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谷氨酸棒杆菌乙酰羟酸合酶的高效表达调控及应用
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作者 乔倩倩 宁舒展 +5 位作者 王瑞瑞 郑宇 路福平 陈久洲 刘娇 郑平 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3114-3126,共13页
谷氨酸棒杆菌是支链氨基酸工业生产的主力菌,乙酰羟酸合酶(acetohydroxyacid synthase,AHAS)是支链氨基酸合成的关键酶,强化AHAS的表达是提高菌种水平的关键手段。然而目前还未实现高效调控AHAS,本研究首先基于前期开发的靶基因表达调... 谷氨酸棒杆菌是支链氨基酸工业生产的主力菌,乙酰羟酸合酶(acetohydroxyacid synthase,AHAS)是支链氨基酸合成的关键酶,强化AHAS的表达是提高菌种水平的关键手段。然而目前还未实现高效调控AHAS,本研究首先基于前期开发的靶基因表达调控报告系统,从6个组成型强启动子中筛选乙酰羟酸合酶编码基因ilvBN的高效表达启动子,成功获得PgpmA*启动子,表达强度是PilvBN天然启动子的23.3倍。其次,在PgpmA*启动子基础上,构建并通过平板荧光成像初步筛选了3种人工合成核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)文库,发现“R(9)N(6)”为优势的突变文库,通过进一步的孔板复筛,成功获得36个不同的强度增强的RBS突变体,最高强度可达天然启动子PilvBN的62.3倍。最后,选择PgpmA*启动子分别组合3种RBS(野生型、RBS18和RBS36)调控ilvBNS155F的表达生产L-缬氨酸,L-缬氨酸产量随着表达调控元件强度的增强而提高,分别为1.17、1.38、2.29 g/L。在RBS18调控的基础上进一步组合ilvC过表达,L-缬氨酸产量可达7.57g/L。本研究获得的AHAS表达调控元件库,可为改造AHAS生产L-缬氨酸等支链氨基酸提供丰富元件,并为其他关键酶的表达调控提供思路和方法借鉴。 展开更多
关键词 谷氨棒杆菌 支链氨基 乙酰 组成型强启动子 人工成核糖体结位点文库
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一株黄色短杆菌基因工程菌株的构建及其L-缬氨酸积累 被引量:6
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作者 徐大庆 谭延振 +1 位作者 缪铭 王小元 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第23期262-266,共5页
从谷氨酸棒杆菌模式菌株C.glutamicumATCC13032中克隆出L-缬氨酸合成途径上的限速酶——乙酰羟酸合酶编码基因ilvBN。对ilvBN进行定点突变,获得其抗反馈抑制突变型ilvBNr。以大肠杆菌-黄色短杆菌穿梭表达载体pDXW-10为基础,构建重组质粒... 从谷氨酸棒杆菌模式菌株C.glutamicumATCC13032中克隆出L-缬氨酸合成途径上的限速酶——乙酰羟酸合酶编码基因ilvBN。对ilvBN进行定点突变,获得其抗反馈抑制突变型ilvBNr。以大肠杆菌-黄色短杆菌穿梭表达载体pDXW-10为基础,构建重组质粒pDXW-10-ilvBNr,并转化野生型黄色短杆菌B.flavumATCC14067,获得工程菌株ATCC14067/pDXW-10-ilvBNr。3L罐发酵实验结果显示:在野生型菌株发酵液中检测不到L-缬氨酸积累,而工程菌株发酵液中L-缬氨酸积累达5.0g/L。 展开更多
关键词 乙酰 抗反馈抑制 黄色短杆菌 发酵 L-缬氨
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乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的植物抗性机制 被引量:4
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作者 徐倩玉 兰玉 +3 位作者 刘嘉欣 周新宇 张刚 郑志富 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1295-1302,共8页
乙酰羟酸合酶(AHAS)抑制剂类除草剂已被广泛用于农业生产,然而使用过程中可能对部分敏感农作物产生药害,因此创制对不同类别除草剂具有抗性的一系列作物新品种至关重要。本文将从AHAS抑制剂类除草剂的类别与特点、AHAS靶酶的特性及其在... 乙酰羟酸合酶(AHAS)抑制剂类除草剂已被广泛用于农业生产,然而使用过程中可能对部分敏感农作物产生药害,因此创制对不同类别除草剂具有抗性的一系列作物新品种至关重要。本文将从AHAS抑制剂类除草剂的类别与特点、AHAS靶酶的特性及其在支链氨基酸合成中的作用、除草剂的靶标抗性与非靶标抗性机制等方面分析国内外研究现状与未来发展动态,以期为农作物除草剂抗性性状的遗传改良和开发应用提供参考。 展开更多
关键词 乙酰 除草剂 靶标抗性 非靶标抗性
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黄色短杆菌ilvBN和ilvC基因定点突变对L-缬氨酸发酵的影响 被引量:2
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作者 宫卫波 王海雷 +1 位作者 程国平 赵津津 《发酵科技通讯》 CAS 2017年第4期228-232,237,共6页
以黄色短杆菌MH-1000为出发菌株,使用PCR技术克隆ilvBN与ilvC基因,对ilvBN进行定点突变,获得解除L-缬氨酸对乙酰羟酸合酶反馈抑制突变型基因ilvBN'.对基因ilvC进行点突变,获得乙酰羟酸变位酶突变基因ilvC'.通过重叠延伸PCR方法... 以黄色短杆菌MH-1000为出发菌株,使用PCR技术克隆ilvBN与ilvC基因,对ilvBN进行定点突变,获得解除L-缬氨酸对乙酰羟酸合酶反馈抑制突变型基因ilvBN'.对基因ilvC进行点突变,获得乙酰羟酸变位酶突变基因ilvC'.通过重叠延伸PCR方法,将基因片段ilvBN'和ilvC'拼接为ilvBN'C',进而连接至穿梭载体pXMJ19获得重组质粒pXMJ19-ilvBN'C'.该重组质粒转化至出发菌株获得工程菌株MH-1032.50 L分批补料发酵结果显示:MH-1000发酵72 h L-缬氨酸质量浓度为35.2 g/L,MH-1032发酵72 h L-缬氨酸质量浓度为38.4 g/L,增长9.1%,糖酸转化率从21.7%提高到25.8%. 展开更多
关键词 L-缬氨 乙酰 乙酰变位 黄色短杆菌
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Pgk和ilvN基因对谷氨酸棒杆菌产L-丝氨酸的影响
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作者 张鑫 张晓梅 +3 位作者 李会 张晓娟 史劲松 许正宏 《生物加工过程》 CAS 2019年第4期372-378,共7页
为增加谷氨酸棒杆菌A36的L-丝氨酸合成途径的碳流,首先过表达磷酸甘油酸激酶(pgk),以增加前体物质3磷酸甘油酸的积累,但经发酵分析发现其对菌株A36的L-丝氨酸产量无显著影响。进一步敲除副产物L缬氨酸合成途径的乙酰羟酸合酶(AHAS)基因i... 为增加谷氨酸棒杆菌A36的L-丝氨酸合成途径的碳流,首先过表达磷酸甘油酸激酶(pgk),以增加前体物质3磷酸甘油酸的积累,但经发酵分析发现其对菌株A36的L-丝氨酸产量无显著影响。进一步敲除副产物L缬氨酸合成途径的乙酰羟酸合酶(AHAS)基因ilvN,敲除该基因后L-缬氨酸只有微量积累,但重组菌并未形成营养缺陷型菌株,L-丝氨酸的产量反而下降,分析发现L-缬氨酸的存在在一定程度上有助于L-丝氨酸的生成。在培养基中分别添加不同质量浓度的L-缬氨酸,在L-缬氨酸添加量为750mg/L时,重组菌L丝氨酸产量达到34.19g/L,糖酸转化率为0.34g/g,生产强度为0.28g/(L·h),相比出发菌株A36分别提高了11.8%、13.3%和12.0%。 展开更多
关键词 谷氨棒杆菌 L-丝氨 甘油 乙酰 代谢工程
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两株抗乙酰羟酸合酶类除草剂克雷伯氏菌的分离及其AHAS基因ilvIH的克隆 被引量:4
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作者 沈晶晶 黄星 +2 位作者 俞欣妍 李顺鹏 何健 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期663-667,共5页
乙酰羟酸合酶(AHAS)是磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类等乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的作用靶标,获得能抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值.本文从长期使用磺酰脲类除草剂的农田土... 乙酰羟酸合酶(AHAS)是磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类等乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的作用靶标,获得能抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值.本文从长期使用磺酰脲类除草剂的农田土壤中分离到2株抗性细菌HR9和HR11,根据其表型特征、生理生化特性和16SrDNA序列系统发育分析,初步鉴定为克雷伯氏菌(Klebsiella sp.).菌株HR9和HR11对甲磺隆的最高耐受浓度分别达到9600μmol/L和8200μmol/L,且对各种乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂具有交叉抗性.利用PCR技术从HR9、HR11和实验室保存的一株除草剂敏感型克雷伯氏菌LB-2的总DNA中克隆到编码AHAS的基因ilvIH,其中ilvI编码大亚基即催化亚基,ilvH编码小亚基即调节亚基.比对结果表明,菌株HR11与菌株HR9的ilvI有6个位点的氨基酸存在差异,HR9、HR11与LB-2的ilvI各有20和16个位点的氨基酸存在差异. 展开更多
关键词 乙酰抑制剂类除草剂 除草剂抗性细菌 乙酰 ilvIH
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乙酰羟酸合成酶同工酶基因ilvBN、ilvGM和ilvIH的表达及对除草剂抗性的比较 被引量:2
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作者 沈晶晶 李永丰 +3 位作者 黄星 俞欣妍 何健 李顺鹏 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1007-1013,共7页
乙酰羟酸合成酶(AHAS)是磺酰脲类和咪唑啉酮类等AHAS抑制剂类除草剂的作用靶标。获得抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值。本研究从抗甲磺隆菌株Klebsiella sp.HR11和甲磺隆敏感菌株Klebsiella pneumoniae MGH... 乙酰羟酸合成酶(AHAS)是磺酰脲类和咪唑啉酮类等AHAS抑制剂类除草剂的作用靶标。获得抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值。本研究从抗甲磺隆菌株Klebsiella sp.HR11和甲磺隆敏感菌株Klebsiella pneumoniae MGH 78578中分别克隆到AHAS三种同工酶基因ilvBN、ilvGM和ilvIH。抗性菌株和敏感菌株AHAS三种同工酶基因在氨基酸水平上差异位点主要集中在ilvBN和ilvGM的大亚基上。将2株菌的ilvBN、ilvGM和ilvIH分别构建到表达载体pET29a(+)中,在Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,测得只有含菌株HR11 ilvBN和ilvGM的转化子细胞破碎液AHAS对各类AHAS抑制剂类除草剂具有较强的抗性,而含菌株HR11 ilvIH和菌株MGH78578 ilvBN、ilvGM和ilvIH的转化子细胞破碎液AHAS对各类AHAS抑制剂类除草剂敏感。 展开更多
关键词 AHAS抑制剂类除草剂 乙酰同工 ilvBN ilvGM ilvIH 除草剂抗性
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Pseudomonas sp.L19抗除草剂AHAS基因的克隆、表达及特性
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作者 郎志飞 俞欣妍 +2 位作者 黄星 张隽 何健 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期49-54,共6页
乙酰羟酸合酶(AHAS)是磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类等乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的作用靶标,获得能抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值.从长期使用甲磺隆的农田土壤中分离到1... 乙酰羟酸合酶(AHAS)是磺酰脲类、咪唑啉酮类、三唑嘧啶类、磺酰胺类和嘧啶水杨酸类等乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的作用靶标,获得能抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值.从长期使用甲磺隆的农田土壤中分离到1株对乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂有广谱抗性的菌株L19,根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析,将其鉴定为假单孢菌属(Pseudomonas sp.).利用PCR技术从Pseudomonas sp.L19的总DNA中克隆AHAS基因,氨基酸序列比对结果表明,L19与对除草剂敏感菌株P.putida KT2440的AHAS调节亚基氨基酸序列完全相同,而催化亚基有4个氨基酸位点不同:[Val 29→Ala(L19→KT2440),Pro93→Ser,Val 345→Ala,Pro 484→Arg].分别将菌株L19与KT2440的AHAS催化亚基克隆到pET29a(+)的多克隆位点,构建了表达载体pET-L19AHASc和pET-KT2440AHASc,通过镍柱亲和层析纯化得到带有组氨酸标签的乙酰羟酸合酶.抗性试验结果表明菌株L19的乙酰羟酸合酶对四大类乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的抗性均要强于KT2440的乙酰羟酸合酶,对甲磺隆、咪唑乙烟酸、唑嘧磺草胺和嘧草醚的抗性倍数分别达到53.6、9.3、8.2和9.5倍.菌株L19的乙酰羟酸合酶比活力、对ThDP和Mg2+的Kc值相应地比KT2440乙酰羟酸合酶的要低;而对底物丙酮酸钠的米氏常数Km值要比KT2440乙酰羟酸合酶的要高近1倍. 展开更多
关键词 乙酰抑制剂 除草剂抗性 乙酰 PSEUDOMONAS 学特性
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乙酰羟酸合酶的合成:一种手性合成R-苯乙酰甲醇的新酶
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作者 高雯 朱春宝 《中国医药工业杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期80-80,共1页
乙酰羟酸合酶(AHAS)是用于从丙酮酸盐和苯甲醛对映体专一性合成R-苯乙酰甲醇(R-PAC)的有效催化剂(=98%对映体过量)。
关键词 乙酰 手性 R-苯乙酰甲醇 丙酮 苯甲醛 催化剂
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