Clostridium phytofermentans木糖異構(gòu)酶基因的克隆及分析

1.48萬字 40頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要

生物質(zhì)乙醇是良好的化石能源替代品，作為一種可再生能源，其比化石能源更清潔，能有效減少溫室氣體的排放。生物質(zhì)乙醇的生產(chǎn)原料來源于木質(zhì)纖維素等物質(zhì)。木質(zhì)纖維素原料豐富，而且價格低廉，因此，利用木質(zhì)纖維素類物質(zhì)為原料生產(chǎn)乙醇非常有前景。生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)乙醇以其利用再生資源、對環(huán)境污染小，反應條件溫和，操作簡單，副產(chǎn)物少等優(yōu)點正越來越受到人們的重視。而木糖異構(gòu)酶是控制木糖代謝生產(chǎn)乙醇的關(guān)鍵性限速酶，對乙醇的轉(zhuǎn)化速率和產(chǎn)量起著至關(guān)重要的作用。從宏基因組中克隆表達木糖異構(gòu)酶基因，不但可以豐富該酶基因資源，而且可以為工程菌法生產(chǎn)乙醇提供技術(shù)支撐。
論文利用PCR技術(shù)成功從宏基因組DNA中擴增得到與C. phytofermentans木糖異構(gòu)酶基因大小相符的片段，片段大小為1317bp，測序后在Blast上進行比對，結(jié)果顯示與編號為No. CP000885.1的C. phytofermentans木糖異構(gòu)酶基因相似度為100%，其氨基酸序列在Blast上進行相似性比對，與GenBank 已公布的YP 001558336.1的C. phytofermentans ISDg的木糖異構(gòu)酶的氨基酸相似性為100%，最終確定該片段為C. phytofermentans的xylA基因。通過生物信息學手段對C. phytofermentans的木糖異構(gòu)酶基因進行了序列分析，結(jié)果顯示該基因的起始密碼子為ATG，終止密碼子為TAA，序列包含有7個潛在的ORF編碼信息，C的百分比和G的百分比總和大于50.00%，并發(fā)現(xiàn)不能切割此序列的常用限制性內(nèi)切酶有BamHISacIHindIII SmaI XhoI PstI。通過生物信息學對C. phytofermentans木糖異構(gòu)酶的氨基酸序列進行了分析，結(jié)果顯示該酶含有二十種氨基酸，蛋白質(zhì)分子量為48713.0Da，理論等電點為5.10。蛋白質(zhì)的最高疏水值MAX=1.878最低疏水值MIN=-2.867。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中，α-螺旋氨基酸數(shù)目為224，β-轉(zhuǎn)角氨基酸數(shù)目為33，延伸鏈氨基酸數(shù)目為45，隨機螺旋氨基酸數(shù)目為136。

關(guān)鍵詞：克隆；木糖異構(gòu)酶；宏基因組；Clostridium phytofermentans；分析