SOE-PCR法构建新型PHA嵌合酶研究
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用辛酸钠、月桂酸、油酸、辛酸钠和葡萄糖酸钠混合碳源ꎬ除 ３ＨＢ 和 ３ＨＨｘ 外ꎬ还产生了新的单体组分 ３ＨＯ 辛
酸钠和葡萄糖酸钠混合碳源发酵ꎬＰＨＡ 含量最高ꎬ达 ５７ ５４％ 辛酸钠为单一碳源时ꎬ３ＨＯ 单体组成含量最
高ꎬ占 ＰＨＡ 总量 １ ９３２％ ꎬ证明嵌合酶构建成功 这为今后利用基因工程技术改变菌株 ＰＨＡ 单体组成提供了
ＳＯＥ￣ＰＣＲ 法构建新型 ＰＨＡ 嵌合酶研究
赵小慧１ꎬ２ ꎬ张卉妍２ ꎬ胡风庆２∗
(１ 辽宁省经济作物研究所ꎬ辽宁 辽阳 １１１０００ꎻ２ 辽宁大学 轻型产业学院ꎬ辽宁 沈阳 １１００３６)
摘 要: 聚羟基脂肪酸酯( ＰｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｎａｔｅꎬＰＨＡ) 合酶是 ＰＨＡ 合成过程中的关键酶ꎬ其活性和底物特
ｓｏｕｒｃｅ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ３ＨＢ ａｎｄ ３ＨＨｘꎬ ａ ｎｅｗ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ３ＨＯ ｗａｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｈｅｎ ｓｏｄｉｕｍ
ｃａｐｒｙｌａｔｅꎬｌａｕｒｉｃ ａｃｉｄꎬ ｏｌｅｉｃ ａｃｉｄꎬ ｇｌｕｃｏｎａｔｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｃａｐｒｙｌａｔｅ ａｓ ｍｉｘｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ. Ｔｈｅ
ｈｉｇｈｅｓｔ ＰＨＡ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｈｅｎ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆ ｇｌｕｃｏｎａｔｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｏｃｔａｎｏａｔｅꎬｕｐ
收稿日期:２０２１ － ０３ － ２５
基金项目:辽宁省自然科学基金指导计划(２０１８０５５０２０１) ꎻ沈阳市科技创新平台建设计划(１７. １３６. ８. ００) ꎻ营口市企业博士双创
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辽宁大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＡＯＮＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
自然科学版
Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ
第 ４８ 卷 第 ３ 期 ２０２１ 年
Ｖｏｌ. ４８ Ｎｏ. ３ ２０２１
有效方法ꎬ为获得具有更好材料学特性的 ＰＨＡ 奠定了工作基础.
关键词: 聚羟基饱和脂肪酸酯( ＰＨＡ) ꎻＰＨＡ 合酶ꎻ嵌合酶
中图分类号: Ｑ ７８９ 文献标志码: Ａ 文章编号: １０００￣５８４６(２０２１)０３￣０２７７￣０６
Ｎｏｖｅｌ ＰＨＡ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ Ｅｎｚｙｍｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ＳＯＥ￣ＰＣＲ
ＺＨＡＯ Ｘｉａｏ￣ｈｕｉ１ꎬ２ ꎬＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ￣ｙａｎ２ ꎬＨＵ Ｆｅｎｇ￣ｑｉｎｇ２∗
(１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃａｓｈ ＣｒｏｐｓꎬＬｉａｏｙａｎｇ １１１０００ꎬＣｈｉｎａꎻ２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ
Ｌｉｇｈｔ ＩｎｄｕｓｔｒｙꎬＬｉａｏｎｉｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ １１００３６ꎬＣｈｉｎａ)
异性决定 ＰＨＡ 含量和单体组成 构建嵌合酶是改变 ＰＨＡ 单体组成的一种有效方式 利用重叠延伸 ＰＣＲ
( ｇｅｎｅ ｓｐｌｉｃｉｎｇ ｂｙ ｏｖｅｒｌａｐ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎꎬＳＯＥ￣ＰＣＲ) 法ꎬ以富氧产碱菌和嗜水气单胞菌 ＰＨＡ 合酶基因为亲本构建新
的 ＰＨＡ 嵌合酶 结果表明ꎬ带有新型嵌合酶基因的重组菌株 ＡＨＲＥ 可利用葡萄糖酸钠和果糖产生 ３ＨＢ 利
ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｅｎｚｙｍｅ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＨＡ ｍｏｎｏｍｅｒ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬ
ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｆｒｏｍ Ｒａｌｓｔｏｎｉａ Ｅｕｔｒｏｐｈａ ａｎｄ Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌａ ｕｓｅｄ ａｓ ｐａｒｅｎｔｓꎬａ ｎｅｗ
ｃｈｉｍｅｒｉｃ ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ＳＯＥ￣ＰＣＲ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ
ｓｔｒａｉｎ ｈａｒｂｏｒｉｎｇ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅ ｏｎｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ３ＨＢ ｗｈｅｎ ｆｒｕｃｔｏｓｅ ａｎｄ ｇｌｕｃｏｎａｔｅ ａｓ ｃａｒｂｏｎ
ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｅｎｚｙｍｅ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ. Ｔｈｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｕｓｉｎｇ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＨＡ ｍｏｎｏｍｅｒ ｏｆ ｓｔｒａｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅꎬａｎｄ
自然科学版
２０２１ 年
ｔｏ ５７ ５４％ . Ｗｈｅｎ ｓｏｄｉｕｍ ａｃｉｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅꎬ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ
３ＨＯ ｍｏｎｏｍｅｒ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔꎬａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ １ ９３２％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ＰＨＡ. Ｉｔ ｗａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｐｌａｙｓ ａ ｃｅｎｔｒａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ＰＨＡ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ. Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ ｏｆ ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＨＡ. Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ
ｌａｙｓ ａ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ＰＨＡ ｗｉｔｈ ｂｅｔｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ.
计划
作者简介:赵小慧(１９８７ － ) ꎬ女ꎬ研究实习员ꎬ研究方向:花卉育种与栽培
∗通讯作者:胡风庆ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｈｆｑｉ. All Rights Reserved.
２７８
辽宁大学学报
酸钠和葡萄糖酸钠混合碳源发酵ꎬＰＨＡ 含量最高ꎬ达 ５７ ５４％ 辛酸钠为单一碳源时ꎬ３ＨＯ 单体组成含量最
高ꎬ占 ＰＨＡ 总量 １ ９３２％ ꎬ证明嵌合酶构建成功 这为今后利用基因工程技术改变菌株 ＰＨＡ 单体组成提供了
ＳＯＥ￣ＰＣＲ 法构建新型 ＰＨＡ 嵌合酶研究
赵小慧１ꎬ２ ꎬ张卉妍２ ꎬ胡风庆２∗
(１ 辽宁省经济作物研究所ꎬ辽宁 辽阳 １１１０００ꎻ２ 辽宁大学 轻型产业学院ꎬ辽宁 沈阳 １１００３６)
摘 要: 聚羟基脂肪酸酯( ＰｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｎａｔｅꎬＰＨＡ) 合酶是 ＰＨＡ 合成过程中的关键酶ꎬ其活性和底物特
ｓｏｕｒｃｅ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ３ＨＢ ａｎｄ ３ＨＨｘꎬ ａ ｎｅｗ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ３ＨＯ ｗａｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｈｅｎ ｓｏｄｉｕｍ
ｃａｐｒｙｌａｔｅꎬｌａｕｒｉｃ ａｃｉｄꎬ ｏｌｅｉｃ ａｃｉｄꎬ ｇｌｕｃｏｎａｔｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｃａｐｒｙｌａｔｅ ａｓ ｍｉｘｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ. Ｔｈｅ
ｈｉｇｈｅｓｔ ＰＨＡ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｈｅｎ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆ ｇｌｕｃｏｎａｔｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｏｃｔａｎｏａｔｅꎬｕｐ
收稿日期:２０２１ － ０３ － ２５
基金项目:辽宁省自然科学基金指导计划(２０１８０５５０２０１) ꎻ沈阳市科技创新平台建设计划(１７. １３６. ８. ００) ꎻ营口市企业博士双创
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自然科学版
Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ
第 ４８ 卷 第 ３ 期 ２０２１ 年
Ｖｏｌ. ４８ Ｎｏ. ３ ２０２１
有效方法ꎬ为获得具有更好材料学特性的 ＰＨＡ 奠定了工作基础.
关键词: 聚羟基饱和脂肪酸酯( ＰＨＡ) ꎻＰＨＡ 合酶ꎻ嵌合酶
中图分类号: Ｑ ７８９ 文献标志码: Ａ 文章编号: １０００￣５８４６(２０２１)０３￣０２７７￣０６
Ｎｏｖｅｌ ＰＨＡ Ｃｈｉｍｅｒｉｃ Ｅｎｚｙｍｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ＳＯＥ￣ＰＣＲ
ＺＨＡＯ Ｘｉａｏ￣ｈｕｉ１ꎬ２ ꎬＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ￣ｙａｎ２ ꎬＨＵ Ｆｅｎｇ￣ｑｉｎｇ２∗
(１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃａｓｈ ＣｒｏｐｓꎬＬｉａｏｙａｎｇ １１１０００ꎬＣｈｉｎａꎻ２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ
Ｌｉｇｈｔ ＩｎｄｕｓｔｒｙꎬＬｉａｏｎｉｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ １１００３６ꎬＣｈｉｎａ)
异性决定 ＰＨＡ 含量和单体组成 构建嵌合酶是改变 ＰＨＡ 单体组成的一种有效方式 利用重叠延伸 ＰＣＲ
( ｇｅｎｅ ｓｐｌｉｃｉｎｇ ｂｙ ｏｖｅｒｌａｐ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎꎬＳＯＥ￣ＰＣＲ) 法ꎬ以富氧产碱菌和嗜水气单胞菌 ＰＨＡ 合酶基因为亲本构建新
的 ＰＨＡ 嵌合酶 结果表明ꎬ带有新型嵌合酶基因的重组菌株 ＡＨＲＥ 可利用葡萄糖酸钠和果糖产生 ３ＨＢ 利
ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｅｎｚｙｍｅ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＨＡ ｍｏｎｏｍｅｒ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬ
ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓ ｆｒｏｍ Ｒａｌｓｔｏｎｉａ Ｅｕｔｒｏｐｈａ ａｎｄ Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌａ ｕｓｅｄ ａｓ ｐａｒｅｎｔｓꎬａ ｎｅｗ
ｃｈｉｍｅｒｉｃ ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ＳＯＥ￣ＰＣＲ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ
ｓｔｒａｉｎ ｈａｒｂｏｒｉｎｇ ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅ ｏｎｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ３ＨＢ ｗｈｅｎ ｆｒｕｃｔｏｓｅ ａｎｄ ｇｌｕｃｏｎａｔｅ ａｓ ｃａｒｂｏｎ
ｃｈｉｍｅｒｉｃ ｅｎｚｙｍｅ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ. Ｔｈｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｕｓｉｎｇ ｇｅｎｅｔｉｃ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＨＡ ｍｏｎｏｍｅｒ ｏｆ ｓｔｒａｉｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅꎬａｎｄ
自然科学版
２０２１ 年
ｔｏ ５７ ５４％ . Ｗｈｅｎ ｓｏｄｉｕｍ ａｃｉｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅꎬ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ
３ＨＯ ｍｏｎｏｍｅｒ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔꎬａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ １ ９３２％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ＰＨＡ. Ｉｔ ｗａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｐｌａｙｓ ａ ｃｅｎｔｒａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ＰＨＡ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ. Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ ｏｆ ＰＨＡ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＨＡ. Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ
ｌａｙｓ ａ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ＰＨＡ ｗｉｔｈ ｂｅｔｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ.
计划
作者简介:赵小慧(１９８７ － ) ꎬ女ꎬ研究实习员ꎬ研究方向:花卉育种与栽培
∗通讯作者:胡风庆ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｈｆｑｉ. All Rights Reserved.
２７８
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