产甘油假丝酵母胞浆3-磷酸甘油脱氧酶基因的克隆、表达与功能鉴定

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jmyjmhcaihiong_11
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
产甘油假丝酵母(Candidaglycerinogenes)是优良的甘油生产菌株,并且已成功的应用于工业生产中。研究者在产甘油假丝酵母菌株的生理生化、发酵T艺优化、代谢机理方面开展了卓有成效的研究。但是与酿酒酵母(Saccharomvcescerevisiae)等模式菌株相比,该工业菌株的遗传和分子生物学信息比较匮乏。在C.glycerinogenes中,甘油合成途径的关键酶—胞浆3-磷酸甘油脱氢酶的编码基因以及该基因在细胞中的具体的生理功能是未知的。为此,本文从产甘油假丝酵母基因组中克隆出甘油合成的关键酶基因,并对其进行了详细的功能鉴定,最后通过在C.glyerinogenes过表达和缺失研究进一步确定该基因在细胞过量合成甘油中的作用。本文主要研究成果概括如下: (1)利用PCR方法,克隆了C.glycerinogenes的胞浆NAD+依赖的3-磷酸甘油脱氢酶编码基因(CgGPD)。1167nt的开放阅读框编码一个分子量为43kDa,包含388个氨基酸的蛋白,氨基酸水平上该基因与具有安格斯毕赤酵母相似性最高,为70.9%,与粟酒裂殖酵母相对较低,仅为46.7%。并且发现在产甘油假丝酵母基因组中仅有一个CgGPD基因,不存第二个同功异构酶编码基因。 (2)CgGPD基因在gpd1/gpd2和gpd1酿酒酵母突变株中表达能够显著提高细胞耐渗透压能力和甘油合成能力,表明CgGPD基因能够完全功能互补酿酒酵母GPD1基因的缺失。渗透压诱导实验表明CgGPD基因的表达受到渗透压的生理调控。在野生型酿酒酵母中过量表达CgGPD基因能够大幅度提高细胞的甘油合成能力,同时结果表明CgGPD基因自身上游调控序列能够有效调控基因表达。 (3)CgGPD和GPD2基因能够提高hog1细胞的耐渗性,而GPD1基因的表达对突变株的耐高渗透压能力并没有显著提高:在pbs2突变株中分别过量表达CgGPD、GPD1和GPD2基因都能够提高转化子在高渗压条件下的生长性能;过量表达CgGPD和GPD1能够使gpd1/gpd2突变株降低对渗透压的敏感性,GPD2基因的表达则不具这种显著的这种功能:在hog1和pbs2突变株中分别过量表达CgGPD、GPD1和GPD2基因均能使转化子细胞在渗透压刺激下诱导胞内甘油合成和积累;GPD1基因的过量表达仅能一定程度上互补gpd1/gpd2突变株细胞在厌氧环境中GPD2基因的功能,而过量表达CgGPD基因则能够完全功能互补GPD2基因的缺失。 (4)根据同源重组原理,以含有腐草霉素(Zeocin)抗性基因的pGAPZb质粒为基本构架,以CgURA3基因作为整合位点构建了用于转化产甘油假丝的酵母的整合载体;分别优化了物理参数和细胞生理参数对电转化效率的影响。结果表明,对数生长中期的细胞经DTT或LiAc预处理后在2×109个/mL的细胞浓度下加入200μg的线性整合载体,在1600V电压下,200Ω电阻、25μF电容进行电击,获得的转化效率可达到394个转化子/μgDNA。 (5)以腐草霉素抗性基因作为选择标记,分别构建CgGPD基因敲除载体pUC—gpd—Zeoin和同源表达载体pGA—rDNA—CgGPD,导入产甘油假丝酵母细胞,获得稳定的缺失突变株和过表达转化子。甘油发酵实验表明CgGPD基因缺火显著降低了细胞的甘油合成能力,同时增加了细胞的产乙醇能力,而细胞的EMP代谢途径活力的降低导致细胞量显著下降,使得细胞在高浓度葡萄糖下的生长能力受损;过量表达CgGPD基因能够加速葡萄糖的消耗,缩短发酵周期,从而提高甘油的产率和得率,同时胞内副产物丙酮酸、乙酸和乳酸等有一定的提高,而乙醇的生成则受到抑制。
其他文献
固定化酵母由于具有发酵速度快、发酵效率高、抗杂菌感染能力强、产物易分离及可以重复利用产物易分离等优点,在发酵工业中的应用越来越广泛。本研究以香蕉、菠萝果实为原料,采
近日,一种能够存储能量的新型石墨烯折叠装置问世了.2018年,美国麻省理工学院的西班牙科学家团队发现,当2层石墨烯以一个“神奇角度”缠扭在一起时,就会表现出非常规的超导电
期刊
本论文采用混菌固态发酵法,利用微生物生长过程中产生的蛋白酶等多种酶来改善豆粕的营养品质。主要对混菌发酵菌种以及发酵工艺;发酵条件对发酵性能的影响,发酵条件优化;发酵后蛋
学位
喷气织机是一种无梭织机,广泛应用在纺织工业领域,具有引纬率高、材料消耗少、生产效率高、噪声低等特点。目前市场上对单根棉纤维的喷气织造技术相对成熟,但对玻璃纤维、锦纶等
许多有听力或视觉障碍的人,他们对电视剧的喜爱程度可能并不亚于你.他们可能听不见,但还可以观看电视节目,有的可能看不见,但还可以聆听电视节目,但既聋又盲的残障人士该怎么
期刊
白藜芦醇(Resveratrol,简称Res)是一种多酚类物质,具有非常重要的生理活性作用,在花生茎中含量丰富。本课题采用溶剂浸提法、超声波提取法、微波提取法三种方法对花生茎中白藜芦醇
齿轮泵拥有结构尺寸小、质量轻便、工作原理简单、方便维护与维修、自吸能力和抗污染能力强的独特优势,是液压系统的“心脏”——动力元件的首要选择,在实践中具有不可替代的作用。但是齿轮泵由于自身的工作原理会产生困油现象,这就限制了齿轮泵的使用范围。开设卸荷槽是解决齿轮泵困油的常用手段,本课题就针对卸荷槽进行了优化设计。本文对齿轮泵的啮合原理与困油机理进行了详细的介绍,以此为基础提出了基于Pro/e5.0齿