嗜热真菌蛋白激酶基因的克隆、表达与打靶载体构建

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:huxiangye
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信号转导是外界同生物体或生物体细胞间的信息传递的重要手段,许多研究证实,生物信号在细胞内传递的主要方式就是蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质可逆磷酸化,通过磷酸化和去磷酸化作用使蛋白质发生构型和构象的变化,从而调节其活性,通过激酶级联信号传导途径将信号传导到细胞核,通过对转录因子和离子通道蛋白的调控而调节基因的表达。   本研究通过RT-PCR的技术克隆了嗜热真菌Thermomyces lanuginosus的蛋白激酶基因,对其进行生物信息学分析。构建表达载体pPIC9K/pk和pPIC3.5K/pk并转化毕赤酵母GS115,通过G418多拷贝筛选,选定转化pPIC9K/pk胞外表达菌株和pPIC3.5K/pk胞内表达菌株,分别命名为PS-PK-16和PS-PK-18。   工程菌PS-PK-18的发酵产物分析发现与对照组有明显差异的蛋白,对此蛋白进行质谱分析为ATPase,ATPase与细胞耐醇能力及维持胞内pH稳定等方面有重要作用。推测胞内蛋白激酶的过表达对菌体ATPase的表达产生影响,利于酵母菌抵抗外界的高渗透压及醇类物质给菌体带来的伤害,提高酵母菌在高渗透压,低营养物质的不良环境中主动运输的效率,使酵母菌在摇瓶发酵过程中适应不良的外界环境,维持菌体的正常生长。   根据已知序列设计用于荧光定量PCR的蛋白激酶基因和管家基因的引物,对原始菌株及转化得到的酵母工程菌株进行表达量的差异性分析。结果显示,在原始菌株培养1~7天中,第一天的表达量最高,大约为其他六天的五十倍左右,其余六天的表达量差异不大,这可能与在生长发育的初期,菌体代谢旺盛,参与生长发育的各种循环途径基本都处于激活状态,发挥作用的酶的数量较多,因此需要大量的蛋白激酶来对相关反应进行调节;在构建的酵母工程菌PS-PK-18发酵培养1~9天中,第四天的表达量最高,大约为其余八天的四倍左右,其余八天的表达量差异不大。   依据同源重组原理,以pUCATPB为基础构建了蛋白激酶基因的敲除突变载体pUCATPB/PK。载体中分别取蛋白激酶基因上游670bp和下游731bp的片段作为同源重组的两臂,并以博来霉素为筛选标记进行构建。构建完成后经过一系列的PCR验证和酶切验证,确定已经成功构建了打靶载体pUCATPB/PK,为疏绵状嗜热丝孢菌的蛋白激酶基因打靶提供了材料。
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