嗜熱土壤芽孢桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶(BglB酶)是一種耐熱纖維素酶,為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用,開(kāi)展了以下實(shí)驗(yàn):
Ⅰ.利用大腸桿菌表達(dá)BgIB酶
(1)PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí),選用 嗜熱土壤芽孢桿菌嗜熱土壤芽孢桿菌的基因組DNA作模板。
(2)如圖1為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶的識(shí)別序列。為使PCR擴(kuò)增的bglB基因重組進(jìn)該質(zhì)粒,擴(kuò)增的bglB基因兩端需分別引入限制酶 NdeⅠ、BamHⅠNdeⅠ、BamHⅠ的識(shí)別序列。
(3)先用Ca2+處理大腸桿菌后再將上述構(gòu)建好的表達(dá)載體與之混合,原因是:使大腸桿菌處于能夠吸收周?chē)h(huán)境中的DNA分子的狀態(tài)使大腸桿菌處于能夠吸收周?chē)h(huán)境中的DNA分子的狀態(tài)。請(qǐng)?zhí)岢鲈趥€(gè)體生物學(xué)水平篩選出重組大腸桿菌的簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)思路及依據(jù):配制以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)混合大腸桿菌,重組大腸桿菌能產(chǎn)生BglB酶因而能在選擇培養(yǎng)基中生存而普通大腸桿菌不能生存配制以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)混合大腸桿菌,重組大腸桿菌能產(chǎn)生BglB酶因而能在選擇培養(yǎng)基中生存而普通大腸桿菌不能生存。
Ⅱ.溫度對(duì)BgIB酶活性的影響
(4)溫度會(huì)影響B(tài)glB酶活性及其穩(wěn)定性,從而影響其對(duì)纖維素的分解效率,該實(shí)驗(yàn)為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)反應(yīng)溫度的控制提供理論依據(jù)。綜合分析圖2,3實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:BglB酶的最適溫度在60℃-70℃,在70℃下酶的熱穩(wěn)定性下降,而在60℃下基本不變,在實(shí)際應(yīng)用中反應(yīng)溫度應(yīng)控制在60℃BglB酶的最適溫度在60℃-70℃,在70℃下酶的熱穩(wěn)定性下降,而在60℃下基本不變,在實(shí)際應(yīng)用中反應(yīng)溫度應(yīng)控制在60℃。
注:酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下,保溫一段時(shí)間后通過(guò)其活性的保持程度來(lái)反映的。
Ⅲ.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性
(5)在PCR擴(kuò)增bglB基因的過(guò)程中,加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過(guò)篩選,可獲得能表達(dá)出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽孢桿菌相比,上述育種技術(shù)獲得熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR過(guò)程中 僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變;bglB基因可快速累積突變僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變;bglB基因可快速累積突變(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過(guò)程綜合;DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定.
【答案】嗜熱土壤芽孢桿菌;NdeⅠ、BamHⅠ;使大腸桿菌處于能夠吸收周?chē)h(huán)境中的DNA分子的狀態(tài);配制以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)混合大腸桿菌,重組大腸桿菌能產(chǎn)生BglB酶因而能在選擇培養(yǎng)基中生存而普通大腸桿菌不能生存;BglB酶的最適溫度在60℃-70℃,在70℃下酶的熱穩(wěn)定性下降,而在60℃下基本不變,在實(shí)際應(yīng)用中反應(yīng)溫度應(yīng)控制在60℃;僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變;bglB基因可快速累積突變
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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