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由于在氨基酸、核苷酸以及维生素等重要产品的工业生产中具有巨大的经济价值,谷氨酸棒杆菌一直以来是微生物学家和生物工程学家广泛关注的工业菌株之一。
本论文主要研究了谷氨酸棒杆菌质粒pXZ10145的复制方式;从谷氨酸棒杆菌10147基因组中克隆了具有启动子功能的片段,并进行了筛选与鉴定。
第一部分工作主要研究了谷氨酸棒杆菌质粒pXZ10145的复制方式。质粒pXZ10145存在于谷氨酸棒杆菌1014中,并携带氯霉素抗性基因,大小为4885bp。通过Southern杂交,在pXZ10145的复制中间体中没有发现单链中间体的存在,说明质粒pXZ10145的复制方式可能不属于滚环复制型。利用透射电镜观察和中性二维凝胶电泳分析pXZ10145的复制中间体,证实pXZ10145采用单向them复制方式进行复制,复制方向逆时针指向BamH I识别位点,复制起始位点在BamH I识别位点下游1200±100bp处。在谷氨酸棒杆菌10147中,pXZ10145的拷贝数约在10~12之间。在没有选择压力存在下,将携带pXZ10145的谷氨酸棒杆菌连续传代培养100代左右,质粒保持率在94%以上,证实pXZ10145非常稳定。这是谷氨酸棒杆菌中有实验证据的单向theta复制型质粒的首次报道。
第二部分工作主要研究来自谷氨酸棒杆菌10147基因组中具有启动子功能的片段。采用鸟枪法,利用启动子探测载体pAKC6克隆谷氨酸棒杆菌10147基因组DNA的Sau3AI酶切片段,从中筛选到30个具有启动子功能的随机片段。通过测定pAKC6上报告基因编码的氯霉素乙酰转移酶的酶比活力,对这些随机片段进行了初步鉴定。其中插入有随机片段F57的酶比活最高,达到32.50U/mg,高于插入有已知启动子Ptrc的酶比活(26.33U/mg)。通过SDS—PAGE分析知,插入片段启动氯霉素乙酰转移酶基因的表达,表达蛋白分子量为25kDa,与预期的大小相符。对这些随机片段的DNA序列进行了测定,通过Blast比对分析发现,这些随机片段大都位于已知或推测基因的内部,是这些基因的组成部分,但酶比活力的存在说明它们具有启动子的功能。