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不同来源异戊烯基焦磷酸异构酶(IDI)和脱氧木酮糖磷酸合成酶(DXS)对重组大肠杆菌番茄红素产量的影响 被引量：2
1
作者 杨帆 苏卜利 +2 位作者 姚青 李华平 朱红惠 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2018年第18期131-136,共6页
为获得更多异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)和脱氧木酮糖磷酸合成酶(1-deoxyxylulose-5-phosphate synthase,DXS)相关功能基因资源,本研究选取来源于大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus s... 为获得更多异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)和脱氧木酮糖磷酸合成酶(1-deoxyxylulose-5-phosphate synthase,DXS)相关功能基因资源,本研究选取来源于大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、粘细菌(Myxococcus stipitatus)、戈壁奇球菌(Deinococcus gobiensis)的4种IDI和DXS,分别克隆到表达载体,将其与含有合成番茄红素基因的p Trc99a EBI质粒共同在大肠杆菌中进行异源表达。结果表明,来源于粘细菌的IDI和DXS可以获得最高的番茄红素产量,分别达到了10.86、7.94 mg/g DCW。协同表达经过密码子优化的IDI、DXS,番茄红素产量达到了15.26 mg/g DCW。本研究通过比较不同来源的IDI和DXS,获得了新的基因资源。 展开更多
关键词 番茄红素 异戊烯基焦磷酸异构酶(idi) 脱氧木酮糖磷酸合成酶(DXS) 大肠杆菌 代谢工程
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异戊烯基焦磷酸(IPP)异构酶的生物信息学分析 被引量：3
2
作者 刘巅 李娅 +1 位作者 李连强 朱飞 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2007年第20期6018-6019,6023,共3页
对来源于多种植物和其他生物的IPI蛋白特性、亚细胞定位及其亲缘关系等方面进行生物信息学分析和电子预测,为研究IPI家族蛋白的酶学特性和萜类生物合成的分子机理提供一定的理论依据。
关键词 异戊烯基焦磷酸异构酶 系统进化树 亚细胞定位 生物信息学分析
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滇龙胆异戊烯基焦磷酸异构酶基因的克隆与表达分析 被引量：5
3
作者 张玲 李彩霞 +3 位作者 张海晨 马娜 杨娇 张晓东 《广东农业科学》 CAS 2015年第17期139-146,共8页
根据药用植物滇龙胆转录组异戊烯基焦磷酸异构酶基因(Gr IDI)序列,应用RT-PCR技术从滇龙胆幼叶克隆该基因开放阅读框(ORF),获得Gr IDI1和Gr IDI2两条序列,其Gen Bank登录号分别为KM879183和KM879184。生物信息学分析表明Gr IDI1基因ORF... 根据药用植物滇龙胆转录组异戊烯基焦磷酸异构酶基因(Gr IDI)序列,应用RT-PCR技术从滇龙胆幼叶克隆该基因开放阅读框(ORF),获得Gr IDI1和Gr IDI2两条序列,其Gen Bank登录号分别为KM879183和KM879184。生物信息学分析表明Gr IDI1基因ORF长708 bp,编码235氨基酸;Gr IDI1蛋白相对分子质量为27.10 ku,理论p I为5.01。该蛋白属于I型异戊烯基焦磷酸异构酶家族成员,可能定位于细胞质。该蛋白无信号肽,为亲水稳定蛋白,主要由α-螺旋(45.53%)和无规则卷曲(39.57%)构成。该蛋白具有其他IDI蛋白的活性位点、金属结合位点和保守结构域(NUDIX羟化酶结构域)。Gr IDI1蛋白与黄龙胆Gl IDI蛋白亲缘关系最近。原核表达结果表明,Gr IDI1基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为53.11ku,与预期大小一致。组织特异性表达分析结果表明Gr IDI1基因主要在叶中表达。 展开更多
关键词 滇龙胆 异戊烯基焦磷酸异构酶 基因克隆 生物信息学分析 表达分析
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金针菇异戊烯基焦磷酸异构酶基因的克隆及表达分析 被引量：2
4
作者 刘建雨 刘建辉 +3 位作者 徐珍 于海龙 宋春艳 尚晓冬 《食用菌学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期10-14,共5页
PCR扩增了金针菇（Flammulina velutipes）异戊烯基焦磷酸异构酶基因（FvIDI）的DNA全长和开放阅读框序列。该基因的ORF全长753bp,DNA全长923bp,含有3个内含子和4个外显子,编码250个氨基酸,金针菇异戊烯基焦磷酸异构酶相对分子质量为284... PCR扩增了金针菇（Flammulina velutipes）异戊烯基焦磷酸异构酶基因（FvIDI）的DNA全长和开放阅读框序列。该基因的ORF全长753bp,DNA全长923bp,含有3个内含子和4个外显子,编码250个氨基酸,金针菇异戊烯基焦磷酸异构酶相对分子质量为28450,等电点为5.05。采用实时荧光定量PCR技术研究FvIDI基因在不同发育时期和不同温度下的表达量,结果显示,FvIDI基因在采收期菌盖中表达量最高,4℃诱导处理2~4h和37℃诱导处理2~6h的表达量明显高于常规温度21℃处理。 展开更多
关键词 金针菇 异戊烯基焦磷酸异构酶基因 实时荧光定量PCR技术 温度诱导
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基于异戊烯基焦磷酸异构酶的改造及表达优化提高异戊二烯产量
5
作者 孙瓅 刘春立 +3 位作者 刘秀霞 李业 杨艳坤 白仲虎 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第21期1-8,共8页
异戊二烯是最简单的萜烯类化合物,是橡胶、食品、医药和化妆品工业的重要原料。在微生物中构建甲羟戊酸(mevalonate,MVA)代谢途径是目前生产异戊二烯及其衍生萜烯的有效途径,但关键酶的活性和表达水平会限制异戊二烯的合成。针对关键酶... 异戊二烯是最简单的萜烯类化合物,是橡胶、食品、医药和化妆品工业的重要原料。在微生物中构建甲羟戊酸(mevalonate,MVA)代谢途径是目前生产异戊二烯及其衍生萜烯的有效途径,但关键酶的活性和表达水平会限制异戊二烯的合成。针对关键酶-异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)的活性低等问题,该研究从酶工程、启动子工程和核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)工程3个方面对IDI的表达进行了优化。首先在大肠杆菌中建立了异戊二烯生产体系,挑选肺炎链球菌来源的IDI进行蛋白质建模和结构分析,计算得到了活性热点Met146并对其进行点突变。经过改造得到1株突变体Met146His,其将异戊二烯的产量提升至820.46 mg/L。接着针对该突变株进行启动子优化和RBS优化,最终得到的优化菌株将异戊二烯的产量提升至862.79 mg/L,是出发菌株的2.58倍。结果证明,对于IDI进行酶分子改造和表达优化以提高酶活性并调控表达水平,是提高异戊二烯产量的有效策略。IDI的优化也可以应用于异戊二烯的下游产物,如倍半萜和二萜等的生物合成。 展开更多
关键词 异戊烯基焦磷酸异构酶 理性设计 启动子优化 核糖体结合位点优化 异戊二烯
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重组产番茄红素大肠杆菌工程菌株中异戊烯异构酶(IDI)基因的筛选 被引量：4
6
作者 韩莉 张莎莎 +4 位作者 王博军 刘京国 刘伟丰 王艳萍 陶勇 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第13期137-142,共6页
番茄红素是一类在食品、医药等领域具有广泛应用价值的萜类化合物。异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)是番茄红素合成途径中的关键酶,也是代谢工程改造的主要靶点。本研究为了系统比较不同来源IDI对重组大... 番茄红素是一类在食品、医药等领域具有广泛应用价值的萜类化合物。异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)是番茄红素合成途径中的关键酶,也是代谢工程改造的主要靶点。本研究为了系统比较不同来源IDI对重组大肠杆菌番茄红素(Lycopene)产量的影响,分别克隆了原核微生物、真核微生物、植物、古菌等多种来源的I型及II型异戊烯基焦磷酸异构酶(IDI)基因,在大肠杆菌E.coli中异源表达,在加强自身2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)代谢途径的背景下,通过优化多靶点组合及转化时间提高番茄红素的合成水平。结果表明酿酒酵母来源的I型IDI(Sc IDI)及枯草芽孢杆菌来源的II型IDI(Bs IDI)在经优化的背景下可以获得最高的番茄红素产量,产量分别达到9.96 mg/g DCW,8.78 mg/g DCW,番茄红素积累在转化8 h达到最高,最高能达到10.29 mg/g DCW。本研究最终确定了不同类型IDI发挥功能的条件,为后续番茄红素以及萜类化合物的代谢途径的改造提供依据。 展开更多
关键词 异戊烯基焦磷酸异构酶(idi) 大肠杆菌 番茄红素 代谢工程 MEP途径
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豆科植物IPI基因密码子偏好性 被引量：4
7
作者 蒋瑞平 赵辰晖 +5 位作者 李文杰 安秋菊 李佳伦 周嘉裕 李遂焰 廖海 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1114-1123,共10页
异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerases,IPI)作为2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate,MEP)和甲羟戊酸(mevalonate,MVA)途径的关键酶,参与植物萜类化合物的生物合成。豆科植物含多种萜... 异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerases,IPI)作为2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate,MEP)和甲羟戊酸(mevalonate,MVA)途径的关键酶,参与植物萜类化合物的生物合成。豆科植物含多种萜类物质,研究豆科植物IPI基因密码子偏好性对促进豆科植物IPI基因表达、增加萜类物质产率具有重要意义。运用Codon W、EMBOSS等程序分析32个物种IPI基因的碱基组成、相对密码子使用度(RSCU)、有效密码子数(ENc)、密码子适应指数(CAI)等参数,并结合ENC-GC3s与PR2-plot方法确定豆科植物IPI基因的密码子偏好性。结果表明,豆科植物IPI基因偏好性较强(RSCU>1)的密码子有6个,UCU(RSCU=3.05)和AUU(RSCU=2.23)为偏好性最强的密码子。第3位碱基的GC含量(GC3s)[落花生2(Arachis hypogaea2)除外]与同义密码子GC含量(GC)<0.5,密码子偏好以A/U结尾。ENc为46.69~55.00,CAI为0.23~0.27,推测IPI基因表达水平偏低。ENc-GC3s与PR2-plot分析结果表明,自然选择是形成豆科植物IPI基因密码子偏好性的主要原因。相较于RSCU聚类树,基于编码序列的系统进化树更能反映物种真实的系统发育关系。大肠埃希菌、烟草与拟南芥可以作为豆科植物IPI基因外源表达的宿主,研究结果将为开展IPI基因的密码子改造与遗传工程操作奠定基础。 展开更多
关键词 密码子偏好性 聚类分析 异戊烯基焦磷酸异构酶 豆科植物
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提高酿酒酵母异戊二烯产量的代谢途径的挖掘
8
作者 曹小贺 张海波 +2 位作者 包文智 刘丽娟 夏海锋 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1-7,共7页
以酿酒酵母为宿主菌株,挖掘可以提高异戊二烯产量的新的基因改造策略。该研究通过敲除线粒体丙酮酸载体(MPC2)、线粒体孔蛋白(POR2)和丙酮酸脱氢酶复合体的E1α亚基(PDA1)基因来增加细胞质乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)的通量,并将含有白杨(Pop... 以酿酒酵母为宿主菌株,挖掘可以提高异戊二烯产量的新的基因改造策略。该研究通过敲除线粒体丙酮酸载体(MPC2)、线粒体孔蛋白(POR2)和丙酮酸脱氢酶复合体的E1α亚基(PDA1)基因来增加细胞质乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)的通量,并将含有白杨(Populus alba)异戊二烯合酶基因的质粒pESC-His-ispS分别转入以上3个敲除体,得到工程菌SC1、SC2和SC3。通过摇瓶发酵,SC3效果最优,比原始菌株提高了0. 3倍。为了进一步增加Acetyl-CoA在胞质中的通量,以△PDA1菌株作为基础,进一步引入并过表达了来自Leuconostoc mesenteroide和Clostridium kluyveri的木酮糖-5-磷酸特异性磷酸转酮酶基因(xylulose-5-phosphate-specific phosphoketolase)(LmPK)和磷酸转乙酰酶基因(phosphotransacetylase)(CkPTA)得到SC4,将质粒pESC-His-ispS转入SC4,得到工程菌pHB1。然后将含有大肠杆菌异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase)(IDI1)的质粒pESC-His-ispS-EcIDI1转入SC4,获得pHB2。摇瓶发酵结果表明,产量达到了54μg/L,比原始菌株提高了约1倍。该研究为后续异戊二烯的研究提供了新的研究思路,也为利用酵母规模化生产异戊二烯的奠定了重要基础。 展开更多
关键词 酿酒酵母 异戊二烯 乙酰辅酶A 甲羟戊酸途径 异戊烯基焦磷酸异构酶
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