一株高产l-缬氨酸工程菌的构建及其应用_2

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C-F带有EcoR I酶切位点(下划线序列),引物BNC-R带有BamH I酶 切位点(下划线序列)。
[0042] PCR扩增条件:95°C预变性5分钟;94°C变性40秒、57°C退火1分钟、72°C延伸3 分钟,30个循环;72°C 10分钟,4°C保存。
[0043] 2)、回收步骤1)的PCR扩增产物并插入载体Simple pMD-18T (购自于宝生物工程 (大连)有限公司),得到载体pMDBNC。
[0044] 3)、以步骤2)的重组载体pMDBNC为模板,用BfC-F和BfC-R组成的引物对进行 PCR扩增(将ilvBNC串联基因片段中的ilvN进行定点突变,将定点突变后的基因命名为 ilvBN#C基因),得到PCR扩增产物(模板与突变后的环状质粒的混合物)。
[0045] 4)、将步骤3)的PCR扩增产物用DPN I酶处理1小时(去除模板),并转化感受态 细胞JM109,得到重组载体pMDBNt (结构示意图见图1)。
[0046] 根据测序结果,重组载体pMDBNt为将序列表的序列1自5'末端第1至3700位 核苷酸所示的ilvBN #C基因插入载体pMD-18T中得到的重组载体,ilvBN#C基因与野生型 ilvBNC基因的差异仅在于第2381位的核苷酸由G突变为了 A。
[0047] BN*C-F: 5 ' -CGAACTGATCCAATCCG § ACAGATTGCACTCAAC-3 ' ;
[0048] BN*C-R:5,-CGGATTGGATCAGTTCGCGGATTCCGAATGGT-3 '
[0049] 2、重组载体pZ8-lBNKC的构建
[0050] 1)、用限制性内切酶BamH I和EcoR I双酶切pMDBN*C载体,回收约3750bp的基 因片段;
[0051] 2)、用限制性内切酶 BamH I 和 EcoR I 双酶切载体 pZ8_l (Expression of the Corynebacterium glutamicum panD Gene Encoding L-Aspartate-a-DecarboxyIase Leads to Pantothenate Overproduction in Escherichia coli, APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, VoL 65, No. 4 ;1530 - 1539,1999.见图 2 ;公众可从福建师 范大学和福建省麦丹生物集团有限公司获得),回收约7000bp的载体骨架;
[0052] 3)、将步骤1)的基因片段和步骤2)的载体骨架片段连接,得到重组质粒 pZ8-lBN*C。
[0053] 经过测序,重组质粒pZ8-lBN#C为将序列表的序列1自5'末端第1至3700位核 苷酸所示的ilvBN #C基因(编码乙酰羟酸合成酶突变体和乙酰羟酸同分异构酶)插入载体 PZ8-1的BamH I和EcoR I双酶切位点间得到的载体,其结果示意图如图3所示。
[0054] 其中序列1自5'末端第21-2382位核苷酸为乙酰羟酸合成酶突变体编码DNA分 子ilvBN%序列1自5'末端第2614-3630位核苷酸乙酰羟基酸异构还原酶编码DNA分子 ilvC〇
[0055] 二、ilvE基因和ilvD基因的扩增及融合
[0056] UilvD基因的扩增及纯化
[0057] 1)、根据已公布在NCBI的谷氨酸棒杆菌ATCC13032基因组信息及基因功能注释, 设计引物ilvD-F、ilvD-R,以黄色短杆菌20160基因组为模板,PCR扩增ilvD基因,及其自 身携带启动及终止序列,得到完整基因片段扩增产物一一ilvD基因片段。
[0058] ilvD-F:5' -TAGGTTCTAGGTCTGTAGTT GTACTTGGAGCGCCAAAAGGCACT-3' ;
[0059] i I vD-R: 5 ' -AGATCT GAGTCGAGGCAGAGTTCGCTGGTT-3 '。
[0060] 其中上游引物ilvD-F带有20bp的用于重叠延伸的融合碱基序列,酶切位点(下 划线序列),下游引物ilvD-R带有Bgl II酶切位点(下划线序列)
[0061] PCR扩增条件:95°C预变性5分钟;94°C变性40秒、59°C退火1分钟、72°C延伸3 分,30个循环;72°C 10分钟,4°C保存。
[0062] 2)、采用PCR产物凝胶回收试剂盒(购自于上海生工)将步骤1的PCR扩增产物 进行回收和纯化,得到纯化的ilvD基因片段,经过测序,其核苷酸序列为序列表中序列2。
[0063] 2、ilvE基因的扩增及纯化
[0064] 1)、根据已公布在NCBI的谷氨酸棒杆菌ATCC13032基因组信息及基因功能注释, 设计引物ilvE-F、ilvE-R,以黄色短杆菌20160基因组为模板,PCR扩增ilvE基因,及其自 身携带的SD序列,得到扩增产物一一ilvE基因片段。
[0065] ilvE-F:5'_
[0066] AGATCT GAAAGGAGATATACCGTGTATCTGTCAGGTAGCAGGTGT-3' ;
[0067] ilvE-R:5' -
[0068] AACTACAGACCTAGAACCTA TTAGCCAACCAGTGGGTAAAGCCAT-3'。
[0069] 其中上游引物ilvE-F带有Bgl II酶切位点,酶切位点(下划线序列),下游引物 iIvE-R带有20bp的用于重叠延伸融合的碱基序列(下划线序列)
[0070] PCR扩增条件:95°C预变性5分钟;94°C变性40秒、55°C退火1分钟、72°C延伸1 分30秒,30个循环;72°C 10分钟,4°C保存。
[0071] 2)、采用PCR产物凝胶回收试剂盒(购自于上海生工)将步骤1的PCR扩增产物 进行回收和纯化,得到纯化的ilvE基因片段,经过测序,其核苷酸序列为序列表中序列3。
[0072] 3、ilvE基因和ilvD基因的融合
[0073] 1)、以上述获得的纯化的ilvE基因片段和ilvD基因片段互为模板和引物,进行 PCR,进行十个PCR循环,PCR扩增条件:95°C预变性5分钟;94°C变性40秒、55°C退火1分 钟、72 °C延伸2分30秒,10个循环,72 °C保存。
[0074] 2)、上述反应进行了 10个循环之后,再加入引物ilvE-F和引物ilvD-R继续进行 PCR反应二十五循环,PCR扩增条件:95°C预变性5分钟;94°C变性40秒、55°C退火1分钟、 72 °C延伸4分30秒,25个循环,72 °C延伸IOmin,4°C保存。
[0075] 3)、采用PCR产物凝胶回收试剂盒(购自于上海生工)将步骤2的PCR扩增产物 进行割胶回收和纯化,割取大小约为4400bp的目的条带,得到纯化的ilvED片段,经测序, 其核苷酸序列为序列表中序列4。
[0076] 4)、将上述纯化的ilvED片段插入载体Simple pMD_18T(购自于宝生物工程(大 连)有限公司),得到载体PMDilvED (结构示意图见图4)。
[0077] 三、外源表达载体pZ8_lBN*CED的构建
[0078] 将上述二制备的重组载体pMDiIvED进行Bgl II酶切,并采用去磷酸化酶(购自于 宝生物工程(大连)有限公司)进行末端去磷化,并采用电泳割胶纯化回收约为4400bp融 合的ilvED基因的酶切片段。
[0079] 另外,将pZS-ΙΒΝ?载体进行BamH I酶切,并采用去磷酸化酶(购自于宝生物工 程(大连)有限公司)进行末端去磷化,并采用电泳割胶纯化回收约为IlOOObp的线性载 体基因片段。
[0080] 将上述纯化回收的ilvED和线性的ΡΖ8-1ΒΝ?基因片段采用T4连接酶(购自于 宝生物工程(大连)有限公司),16°C连接反应过夜,并转化感受态的JM109细胞,采用质粒 提取试剂盒(购自于上海生工)进行重组质粒抽提和验证(BamH I酶切,得到4400bp片段 为阳性),确认重组质粒pZ8-lBN#CED构建成功,外源表达载体pZ8-lBN #CED结构示意图见 图5。
[0081] 经过测序,重组载体pZ8-lBN#CED为将序列表的序列4所示的ilvED插入上述一 制备的载体ΡΖ8-1ΒΝ?的BamH I酶切位点间得到的载体。
[0082] 其中序列4自5'末端第16-1155位核苷酸为支链氨基酸转氨酶编码DNA分子 ilvE,序列4自5'末端第1464-3302位核苷酸为二羟酸脱水酶编码DNA分子ilvD。
[0083] 四、高产L-缬氨酸工程菌MDV-07的构建
[0084] 将外源表达载体PZ8-1BN#CED电击转化黄色短杆菌CICC 20160(购自于中国工业 微生物菌种保藏管理中心,目录编号20160),采用含卡那霉素抗性(终浓度30-50 μ g/mL) 平板进行筛选
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