土壤杆菌M503低分子量β-1,3-葡聚糖生物絮凝剂合成相关基因的克隆及功能分析

批准号:
31100088
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
李强
依托单位:
学科分类:
C0106.微生物与环境互作
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
李殿香、李玉梅、罗琰、韩省、郝大可
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中文摘要
生物絮凝剂是一种环境友好高效絮凝剂产品,合成效率低、成本高成为限制其推广使用的主要因素,从根本上解决这一问题需要明确生物絮凝剂的生物合成机制。本课题组在前期研究中,筛选得到高产絮凝剂菌株土壤杆菌 M503,经鉴定絮凝剂为分子量81000Da的β-1,3-葡聚糖,该絮凝剂水溶性好,絮凝效果显著,尤其是合成过程中糖转化率高于其它已知絮凝剂。本课题拟采用转座诱变技术,将转座子插入土壤杆菌M503基因组DNA,筛选获得β-1,3-葡聚糖合成缺陷型菌株,然后以插入的转座子DNA为已知信息采用反向PCR、锚定PCR等方法,结合同源基因保守序列分析,克隆低分子量β-1,3-葡聚糖生物絮凝剂合成相关基因,分析其序列特征,并利用互补实验验证缺失基因功能,为今后利用基因工程菌株生产低分子量β-1,3-葡聚糖生物絮凝剂奠定理论基础。
英文摘要
本项目克隆获得Agrobacterium sp. M503中β-1,3-葡聚糖(凝胶多糖)合成相关基因crdSAg、exoAAg及exoYAg,并利用在线生物信息学软件完成基因功能预测。其中crdSAg全长1965bp ,编码一个含654个氨基、分子量为73kD的蛋白CrdSAg。CrdSAg含一个与CESA-CelA同源、属于糖基转移酶2家族的保守区。CrdSAg是一个具有七个跨膜区的膜蛋白,蛋白二级结构包含43.12% α-螺旋, 17.89% β-折叠及 38.99% 无规则卷曲。CrdSAg与CrdS的同源性为99%,仅有13个氨基酸残基不同,差异极小。Agrobacterium sp.M503筛选自环氧丙烷皂化废水处理活性污泥,因此我们对环氧丙烷皂化废水活性污泥宏基因组进行测序。通过对宏基因组序列分析,发现Agrobacterium sp.是组成活性污泥的主要菌种之一,并在宏基因组中发现与Agrobacterium sp.葡聚糖合成相关的基因序列。对这一序列进行Blast-p分析,发现其与Genbank上注释的Agrobacterium sp. C58的葡聚糖生物合成蛋白有36%的同源性。经保守区域分析,发现这一序列属Acyl_transf_3 家族。将这一序列和Agrobacterium sp. C58的CrdS进行序列比对,发现一些保守位点。对此序列进行跨膜区域分析发现,这一蛋白定位在细胞膜上,具有10个跨膜结构域,且未发现典型的信号肽序列,表明此蛋白可能具有其他特殊机制将其定位在细胞膜上,其葡聚糖催化合成机制有待深入研究。项目组筛选获得一株产凝胶多糖菌株Pseudomonas sp. QL212 (保藏编号:CGMCC NO.9651)。Pseudomonas sp. QL212只有在蔗糖作为碳源时发酵合成凝胶多糖,产量最高可达5.94g/L,高于现有已知Pseudomonas sp.合成凝胶多糖最高产量。经脱蛋白、离子交换层析及凝胶层析得凝胶多糖纯品,用多角度激光散射法测得其分子量为618 kD,水溶性较好,具有较高研究价值。对于所测试的高岭土、黄河水、印染污水及果汁等样品,QL212多糖发酵液絮凝率均达90%以上。基于本项目研究内容,发表研究论文7篇,其中SCI收录3篇、EI收录3篇,获中国商业联合会科技进步奖二等奖1项,申请国家发明专利3项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
T-RFLP analysis of soil microbial community from Shandong Province for forensic science
山东省土壤微生物群落法医学T-RFLP分析
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:Yumei Li;Zhiwen Zhao;Qiang Li;Yingzi Liu;Chunjiang Ye;Dake Hao;Yanhong Qu;Qiangqing Zhang;Junfa Li
通讯作者:Junfa Li
strongCloning of the Key Succinoglycan Biosynthesis Gene exoA and exoY from /strongemAgrobacterium/emstrong sp. M-503 and the Sequence Analysis of Encoding Proteins/strong
农杆菌关键琥珀聚糖生物合成基因 exoA 和 exoY 的克隆。
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:Liu Yingzi;Li Qiang;Wang Qinghua;Li Yumei;Qu Yanhong;Song Dongxue;Lu Rong;Zhao Zhiwen
通讯作者:Zhao Zhiwen
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:Liu Yingzi;Li Qiang;Wang Qinghua;Li Yumei;Qu Yanhong;Song Dongxue;Lu Rong;Zhao Zhiwen;
通讯作者:
DOI:--
发表时间:2012
期刊:生物加工过程
影响因子:--
作者:郝大可;李强;韩省;王佳佳;罗琰;宫恺
通讯作者:宫恺
Production, Purification, and Antibiofilm Activity of a Novel Exopolysaccharide from Arthrobacter sp. B4
节杆菌属新型胞外多糖的生产、纯化和抗菌膜活性。
DOI:10.1080/10826068.2014.907180
发表时间:2015-01-01
期刊:PREPARATIVE BIOCHEMISTRY & BIOTECHNOLOGY
影响因子:2.9
作者:Li, Yumei;Li, Qiang;Zhao, Zhiwen
通讯作者:Zhao, Zhiwen
含挥发性脂肪酸废水中PHA合成菌株的富集机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:李强
- 依托单位:
含挥发性脂肪酸废水中活性污泥混合培养合成PHA机制研究
- 批准号:31870105
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:李强
- 依托单位:
国内基金
海外基金
