基于CRISPR/dCpf1的氧化葡萄糖酸杆菌转录抑制系统的构建与应用

来源 :生物工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yh820927
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氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)因具有快速不完全氧化糖醇化合物的能力而被广泛应用于工业中.然而,适用于氧化葡萄糖酸杆菌的基因编辑工具较为缺乏,科研人员对其进行代谢改造受到很大的限制.近年来,规律成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)系统在基因组编辑和转录调控中的应用极大地提高了微生物基因组的编辑效率.为了实现氧化葡萄糖酸杆菌的转录调控,本研究构建了由CRISPR/dCpf1介导的基因转录抑制系统.通过在氧化葡萄糖酸杆菌表达失活的Cpf1蛋白(dCpf1)和含有19 nt重复序列的crRNA,使得该系统在基因转录中表现出有效的抑制效果,其对于单基因的抑制水平最高可达97.9%,且可同时应用于多基因的抑制并表现出很强的抑制能力.为了验证dCpf1介导的CRISPR干扰(CRISPR interference,CRISPRi)系统在代谢工程中的应用效果,将该系统应用于L-山梨糖的代谢途径和呼吸链的调控中,对山梨糖代谢途径关键脱氢酶进行了鉴定,确定了细胞色素bo3氧化酶对细胞生长的作用.该CRISPRi系统的开发有效填补了目前氧化葡萄糖酸杆菌中基因调控方法的短缺,为代谢工程改造氧化葡萄糖酸杆菌提供了有效的基因调控工具.
其他文献
染料木素及其单糖苷衍物在食品和医药领域具有重要作用,但难溶于水的特性极大地限制了其应用范围,研究表明糖基化反应可有效提高其水溶性.文中针对来源于软化芽孢杆菌的环糊精葡萄糖基转移酶,研究其对染料木素单糖苷衍生物槐角苷的糖基化反应.通过对D182位点的定点饱和突变,突变酶D182C较WT转化率提高了13.42%,主要糖基化产物(槐角苷单糖苷、二糖苷、三糖苷)分别提高了39.35%、56.05%和64.81%.酶学性质研究发现,D182C较WT的环化、水解、歧化活力均有所提高.且最适pH和温度分别为6和40℃.