氧化葡萄糖酸杆菌梯度强度组成型启动子的筛选与应用

被引量 : 0次 | 上传用户:xushaowei20092009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)因其快速不完全氧化糖和醇等化合物的能力,被广泛用于5-酮基-D-葡萄糖酸、二羟基丙酮和2-酮基-L-古龙酸(维生素C前体)等的生产中,具有重要的应用价值。启动子作为基因转录调控的重要元件,是代谢工程改造菌体提高生产性能的重要分子生物学工具。目前国内外在G.oxydans启动子的筛选方面的研究较少,使得适用于G.oxydans中代谢工程改造的启动子相对有限。本文基于新一代高通量转录组测序技术(next generation high throughput RNA-Seq technology),通过在工业菌株G.oxydans WSH-003全基因组水平上进行筛选,得到一系列梯度强度组成型启动子。使用其中最强的启动子Pdnak过量表达基于RNA-Seq确定的D-山梨醇脱氢酶关键基因sld AB1,证明了筛选的Pdnak高强度起始转录效果,并显著缩短了发酵时间、提高了L-山梨糖的产量。本论文主要研究成果如下:(1)使用高通量RNA-Seq技术,获得G.oxydans发酵培养5个时期的基因表达(转录)水平。使用1-L发酵罐培养细胞,构建了4 h、8 h、12 h、20 h和40 h共5个时间点样品的发酵培养菌体的RNA-Seq转录组文库。5个样品经过高通量测序后得到高质量的测序数据,通过生物信息学分析,得到全基因组范围的基因转录水平值FPKM(Fragments Per Kilobase of exon model per Million mapped reads)。统计显示,每个样品中约50%基因的FPKM值在32-320之间,约25%的基因FPKM在320-10,000之间,约25%的基因FPKM在1-32之间,并存在少量异常高和低表达的基因。根据RNA-Seq测序结果,并结合G.oxydans WSH-003基因组序列信息,确定了菌株中D-山梨醇脱氢酶关键基因为sld AB1和sld SLC。(2)根据RNA-Seq的测序结果,使用加强绿色荧光蛋白基因(egfp)为报告基因,筛选获得包括高强度启动子Pdnak在内的梯度强度组成型启动子。基于RNA-Seq获得的转录本FPKM值,在全基因组水平挑选得到dnak、tuf和mdh等分属高、中和低表达的组成型基因。并构建以egfp为报告基因的启动子荧光检测重组菌,通过使用荧光定量PCR和荧光酶标仪检测egfp基因的转录水平和蛋白表达水平,以确定各启动子强度。最终筛选得到包括一个最强启动子Pdnak在内的高、中和低3组梯度强度的组成型启动子。以文献报道的强启动子Ptuf为参考,Pdnak和Phistone为高强度启动子,Ptuf、Poutmem和Psod为中等强度启动子,Pmdh和Phsp90为低强度启动子,各启动子的强度关系为,Pdnak:Phistone:Ptuf:Poutmem:Psod:Pmdh:Phsp90=10.0:2.5:1.0:0.9:0.8:0.2:0.1。(3)验证所筛选出最强启动子Pdnak的起始转录效果,并实现D-山梨醇脱氢酶关键基因sld AB1在G.oxydans WSH-003中的过量表达。本研究分别构建了高强度启动子Pdnak和对照启动子Ptuf的D-山梨醇脱氢酶关键基因sld AB1的过表达重组菌G.oxydans p BBR-Pdnak-sld AB1和G.oxydans p BBR-Ptuf-sld AB1。荧光定量PCR的结果表明,和对照菌相比,G.oxydans p BBR-Pdnak-sld AB1中sld AB1基因的转录水平得到很大提高,分别是G.oxydans p BBR-Ptuf-sld AB1和野生菌G.oxydans WSH-003的2.2倍和5.1倍。同时,摇瓶发酵结果表明,和野生菌相比,过表达菌株G.oxydans p BBR-Pdnak-sld AB1的D-山梨醇转化时间缩短了33.3%、L-山梨糖的产量提高了11.2%。
其他文献
本文以戈夫曼的印象管理为理论基础,以微博名人代表李开复为案例,通过内容分析法分析微博名人的印象管理与两者在微博平台上的影响力之间的关系。通过研究李开复所发微博可知
要做好学术出版与学术走出去工作,首先要保证学术出版的质量,提升学术出版的声誉;其次,要做好需求调查与需求分析;其三,要根据读者和市场的需要搞好学术出版,引领市场的发展,
<正> 马王堆出土帛书《老子&#183;道篇》:“浴神不死,是谓玄牝。玄牝之门,是谓天地之根。绵绵呵若存,用之不堇。”通行本和现存河上公本《老子》“浴”都写作“谷”。《帛书
<正>在革命战争年代,人民军队里有一个无人不知无人不晓的传奇人物,他用炮如神,百发百中,一门迫击炮,打得敌人哭爹叫娘,闻风丧胆,被我军官兵誉为"炮神"。这个人就是曾任炮兵
中小企业属于我们国家经济发展当中不可或缺的力量,同时中小企业也为我们国家的人民提供给了大量的就业机会,对于税收和国内生产总值也作出了巨大的贡献。所以对于我们国家中
很多高中学生阅读文学名著,只是一味追求故事情节的趣味性,而很少去探究它的思想性和艺术性。由于阅读具有盲目性和随意性,所以读了某一部作品,只能留下肤浅的印象,很难在思
20世纪90年代后期,长期充当经济建设主体和投资主体角色的政府,在政府体制建设上暴露出越来越多的问题,政府必须适时实现角色转型,由发展型政府转变为服务型政府。2006年中共
视唱练耳是音乐教育中最重要的基础学科之一,而节奏训练又是视唱练耳教学的一项基础内容,20世纪现代音乐节奏的形式多样、风格各异且复杂多变,各种复杂的节奏已成为我们教学
进入新世纪,以互联网广告为代表的新媒体广告正日益发展壮大,并凭借其信息海量、形式多样、传播迅捷、投放精准、成本低廉的优势,逐步赶超传统媒体广告,影响力与日俱增。但同
随着电子商务的迅速发展,网络购物成为一种潮流,服务失败现象也日益渐增。通过服务补救消除服务失败的影响,提高顾客的重复购买意愿,是网络营销者迫切需要解决的问题。服务补