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克雷伯氏菌甘油脱水酶和1,3-丙二醇氧化还原酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

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目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1克雷伯氏菌

1.2大肠杆菌表达系统

1.3技术路线

第二章材料与方法

2.1实验材料

2.1.1菌株与质粒

2.1.2酶与试剂

2.1.3主要仪器设备

2.1.4常用缓冲液配方

2.2方法与步骤

2.2.1 Klebsiella pneumoniae的复苏培养

2.2.2菌种的保存

2.2.3 Klebsiella pneumoniae基因组总DNA的制备

2.2.4甘油脱水酶基因(dhaB)和1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)的引物设计和PCR扩增

2.2.5大肠杆菌感受态的制备

2.2.6质粒DNA的大量制备

2.2.7少量提取质粒

2.2.8 DNA的酶切与连接

2.2.9连接产物对大肠杆菌感受态细胞的转化

2.2.10阳性克隆的筛选和酶切验证

2.2.11重组子的质粒PCR验证

2.2.12含RBS序列的dhaT基因扩增

2.2.13菌液PCR

2.2.14重组菌株的诱导表达

2.2.15大肠杆菌细胞的破碎

2.2.16甘油脱水酶活力的测定

2.2.17外源基因在大肠杆菌中的表达检测

2.2.18蛋白质的SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳

2.2.19重组大肠杆菌利用甘油的摇瓶发酵实验

第三章结果和分析

3.1甘油脱水酶基因(DHAB基因)表达质粒的构建

3.1.1 dhaB基因的克隆

3.1.2 pGEM-3zf+重组克隆质粒的验证

3.1.3甘油脱水酶基因(dhaB)基因的序列分析

3.1.4甘油脱水酶基因(dhaB)与pSE380载体的连接

3.1.5甘油脱水酶活性的测定及SDS-PAGE检测

3.2 1,3-丙二醇氧化还原酶基因(DHAT)表达质粒的构建

3.2.1 dhaT基因的克隆

3.2.2 pGEM-3zf+重组克隆质粒的验证

3.2.3 dhaT基因的序列分析

3.2.4 1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT)与pSE380载体的连接

3.2.5表达产物的SDS-PAGE分析

3.3多顺反子表达质粒的构建

3.3.1多顺反子表达质粒的构建

3.3.2含RBS序列的dhaT基因扩增

3.3.2多顺反子表达质粒的构建

3.3.3 PCR确定目的片段的插入方向

3.3.4表达产物的SDS-PAGE分析

3.4重组菌株甘油发酵实验

第四章讨论

4.1甘油脱水酶基因的扩增

4.2 SD序列与ATG之间的距离

4.3 DNA的体外重组

4.4外源基因在大肠杆菌中的表达

4.5问题与展望

第五章结论

参考文献

致谢

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摘要

1,3-丙二醇是一种重要的化工原料,可用作溶剂、抗冻剂或保护剂、精细化工原料以及新型聚酯-聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚氨酯的单体.PTT是一种新型聚酯材料,具有优异的回弹性、染色性、抗污性、较好的抗紫外变色性能等特点,可用于地毯、工程塑料、膜及纺织业的服装材料等,因此被认为是本世纪最具有广阔应用前景的化工原料,越来越受到人们的重视.目前生产1,3-丙二醇的方法主要是化学法,由于化学法生产成本高,且对环境污染大,因此微生物法生产1,3-丙二醇成为当前研究的热点.该论文以克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)的总DNA为模板,PCR扩增Klebsiella pneumoniae中的甘油脱水酶基因(dhaB)和1,3-丙二醇氧化还原酶基因(dhaT),分别构建表达质粒pSE-dhaB和pSE-dhaT并在大肠杆菌JM109中表达.SDS-PAGE电泳分析表明:有表达分子量为63KD、61KD、22KD、16KD(DHAB)和43KD(DHAT)的蛋白质.将dhaB基因,含核糖体结合位点(RBS)的dhaT基因和终止子串联起来置于trc启动子控制下构成多顺反子表达质粒pSE-dhaB-dhaT-terminator,转入大肠杆菌JM 109内,重组菌株在含0.8%甘油培养基中于37℃培养44小时,有1,3-丙二醇产生,产率为2.7g/L.而不含多顺反子表达质粒的对照菌株则没有1,3-丙二醇生成.该研究成功地将dhaB和dhaT基因引入大肠杆菌,在大肠杆菌中建立了一条新的代谢甘油生成1,3-丙二醇的途径,同类研究在国内尚无报道.

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