内切几丁质酶全基因合成及其在毕赤酵母中表达和发酵条件优化的研究的任务书.docx

内切几丁质酶全基因合成及其在毕赤酵母中表达和发酵条件优化的研究的任务书
任务书
一、背景
几丁质是一种存在于昆虫、甲壳动物等生物中的天然聚糖，其化学结构具有氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖的交替排列，因此具有很强的阳离子性和水溶性较差的特性。内切几丁质酶（Endo-chitinases）是一类能够水解几丁质链内部的1,4-β-糖苷键的酶类，可以将几丁质分解成为氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖的寡糖，其应用广泛，如在医药、食品、饲料等方面具有重要的生物学和工业价值。
毕赤酵母是一种常用的微生物工程菌株，具有高效的分泌机制，被广泛用于生产各种蛋白质、多糖等工业品。将内切几丁质酶基因纳入到毕赤酵母中进行表达和发酵，可以大幅度缩短内切几丁质酶的生产周期，降低成本，具有广泛的应用前景。
二、任务
1.完成内切几丁质酶全基因的合成。
2.将合成的内切几丁质酶基因纳入到毕赤酵母的表达载体中，并植入到毕赤酵母中。
3.在毕赤酵母中对内切几丁质酶进行表达，利用酶学检测等方法对酶的活性进行检测和分析。
4.对合成基因和表达载体进行测序，分析酶在毕赤酵母中表达的基因水平调控和翻译后调控机制，以及酶的基本结构和功能特点。
5.研究内切几丁质酶在毕赤酵母中的最适温度、最适pH值等发酵条件，并对发酵过程进行优化，提高酶的产量和活性。
三、实施方案
1.内切几丁质酶全基因的合成：采用基于PCR扩增的全合成方法，利用合成基因技术手段合成内切几丁质酶全基因，后通过酶切和连接等手段，将其克隆到表达载体中。
2.内切几丁质酶在毕赤酵母中表达：首先将合成的内切几丁质酶基因纳入到毕赤酵母表达载体中，并通过电转化进入到毕赤酵母中，随后利用由我们自行构建的基因诱导体系促进酶在毕赤酵母中高效表达，并利用不同的酶学检测方法对酶的活性等进行分析和检测。
3.基因测序、数据分析和优化：通过对合成基因和表达载体进行测序，进行基因水平分析和数据挖掘，分析毕赤酵母中内切几丁质酶基因的表达调控机制；通过调整发酵条件，优化酶的产量和活性，提高酶的表达效率和质量。
四、预期结果
1.成功合成内切几丁质酶全基因。
2.成功将合成的内切几丁质酶基因纳入到毕赤酵母表达载体中，并稳定植入到毕赤酵母中。
3.成功利用电转化以及基于自主构建的基因诱导体系，在毕赤酵母中高效表达内切几丁质酶，并对酶进行酶学性质的检测分析。
4.成功进行内切几丁质酶基因的测序和数据分析，以及发酵条件的优化。
五、基础条件和参考文献
1.基础条件：实验室提供必要的设备、试剂和人员支持。
2.参考文献：
（1）RaoX,QianK,ZhangS,etal.AcomparativestudyofendoglucanaseI(CallE1)andendoglucanseII(CallE2)fromCellulomonasalbicansEB-8expressedheterologouslyinPichiapastoris[J].ProteinExpressionandPurification,2008,57(1):49-57.
（2）KimSJ.Cloning,characterizationandheterologousexpressionofanovelcellulasegene(Cel12A)fromAspergillusficuumSNU-10[J].JournalofBioscienceandBioengineering,2008,105(2):157-161.
（3）张孟应,涂洪.当前生物制造领域中基因合成技术的应用[J].生物技术通报,2017,33(3):60-69.