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Clostridium phytofermentans木糖异构酶基因的克隆及分析

1.48万字 40页 原创作品，已通过查重系统

摘 要

生物质乙醇是良好的化石能源替代品，作为一种可再生能源，其比化石能源更清洁，能有效减少温室气体的排放。生物质乙醇的生产原料来源于木质纤维素等物质。木质纤维素原料丰富，而且价格低廉，因此，利用木质纤维素类物质为原料生产乙醇非常有前景。生物转化法生产乙醇以其利用再生资源、对环境污染小，反应条件温和，操作简单，副产物少等优点正越来越受到人们的重视。而木糖异构酶是控制木糖代谢生产乙醇的关键性限速酶，对乙醇的转化速率和产量起着至关重要的作用。从宏基因组中克隆表达木糖异构酶基因，不但可以丰富该酶基因资源，而且可以为工程菌法生产乙醇提供技术支撑。
论文利用PCR技术成功从宏基因组DNA中扩增得到与C. phytofermentans木糖异构酶基因大小相符的片段，片段大小为1317bp，测序后在Blast上进行比对，结果显示与编号为No. CP000885.1的C. phytofermentans木糖异构酶基因相似度为100%，其氨基酸序列在Blast上进行相似性比对，与GenBank 已公布的YP 001558336.1的C. phytofermentans ISDg的木糖异构酶的氨基酸相似性为100%，最终确定该片段为C. phytofermentans的xylA基因。通过生物信息学手段对C. phytofermentans的木糖异构酶基因进行了序列分析，结果显示该基因的起始密码子为ATG，终止密码子为TAA，序列包含有7个潜在的ORF编码信息，C的百分比和G的百分比总和大于50.00%，并发现不能切割此序列的常用限制性内切酶有BamHISacIHindIII SmaI XhoI PstI。通过生物信息学对C. phytofermentans木糖异构酶的氨基酸序列进行了分析，结果显示该酶含有二十种氨基酸，蛋白质分子量为48713.0Da，理论等电点为5.10。蛋白质的最高疏水值MAX=1.878最低疏水值MIN=-2.867。蛋白质二级结构中，α-螺旋氨基酸数目为224，β-转角氨基酸数目为33，延伸链氨基酸数目为45，随机螺旋氨基酸数目为136。

关键词：克隆；木糖异构酶；宏基因组；Clostridium phytofermentans；分析