酵母基因型(共10頁(yè))

1、DICP-1816 菌株管理檔案 1細(xì)菌菌株基因型及基因符號(hào)說(shuō)明 PAGE 12酵母(jiom)及大腸桿菌基因型及遺傳(ychun)符號(hào)說(shuō)明前言(qin yn)：實(shí)驗(yàn)室的一般大腸桿菌擁有 4288 條基因，每條基因的長(zhǎng)度約為 950bp，基因間的平 均間隔為 118bp（基因）。E.coli 基因組中還包含有許多插入序列，如-噬菌體片段和一 些其他特殊組份的片段，這些插入的片段都是由基因的水平轉(zhuǎn)移和基因重組而形成的，由此 表明了基因組具有它的可塑造性。利用大腸桿菌基因組的這種特性對(duì)其進(jìn)行改造，使其中的某些基因發(fā)生突變或缺失，從 而給大腸桿菌帶來(lái)可以觀察到的變化，這種能觀察到的特征叫做大腸桿菌的

2、表現(xiàn)型 (Phenotype)，把引起這種變化的基因構(gòu)成叫做大腸桿菌的基因型（Genotype）。具有不同基 因型的菌株表現(xiàn)出不同的特性。分子克隆中常用的大腸桿菌及其遺傳標(biāo)記按 Demerec 等 1966 年提出的命名原則，采 用的菌株所有的基因都假定處于野生型狀態(tài)，除非在基因型上另外注明。大腸桿菌基因型的表示方法（Demerec, et, al. 1966）： 一、一般規(guī)則：1、根據(jù)基因產(chǎn)物或其作用產(chǎn)物的英文名稱的第一個(gè)字母縮寫成 3 個(gè)小寫斜體字母來(lái)表示。 例如：DNA Adenine Methylasedam。 2、不同的基因座，其中任何一個(gè)突變所產(chǎn)生的表型變化可能相同，其表示方法是在

3、 3 個(gè)小 寫斜體字母后加上一個(gè)斜體大寫字母來(lái)表示區(qū)別。例如：RecombinationrecA、recB、recC。 3、突變位點(diǎn)應(yīng)通過(guò)在突變基因符號(hào)后加不同數(shù)字表示。如 supE44（sup 基因座 E 的 44 位 突變）。如果不知道幾個(gè)等位基因中哪一/幾個(gè)發(fā)生了功能性突變，則用連字符“-”代替大 寫字母，如 trp-31。 4、細(xì)菌的基因型中應(yīng)該包含關(guān)于其攜帶的質(zhì)?；蚋郊芋w的的信息。這些符號(hào)包括菌株攜帶 的質(zhì)粒或附加體、質(zhì)?；蚋郊芋w上的突變基因座和突變位點(diǎn)。其基因符號(hào)應(yīng)與基因座的表示 符號(hào)明顯區(qū)別，符號(hào)的第一個(gè)字母大寫、不斜體并位于括號(hào)內(nèi)；質(zhì)?；蚋郊芋w上的突變基 因座和突變位點(diǎn)的基因符

4、號(hào)的表示方法與染色體上突變基因座、突變位點(diǎn)的符號(hào)相同。 5、對(duì)于攜帶附加體的菌株的完整基因型描述應(yīng)包括附加體的狀態(tài)（游離或整合）。以 F 因 子為例，F(xiàn)-：F 因子缺失；F+：自主性 F 因子，不攜帶任何遺傳可識(shí)別染色體片段；F： 攜帶有遺傳可識(shí)別細(xì)菌染色體片段的自主性 F 因子；Hfr：整合到染色體上的 F 因子（high frequency of recombination）。當(dāng)這些質(zhì)?；蚴删w片段變異或缺失時(shí)，用（ ）”或“/” 等以區(qū)別。例如：/F traD36、proAB、lac I q、lacZM15 6、某個(gè)基因或某個(gè)領(lǐng)域缺失時(shí)，在其基因型前面加上“”表示。例如：lac-proA

5、B 基因缺 失時(shí)它的基因型表示為(lac-proAB)。 7、由于某種基因的變異導(dǎo)致大腸桿菌可以明顯觀察到特征變化，有時(shí)也用其表現(xiàn)型代替基 因型進(jìn)行表示。例如：某些抗藥性的獲得或喪失，用如下方式表示：Streptomycin 抗性Str+或 Str r，Ampicillin 敏感性Amp-。 (第一個(gè)字母(zm)要大寫,“+”或“r”表示(biosh)有抗性,“-”表 示無(wú)抗性或敏感(mngn)。8、根據(jù)某些特異性蛋白的變異及其導(dǎo)致的結(jié)果變化進(jìn)行表示。例如：TH2 菌株上有一種基因型表示如下：hsdS20 (rB-、mB-)，其中 S20 代表特異性識(shí)別 蛋白發(fā)生變異，()中的 rB-、mB-

6、表示由于 S20 的變異而導(dǎo)致 B 株來(lái)源的 hsdR 和 hsdM 的功 能缺失。 9、蛋白質(zhì)的名稱與對(duì)應(yīng)的基因或等位基因相同，但不用斜體，且首字母大寫，如，UvrA、 UvrB。二、基因符號(hào)和意義（見(jiàn)表 1）部分基因符號(hào)和意義基因符號(hào)意義注釋缺失缺失突變用“”表示，其后的（）中是缺失基因的名稱、等位基因 號(hào)碼。如(lac-proAB)表示 lac-proAB 基因的缺失。：斷裂表示：前的基因是斷裂的。：插入“：”前的基因由于“：”后的基因插入斷裂。IN倒位倒位在大腸桿菌中很少見(jiàn)，用 IN（區(qū)域）表示。TP轉(zhuǎn)座如 TP（lacI-purE）33 表示 lacI 和 purE 間的基因區(qū)域（包

7、括這兩個(gè)基 因）被插入到染色體的某個(gè)位點(diǎn)。+顯型或抗性如果是表示抗性，+也可用 r 代替-隱型或敏 感、無(wú)抗性如果表示對(duì)某種抗生素的敏感性，用“-”上標(biāo)表示。/質(zhì)?；蚋郊?體的缺失（）or ()或中的基因是缺失或變異所在融合如（ara-lac）表示 ara 和 lac 融合成新基因三、主要的基因型說(shuō)明1、基因重組相關(guān)的基因型recA (Recombination)功能：recA 基因表達(dá) ATP 依賴型 DNA 重組酶，它在-噬菌體與基因組 DNA 的溶原重組 時(shí)起作用，同時(shí)具有對(duì) DNA 放射性損傷的修復(fù)功能。由 recA 基因的變異所產(chǎn)生的基因型 使同源或異源 DNA 的重組不能進(jìn)行，保持

8、插入 DNA 的穩(wěn)定性，對(duì) DNA 的轉(zhuǎn)化有利。一個(gè) 菌株的基因型如果是 recA，則說(shuō)明此菌株的表現(xiàn)型是重組缺陷的。recB (Recombination)功能(gngnng)：recB 基因(jyn)表達(dá) ATP 依賴型 DNase 和核酸(h sun)外切酶 V 的一個(gè)亞基，對(duì) recA 的 DNA 重組 酶起輔助和促進(jìn)作用。DNase 催化雙鏈 DNA 的解旋和解鏈，核酸外切酶 V 催化單鏈 DNA 的裂解，在 DNA 的重組和損傷修復(fù)中發(fā)揮重要作用。recB 基因的變異導(dǎo)致其 DNA 重組和 修復(fù)功能喪失，保證了外源 DNA 的穩(wěn)定，有利于 DNA 轉(zhuǎn)化。recC (Recombin

9、ation)功能：recC 基因表達(dá)四種酶，即核酸外切酶 V，ATP 依賴型的核酸內(nèi)切酶，解旋酶及 ATP 酶，它們和 recA, recB 所表達(dá)的酶相互協(xié)調(diào)作用，在 DNA 的重組及放射性損傷的修復(fù)中發(fā) 揮作用。recC 基因的變異導(dǎo)致 DNA 重組功能缺失，保證外源 DNA 的穩(wěn)定性。2、甲基化相關(guān)的基因型dam (DNA adenine methylase)功能：dam 基因表達(dá) DNA 腺嘌呤甲基化酶，它能催化特異序列 GATC 中 A 的甲基化，保 證 DNA 免受限制性核酸內(nèi)切酶 Mbo I 的切斷，同時(shí)在 DNA 復(fù)制時(shí)也起一定的輔助作用。 dam 基因的變異導(dǎo)致腺嘌呤（A）甲

10、基化酶活性的缺失，使腺嘌呤 (A) 不被甲基化，易于 獲得非甲基化質(zhì)粒。dcm (DNA cytosine methylase)功能：dcm 基因表達(dá) DNA 胞嘧啶甲基化酶，它能特異性識(shí)別 DNA 雙鏈上的 CCWGG 序列， 并使第二個(gè) C 甲基化，即 CmCWGG，避免 DNA 受到相關(guān)限制酶的切斷。dcm 基因的變異 導(dǎo)致胞嘧啶甲基化酶活性缺失，使外源 DNA 上的 C 不被甲基化，易于獲得非甲基化質(zhì)粒。mcrA (Modified cytosine restriction protein a)功能：mcrA 基因表達(dá)大腸桿菌防御體系中起重要作用的 mcrA 酶，這種酶能特異性地作用

11、于外來(lái) DNA 上的被甲基化的胞嘧啶序列，即 C5mCGG 特異序列，使之分解，對(duì)大腸桿菌 本身起保護(hù)作用。mcrA 基因的變異，導(dǎo)致上述功能缺失，對(duì)外來(lái) DNA 中被甲基化的胞嘧 啶特異序列（C5mCGG）失去作用，有利于限制酶及甲基化酶的克隆體的穩(wěn)定。mcrB, C (Methyl cytosine-specific restriction)功能：mcrB, C 基因表達(dá)兩種特異性蛋白，即 mcrB 蛋白和 mcrC 蛋白，它們?cè)诖竽c桿菌的 防御系統(tǒng)中起重要作用。一般情況下，只有這兩種蛋白同時(shí)存在時(shí)才表現(xiàn)出活性，mcrC 具 有識(shí)別和調(diào)節(jié)功能，它能特異性的結(jié)合到外源 DNA 上被甲基化的胞

12、嘧啶（C）的特異序列 G5mC 上，然后由 mcrB 蛋白切斷（mcrB 蛋白是特異性切斷外來(lái) DNA 中 G5mC 序列的限 制性核酸內(nèi)切酶），防御外來(lái) DNA 的侵入。mcrB, C 基因的變異，使上述的對(duì)外來(lái) DNA 的防御作用缺失，對(duì)質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化有利。mrr (Methylation requiring restriction)功能：mrr 基因是大腸桿菌細(xì)胞防御系統(tǒng)中重要的基因之一，它能嚴(yán)格限制被甲基化的外源DNA 的介入。另外，它對(duì)限制酶 Acc I，CviR I，Hinf I (Hha II)，Nla II，Pst I 以及 N6-腺嘌呤(piolng)甲基化酶和 C5-胞嘧啶甲基

13、化酶活性有明顯(mngxin)的抑制作用。mrr 欠損株（基因型）可用于 含有(hn yu) N6-mA 和 C5-mC 的 DNA 的轉(zhuǎn)化。另外，含有此基因型的菌株也可用于限制酶和甲基 化酶的克隆體。hsdM (Host specificitive defective)Map position: 99 min功能：hsdM 基因所表達(dá)的 DNA 甲基化酶是 I 型限制酶復(fù)合體（具有對(duì) DNA 切斷和修補(bǔ)的 雙重功能）的一部分，它能使 DNA 雙鏈上的 AA (雙腺嘌呤) 甲基化，保護(hù)宿主 DNA 不被分解。hsdM 的變異使細(xì)胞 內(nèi)的 DNA 不被甲基化，易于獲得非甲基化質(zhì)粒。3、點(diǎn)突變相關(guān)

14、的基因型mutS (Mutator)功能：mutS 基因表達(dá)的蛋白具有識(shí)別 DNA 上錯(cuò)配序列的功能，并能修復(fù)其錯(cuò)配序列（GCAT），防止基因突變。mutS 基因的變異導(dǎo)致 DNA 的錯(cuò)配序列不能得到修復(fù)，容易發(fā)生 基因突變，這對(duì)于利用點(diǎn)突變進(jìn)行基因改造是有利的。mutT（Mutator）功能：野生大腸桿菌在進(jìn)行 DNA 復(fù)制時(shí)，細(xì)胞中的 8-OXO-dGTP 插入模板 DNA 中的 DA 位點(diǎn)的效率幾乎與插入 DC 位點(diǎn)的效率相同，導(dǎo)致 A-T 轉(zhuǎn)換成 G-C，使 DNA 產(chǎn)生變異。而 mutT 蛋白就是特異性地降解 8-OXO-dGTP 成為單磷酸鹽（8-OXO-dGMP），這種單磷酸 鹽

15、狀態(tài)的 G (鳥(niǎo)嘌呤) 不能作為底物進(jìn)行 DNA 合成，從而防止了上述的基因突變。mutT 基 因的變異使細(xì)胞中 8-OXO-dGTP 濃度增高，AC 的突變幾率增大，有利于利用點(diǎn)突變進(jìn) 行基因改造。dut (dUTPase)功能：dut 基因表達(dá)脫氧尿嘧啶三磷酸核苷酸水解酶（dUTPase），它能水解 dUTP 成為 dUMP，使細(xì)胞體內(nèi) dUTP 的濃度維持在較低的水平，尿嘧啶（U）就不易摻入到 DNA 中， 避免了基因發(fā)生 AU 的突變。dut 基因發(fā)生突變使 dUTPase 活性缺失，導(dǎo)致 dUTP 濃度 升高，堿基 U（尿嘧啶）極易摻入到 DNA 中，使其發(fā)生 AU 的基因突變，有利

16、于利用點(diǎn) 突變進(jìn)行基因改造。ung (Uracil DNA glycosylase)功能：ung 基因表達(dá)尿嘧啶-N-糖苷酶，這種酶能特異性識(shí)別 DNA 單鏈或雙鏈上發(fā)生突變的 尿嘧啶殘基，并從 DNA 上水解去除尿嘧啶殘基，防止 DNA 發(fā)生突變。ung 基因的變異導(dǎo) 致上述功能缺失， 有利用點(diǎn)突變。uvrB (Ultraviolet)功能：uvrB 基因表達(dá)核酸外切酶中的 b 亞基，這種核酸外切酶具有 DNA 的切補(bǔ)功能，對(duì)紫 外線損傷的 DNA 有修補(bǔ)作用。uvrB 基因的變異使細(xì)胞中核酸外切酶切除變異堿基的活性 缺失，有利于點(diǎn)突變。4、核酸內(nèi)切酶相關(guān)的基因型hsdR (Host spe

17、cificity defective)功能(gngnng)：hsdR 基因(jyn)表達(dá) I 型限制(xinzh)酶 EcoK (K12 株) 或 EcoB (B 株)，在大腸桿菌細(xì)胞中起到 一種“抗體”的作用，對(duì)外來(lái)的各種 DNA 有嚴(yán)格的限制。HsdR 基因的變異導(dǎo)致菌株細(xì)胞 內(nèi)的 I 型限制酶 EcoK 或 EcoB 活性缺失，這對(duì)于外來(lái)基因的導(dǎo)入及質(zhì)粒轉(zhuǎn)化是有利的。hsdS (Host specificitive defective)功能：hsdS 所表達(dá)的特異性蛋白是 I 型限制酶 EcoK 或 EcoB 復(fù)合體中的一部分，它專門 負(fù)責(zé) hsdR 酶和 hsdM 酶對(duì) DNA 序列的

18、特異識(shí)別。hsdS 基因的變異使 hsdR 和 hsdM 不 能正確識(shí)別其作用的特異 DNA 序列，可以保持插入 DNA 的穩(wěn)定性。endA (Endonuclease)功能：endA 基因表達(dá)非特異性核酸內(nèi)切酶 I，它能使所有 DNA 雙鏈解開(kāi)，在 DNA 的復(fù)制 和重組中起重要作用。endA 基因的變異將使插入的外源 DNA 更加穩(wěn)定，提取的質(zhì)粒純度 更高。5、停止密碼子相關(guān)的基因型supE (Suppressor)功能：supE 基因表達(dá)的阻遏蛋白與停止密碼子 UAG 結(jié)合，使蛋白質(zhì)合成停止。supE 基因 發(fā)生變異時(shí)，不能表達(dá)正常的阻遏蛋白，即使遇到停止密碼子 UAG，蛋白質(zhì)合成仍能繼

19、續(xù)， 并使 UAG 作為一個(gè)密碼子來(lái)編碼谷氨酰胺（Glutamine），從而使發(fā)生了琥珀突變（AAGUAG）的基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)表達(dá)得以延續(xù)，因此稱 supE 為琥珀突變抑制因子。supF (Suppressor)功能：supF 基因表達(dá)的阻遏蛋白與停止密碼子 UAG 結(jié)合，使蛋白質(zhì)合成停止。supF 基因 變異時(shí)，不能表達(dá)正常的阻遏蛋白，即使遇到停止密碼子 UAG，蛋白質(zhì)合成仍能繼續(xù)，并 使 UAG 作為一個(gè)密碼子編碼酪氨酸 (Tyrosine)。6、抗藥性相關(guān)的基因型gyrA（Gyrase）功能：gyrA 基因表達(dá) DNA 促旋酶 A 亞基。DNA 促旋酶在 DNA 復(fù)制時(shí)具有使 DNA 解旋和

20、 回旋的作用。萘啶酮酸 (Nalidixic acid)、4-喹啉（4-Quinoline）等抗生素抑制 DNA 促旋酶 的活性是通過(guò)與促旋酶復(fù)合體 (A2B2)中的 A 亞基的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。gyrA 基因的變異使 DNA 促旋酶 A 亞基不能正常表達(dá)，萘啶酮酸和熒光喹啉等失去結(jié)合目標(biāo)，從而使該基因型的菌 株具有了對(duì)萘啶酮酸（Nalr） 和熒光喹啉的抗性。rpsL（Ribosomal protein small subunit） 功能：細(xì)胞中的核糖體是蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所，大腸桿菌細(xì)胞中的核糖體包含兩個(gè)亞基， 即 50S 亞基（23SrRNA、5SrRNA、34 種蛋白質(zhì)）和 30S 亞基 16

21、SrRNA、21 種蛋白質(zhì)（S1S21）。rpsL 基因就是表達(dá)核糖體 30S 亞基中的 S12 蛋白質(zhì)，S12 蛋白作用于翻 譯的開(kāi)始階段。鏈霉素（Streptomycin）等抗生素的作用位點(diǎn)就是核糖體 30S 亞基上的 S12 蛋白質(zhì)，正常情況下鏈霉素與 S12 蛋白結(jié)合使蛋白質(zhì)的生物合成不能進(jìn)行，細(xì)胞停止生長(zhǎng)。 rpsL 基因的變異使鏈霉素失去結(jié)合位點(diǎn)，從而使該基因型的菌株具有了對(duì)鏈霉素的抗性（Str r）。Tn5（Transposon）功能：在原核(yun h)生物和真核生物基因組中都存在有可移動(dòng)的 DNA 序列，一般(ybn)稱這段序列為轉(zhuǎn) 座子或轉(zhuǎn)位基因，轉(zhuǎn)座子上通常帶有抗藥性基因

22、。Tn5 是載有卡那霉素（Kanamycine）抗 性基因(jyn)的轉(zhuǎn)座子，當(dāng) Tn5 轉(zhuǎn)位到大腸桿菌基因組時(shí)，能使此菌株獲得卡那霉素的抗性（Kmr）。Tn10（Transposon）功能：Tn10 是載有四環(huán)素（tetracycline）抗性基因的轉(zhuǎn)座子。當(dāng) Tn10 轉(zhuǎn)位至大腸桿菌 基因組時(shí)，能使此菌株獲得四環(huán)素的抗性 (Tet r)。7、能量代謝相關(guān)的基因型lacZ（Lactose）功能：lacZ 基因是大腸桿菌中 lac 操縱子的結(jié)構(gòu)基因，表達(dá)-半乳糖苷酶，分解乳糖為半 乳糖苷。-半乳糖苷酶是由四個(gè)相同的亞基組成的，每個(gè)亞基又包含兩個(gè)片斷，即片斷 和片斷，只有這兩種片斷同時(shí)存在時(shí)，-

23、半乳糖苷酶才表現(xiàn)出活性。lacZ 基因的變異或 缺失將直接導(dǎo)致-半乳糖苷酶活性缺失，細(xì)胞在只有乳糖作為碳源的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)， 由此可以進(jìn)行菌株的篩選和純化。lacZ M15（Lactose）功能：lacZM15 是表達(dá)-半乳糖苷酶片斷的一段基因，當(dāng) M15 缺失（M15）時(shí)，lacZ 基因雖然能表達(dá)片斷，但不能表達(dá)片斷，-半乳糖苷酶沒(méi)有活性。當(dāng)帶有 lacZ（片 斷）基因的 lac 操縱子通過(guò)載體 DNA（如 pUC19 DNA）轉(zhuǎn)化到 lacZM15 基因型的細(xì)胞 (如 E.coli JM109)時(shí)，在有 IPTG (異丙基-D-1-硫代半乳糖苷) 存在的情況下, -半乳糖苷酶表現(xiàn) 出活性

24、,它能分解 X-gal (半乳糖類似物)，使其呈現(xiàn)藍(lán)色。因此可以通過(guò)平板上的藍(lán)白菌落進(jìn) 行克隆體的鑒定。lacI q（Lactose）功能：lacI 是大腸桿菌中 lac 操縱子（Operon）的調(diào)節(jié)基因，它所表達(dá)的阻遏蛋白是 lac 操 縱基因（Operator）的抑制因子，這種阻遏蛋白能與過(guò)量的乳糖結(jié)合而失去對(duì)操縱基因的抑 制，使 lac 操縱子上的結(jié)構(gòu)基因 lacZ（-半乳糖苷酶)、lacY（透性酶)、lacA(乙?；D(zhuǎn)移梅） 得以正常表達(dá)。IPTG（異丙基-D-1-硫代半乳糖苷) 作為乳糖的類似物與 lacI 阻遏蛋白結(jié) 合而使操縱基因不被抑制，因此 IPTG 經(jīng)常作為 lac 操縱子

25、的誘導(dǎo)劑而使用?；蛐?lacIq 是 lacI 基因發(fā)生變異而使其大量（quantity）的表達(dá)阻遏蛋白，從而使 lac 操 縱基因幾乎完全被抑制。利用這種基因型的菌株進(jìn)行基因表達(dá)時(shí)，可以使目的基因的表達(dá) 得到更有效的人為控制。ara（Arabinose）功能：ara 基因表達(dá)阿拉伯糖代謝所需的各種酶，包括：araA 表達(dá)阿拉伯糖異構(gòu)酶、araB 表達(dá)核酮糖激酶、araC 表達(dá)阻遏蛋白（起調(diào)節(jié)作用），araD 表達(dá) L-核酮糖-4-磷酸差向異構(gòu) 酶、araE 表達(dá)低親和型 L-阿拉伯糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、araF 表達(dá) L-阿拉伯糖結(jié)合蛋白、araG 表達(dá) 高親和性的 L-阿拉伯糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。ara 基

26、因的變異，使細(xì)胞不能利用阿拉伯糖進(jìn)行能量代謝， 可以利用此特性進(jìn)行菌株篩選。mtl（Mannitol）功能(gngnng)：mtl 基因(jyn)包括 mtlA、mtlC、mtlD 三種(sn zhn)基因。mtlA 表達(dá)磷酸轉(zhuǎn)移酶、mtlC 表達(dá)阻遏蛋 白（起調(diào)節(jié)作用）、mtlD 表達(dá)甘露醇-1-磷酸脫氫酶。mtl 基因的變異使甘露醇代謝不能進(jìn) 行，細(xì)胞在以甘露醇作為唯一碳源的培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)。xyl（Xylose）功能：xyl 基因包含 xylA、xylB、xylR 三種基因。xylA 表達(dá) D-木糖異構(gòu)酶、xylB 表達(dá)木酮糖 激酶、xylR 作為調(diào)節(jié)基因表達(dá)阻遏蛋白。xyl 基因的變異

27、使細(xì)胞不能以木糖作為碳源進(jìn)行能 量代謝。gal（Galactose）功能：gal 基因表達(dá)半乳糖代謝所需的各種酶類及調(diào)節(jié)蛋白，包括：galE（17 min）表達(dá)尿 苷二磷酸（UDG）半乳糖-4-差向異構(gòu)酶、galK（17 min）表達(dá)半乳糖激酶、galP（64 min） 表達(dá)半乳糖透性酶、galR（62 min）表達(dá)半乳糖操縱子的阻遏蛋白、galT（17 min）表達(dá)半 乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶、galU（27 min）表達(dá)葡萄糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶。大腸桿菌 K12 株中通常出現(xiàn)的基因型是 galK 和 galT，由于這兩種基因的變異使細(xì)胞不能直 接利用半乳糖作為碳源。因此通過(guò)在最小培養(yǎng)

28、基中添加半乳糖與否，進(jìn)行菌株篩選和基因 型確認(rèn)。srl（Sorbitol）功能：srl 基因包含 srlA、srlC、srlD、srlR 等基因。srlA 表達(dá)磷酸轉(zhuǎn)移系統(tǒng)相關(guān)的酶（葡萄 糖醇-山梨醇透性酶、磷酸轉(zhuǎn)移酶 II 等)、srlD 表達(dá)山梨醇-6-磷酸-2-脫氫酶、srlC、R 都是調(diào) 控基因，表達(dá)葡萄糖醇操縱子的阻遏蛋白。Srl 基因的變異使細(xì)胞對(duì)山梨醇的吸收和利用受 到阻害，在以山梨醇作為唯一碳源的培養(yǎng)基中，此基因型的菌株不能生長(zhǎng)。8、氨基酸代謝相關(guān)的基因型gpt (Guanine-hypoxanthine phosphoribosyl transferase)功能：gpt 基因

29、表達(dá)鳥(niǎo)嘌呤-次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶，參與鳥(niǎo)嘌呤代謝。gpt 基因的變異使 鳥(niǎo)嘌呤不能生物合成，對(duì)菌株篩選有利。thyA (Thymine)功能：thyA 基因表達(dá)胸苷酸合成酶，參與胸腺嘧啶的代謝。thyA 基因的變異可以利用胸腺 嘧啶進(jìn)行菌株篩選。asd (Aspartate-semialdehyde dehydrogenase)功能：asd 基因表達(dá)天門冬氨酸半醛脫氫酶，催化如下反應(yīng)：L 天門冬氨酸-4-半醛 + 磷酸 鹽 + NADP+ = L-4-磷酸天門冬氨酸 +NADPH，此反應(yīng)是氨基酸共同合成路徑的第二步。 asd 基因的變異使天門冬氨酸合成受阻，用最小培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，需特別

30、添加天門冬 氨酸。leuB (Leucine)功能：leuB 基因表達(dá) 3()-異丙基蘋果酸脫氫酶，作用于亮氨酸生物合成的第二步，催化反 應(yīng)如下：3-羧基-2-羥基-4-甲基戊烯 + NAD+3-羧基-4-甲基-2-氧戊烯 + NADH。leuB 基 因的變異導(dǎo)致亮氨酸生物合成受阻，在用最小培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，需特別添加亮氨酸。proA (Proline)功能(gngnng)：proA 基因(jyn)表達(dá)-谷氨酸磷酸(ln sun)還原酶，作用于脯氨酸生物合成的第二步，反應(yīng)如下： L-谷氨酸-5-半醛 + 磷酸 + NADP+L-谷氨酸-5-磷酸鹽 + NADPH 。proA 基因的變異 或

31、缺失，使脯氨酸的生物合成受阻，在用最小培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)需要特別添加脯氨酸。proB (Proline)功能：proB 基因表達(dá)谷氨酸巖-5-磷酸激酶，它能催化三磷酸鹽與谷氨酸鹽結(jié)合形成谷氨酸-5-磷酸鹽，是脯氨酸合成的第一步，反應(yīng)如下：ATP +L-谷氨酸鹽ADP + L-谷氨酸-5-磷 酸。proB 基因的變異或缺失，使脯氨酸合成受阻，在用最小培養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)需特別添加脯氨 酸。trpR（Tryptophan）功能：trpR 基因表達(dá)“trp 操縱子”的阻遏蛋白，但這種阻遏蛋白不能單獨(dú)與操縱子上的操 縱基因結(jié)合，只有在 L-色氨酸存在的情況下，首先與 L-色氨酸結(jié)合成復(fù)合體，然后這個(gè)復(fù) 合體才能

32、與操縱基因相結(jié)合，對(duì) trp 操縱子起抑制作用。吲哚丙酸鹽（IPA）作為 L-色氨酸 的類似物也能與這種阻遏蛋白結(jié)合，但其形成的復(fù)合體沒(méi)有活性，不能與操縱基因結(jié)合，因 此可以把吲哚丙酸鹽（IPA）作為 trp 操縱子表達(dá)的誘導(dǎo)劑。trpR 基因的變異，使 trp 操縱 子的阻遏蛋白不能表達(dá)，有利于 trp 操縱子的蛋白表達(dá)。lys (Lysine)功能：lys 基因分布于大腸桿菌基因組圖的 17 191 min 的 5 個(gè)位置上,包括 lysA (61 min)、lysC (91 min)、lysP (46 min)、lysT (17 min)、lysX (60 min)，它們的功能如下：ly

33、sA 表達(dá) 二氨基庚二酸脫羧酶、lysC 表達(dá)天冬氨酸激酶、lysP 是調(diào)節(jié)賴氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)的基因、轉(zhuǎn)錄賴氨 酸 tRNA、lysX 負(fù)責(zé)賴氨酸排泄。lys 基因的變異使賴氨酸的生物合成不能進(jìn)行，用最小培 養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)需額外添加賴氨酸。metB（Methionine）功能：metB 基因表達(dá)胱硫醚-合成酶，催化反應(yīng)如下：0-琥珀酰-L-高絲氨酸 + L-半胱氨 酸胱硫醚 + 琥珀酸鹽，是甲硫氨酸生物合成的第二步。metB 基因的變異使甲硫氨酸的 生物合成受阻，用最小培養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)需特別添加甲硫氨酸。cysB (Cysteine)功能：cysB 基因表達(dá)一種阻遏蛋白，對(duì)半胱氨酸生物合成所需的各種酶的表達(dá)起

34、調(diào)節(jié)作用。cysB 基因的變異有利于半胱氨酸的生物合成。thr（Thronine）功能：thr 包含三種基因，即 thrA、thrB 和 thrC。thrA 表達(dá)天冬氨酸激酶及 I-高絲氨酸脫氫 酶，thrB 表達(dá)高絲氨酸激酶，thrC 表述蘇氨酸合成酶。thr 基因的變異使細(xì)胞不能合成蘇氨 酸，用最小培養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)需添加蘇氨酸。9、維生素代謝相關(guān)的基因型bioH（Biotin）功能(gngnng)：bioH 基因所表達(dá)的蛋白有兩種功能：催化(cu hu)前生物素到生物素的轉(zhuǎn)化；對(duì)庚二酰 CoA（輔酶(f mi) A）有優(yōu)先的阻害作用。bioH 基因的變異使細(xì)胞不能自身合成生物素，在最小 培養(yǎng)基

35、中必須添加生物素，細(xì)胞才能正常生長(zhǎng)。thi（Thiamin）功能：thi 基因包含有 thiA、thiB、thiC、thiD、thiK、thiL 等。thiA 表達(dá)硫氨素噻唑轉(zhuǎn)運(yùn)蛋 白、thiB 表達(dá)硫氨素磷酸鹽焦磷酸化酶、thiC 表達(dá)硫氨素嘧啶轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、thiD 表達(dá)磷酸甲基 化嘧啶激酶、thiK 表達(dá)硫氨素激酶、thiL 表達(dá)硫氨素甲磷酸激酶。thi 的變異使硫氨素的生 物合成不能進(jìn)行，最小培養(yǎng)基中必須添加硫氨素（VB1），細(xì)胞才能正常生長(zhǎng)。10、蛋白酶相關(guān)的基因型lon（long form）功能：lon 基因表達(dá) ATP 依賴型蛋白分解酶（La），它對(duì)外源的異型蛋白質(zhì)具有特異性的 分解

36、作用。lon 基因的變異或缺失，使細(xì)胞中的這種異型蛋白質(zhì)分解酶不能得到表達(dá)，這對(duì) 于保持克隆體目的蛋白的穩(wěn)定是非常有利的。ompT（Outer membrane protein）功能：ompT 基因表達(dá)特異性的外膜蛋白分解酶，它特異性地分解與細(xì)胞膜結(jié)合的含鐵腸菌 素受體蛋白。ompT 基因的變異使膜結(jié)合性蛋白分解酶活性缺失，有利于融合蛋白的表達(dá)。11、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)合相關(guān)的基因型tonA（Transport）=fhuA（Ferric hydroxamateuptake）功能：tonA 和 fhuA 基因處于基因組圖同一位點(diǎn)，它們的作用也相同，都是表達(dá)外膜受體蛋 白。這種受體蛋白與鐵絡(luò)合物結(jié)合，并與

37、 tonB 蛋白相互協(xié)調(diào)作用，把鐵化合物運(yùn)至細(xì)胞質(zhì) 中。另外 tonA、B 受體蛋白還能與大腸桿菌素 M、噬菌體 T1、T5、80 等進(jìn)行不可逆結(jié) 合，而使細(xì)胞具有一定的抗菌作用。tonA 和 fhuA 基因的變異使細(xì)胞對(duì)鐵離子的吸收受到阻 害，同時(shí)使細(xì)胞對(duì)某些抗菌素及噬菌體更敏感，有利于質(zhì)粒轉(zhuǎn)化和菌體篩選。tsx（T-six）功能：tsx 基因表達(dá) T6 噬菌體和大腸桿菌素 K 的受體蛋白，它結(jié)合于細(xì)胞膜的外表面，對(duì) T6 噬菌體和大腸桿菌素 K 進(jìn)入細(xì)胞起關(guān)鍵作用。另外 tsx 受體蛋白還有與核苷酸特異性結(jié) 合的功能，是核苷酸特異性運(yùn)輸通道的第一步，在核苷酸的吸收方面也起重要作用。tsx 基 因的變異使外界某些噬菌體及大腸桿菌素等對(duì)細(xì)胞的侵噬變得困難，有利于細(xì)胞基因組的穩(wěn) 定。cysA (Cysteine）功能：cysA 基因表達(dá)硫酸鹽/硫代硫酸鹽轉(zhuǎn)移蛋白，參與細(xì)胞對(duì)硫酸鹽的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)，通過(guò) cysA 蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的硫酸鹽將參與半胱氨酸的生物合成。cysA 基因的變異使半胱氨酸的生物合 成受到影響，在培養(yǎng)此基因型的菌株時(shí)要注意添加半胱氨酸。12、其他deoR (Deoxyribose)功能(gngnng)：deoR 是大腸桿菌(d chn n jn)中 deo 操縱子的調(diào)節(jié)(tio