一种蓝细菌脂肪烃合成关键基因及其应用_4

文档序号:9823060阅读:来源:国知局
,扩增产物克隆入祀ASY Blunt载体(氨予/卡郝抗性),构建获得 重组质粒ρΤΖ64 (如图11所示)。
[013引 W 引物 2130-1/2(SEQ ID Ν0:23/24)扩增 S巧tonema sp. NIES-2130 的基因组 DM,获得1887bp的片段,扩增产物克隆入祀ASY Blunt载体(氨予/卡郝抗性),构建获得 重组质粒PTZ65 (如图12所示)。
[0137] 上述PCR均使用化stP化Fly DNA聚合酶,扩增条件如下:
[0138] 95°C,5min ;(95°C ,30sec,55°C ,30sec,72°C ,3min)30X ;72°C,l〇min
[0139] (3)大肠杆菌感受态制备及质粒的转化
[0140] 1)大肠杆菌感受态细胞
[0141] 大肠杆菌感受态细胞(Trans T1感受态)购自北京全式金生物技术有限公司
[0142] 2)重组质粒的转化
[0143] 取出一支-8(TC保存的感受态细胞,置于冰中融化5min。
[0144] 向融化的感受态细胞中分别加入上述步骤(2)获得5-10 μ 1不同扩增产物(如 SEQ ID NO:25至SEQ ID NO:30所示)与pEASY Blunt载体的连接液,轻轻混匀,冰水浴中 放置30min〇
[0145] 42°C热激90砂,然后立即冰水浴2min。
[0146] 加入900μ 1 LB液体培养基,37°C、200巧m震荡复苏1小时。
[0147] 500化pm离必3min,弃上清,沉淀重悬于100 μ 1 LB培养基中,涂布氨予(50 μ g/ 血)/卡郝巧0 μ g/血)双抗固体平板。
[014引将平板倒置于37°C的培养箱里培养12-16小时后长出菌落。
[0149] (4) W重组质粒 ρΤΖ60、ρΤΖ61、ρΤΖ62、ρΤΖ63、ρΤΖ64 和 ρΤΖ65 转化大肠杆菌 Trans T1感受态,即分别获得含有产姪基因的菌株ZT166、ZT167、ZT168、ZT169、ZT170和ZT171。
[0150] 实施例5 ;藍细菌产姪关键基因 ado-aar在大肠杆菌中的表达及产姪情况分析
[0151] (1) ado-aar表达载体的构建
[0152] W BamH I 和化〇 I 酶切 ρΤΖ60 并回收 Nostoc calcicola FACHB 389 的产姪基因 片段ado-aar, W BamH I和化0 I酶切祀T2化并回收载体部分,两者连接转化大肠杆菌感 受态细胞灯rans T1感受态),构建获得重组质粒PTZ68 (如图13所示)
[0153] W BamH I 和化〇 I 酶切 ρΤΖ61 并回收 Leptolyngbya sp. NIES-30 的产姪基因片 段ado-aar, W BamH I和化0 I酶切祀T2化并回收载体部分,两者连接转化大肠杆菌感受 态细胞CTrans T1感受态),构建获得重组质粒ρΤΖ69 (如图14所示)
[0154] W BamH I 和)(ho I 酶切 ρΤΖ62 并回收 F^hormidium ambiguum NIES-2119 的产姪 基因片段ado-aar, W BamH I和化0 I酶切祀T2化并回收载体部分,两者连接转化大肠杆 菌感受态细胞CTrans T1感受态),构建获得重组质粒ρΤΖ70 (如图15所示)
[0155] W BamH I 和)(ho I 酶切ρΤΖ63 并回收Qiroogloeo巧stis siderophila NIES-1031 的产姪基因片段ado-aar, W BamH I和化o I酶切祀T2化并回收载体部分,两者连接转化 大肠杆菌感受态细胞灯rans T1感受态),构建获得重组质粒PTZ71 (如图16所示)
[0156] W BamH I和Not I酶切ρΤΖ64并回收Calot虹ix sp. NIES-2101的产姪基因片段 ado-aar, WBamH I和Not I酶切祀T2化并回收载体部分,两者连接转化大肠杆菌感受态 细胞CTrans T1感受态),构建获得重组质粒ρΤΖ72(如图17所示)
[0157] WBamH I和化〇 I酶切ρΤΖ65并回收Sc5rtonema sp. NIES-2130的产姪基因片段 ado-aar, WBamH I和化0 I酶切祀T2化并回收载体部分,两者连接转化大肠杆菌感受态 细胞(Trans T1感受态),构建获得重组质粒ρΤΖ73 (如图18所示)
[015引 (2) ado-aar在大肠杆菌中的表达
[0159] 宿主菌;大肠杆菌化祀为脂醜CoA脱氨酶的编码基因,fa祀的敲除可使细胞积累 脂醜CoA,有利于脂肪酸衍生物(例如脂肪酸己醋、脂肪醇)的生成值uan et al. 2011)。因 此,本发明ado-aar功能验证的相关实验选择W化21 0E3) 化祀突变株作为宿主细胞。 W重组质粒 ρΤΖ68、ρΤΖ69、ρΤΖ70、ρΤΖ71、ρΤΖ72 和 ρΤΖ73 转化化21 (DE3) Δ fa祀突变株, 即分别获得基因工程产姪大肠杆菌菌株ZT181、ZT182、ZT183、ZT184、ZT185和ZT186。
[0160] 培养基:所用培养基为适合重组菌产姪的改良M9培养基,其具有如下成分;6g/L 胞2册〇4, 3g/L KH2PO4, 0. 5g/L 化Cl, 2g/L NH4CI,0. 25g/L Μ拆〇4 · 7电0, llmg/L CaClz,27mg/ L 化CI3 · 6电〇, 2mg/L aiClz · 4&〇, 2mg/L 化2M0O4 . 2&0, 1. 9mg/L CuS〇4 · 5&〇, 0. 5mg/L H3BO3, Img/L thiamine, 200mM Bis-Tris(pH 7. 和 0. 1% (v/v)Triton-X100〇
[0161] 诱导及培养;将所构建的ZT181、ZT182、ZT183、ZT184、ZT185和ZT186菌株分别在 接种于5mL液体改良M9培养基中(含50 μ g/血氨予青霉素),3(TC,250巧m培养12h,而后 按1:50 (v/v)接种比例培养液转接至20mL改良M9培养基中(含50 μ g/mL氨予青霉素), 培养至对数期(ODe。。约为0. 6~0. 8)后,加入0. 5mM IPTG诱导剂,30°C,250巧m培养2地, 所得菌液用于脂肪姪提取。
[0162] (3)基因工程大肠杆菌脂肪姪提取及产量分析
[016引取10血处于平台期的上述各产姪基因工程大肠杆菌到20血小烧杯中,置于冰 水浴上,超声波破碎lOmin (10s on, 10s off)。破碎后分别加入50 μ g正二十焼姪作为内 标,混匀后加入10血氯仿:甲醇(V:V为2 ;1),剧烈震荡混匀1-2小时后。然后6, OOOg离 必lOmin,将下层有机相转移至新的试管中,置55°C下氮气吹干。加入100 μ L正己焼溶 解所提脂肪姪,然后经0. 22 μ m滤膜过滤,转移至2ml气相小瓶中(内置200 μ L衬管)。 采用Agi 1 ent 7890Α气相色谱-质谱联用仪(GC-M巧测定脂肪姪,GC-MS测试程序为: 40°C Imin ; W 5°C /min 升至 20(TC ; W 25°C /min 至 240°C ;240°C维持 15min。色谱柱为 HP-I順0Wax(30mX250μmX0.25μm);载气是氮气,气体流速为lmL/min,进样量为lμL, 进样口温度为25(TC。各菌株脂肪姪组成及脂肪姪总产量总结于表3中。
[0164] 表3.基因工程大肠杆菌产姪情况分析
[0165]
[0166] 上述结果证实本发明所公开的来源于Nostoc calcicola FACHB 389, Leptolyngbya sp.NIES-30, Phormidium ambiguum NIES-2119, Chroogloeocystis siderophila NIES-1031,Calot虹ix sp. NIES-2101 或 Scytonema sp. NIES-2130 的 aar 和 ado基因序列在大肠杆菌中均可W正常表达,使不能产姪的大肠杆菌获得脂肪姪合成能力。
[0167] 实施例6 ;Nostoc calcicola FACHB 389脂肪姪合成关键基因在模式藍细菌 Synechocystis sp. PCC 6803的表达及产姪情况分析
[0168] (Dado-aar表达载体的构建
[0169] WNde I 酶切 ρΤΖ60 补平,再^化〇 I 酶切并回收 Nostoc calcicola FACHB 389 的产姪基因片段ado-aar,克隆入经相同限制性内切酶处理的pXX47 (例如参见中国发明专 利申请201310595856. 3)(提供藍细菌基因组中性位点整合平台、抗性筛选标记及强启动 子)中,构建获得重组质粒PTZ66。
[0170] (2)ad〇-aa;r在藍细菌中的表达
[0171] 宿主菌;Synecho巧stis sp. PCC 6803,W 重组质粒 ρΤΖ66 转化 Synechocystis sp. PCC 6803获得基因工程产姪藍细菌ZT187 (壮观霉素抗性)。
[0172] 培养基:藍细菌培养所用培养基为BG11培养基,其具有如下成分;1.5g L iNaN〇3, 40mg L 屯册〇4 ·抓2〇, 36mg L iCaClz · 2&0, 6mg L 1 巧樣酸,6mg L 1 巧樣酸铁 倭,Img L 1 邸ΤΑ 二钢盐,2〇mg L 1 化C〇3, 2. gmg L 1&8〇3, 1. Smg L iMnClz · 4&〇, 0. 2加邑 L iZnS〇4 · 7&0, 0. 39mg L iNaMo〇4 · 2&0, 0. 079mg L iCuS〇4 · 5&0 和 0.0 lmg L iCoClz · 6&0。 固体培养基中补加 8mM TES缓冲剂,0. 3% NazSzOs和1. 5%琼脂粉。
[0173] 转化方法;取处于对数生长期(0〇73。约为0. 5~1. 0)的Synechocystis sp. PCC 6803野生型细胞5mU离必收集细胞;用新鲜的BGll培养基洗涂细胞两次,再将细胞重悬 于0. 5mLBGl 1培养基中。取0. 2mL细胞重悬液置于新的PCR管中,加入2~3中,重组质粒 PTZ66,混匀,置于3(TC、30 μ 0, 2s 1光照条件下温育4小时。然后将混合物涂布于铺在BG11 平板上的硝酸纤维素膜上,并置于3(TC、30的硝酸纤2s 1光照条件下培养24小时。然后, 将硝酸纤维素膜转移到壮观抗性的固体平板上,在3(TC、30性后,将2s 1的光照条件下继续 培养5~7天,将转化子从平板上挑出,在新鲜的BG11平板(壮观抗性)上划线培养5~ 7天;最后接入壮观抗性液体BG11培养基培养,提取基因组,PCR验证基因
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