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谷胱甘肽,即γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰甘氨酸,是一种分布较为广泛,在生物体内有重要作用的活性物质。在食品,医疗,美容等领域有广阔的前景,越来越受到人们的重视。目前,在生产中主要采用的发酵法还存在一些问题,如常用的工业酵母谷胱甘肽产量较低。因此设法获得性状优良的发酵用菌株无疑将会是一个较好的方向。近年来,分子研究的飞速发展和展现出来的优势使其成为育种研究的一个新手段,谷胱甘肽合成过程中的两个关键酶的序列为基因工程探索提供了极大的便利。
本文从工业发酵常用的酿酒酵母菌出发,通过前期培养挑取10株生长状况较好且产量较高的菌株作为出发菌,其中A3和A8于发酵30h时测得GSH含量分别为23.1mg/和29.82mg/L,A3菌株的干细胞含量达11.38mg/g,极具诱变潜力,故选择A3进行诱变,紫外诱变后得到的高产菌A39的GSH量提高至31.41mg/L,较出发菌高出36%且遗传稳定。经生理生化实验,该高产菌为酿酒酵母。通过PCR从A39的基因组里提取到γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酰甘氨酸合成酶的编码基因gshⅠ,电泳知其长度约为2100左右,送由上海生工测序,结果显示其与gene-bank里登录的gshⅠ同源性高达98%,而后将该基因片段连接至克隆载体PUCm-T上,成功构建了PUCm-T-gshⅠ,通过蓝白斑筛选出阳性克隆,将其转入大肠杆菌JM109中,诱导后简单测量了重组菌的GSH含量,结果显示,GSH含量相较对照菌提高了29.4%。
主要研究结果如下:
1.通过筛菌得到一株GSH含量占菌体干重11.38mg/g的菌株A3,而后将其诱变使产量提高了36.1%,经过传代培养,A39表现出稳定的产GSH能力。
2.依据酵母菌鉴定手册对A39进行鉴定,结果显示该菌为酿酒酵母。
3.利用试剂盒成功的提取到A39的基因组DNA,并通过PCR方法将编码谷胱甘肽合成的关键酶gshⅠ扩增出来,并测序。
4.成功的构建了PUCm-T-gshⅠ载体,并将其转入大肠杆菌JM109中,GSH含量较未转入的载体的大肠杆菌提高了29.4%。