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基因组合生物合成新化合物——基因重组

2009-06-14 02:25:30      相关论文 相关书籍
Tags:生物合成 基因重组 制药学 基因组合生物合成新化合物——基因重组

实验目的
组合生物合成是将不同化合物的生物合成基因重新组合后,形成新的生物合成途径,从而产生新的化合物,这是新药研究中的重要进展。目前许多具有生理活性的天然产物的生物合成途径已经研究清楚,利用组合生物合成技术通过改变聚酮合成酶的基因合成了一系列“非天然的”的聚酮类化合物库,以供进一步的活性筛选。本实验利用微生物中的聚酮体生物合成基因重组,产生新的化合物。

实验原理
    加利利链霉菌ATCC31671产生2-羟基阿克拉菌酮(2-hydroxyaklavinone)。将含有聚酮体酮基还原酶(polyketide ketoreductase,PKR)的质粒pWX03转入加利利链霉菌ATCC31671,可以产生阿克拉菌酮(aklavinone)。

  
                2-羟基阿克拉菌酮            阿克拉菌酮

图8-1  PKR的催化功能

 

实验材料和试剂

    (一)实验材料

    加利利链霉菌(SgalilaeusATCC31671原生质体。

    质粒pWX03ThioR)

    (二)培养基和试剂

    1. YMA固体培养基(%):用于加利利链霉菌斜面培养

       Malt extract                          1.0

       Yeast extract                         0.4

       葡萄糖                             0.4

       微量元素液                         0.2ml

       琼脂粉                             1.5

       pH 7.2

1.      GPS培养基(%):加利利链霉菌发酵培养基

       葡萄糖                             2.25

       黄豆并粉                            1.0

       NaCl                                0.3

       CaCO3                               0.3

       微量元素液                          2ml

1.硫链丝菌素(thiostreptonThio

    (配制方法:用二甲基亚砜配制成50 mg/ml 的母液,备用。临用前取100ml母液加到10ml无菌水中,混匀,形成白色乳浊液,此时的浓度为0.5mg/ml   

4. 25%PEG-1000溶液

(配制方法:称取2.5g  PEG-1000于一试管中,0.07Mpa高压灭菌30分钟。灭菌后加入7.5ml灭菌的P稳定液,加热融化即可)

    5.氯仿、甲醇、环己烷、乙酸乙酯。

    6GF254硅胶版

(三)器材  

   名称

              规格

 数量

Eppendorf    

吸头

培养皿

三角爬

接种针   

移液管

 

    

             1.5ml

             200ml

              90mm

         

 

             10ml 

              5ml 

              1ml        

 

 

  2

  2

  1

  1

  1

  2

  

 (四)仪器

    微量移液器、培养箱   

 

实验步骤

以下均需无菌操作

    (一)转化原生质体

    1. 取加利利链霉菌ATCC31671原生质体100ml于一个灭菌的eppendorf管中。

    2. 加入10 ml 质粒pWX03 DNA溶液到原生质体中,用手指轻弹管壁,使其混合。

    3. 加入400 ml25% PEG1000溶液,用微量移液器上下吹吸几次以使其混合。

    4. 取此转化后的悬液100 ml,涂布于吹干的R2YE平板上。

    5. 将平板28倒置培养2024小时,肉眼观察可见的微小菌落。

  

    6.取1ml 0.5mg/ml的硫链丝菌素溶液,加到平板上,快速摇匀。待硫链丝菌素溶液全部渗入培养基中后,将平板28倒置培养120小时。

    (二)产物鉴定

    1.将长出的单菌落接种到含25mg/ml硫链丝菌素的YMA斜面上,28培养67天。

2.从YMA斜面上挖块接种到GPS培养基中,28振荡培养6天。

3.发酵液用氯仿:甲醇 = 91抽提,溶媒挥发浓缩后,将提取物溶于氯仿中。

4.在GF254硅胶版上层析,溶媒系统为环己烷:乙酸乙酯 = 11

5.层析完毕后,在365nm紫外灯下观察。记录产物的位置。

 

【提示】

    (一)影响转化的因素

    影响转化的因素有:制备原生质体时菌丝体的生长期,菌丝体和再生原生质体培养时的温度,转化时所用原生质体的数目,再生培养基平板的干燥程度,培养基的成份等。

    (二)实验操作中注意的问题

    1. 原生质体和DNA充分混匀后,马上加入PEG是很重要的,如果原生质体和DNA混合的时间过长,从原生质体中释放出来的核酸酶可能破坏质粒DNA

    2. DNA液的体积不要过大,大于20ml溶有DNATE缓冲液可能导致原生质体的裂解。

 

【思考题】

1.本实验内容多,步骤复杂,分析那些因素是关系到实验成功与否的关键。

在设计基因组合生物合成时应考虑那些因素?
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