Dissertations / Theses on the topic 'Escherichia coli HT115 (DE3)'

O uso da técnica de RNAi vem sendo avaliada em diversos insetos-pragas pois, é uma estratégia inovadora que pode ser integrada no manejo de importantes pragas agrícolas. Os insetos da Ordem Lepidoptera são reconhecidos por apresentarem recalcitrância à técnica de silenciamento utilizando dsRNA. Assim, ajustes devem ser feitos aos métodos de entrega de dsRNA para que haja estabilidade da molécula até atingir o mRNA alvo de silenciamento no inseto. O silenciamento gênico por RNAi possui potencial de uso para o controle da \"traça-do-tomateiro\" Tuta absoluta (Meyrick, 1917) (Lepidoptera: Gelechiidae), uma das principais pragas do tomateiro no mundo. O objetivo do trabalho foi selecionar e avaliar o silenciamento de genes de T. absoluta, utilizando o método de entrega de dsRNA via bactéria E. coli HT115 (DE3), disponibilizada em dieta artificial. Também, objetivando a aplicabilidade da utilização de bactérias que se desenvolvam no mesmo hábitat de insetos-pragas, estudou-se a colonização das bactérias endofíticas Pantoea agglomerans linhagem 33.1, Burkholderia sp. linhagem SCMS54 e Burkholderia ambifaria linhagem RZ2MS16 em plantas de tomateiro e lagartas de T. absoluta, para posterior transformação e tentativa de utilização como estratégia de entrega de dsRNA para silenciamento de genes alvos de T. absoluta. Foram avaliados, por meio da metodologia de dieta artificial, oito genes de T. absoluta: juvenile hormone inducible protein - JHP; juvenile hormone epoxide hydrolase protein - JHEH; ecdysteroid 25-hydroxylase - PHM; chitin synthase A - CHI; glutathione S-transferase epsilon 2 - GST; carboxylesterase - COE; alkaline phosphatase - AP e; arginine kinase - AK. Por meio de avaliação dos parâmetros biológicos (mortalidade larval; duração da fase larval e peso de pupas) e expressão gênica em cinco períodos de alimentação, comprovou-se a eficiência da metodologia na avaliação do silenciamento gênico por RNAi, sendo possível realizar screening de grande quantidade de genes e avaliar os efeitos do silenciamento gênico no desenvolvimento de T. absoluta. Os genes AK, CHI e JHP apresentaram resultados positivos quanto ao silenciamento gênico e mortalidade larval, sendo promissores para uso de silenciamento por RNAi como estratégia de controle de T. absoluta. Pantoea agglomerans apresentou os melhores resultados de colonização de plantas de tomateiro \"Micro-Tom\" e lagartas de T. absoluta, além de estarem presentes em tecidos preferencialmente utilizados na alimentação das lagartas. Porém, lagartas não apresentaram diferenças na mortalidade larval ao se alimentarem de plantas de tomateiro \"Micro-Tom\" inoculadas com bactérias de P. agglomerans transformadas.
The use of RNAi technique has been evaluated in several insect pests because it is an innovative strategy that can be integrated in the management of important agricultural pests. Insects of the Order Lepidoptera are recognized to present recalcitrance to gene silencing using dsRNA. Thus, adjustments should be done to dsRNA delivery methods to have molecule stability until it reaches the mRNA target for silencing in the insect. Gene silencing by RNAi has potential use to control the tomato leafminer Tuta absoluta (Meyrick, 1917) (Lepidoptera: Gelechiidae), one of the main insect pests of tomato crop worldwide. The objective of this work was to select and evaluate the silencing of T. absoluta genes using dsRNA delivery method via E. coli HT115 (DE3) bacterium, offered in artificial diet. Also, aiming the applicability of the use of bacteria growing in the same habitat of insect pests, we evaluate the colonization of the endophytic bacteria Pantoea agglomerans strain 33.1, Burkholderia sp. strain SCMS54 and Burkholderia ambifaria strain RZ2MS16 in tomato plants and T. absoluta larvae for further transformation and potential use as dsRNA delivery strategy for silencing target genes of T. absoluta. We evaluated eight genes of T. absoluta: juvenile hormone inducible protein - JHP; juvenile hormone epoxide hydrolase protein - JHEH; ecdysteroid 25-hydroxylase - PHM; chitin synthase A - CHI; glutathione S-transferase epsilon 2 - GST; carboxylesterase - COE; alkaline phosphatase - AP and; arginine kinase - AK. Evaluating biological parameters (larval mortality, larval stage duration and pupal weight) and gene expression in five feeding periods, we proved the efficiency of the methodology in the evaluation of gene silencing by RNAi, and evaluated the effects of gene silencing on the development of T. absoluta. The genes AK, CHI and JHP presented positive results regarding gene silencing and larval mortality, being promising to use RNAi silencing as a strategy to control T. absoluta. Pantoea agglomerans showed good results colonizing \"Micro-Tom\" tomato plants and T. absoluta larvae, besides being present in tissues preferentially used by larvae for feeding. However, larvae did not show differences in larval mortality when feeding on tomato plants inoculated with transformed P. agglomerans.

Prothrombin, a protein involved in blood coagulation, is a plasma glycoprotein composed of the Gla domain, two adjacent kringle domains, and a serine protease domain. Prothrombin is a thrombin precursor playing the important role in the coagulation physiological as well as pathological condition. Thrombin is the key to convert the fibrinogen into fibrin by switching activation of XIII factor, pushed plasminogen into plasmin, the develope of the fibroblast and helps the stabilization of thrombolysis. In this study, the prothrombin gene was 936 bp in lengths and encoded 312 amino acids from bovine lung was optimized codon, was cloned in pET21a+ vector and expression in E. coli, in order to replace traditional bandages having slow affect, reduce the cost of products, cater the comunity health. The results showed that initially the successful cloning and expression of recombinant prothrombin in E. coli JM109(DE3)
Prothrombin, 1 glycoprotein huyết tương liên quan tới quá trình đông máu gồm 2 vùng Gla, 2 vùng Kringle và 1 vùng serine protease. Prothrombin là tiền chất của thrombin có vai trò quan trọng trong sinh lý đông máu cũng như tình trạng bệnh lý. Thrombin được xem như chìa khóa để chuyển hóa fibrinogen thành fibrin bằng cách hoạt hóa các yếu tố đông máu như XIII, thúc đẩy chuyển plasminogen thành plasmin và kích thích tăng sinh các tế bào tơ (fibroblast), giúp ổn định quá trình làm tan huyết khối. Trong nghiên cứu, các gen prothrombin được tách dòng từ phổi bỏ có kích thước 936 bp, mã hóa cho 312 axit amin được tối ưu hóa codon, nhân dòng vào vector pET21a+ và biểu hiện trong E. coli. Mục đích của nghiên cứu nhằm tạo ra băng gạc cầm máu nhanh, giá thành rẻ, phục vụ sức khỏe cộng đồng và thay thể băng gạc truyền thống. Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy đã nhân dòng và biểu hiện thành công prothrombin tái tổ hợp ở chủng E. coli JM109(DE3)

Utilizada amplamente como agente terapêutico no tratamento da leucemia linfoblástica aguda (LLA), a L-Asparaginase II (ASNase) é uma enzima que atua diminuindo a concentração de asparagina livre no plasma. Dessa forma, impede o fornecimento de asparagina para a proliferação de células malignas, as quais ao contrário das células saudáveis, não conseguem sintetizar a asparagina. A ASNase utilizada atualmente no Brasil é importada, o que gera problemas com custo e abastecimento. Sendo assim, é notavelmente atrativa a procura por sistemas que apresentem níveis elevados de expressão de asparaginase e o encontro de formas de produzir tal enzima para um fácil acesso e, se possível, com menor potencial alérgico. Isso nos incentiva a estudar a produção biotecnológica de ASNase produzida em Escherichia coli BL21 (DE3) recombinante que super expressa esta enzima. O objetivo deste trabalho foi estabelecer, em agitador orbital e sistema descontínuo, os parâmetros do cultivo e indução da bactéria Escherichia coli BL21 visando à produção de ASNase, os quais serão úteis para futuros estudos em sistema descontínuo-alimentado. Nosso trabalho avaliou fatores que influenciam a fase de crescimento e/ou a fase de indução da E. coli BL21 (DE3): meio de cultivo baseado na composição elementar, controle do pH, uso de glicose ou glicerol como fonte de carbono, formação de acetato, tempo inicial e final da indução, permeabilização celular para secreção da ASNase, concentração de indutor, temperatura de pós-indução. Nós apresentamos uma estratégia para produção extracelular de ASNase em E. coli BL21 (DE3) pelo crescimento em meio Luria Bertani (LB) modificado para permeabilização celular. A produtividade volumétrica de ASNase extracelular foi 484 IU L h-1 em agitador orbital, correspondendo a 89 % de secreção após 24h de pós-indução com IPTG a 37 ºC. Isto representou rendimento 50 % maior para a ASNase total e 15,5 vezes mais secreção de ASNase em relação ao uso do meio LB modificado. Entretanto no cultivo em biorreator de 3 L nas mesmas condições (exceto a forma de aeração: 500 rpm de agitação e 1 vvm de vazão de ar, kLa = 88 h-1) operado em regime descontínuo foram obtidos resultados semelhantes aos cultivos em agitador orbital, sendo a produtividade volumétrica da ASNase extracelular igual a 525 IU L h-1 após 20 h de pós-indução. A biomassa obtida para agitador orbital e biorreator foi 3,26 e 2,63 g L-1, respetivamente. Por esse motivo, esses resultados foram considerados promissores para aumentar a produtividade nos futuros ensaios em biorreator operado em regime descontinuo-alimentado.
Widely used as a therapeutic agent in the treatment of acute lymphoblastic leukemia (ALL), L-Asparaginase II (ASNase) is an enzyme that works by reducing the concentration of free asparagine in plasma. Thus, it prevents the delivery of asparagine to the proliferation of malignant cells, which unlike healthy cell, cannot synthesize asparagine. ASNase currently used in Brazil is imported, which causes problems with cost and supply. Thus, the search for systems with high levels of asparaginase expression and the finding of ways to produce this enzyme for easy access and, if possible, with a lower allergic potential, are strikingly attractive. This encourages us to study the biotechnological production of ASNase in recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) which super expresses this enzyme. The objective of this work was to establish, in shaker and batch bioreactor system, growth and induction parameters of the Escherichia coli BL21 aiming the production of ASNase, which will be useful for future studies in a fed-batch system. Our work evaluated factors that influenced the growth and induction phase of E. coli BL21 (DE3): culture medium based on elemental composition, pH control, use of glucose or glycerol as carbon source, formation of acetate, initial and final induction time, cellular permeabilization for ASNase secretion, inducer concentration, post-induction temperature. We performed a strategy for extracellular production of ASNase in E. coli BL21 (DE3) by growing in modified Luria Bertani (LB) medium for cell permeabilization. The volumetric productivity of extracellular ASNase was 484 IU L h-1 on shaker, which reached 89% secretion at 24 h of post-induction with IPTG at 37°C. This represented an increase yield of 50 % regarding to the total ASNase formed and 15.5 times the ASNase secretion as compared to that attained with LB modified. While in batch 2L-bioreactor cultivation under the same conditions (except for the aeration employed: 500 rpm of stirring and 1 vvm of air flow, kLa = 88 h-1) it was obtained similar results in relation to shaker cultures. The volumetric productivity of extracellular ASNase was 525 IU L h-1 at 20 h of post-induction. The biomass obtained for shaker and bioreactor were 3.26 and 2.63 g L-1, respectively. For this reason, we consider these promising results to increase productivity in future studies in bioreactor operated as fed-batch regimen.

The aim of my Ph.D. studies was to improve production yields of membrane- and secretory proteins in the widely used E. coli protein production strain BL21(DE3). In this strain expression of the gene encoding the protein of interest is driven by the powerful T7 RNA polymerase (T7 RNAP) whose gene is located on the chromosome and under control of the strong, IPTG-inducible lacUV5 promoter. Unfortunately, the production of many membrane and secretory proteins is 'toxic' to BL21(DE3), resulting in poor growth and low production yields. To understand this ‘toxicity’, the BL21(DE3) derived mutant strains C41(DE3) and C43(DE3) were characterized. Somehow, these strains can efficiently produce many ‘toxic’ membrane and secretory proteins. We showed that mutations weakening the lacUV5 promoter are responsible for this. These mutations result in a slower onset of protein production upon the addition of IPTG, which avoids saturating the Sec-translocon capacity. The Sec-translocon is a protein-conducting channel in the cytoplasmic membrane mediating the biogenesis of membrane proteins and translocation of secretory proteins. Next, we constructed a BL21(DE3)-derivative, Lemo21(DE3), in which the activity of T7 RNAP can be precisely controlled by titrating in its natural inhibitor T7 lysozyme using the rhamnose promoter system. In Lemo21(DE3), the expression level of genes encoding membrane and secretory proteins can be set such that the Sec-translocon capacity is not saturated. This is key to optimizing membrane and secretory protein production yields. Finally, reconstructing the evolution of C41(DE3) from BL21(DE3) in real time showed that during its isolation C41(DE3) had acquired mutations critical for surviving the starvation conditions used, and provided insight in how the mutations in the lacUV5 promoter had occurred.

At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 3: Manuscript.

In this study, the effects of oxygen transfer conditions on the synthesis of the enzyme benzaldehyde lyase as intracellular in recombinant E. coli BL21 (DE3) pLysS was investigated sistematically and a comprehensive model was developed to determine benzaldehyde lyase activity. For this purpose, the research program was carried out in mainly two parts. In the first part of study, the effects of oxygen transfer together with the mass transfer coefficient (KLa), enhancement factor E (=KLa/KLao), volumetric oxygen transfer rate, volumetric and specific oxygen uptake rates, mass transfer and biochemical reaction resistances
moreover, the variation in product and by-product distribution, specific substrate uptake rates, yield and maintenance coefficient were investigated in the pilot scale batch bioreactor at QO/VR = 0.5 vvm and agitation rates of N= 250, 500, 625, and 750 min-1, and dissolved oxygen levels DO= 20%, 40% conditions, while medium components were CGlucose= 8.0 kg m-3, C(NH4)2HPO4= 5.0 kg m-3 and salt solution at controlled pHc=7.2. The highest cell concentration and benzaldehyde lyase activity were obtained at DO=40% condition as 3.0 kg m-3 and A=1095 Ucm-3, respectively. v Then a mathematical model was proposed to estimate benzaldehyde lyase activity as function of time, agitation rate, cell concentration, dissolved oxygen concentration, and by-product concentration with reasonable accuracy.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1017.pdf: 995026 bytes, checksum: ef148f947991d5158178e2648da65639 (MD5) Previous issue date: 2006-03-30
Universidade Federal de Sao Carlos
Canecystatin (CC) is a competitive and reversible protease inhibitor which blocks the proteolytic enzymes activities of insets, fungus e nematodes, prejudicing thus the growth, development and reproduction from these pathogenics organisms. CC is produced by sugarcane, but with limited production, difficulting extraction and purification for production of commercials products, so recombinant DNA technology is one alternative for increase of CC production. Nowadays, CC is produced in the Molecular Biology Laboratory of the Department of Genetic and Evolution of UFSCar (LBM-DGE/UFSCar) from E. coli BL21(DE3) in shaker, utilizing a high cost commercial culture medium (Circlegrow®). With the purpose of produce CC in higher scale, the aim of present work was the study the CC expression in E. coli BL21(DE3), evaluating different carbon source, kind of inductor and induction moment in shaker, as well as confirming the expression conditions in airlift bioreactor of 6 L working volume. In the experiments carried out in shaker were obtained similar cellular growth when utilized glycerol, glucose, fructose e fructose + glucose, and low cellular growth when utilized galactose. It was observed high expression when galactose was utilized as carbon source and IPTG 0,4 mM as inductor. When lactose at 4 e 40 mM was utilized as inductor, CC expression occurred only in the culture containing galactose as carbon source. Volumetric production (in mg/L) of CC up to 61% those from standard culture was obtained, with exception the culture that utilized galactose induced with 0,4 mM of IPTG and 4 mM of lactose, and specific production (mgCC/gcells) greater 75% from standard culture. With respect of cultures in airlift bioreactor, CC expression was superior to expression culture carried out in shaker utilizing glucose with carbon source, approximately 80% of CC concentration obtained in the standard culture after 1 hour of induction and achieving more than 90% in the second hour of induction. In terms of specific production, in this culture was obtained 79,9 mgCC/gcell, value approximately 25% superior to the standard culture.
A canacistatina (CC) é um inibidor competitivo e reversível de proteases, que bloqueia a atividade proteolítica de enzimas de insetos, fungos e nematóides, prejudicando assim o crescimento, desenvolvimento e reprodução destes organismos patogênicos. É produzida em quantidades limitadas pela cana-de-açúcar, inviabilizando sua extração e purificação para produção de produtos comerciais, sendo a tecnologia de DNA recombinante uma alternativa para o aumento da sua produção. Atualmente, a CC é produzida no laboratório de Biologia Molecular do Departamento de Genética e Evolução da UFSCar (LBM-DGE/UFSCar) por de E. coli BL21(DE3) em mesa incubadora rotativa utilizando o meio de cultura comercial (Circlegrow®) de alto custo. Com a finalidade de se produzir CC em maior escala, o presente trabalho teve como objetivo o estudo da expressão de CC em E. coli BL21(DE3), avaliandose diferentes fontes de carbono, tipo de indutor e momento de indução, em mesa incubadora rotativa no sentido de se avaliar a expressão, bem como comprovar as novas condições de expressão em biorreator airlift de 6 L de capacidade útil. Nos ensaios em mesa incubadora rotativa foram obtidos crescimentos celulares semelhantes quando se utilizou glicerol, glicose, frutose e frutose + glicose, e baixo crescimento celular quando se utilizou galactose. Foi observada uma alta expressão quando se utilizou galactose como fonte de carbono e IPTG 0,4 mM como indutor. Quando foi utilizada lactose como indutor em concentrações de 4 e 40 mM, observou-se expressão de CC apenas nos cultivos com galactose como fonte de carbono. Foram obtidas produções volumétricas (mg/L) no máximo de 61% da concentração de CC obtida no cultivo padrão, com exceção dos cultivos com galactose induzidos com 0,4 mM de IPTG e 4 mM de lactose, e produção específica (mgCC/gcélula) com valores superiores a 75% do obtido no cultivo padrão. Quanto aos cultivos em biorreator airlift, expressão de CC foi superior à do cultivo realizado em mesa incubadora rotativa utilizando glicose como fonte de carbono, em torno de 80% da produção obtida no cultivo padrão após 1 hora de indução, alcançando 90% na segunda hora. Em termos de produção específica, nesse cultivo obteve-se 79,9 mgCC/gcélula após 2 horas de indução, cerca de 25% superior ao cultivo padrão.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2010.
Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2011-04-19T21:55:21Z No. of bitstreams: 1 2010_AlicedaCunhaMoralesAlvares.pdf: 3239774 bytes, checksum: 1a6bf8a22db3e2e23b2651cbe67dc9f1 (MD5)
Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-05-25T01:52:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_AlicedaCunhaMoralesAlvares.pdf: 3239774 bytes, checksum: 1a6bf8a22db3e2e23b2651cbe67dc9f1 (MD5)
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Neste trabalho apresentamos estudo biofísico e estrutural de uma leucil aminopeptidase (LAP), proteína recombinante expressa em Escherichia coli e presente em Leptospira interrogans sorovar Hardjo (LAPr-Li). Essa proteína está diretamente relacionada com a patogenicidade dessa bactéria e com a doença leptospirose em animais e humanos. A LAPr-Li foi obtida por transformação do vetor pET19b-HapepA em E. coli BL21-DE3, expressa a 20ºC, após indução com IPTG 0,3 mM, e purificada por cromatografia de afinidade e de exclusão molecular. Essa enzima apresenta atividade ótima na forma hexamérica em pH 8,5 e temperatura 50ºC. A LAPr-Li é formada por dímeros de trímeros formando o hexâmero, cuja atividade depende desta estrutura. A estrutura secundária é constituída de 44,7% de ?-hélice e 11,6% por folhas-?. A forma hexamérica, de diâmetro 15,2 nm e massa molecular 320 kDa, foi confirmada por ensaios de oligomerização dependentes da temperatura, por espalhamento de luz dinâmico. Estudos de atenuação de fluorescência, utilizando atenuadores carregados e neutros e ajustes de Stern-Volmer, revelaram que a proteína apresenta duas populações de triptofanos. A caracterização dos microambientes foi baseada nas constantes de Stern-Volmer (KSV) obtidas para atenuação com cloreto de césio, apresentou maior acesso aos resíduos de triptofanos, quando comparado ao iodeto de potássio, carregado negativamente. As constantes de atenuação de fluorescência para o césio foram KSV1= 38,6 M-1 e KSV2= 6,4 M-1 e para iodeto KSV1= 4,4 M-1 e KSV2= 0,4M-1. A estabilidade estrutural da LAPr-Li foi analisada a partir de curvas de desnaturação térmica e química obtidas por dicroísmo circular. A elevação da temperatura para 50ºC em pH 8,5 induziu modificações na estrutura secundária e, consequentemente, na conformação da proteína. As curvas de desnaturação térmica (25-95ºC) indicaram maior estabilidade estrutural da LAPr-Li nos pHs 3,0 e 5,0, onde nenhuma alteração estrutural e desnaturação foi observada. Em região alcalina (8,0, 8,5 e 9,0) a LAPr-Li não é desnaturada completamente, resultando, portanto, em valores de ?G25 mais baixos (~2,0 kcal.mol-1) comparados àqueles obtidos nos pHs 6,0 (3,52 kcal.mol-1) e 7,0 (6,63 kcal.mol-1), onde a proteína se desnaturou completamente. Esse último resultado foi confirmado com a curva de desnaturação, utilizando cloridrato de guanidina em água, onde a desnaturação completa da LAPr-Li resultou no valor de ?GH2O de 6,32 kcal. mol-1. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT
In this work we present the biophysical studies of the leucine aminopeptidase (LAP), a recombinant protein expressed in Escherichia coli and present in Leptospira interrogans serovar Hardjo (LAPr-Li). This protein is related to pathogenicity of the bacteria and the leptospirosis disease in animals and humans. The LAPr-Li was obtained by transformation of the vector pET19b-HapepA in E. coli BL21-DE3, expressed at 20°C after induction with 0.3 mM IPTG, and purified by affinity and size exclusion chromatography. The enzyme presents optimal activity as hexamer at pH 8.5 and 50°C. LAPr-Li is self assembled as hexamer from trimers of dimmers and its secondary structure consists of 44.7% α-helix and 11.6% for β-sheets. The hexamer with diameter of 15.2 nm and molecular weight 320 kDa was confirmed by dynamic light scattering oligomerization assays. Fluorescence decay studies using charged and neutral quenchers and Stern-Volmer fitting revealed two different populations of tryptophan (exposed and buried) in negatively charged microenvironment. The cesium chloride had greater access to tryptophan residues, when compared to potassium iodide, negatively charged. The constants of fluorescence decay for cesium was KSV1 = 38.6 M-1 and KSV2 = 6.2 M-1 and iodide KSV1 = 4.4 M-1 and KSV2 = 0.4 M-1. The structural stability of LAPr-Li was analyzed from thermal and chemical denaturation curves by circular dichroism spectroscopy. The increase of temperature to 50ºC at pH 8.5 induced secondary structure and conformational changes of the protein. It promotes flexibility of the enzyme that appears to be essential for enzymatic activity. The thermal denaturation curves (25-95ºC) indicated higher structural stability of LAPr-Li at pH 3.0 and 5.0 in which no denaturation profile was observed. At pH 8.0, 8.5 and 9.0 LAPr-Li was partially denatured resulting in lower values of G25 (~ 2.0 kcal.mol-1) compared to those obtained at pH 6.0 (3.52 kcal.mol-1) and 7.0 (6.63 kcal.mol-1), where the protein was completely denatured. The latter result was confirmed by denaturation using aqueous solution of guanidine hydrochloride, where the complete denaturation of LAPr-Li resulted in GH2O value of 6.32 kcal.mol-1.

La crisis de resistencia a antibióticos es un problema que afecta tanto el ámbito de salud como el de las actividades productivas tales como la acuicultura. Por ello, es necesario buscar nuevas moléculas inhibidoras con potencial para que sirvan de base al desarrollo de nuevos antibióticos. Una fase importante es el desarrollo de sistemas que permitan ensayar de manera rápida múltiples moléculas candidatas. La presente tesis tiene como objetivo producir el péptido antibiótico Microcina J25 y determinar la susceptibilidad de tres cepas de Escherichia coli a este, con el fin de establecer la idoneidad de estas cepas para la construcción de un sistema reportero. La Microcina J25 se obtuvo mediante expresión recombinante e inducción controlada. De las tres cepas evaluadas, solo la cepa ATCC 10536 mostró susceptibilidad al péptido antibiótico. El análisis bioinformático comparativo de las secuencias de las proteínas involucradas en el ingreso de la Microcina J25, FhuA, ExbB, ExbD y TonB, así como el de la subunidad β’ de la enzima ARN polimerasa (blanco de la Microcina J25) no revelaron diferencias. Por otro lado, sí se hallaron diferencias en la secuencia de la proteína SbmA, pero la información disponible no permite concluir si estas desigualdades son la causa de la diferencia de susceptibilidad observada. Se concluye que la cepa de Escherichia coli ATCC 10536 es la más apropiada para construir el sistema reportero.

Den här rapporten presenterar ett antibiotikafritt, stabilt och kromosombaserat expressionssystem för läkemedelsproduktion i Escherichia coli på beställning av företaget Affibody AB. E. coli-stammen BL21(DE3) valdes som värdorganism för expressionssystemet. Systemet består av en genkassett som innehåller en T7-promotor, en 5′-UTR från genen ompA och en terminatorsekvens från RNA-operonet rrnB. Fyra kopior av genkassetten ska integreras i pseudogenerna caiB, yjjM, hsdS och yjiV. En datormodell som modellerar det egentliga kopietalet i cellerna har skapats i mjukvaran MATLAB, vilket visar att det uppskattas vara maximalt 32 kopior av genkassetten per cell på grund av replikation av kromosomen. Ett högt pH i fermentorn; att använda fed-batch och blandade kolhydratkällor; och att använda stammen BL21(DE3) minskar acetatproduktionen i cellen. En lägre acetatproduktion kan leda till en högre produkthalt. En proteinutbytesmodell för mjukvaran MATLAB har konstruerats för att uppskatta koncentrationen av Affibody®-molekylen i en E. coli cell.

CORREIA, Tuana Oliveira. Quitinase de Classe I de feijão-de-corda (Vigna unguiculata): Estudo preliminar da expressão do gene, clonagem, expressão e purificação em Escherichia coli BL21(λ)DE3 e determinação da estrutura através da modelagem por homologia. 2007. 90 f.Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2007.
Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-13T14:28:51Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_tocorreia.pdf: 4501880 bytes, checksum: 7e0762a6def00c394cbdb56fc9fe2389 (MD5)
Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-13T23:35:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_tocorreia.pdf: 4501880 bytes, checksum: 7e0762a6def00c394cbdb56fc9fe2389 (MD5)
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In this work we have made a preliminary study on the expression of a class I chitinase gene from cowpea (Vigna unguiculata L.Walp), cloning and expression of this gene in Escherichia coli BL21(λ)DE3 cells and, through homology modeling, we determined the three­ dimensional structure of this protein. The expression of the class I quitinase gene from cowpea was performed by RT­PCR from the total RNA, with specific primers, from seeds and pods in distinct stages of development (2, 4, 6, 8 , 10, 12, 14, 16 and 18 days), belonging to two contrasting genotypes regarding to infection by Callosobruchus maculatus, IT81D­1053 (resistant) e TE97­419­07F (susceptible). The gene expression in leaves, roots, epicotyls and hipocotyls from two contrasting genotypes considering the infection by the nematoid Meloidogyne incongnita, CE­31(resistant) e TE97­411­1F (susceptible). The VuChiI gene cloning was accomplished from the amplified product on RT­PCR with IT81D­1053 seeds, and the amplified product from the genomic DNA of MONTEIRO. Eleven clones were obtained, from which nine were sequenced. The cloning of R7 clone was accomplished in pET15b vector and the expression of the recombinant protein was induced in the presence of IPTG 1mM. The protein, with 30 kDa, was visualized through a SDS­PAGE. The protein purified through an affinity chromatography in Sepharose column with immobilized Nickel did not had a significative hydrolytic activity. The models generated for the clones and for the native chitinase, have indicated that mutations that occurred did not changed the molecule's active sites. Thus, the class I chitinase gene from feijão­ de­ corda seems to present constitutive expression in all parts of the plant. The recombinant chitinase obtained was inactive. The specific mutations in the resulting clones suggests the occurrence of isoforms of this protein, what should be elucidated in the future.
No presente trabalho, foi realizado um estudo preliminar sobre a expressão de um gene de quitinase de classe I de feijão-de-corda (Vigna unguiculata L.Walp), a clonagem e expressão desse gene em células de Escherichia coli BL21(λ)DE3 e a determinação via modelagem por homologia da estrutura tridimensional dessa proteína. A expressão do gene da quitinase de classe I de feijão-de-corda foi obtida a partir de RT-PCR com oligonucleotídeos iniciadores específicos. Nessas reações, foram usadas amostras de RNA total de sementes e vagens em diferentes estágios de crescimento (2, 4, 6, 8 , 10, 12, 14, 16 e 18 dias), pertencentes a dois genótipos contrastantes quanto a infecção pelo Callosobruchus maculatus, IT81D-1053 (resistente) e TE97-419-07F (suscetível). A expressão foi avaliada também em folhas, raízes, epicótilo e hipocótilo de dois genótipos contrastantes quanto a infecção pelo nematóide das galhas Meloidogyne incongnita, CE-31 (resistente) e TE97-411-1F (suscetível). A clonagem do gene VuChiI foi realizada a partir do produto amplificado da RT-PCR de sementes de IT81D-1053, e do produto amplificado a partir do DNA genômico de MONTEIRO. Foram obtidos 11 clones confirmados, dos quais 9 foram seqüenciados. A subclonagem do clone R7 foi realizada em pET15b e a expressão da proteína recombinante foi induzida na presença de IPTG 1mM. A proteína recombinante, com aproximadamente 30 kDa, foi visualizada através de um SDS-PAGE. A proteína purificada através de uma cromatografia de afinidade em coluna de Sepharose com Níquel imobilizado não apresentou atividade quitinásica significativa. Os modelos gerados para os clones obtidos e para a quitinase nativa, indicam que as mutações ocorridas não alteram os sítios ativos das moléculas. Dessa forma, a quitinase de classe I do feijão-de-corda parece apresentar expressão constitutiva em todas as partes da planta. A quitinase recombinante obtida foi pouco ativa. As mutações pontuais nos clones obtidos sugerem a ocorrência de isoformas dessa proteína, o que ainda deve ser elucidado no futuro.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
No presente trabalho, foi realizado um estudo preliminar sobre a expressÃo de um gene de quitinase de classe I de feijÃo-de-corda (Vigna unguiculata L.Walp), a clonagem e expressÃo desse gene em cÃlulas de Escherichia coli BL21(λ)DE3 e a determinaÃÃo via modelagem por homologia da estrutura tridimensional dessa proteÃna. A expressÃo do gene da quitinase de classe I de feijÃo-de-corda foi obtida a partir de RT-PCR com oligonucleotÃdeos iniciadores especÃficos. Nessas reaÃÃes, foram usadas amostras de RNA total de sementes e vagens em diferentes estÃgios de crescimento (2, 4, 6, 8 , 10, 12, 14, 16 e 18 dias), pertencentes a dois genÃtipos contrastantes quanto a infecÃÃo pelo Callosobruchus maculatus, IT81D-1053 (resistente) e TE97-419-07F (suscetÃvel). A expressÃo foi avaliada tambÃm em folhas, raÃzes, epicÃtilo e hipocÃtilo de dois genÃtipos contrastantes quanto a infecÃÃo pelo nematÃide das galhas Meloidogyne incongnita, CE-31 (resistente) e TE97-411-1F (suscetÃvel). A clonagem do gene VuChiI foi realizada a partir do produto amplificado da RT-PCR de sementes de IT81D-1053, e do produto amplificado a partir do DNA genÃmico de MONTEIRO. Foram obtidos 11 clones confirmados, dos quais 9 foram seqÃenciados. A subclonagem do clone R7 foi realizada em pET15b e a expressÃo da proteÃna recombinante foi induzida na presenÃa de IPTG 1mM. A proteÃna recombinante, com aproximadamente 30 kDa, foi visualizada atravÃs de um SDS-PAGE. A proteÃna purificada atravÃs de uma cromatografia de afinidade em coluna de Sepharose com NÃquel imobilizado nÃo apresentou atividade quitinÃsica significativa. Os modelos gerados para os clones obtidos e para a quitinase nativa, indicam que as mutaÃÃes ocorridas nÃo alteram os sÃtios ativos das molÃculas. Dessa forma, a quitinase de classe I do feijÃo-de-corda parece apresentar expressÃo constitutiva em todas as partes da planta. A quitinase recombinante obtida foi pouco ativa. As mutaÃÃes pontuais nos clones obtidos sugerem a ocorrÃncia de isoformas dessa proteÃna, o que ainda deve ser elucidado no futuro
In this work we have made a preliminary study on the expression of a class I chitinase gene from cowpea (Vigna unguiculata L.Walp), cloning and expression of this gene in Escherichia coli BL21(λ)DE3 cells and, through homology modeling, we determined the three dimensional structure of this protein. The expression of the class I quitinase gene from cowpea was performed by RTÂPCR from the total RNA, with specific primers, from seeds and pods in distinct stages of development (2, 4, 6, 8 , 10, 12, 14, 16 and 18 days), belonging to two contrasting genotypes regarding to infection by Callosobruchus maculatus, IT81DÂ1053 (resistant) e TE97Â419Â07F (susceptible). The gene expression in leaves, roots, epicotyls and hipocotyls from two contrasting genotypes considering the infection by the nematoid Meloidogyne incongnita, CEÂ31(resistant) e TE97Â411Â1F (susceptible). The VuChiI gene cloning was accomplished from the amplified product on RTÂPCR with IT81DÂ1053 seeds, and the amplified product from the genomic DNA of MONTEIRO. Eleven clones were obtained, from which nine were sequenced. The cloning of R7 clone was accomplished in pET15b vector and the expression of the recombinant protein was induced in the presence of IPTG 1mM. The protein, with 30 kDa, was visualized through a SDSÂPAGE. The protein purified through an affinity chromatography in Sepharose column with immobilized Nickel did not had a significative hydrolytic activity. The models generated for the clones and for the native chitinase, have indicated that mutations that occurred did not changed the molecule's active sites. Thus, the class I chitinase gene from feijÃo de corda seems to present constitutive expression in all parts of the plant. The recombinant chitinase obtained was inactive. The specific mutations in the resulting clones suggests the occurrence of isoforms of this protein, what should be elucidated in the future.

On the chromosomal DNA of the microorganism Achromobacter sp. CCM 4824, which was gained in the Laboratory of enzyme technology MBU AVCR v.v.i., there was identified a gene coding an enzyme capable of hydrolyzation of semi-synthetic β-lactam antibiotics ampicillin and cephalosporin with a D-phenylglycine as a side chain. This enzyme belongs to a group of α-amino acid esterases, which are interesting because of a potential use in kinetically controled synthesis of β-lactam antibiotics. In several aspects α-amino acid esterases might be better than actually used penicillin acylases and that is why these enzymes are subjects of a big interest. The gene for α-amino acid esterase coded by chromosomal DNA was cloned, characterized and heterologously expressed in constructed highly-producing bacterial system Escherichia coli BL21(DE3)JM5. Produced enzyme was purified and its properties important for possible use in the production of semi-synthetic β-lactam antibiotics were determined. Key words: alpha-amino acid ester hydrolase, Achromobacter sp., recombinant expression system, β-lactam antibiotics

碩士
國立臺東大學
生命科學系碩士班
107
α-Galactosidase can be applied to food, sugur, fodder, paper and medicine. The thermostable α-galactosidase of Anoxybacillus flavithermus HY-TTH-D23 (rAFGAL) was cloned into E. coli BL21 (DE3) for heteroexpression.and characterization (rAFGAL-GFP). The rAFGAL-GFP is about 112 kDa, and is the first α-galactosisase cloned from Anoxybacillus flavithermus. This study demonstrates that rAFGAL-GFP produced from E. coli BL21 (DE3) pET GFP rAFGAL, both in the form of inclusion body (IB) and soluble protein. Over 95% of total rAFGAL-GFP was in IB form. There is not obvious effect for reducing the ratio of IB by lowering the culturing temperature, but it was still beneficial to inhence the yeild and the specific activity of soluble rAFGAL-GFP. However, IB could be refolded with urea and Ni-NTA column by dilution or on-column refolding, but the producitivity too low to scale up. As the result shows, the condition of culturing at 37°Ϲ, without glucose and IPTG induction, for 12 hours following by sonication with 1% Triton X-100 and heating at 50°Ϲ for 30 min can achieve the highest producitivity (53.13 ± 8.39 U/L, 11.18 ± 1.33 U/mg, and 2.62 NTD/U). Compared to privious study, the cost has been reduced by 50%. As the product, rAFGAL-GFP keeps activity at pH 7-10 with optimal temperature range from 45-55°Ϲ, and can catalysis melibiose, raffinose and stachyose, espacially melibiose (kcat/Km = 245.20/ mM•s). The results of this study could contribute to the knowledge of Anoxybacillus ssp. α-galactosidase and its application for industrial processes in food, fodder and paper.

碩士
大同大學
生物工程學系(所)
92
The present study employed E. coli BL21 (DE3) and recombinant E. coli BL21 (DE3) w/pET20-LacZ to investigate extra-cellular and intra-cellular metabolic products in the continuous fermentation. The results could be used for understanding the metabolic flux of nutrients in the medium. Four dilution rates (0.57, 0.4, 0.23, 0.13 h-1) were performed in the continuous fermentation. The results revealed that glucose consumption rates (g/DCW/h) in the steady state for E. coli BL21 (DE3) w/pET20-LacZ were higher than those for E. coli BL21 (DE3). This indicated recombinant E. coli BL21 (DE3) w/pET20-LacZ consumed more glucose because of the burden of the plasmid. The plasmid of E. coli BL21 (DE3) w/pET20-LacZ was stable after performing continuous fermentation for 25 working volume without ampicillin. IPTG was introduced in the steady state of the continuous fermentation for E. coli BL21 (DE3) w/pET20-LacZ. The cell densities in terms of OD600 decreased from 2.85 and 3.14 to 2.12 and 3.02 respectively for the dilution rate of 0.4 and 0.57. The results revealed that the specific growth rate decreased because of nutrient was consumed for the production of recombinant protein. Metabolites from glycolysis and TCA cycle are analysed. Accumulation of oxaloacetate in-cell and medium at high dilution rate suggest over-supply of nutrient. For the amino acids, large amount of tryptophan, alanine, tyrosine, and histidine were consumed from the medium. However, the cell needed to convert nutrients to phenylalanine, valine, serine, and threonine that were not exited in the medium.

碩士
國立海洋大學
食品科學系
90
The DNA encoding chicken lung cystatin was ligated into thioredoxin-pET 23a+ expression vector and transformed into Escherichia coli AD494(DE3)pLysS. High level of soluble recombinant thioredoxin-cystatin (trx-cystatin) was expressed in the cytoplasm of E. coli transformant. Comparing with recombinant cystatin (trx-free), a 38.7% increase of inhibitory activity in soluble fraction was achieved by introducing trx fusion protein. The trx-cystatin was purified to electrophoretical homogeneity by 3 min heating at 90°C and Sephacryl S-100 HR chromatography. The molecular mass of trx-cystatin was 29 kDa, which was the expected size composing of recombinant trx (16 kDa) and chicken cystatin (13 kDa). The purified trx-cystatin behaved as a thermal stable and papain-like proteinase inhibitor comparable to either recombinant or natural chicken cystatins. The inhibitor could inhibit the gel softening of mackerel surimi. Keywords: Chicken cystatin; Cysteine proteinase inhibitor; thioredoxin; pET 23a+; E. coli AD494(DE3)pLysS; Over expression.