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糖化酶是目前最重要的工业酶制剂之一,广泛应用于将淀粉糖化产物作为原料的发酵工业。AspergillusnigerCICIMF0410是国内生产糖化酶的代表菌株之一。本文克隆了A.nigerF0410糖化酶基因的启动子,对其核苷酸序列进行了测定,在大肠杆菌中鉴定了该启动子的功能,并进一步探讨了其在糖化酶工业生产菌株遗传改良中的应用。
本文首先通过PCR扩增到A.nigerF0410糖化酶基因启动子PglaA并测定其核苷酸序列,通过分析核苷酸序列并与GenBank上登录号为X00712的黑曲霉糖化酶基因启动子序列进行比对,结果表明,两启动子核苷酸序列同源性为99.45%,有5个位置的碱基变化,包括1个位点缺失和4个位点替换。
将克隆得到的糖化酶基因启动子PglaA替换质粒pRS303K上KmR基因启动子,构建成糖化酶基因启动子功能检测质粒pRS-PglaA-KmR,将pRS-PglaA-KmR转入E.coliJM109中,得到重组菌E.coli(pRS-PglaA-KmR)。通过对重组菌的氨基糖苷磷酸转移酶基因活性检测,表明PglaA在E.coli中具有驱动KmR基因表达的活性。采用不同诱导物对该启动子诱导发现,葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖和玉米淀粉,可以不同程度增强PglaA的强度。
用糖化酶基因启动子PglaA替换质粒pRS303H上HygR基因启动子,构建成重组质粒pRS-PglaA-HygR,通过PEG介导的原生质体转化方法转化糖化酶工业生产菌株A.nigerF0410,通过潮霉素B作为筛选标记获得转化子,并通过PCR对转化子进行了进一步确认,结果表明成功将重组质粒pRS-PglaA-HygR整合到工业菌株A.nigerF0410染色体中。
通过摇瓶发酵实验和潮霉素B抗性稳定性实验,获得一株与出发菌株产糖化酶活力无明显改变、抗性稳定的转化子GAH14,对其进行亚硝基胍诱变,筛选潮霉素B抗性提高的转化子进行摇瓶发酵实验,并测定其糖化酶酶活。经初筛和复筛,最终获得了糖化酶活力比出发菌株提高了8.8%的转化子GAN12。