酿酒酵母S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及表达研究

酿酒酵母S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及表达研究

论文摘要

S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是生物体内重要的中间代谢物质,参与了40多种生化反应,从基因的表达,细胞膜的流动到多肽的合成等等。临床研究表明,SAM对关节炎,抑郁症,肝功能紊乱等均有较好的疗效,而且还是预防癌症,心血管疾病和抗衰老的高级保健药物。我国肝炎患者相当多,且随着生活节奏的增快,抑郁症和关节炎患者也不断增多,S-腺苷甲硫氨酸在国内存在广阔的市场。而至今国内S-腺苷甲硫氨酸的研究还没有工业化,虽然有国外商品供应,但价格昂贵无法普及。因此国内开发高产廉价的S-腺苷甲硫氨酸生产工艺显得极为迫切。 本论文完成了酿酒酵母S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(sam2)的克隆及原核表达。以酿酒酵母2B-41的染色体DNA为模板,根据GenBank上登陆的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(登录号M23368)设计特异性引物进行PCR扩增,获得大约1200bp的DNA片段。通过T-A克隆技术,将PCR产物克隆到pUCm-T载体中,构建重组质粒pUCm-T- sam2,转化E.coli DH5 α,经蓝白斑筛选、菌落PCR及质粒的双酶切筛选出2个阳性克隆。选取一个阳性克隆测序,并用Blast软件进行序列分析。分析结果表明,该序列与Genbank中登录的sam2基因同源性为99%,氨基酸序列一致性为100%。 以EcoR I/XhoI双酶切经测序正确的重组质粒pUCm-T-sam2和表达载体pET-28a(+),并将纯化后的sam2连接至pET-28a(+),构建表达载体pET-sam2。将pET-sam2转化E.coli BL21(DE3)。重组菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳检测表达外源蛋白分子量约为47KD,与预期分子量相符。同时研究了不同IPTG浓度、不同诱导温度对蛋白表达水平的影响,发现IPTG浓度对SAM的表达量影响不大,低温不利于表达。测定酶活为0.0237U/mL。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1.1 S-腺苷甲硫氨酸的生理功能
  • 1.1.1 S-腺苷甲硫氨酸在体内的代谢循环
  • 1.1.2 S-腺苷甲硫氨酸的生理功能
  • 1.2 S-腺苷甲硫氨酸的应用
  • 1.3 S-腺苷甲硫氨酸生产的研究历史及现状
  • 1.3.1 S-腺苷甲硫氨酸生产工艺的研究
  • 1.3.1.1 化学法生产SAM的研究
  • 1.3.1.2 微生物发酵法生产SAM的研究
  • 1.3.1.3 酶促转化法生产SAM的研究
  • 1.3.2 S-腺苷甲硫氨酸稳定性研究
  • 1.3.2.1 S-腺苷甲硫氨酸失活机理
  • 1.3.2.2 S-腺苷甲硫氨酸稳定性盐的开发
  • 1.3.3 S-腺苷甲硫氨酸的提取、分离纯化及测定
  • 1.3.3.1 S-腺苷甲硫氨酸的提取及分离纯化
  • 1.3.3.2 S-腺苷甲硫氨酸的测定
  • 1.4 论文的立题背景及研究内容
  • 第二章 S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 实验仪器
  • 2.1.2 载体与菌株
  • 2.1.3 酶及主要试剂
  • 2.1.4 培养基
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 酿酒酵母基因组DNA的提取
  • 2.2.1.1 主要缓冲液和溶液
  • 2.2.1.2 酿酒酵母基因组DNA的提取方法
  • 2.2.2 琼脂糖凝胶电泳定性检测DNA
  • 2.2.3 PCR扩增目的基因sam2
  • 2.2.3.1 引物的设计与合成
  • 2.2.3.2 PCR反应条件
  • 2.2.3.3 PCR反应产物的纯化
  • 2.2.4 重组载体pUCm-T-sam2构建及转化
  • 2.2.4.1 克隆载体pUCm-T-sam2的构建
  • 2.2.4.2 pUCm-T-sam2的转化
  • 2.2.4.3 重组子的筛选和初步鉴定
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 基因组DNA的提取
  • 2.3.2 PCR反应
  • 2.3.3 菌落PCR筛选阳性克隆
  • 2.3.4 阳性克隆的酶切鉴定
  • 2.3.5 目的基因序列测定及结果分析
  • 2.4 小结
  • 第三章 SAM合成酶基因表达载体的构建及表达
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 实验仪器
  • 3.1.2 载体及试剂
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 表达载体pET-sam2的构建及转化
  • 3.2.2 sam2的诱导表达
  • 3.2.2.1 sam2基因的诱导表达
  • 3.2.2.2 SDS-PAGE电泳检测表达结果
  • 3.2.2.3 不同条件对表达的影响
  • 3.2.3 SAM合成酶酶活的测定
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 PCR初步筛选阳性菌株
  • 3.3.2 阳性克隆的酶切鉴定
  • 3.3.3 诱导时间对表达量的影响
  • 3.3.4 IPTG浓度对表达量的影响
  • 3.3.5 温度对表达量的影响
  • 3.3.6 SAM合成酶酶活测定结果
  • 3.4 小结
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 研究成果及发表的学术论文
  • 导师和作者简介
  • 相关论文文献

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