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(S.galilaeus)ATCC31671原生质体。
质粒pWX03(ThioR)
(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(thiostrepton,Thio)
(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
5.氯仿、甲醇、环己烷、乙酸乙酯。
6.GF254硅胶版
(三)器材
名称 | 规格 | 数量 |
Eppendorf管 吸头 培养皿 三角爬 接种针 移液管
| 1.5ml 200ml
10ml 5ml 1ml |
2套 2支 1支 1支 1支 2支 |
(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 ml含25% 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
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
(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,
2.从YMA斜面上挖块接种到GPS培养基中,
3.发酵液用氯仿:甲醇 = 9:1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 = 1:1。
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. 将原生质体和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. 加入DNA溶液的体积不要过大,大于20ml溶有DNA的TE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?