发酵液组分的影响

本文研究了供氧条件对红霉素基因工程菌ZL1004发酵液组分的影响。摇瓶条件下考察了不同形式的摇床和摇瓶装液量对发酵液组分的影响,发现供氧能力好的双层敞开旋转摇床有利于组分改善,发酵终点时发酵液中有效组分A为93．93％,副产物B为4．59％,C为1．48％;500ml摇瓶装液量最少时（35ml）发酵液组分最好（A组分为92．13％,B组分为1．73％,C组分为6．14％）。进一步在50L发酵罐中的研究表明,高溶氧（全程溶氧高于40％）时B组分含量一直为0％,与低溶氧（全程溶氧低于40％）相比,发酵液中A组分提高13．51％,C组分降低71．3％。研究结果说明对于红霉素基因工程菌ZL1004,发酵过程较好的供氧条件是提高发酵液有效组分的重要条件。     

人组织因子的密码子优化及其在毕赤酵母中的高水平发酵制备

优化人组织因子编码序列利用毕赤酵母表达系统高水平发酵制备重组人组织因子。将人组织因子胞外活性区(hTF219)编码序列进行密码子偏爱性、GC含量及富AT区的优化,优化序列电转入毕赤酵母表达系统;利用博莱霉素(Zeocin)梯度抗性平板筛选出高表达转化子;在1L发酵罐中采用混合碳源连续补料方式发酵制备重组蛋白。替换hTF219编码cDNA的165个碱基,获得的优化序列与原始序列的相似性为75%;在Zeocin浓度为500μg/mL的YPD平板上筛选得到高表达转化子tfPP-502,该重组菌株以组成型方式分泌表达重组人组织因子,在1L发酵罐中发酵110 h胞外总蛋白含量为6.27 g/L,目的蛋白占比约80%。在毕赤酵母表达系统中实现了重组人组织因子的高水平发酵制备获得的重组菌株可用于重组人组织因子的大规模发酵制备。     

抗阿尔茨海默病神经保护肽[Gly14]-Humanin融合基因工程菌发酵工艺研究

目的优化大肠杆菌表达重组[Gly14]-Humanin(HNG)融合基因工程菌的发酵工艺。方法在15L发酵罐内,研究培养基、培养条件和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,并考察工程菌中重组质粒的遗传稳定性。结果工程菌在pH7.4的2×YT培养基中诱导5h,菌体湿重可达80g/L,目的蛋白表达量约占总蛋白的36%,所构建的重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。结论优化了HNG融合基因工程菌的发酵和表达条件,为药物中试研究和规模化生产奠定了基础。     

一种新的链霉菌表达载体启动子

eryA基因直接控制着红霉素母环6-脱氧-红霉内酯B的合成,在红霉素生物合成过程中具有重要作用。本文克隆了eryA基因的启动子PeryA,以绿色荧光蛋白基因为报告基因,构建了大肠埃希菌-糖多孢红霉菌穿梭型质粒。PEG介导原生质体转化法将穿梭型质粒分别转入糖多孢红霉菌A226与变铅青链霉菌JT46,荧光显微镜检测发现,此启动子在两菌株中都具有功能。随后,以变铅青链霉菌JT46为宿主,对PeryA启动子区域进行了深入研究,结果发现该启动子的-35区并不是必需的,仅有-10区、长度为41bp的该启动子在链霉菌中仍具有功能。定点突变证明-10区对于该启动子是必不可少的。因此,41bp的该启动子片段可作为链霉菌的有效启动子,这是迄今为止所发现的最短的启动子之一,可用于构建新的链霉菌表达载体。     

重组人胰岛素样生长因子-Ⅰ工程菌高密度发酵工艺优化

目的优化表达重组人胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)工程菌的高密度发酵条件。方法考察培养基以及诱导时机、诱导剂量和诱导时间对蛋白表达的影响;用自控发酵罐进行分批补料培养实验,确定优化工艺条件。结果以2×YT+0.5%葡萄糖为发酵培养基,经0.8 mmol/L IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)诱导5 h,通过pH-stat反馈补料方式实现工程菌高密度发酵与目的蛋白高效表达,每1 L发酵液收获干菌体50.1 g,IGF-Ⅰ含量达5.25 g/L。结论建立了IGF-Ⅰ工程菌优化的高密度发酵工艺,为IGF-Ⅰ的下游纯化和工业化生产奠定了基础。     

工业羽毛蛋白胨对红霉素基因工程菌ZL1004发酵过程的影响

本文在50L发酵罐上研究了工业羽毛蛋白胨对红霉素基因工程菌ZL 1004发酵过程的影响,结果表明发酵培养基中加入较多的羽毛蛋白胨不利于红霉素的合成,而加入适量的羽毛蛋白胨可有效提升整个发酵过程的摄氧率(OUR)水平、促进菌体对碳氮源的利用和红霉素的合成.进一步对培养基进行优化,采用0.6%羽毛蛋白胨、3.3%黄豆饼粉,发酵结束时红霉素效价达12487U/mL,A组分达9774μg/mL,分别比对照高18.21%和19.94%.利用显微图像及形态分析软件对发酵周期内的菌丝形态进行了跟踪定量研究,分析表明培养基中加入适量羽毛蛋白胨可优化菌丝形态,使其朝有利于红霉素合成的方向进行分化.     

红色糖多孢菌变温发酵生产红霉素的研究

考察了不同温度(29~34℃)对红色糖多孢菌(Saccharopolyspora