1,3-二羟基丙酮高产菌株及其构建方法技术

技术编号:10049343 阅读:233 留言:0更新日期:2014-05-15 19:36
本发明专利技术提供的1,3-二羟基丙酮高产菌株及其构建方法,所述1,3-二羟基丙酮高产菌株GOX205是以氧化葡萄糖酸杆菌ATCC621H作为宿主,选择质粒pBBR1MCS-2作为载体,通过将编码甘油脱氢酶的sldAB基因转化进入宿主并进行表达的一种菌株,其构建具体:(1)制备氧化葡萄糖酸杆菌染色体;(2)扩增sldAB基因;(3)pBBR1MCS-2质粒与sldAB基因的消化;(4)DNA片段的纯化回收;(5)载体pBBR1MCS-2片段和sldAB基因片段的连接;(6)质粒的富集与提取;(7)电转化法构建重组菌株GOX205;(8)挑选转化子;所述菌株通过过量表达编码膜系甘油脱氢酶的基因sldAB提高二羟基丙酮产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
,尤其是1,3-二羟基丙酮高产菌株及其构建方法
技术介绍
目前,迅速升温的生物柴油投资热使生产过程中副产的甘油出现过剩,每生产10g生物柴油就会产生1g甘油,因此为这些甘油寻找新的利用途径已引起全球的普遍关注,而利用甘油发酵生产1,3-二羟基丙酮则是其中的一条有效途径。1,3-二羟基丙酮(DHA)是一种天然存在的酮糖,具有生物可降解性,且对人体和环境无毒害。DHA具有极强的防晒性,利用这一特性,国外已经成功开发出了多种保湿防晒化妆产品;在医学上已经证明DHA可以用来治疗白斑和白癜风,且具有抗肥胖功效,还可以直接作为一种抗病毒试剂,DHA的相应的衍生物还具有抗艾滋病病毒的作用;而且,DHA的衍生物也是有机合成化学中一类非常重要的中间体,其用途极其广泛。利用甘油发酵二羟基丙酮的过程中,优良的菌种是发酵成功的前提。相对于传统的菌种选育方法,基因工程手段具有目标明确、途径清晰的优点,经过基因改造的高产菌株将更适于工业化的生产过程,可降低生产成本,继而实现经济效益的大幅度提升。目前国内针对高产二羟基丙酮生产菌株的研究多集中于菌种选育,而利用基因工程手段选育DHA高产菌株的研究还很少,经查新发现,仅华东理工大学的魏东芝等人用重组基因工程质粒pET-gdh和pET-ndh转化大肠杆菌,构建得到一株工程菌,提高了二羟基丙酮的转化率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供1,3-二羟基丙酮高产菌株。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供所述1,3-二羟基丙酮高产菌株的构建方法。为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是:1,3-二羟基丙酮高产菌株GOX205,是以氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)ATCC621H作为宿主,选择质粒pBBR1MCS-2作为载体,通过将编码甘油脱氢酶的sldAB基因转化进入宿主并进行表达的一种菌株。上述1,3-二羟基丙酮高产菌株的构建方法,具体步骤如下:(1)制备氧化葡萄糖酸杆菌染色体;(2)扩增sldAB基因;(3)pBBR1MCS-2质粒与sldAB基因的消化;(4)DNA片段的纯化回收;(5)载体pBBR1MCS-2片段和sldAB基因片段的连接;(6)质粒的富集与提取;(7)电转化法构建重组菌株GOX205;(8)挑选转化子。上述1,3-二羟基丙酮高产菌株的构建方法,具体步骤如下:(1)制备氧化葡萄糖酸杆菌染色体:将氧化葡萄糖酸杆菌接种到含有5ml甘露醇液体培养基的试管中,30℃条件下振荡培养10-12小时;然后将培养液转移入1.5ml离心管中,12000rpm离心30-60秒后,弃上清液,沉淀用0.5ml无菌水重悬,然后12000rpm离心30-60秒,收集菌体;加190μl TE悬浮沉淀,并加10μl10%SDS,1μl20mg/ml蛋白酶K,混匀,37℃保温1h;加30μl5mol/LNaCl,混匀;加30μl CTAB/NaCl溶液,混匀,65℃保温20min;加入300μl酚/氯仿/异戊醇(25:24:1)抽提,5000rpm离心10min,将上清液移至干净离心管;加入300μl氯仿/异戊醇(24:1)抽提,取上清液移至干净管中;加300μl异丙醇,颠倒混合,室温下静止10min,沉淀DNA;5000rpm离心10min,沉淀DNA,加入500μl70%乙醇,5000rpm离心10min,弃乙醇,自然风干;溶解于20μlTE,于-20℃保存备用;(2)扩增sldAB基因:以氧化葡萄糖酸杆菌染色体作为模板,根据氧化葡萄糖酸杆菌染色体中sldAB基因序列设计引物,上引物为sldab-fw:catggatccaacgccagtttgctctg,下引物为sldab-re:catgaattccacctccgaccgtcat分别在上下引物两端添加HindⅢ、EcoRⅠ限制性内切酶酶切位点,以PCR方法扩增sldAB基因,PCR体系为50μl:上下引物均为1μl,200M的dNTP4μl,缓冲液5μl,步骤(1)所述氧化葡萄糖酸杆菌染色体模板为0.5μl,双蒸水38.25μl,聚合酶0.25μl;PCR扩增条件为:94℃预变性4min;94℃变性30sec;55℃退火30sec,72℃延伸3min,得到PCR扩增产物sldAB基因;(3)pBBR1MCS-2质粒与sldAB基因的消化:将扩增的sldAB基因片段4μl与pBBR1MCS-2质粒4μl分别用限制性内切酶HindⅢ、EcoRⅠ各加入0.25-0.5μl,10×酶缓冲液2μl,用无菌水将总体积补充到20μl,放于37℃条件下消化1-2小时;(4)DNA片段的纯化回收:将步骤(3)中的sldAB片段和载体pBBR1MCS-2的双酶切产物分别从琼脂糖凝胶上切下,分别利用试剂盒进行纯化回收;首先向凝胶块的管中加入2-5倍体积溶胶液,46-50℃水浴放置5-15分钟,300rpm振荡,使琼脂糖凝胶完全溶解,然后加到一个吸附柱中,13000rpm离心5分钟,倒掉收集管中的废液;加入700μl漂洗液,13000rpm离心5分钟后弃废液,重复该步骤;取出吸附柱,放到离心管中,加入洗脱缓冲液30μl,室温放置1分钟,13000rpm离心3分钟,得到纯化后的DNA片段;(5)载体pBBR1MCS-2片段和sldAB基因片段的连接:在20μl连接体系中,加入2μl10×T4连接酶缓冲液,1μlT4连接酶,载体pBBR1MCS-2片段和sldAB基因片段的加入量分别为5-7μl和6-8μl,加水至20μl体系,在16℃条件下连接2-3小时后,通过酶切验证得到pBBR1MCS-2-sldAB质粒;(6)质粒的富集与提取:将经过酶切验证的连接产物转化到提前制备成感受态的大肠杆菌DH5α中,转化子在LB-卡那霉素固体培养平板上被筛选出来,进而通过菌落PCR和双酶切实验进行验证,得到pBBR1MCS-2-sldAB质粒;利用常规方法提取质粒;(7)电转化法构建重组菌株GOX205:(a)制备电转化感受态细胞:将氧化葡萄糖酸杆菌ATCC621H接种于装有50ml电转化培养基的500ml摇瓶中,将摇瓶放于30℃,200rpm的摇床中培养至培养液在600nm的吸光度达到0.4;将细胞通过在4℃,6000rpm条件下离心4min进行收获,并在30ml的灭菌过的10%(v/v)甘油中重悬,细胞用冷的10%(v/v)甘油洗三次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.1,3-二羟基丙酮高产菌株GOX205,其特征在于:是以氧化葡萄糖酸杆
菌ATCC621H作为宿主,选择质粒pBBR1MCS-2作为载体,通过将编码甘油
脱氢酶的sldAB基因转化进入宿主并进行表达的一种菌株。
2.权利要求1所述的1,3-二羟基丙酮高产菌株的构建方法,其特征在
于:具体步骤如下:
(1)制备氧化葡萄糖酸杆菌染色体;
(2)扩增sldAB基因;
(3)pBBR1MCS-2质粒与sldAB基因的消化;
(4)DNA片段的纯化回收;
(5)载体pBBR1MCS-2片段和sldAB基因片段的连接;
(6)质粒的富集与提取;
(7)电转化法构建重组菌株GOX205;
(8)挑选转化子。
3.根据权利要求2所述的1,3-二羟基丙酮高产菌株的构建方法,其特
征在于:具体步骤如下:
(1)制备氧化葡萄糖酸杆菌染色体:将氧化葡萄糖酸杆菌接种到含有5ml
甘露醇液体培养基的试管中,30℃条件下振荡培养10-12小时;然后将培养液
转移入1.5ml离心管中,12000rpm离心30-60秒后,弃上清液,沉淀用0.5ml
无菌水重悬,然后12000rpm离心30-60秒,收集菌体;加190μl TE悬浮沉淀,
并加10μl10%SDS,1μl20mg/ml蛋白酶K,混匀,37℃保温1h;加30μl5mol/L
NaCl,混匀;加30μl CTAB/NaCl溶液,混匀,65℃保温20min;加入300μl
体积比25:24:1的酚/氯仿/异戊醇抽提,5000rpm离心10min,将上清液移
至干净离心管;加入300μl体积比24:1的氯仿/异戊醇抽提,取上清液移至
干净管中;加300μl异丙醇,颠倒混合,室温下静止10min,沉淀DNA;5000rpm
离心10min,沉淀DNA,加入500μl70%乙醇,5000rpm离心10min,弃乙醇,
自然风干;溶解于20μlTE,于-20℃保存备用;
(2)扩增sldAB基因:以氧化葡萄糖酸杆菌染色体作为模板,根据氧化
葡萄糖酸杆菌染色体中sldAB基因序列设计引物,上引物为sldab-fw:
catggatccaacgccagtttgctctg,下引物为sldab-re:catgaattccacctccgaccgtcat分别在上
下引物两端添加HindⅢ、EcoRⅠ限制性内切酶酶切位点,以PCR方法扩增
sldAB基因,PCR体系为50μl:上下引物均为1μl,200M的dNTP4μl,缓冲液5μl,
步骤(1)所述氧化葡萄糖酸杆菌染色体模板为0.5μl,双蒸水38.25μl,聚合酶

\t0.25μl;PCR扩增条件为:94℃预变性4min;94℃变性30sec;55℃退火30sec,
72℃延伸3min,得到PCR扩增产物sldAB基因;
(3)pBBR1MCS-2质粒与sldAB基因的消化:...

【专利技术属性】
技术研发人员:许晓菁何雨晴夏博勋赵琼
申请(专利权)人:天津实发中科百奥工业生物技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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