专利名称：D-乳酸脱氢酶基因、包括该基因的重组载体及其宿主细胞的利记博彩app
技术领域：
本发明属于基因工程技术领域，具体地说涉及D-型乳酸脱氢酶基因、含有该基因的重组载体，及用该载体转化的宿主细胞。
背景技术：
乳酸广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。乳酸依其旋光性不同可分为D-乳酸、L-乳酸、D，L-乳酸三种。其中，L-乳酸及其衍生物，广泛应用于食品、医药、饲料和化工等领域。在医药领域，L-乳酸、L-乳酸钠与葡萄糖、氨基酸等配制成的复合制剂，可以缓解酸中毒患者及治疗高血钾症。另外，L-乳酸铁、L-乳酸钠、L-乳酸钙是补充体内所缺乏的金属元素的药品。在化工领域，L-乳酸是可降解塑料聚L-乳酸(简称聚乳酸)的原料，它的应用可极大地缓解难降解的废弃塑料制品对环境造成的污染，因此，随着世界各国对降解塑料研究开发的重视，使完全可降解塑料聚L-乳酸成为大工业生产的主流。
在动物或微生物体中，乳酸脱氢酶(简称“LDH”)是以NADH为辅酶，将丙酮酸经过生化反应生成乳酸，因此乳酸脱氢酶是乳酸菌乳酸发酵的关键酶。自然界中存在L和D两种依赖NADH的乳酸脱氢酶，分别催化丙酮酸生成L-乳酸和D-乳酸。在同时具有D-乳酸脱氢酶和L-乳酸脱氢酶的乳酸菌中，如果将D-乳酸脱氢酶缺失，就可以得到理论上光学纯度为100％的L-乳酸。目前已经有相关方面的报道(Thlerry Ferain et al.1994.Lactobacillusplantarum ldhL GeneOverexpression and Deletion.J.Bacteriol.176(3)596-601和KARI KYL-NIKKILet al.2000.Metabolic Engineering of Lactobacillus hilveticusCNRZ32 for Production of Pure L(+)-Lactic Acid.Appl.Environ.Microbiol.66(9)3835-3841)。D-乳酸脱氢酶广泛存在于微生物中，但目前只有少数乳杆菌属的D-乳酸脱氢酶基因被克隆和测序(Thlerry Ferain et al.1994.Lactobacillus plantarum ldhL GeneOverexpression and Deletion.J.Bacteriol.176(3)596-601；Nathalie Bernard et al.1991.Cloning of a Lactate Dehydrogenase Gene from Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus by complementation in Escherichia coli.FEBS Letters.61-64)。
乳杆菌MD-1具有以下特性①最佳生长和发酵生产乳酸的温度为48℃；②在其基因组中具有D和L两种乳酸脱氢酶基因，在生长过程中合成D和L两种乳酸脱氢酶；③乳酸类型为DL-乳酸；④可以在发酵培养基中含200g/L葡萄糖条件下快速生长和生产乳酸；⑤72小时可以产酸140g/L以上；⑥营养要求简单，可以用大米或玉米糖化液作为发酵培养基进行发酵生产乳酸。
如果缺失D-乳酸脱氢酶基因，乳杆菌MD-1可以发酵生产高光学纯度的L-乳酸，理论上光学纯度可达到100％，72小时发酵液中可积累140g/L以上的L-乳酸，从而可以大大降低L-乳酸的生产成本，具有很大的应用潜力。
明确乳酸菌D-乳酸脱氢酶基因的多核苷酸序列，是研究D-乳酸脱氢酶基因缺失的前题，它对构建生产L-乳酸的工程菌具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是地克服现有技术中的不足，提供一种D-乳酸脱氢酶基因。
本发明的第二个目的是提供一种由D-乳酸脱氢酶基因编码的多肽。
本发明的第三个目的是提供一种包括有D-乳酸脱氢酶基因的重组载体。
本发明的最后一个目的是提供一种利用D-乳酸脱氢酶基因的重组载体转化的重组微生物。
本发明的技术方案概述如下一种D-乳酸脱氢酶基因，它具有序列表中SEQ ID No.5所述的核苷酸序列。此核苷酸序列包含在SEQ ID No.1所述的核苷酸序列中。
一种由D-乳酸脱氢酶基因编码的多肽，它具有序列表中SEQ ID No.6所述的氨基酸序列。
一种包括具有序列表中SEQ ID No.5所述的核苷酸序列基因的重组载体，它是以序列表SEQ ID No.3、SEQ ID No.4为PCR引物扩增出的D-乳酸脱氢酶的开放阅读框架，回收得到1000bpDNA片段，分别与pGEM-T Easy或pET-28a(+)加入T4连接酶，进行连接反应，前者制成pLZD3082，构建策略见图6，后者制成pLOD3081，构建策略见图10。
一种包括具有序列表中SEQ ID No.1所述的核苷酸序列基因的重组载体，它是将乳杆菌MD-1的DNA用BamHI消化的片段与pJDC9载体，加入T4连接酶，进行连接反应，制成pLZD3081，构建策略见图7。
一种含有D-乳酸脱氢酶基因的转化宿主细胞，它是将含有D-乳酸脱氢酶基因的重组载体导入到宿主。所述宿主为大肠杆菌FMJ144/pLZD3081、大肠杆菌DH5α/pLZD3082、大肠杆菌DE3/pLOD3081之一。
本发明中乳杆菌MD-1的D-乳酸脱氢酶的特点在于和其它已经报道的乳杆菌D-乳酸脱氢酶的多核苷酸序列相似性较低，最高达到49.33％；其编码的氨基酸序列的相同性最高为39％。
在本发明完成的基础上，可以进一步研究D-乳酸脱氢酶基因的缺失，那么，缺失D-乳酸脱氢酶基因的乳杆菌MD-1将可以发酵生产高光学纯度的L乳酸，从而可以大大降低L-乳酸的生产成本
图1显示了1409bp的DNA片段的核苷酸序列(SEQ ID No.1)；图2是根据核苷酸序列(SEQ ID No.1)推测的D-乳酸脱氢酶蛋白的氨基酸序列(SEQ IDNo.2)；图3显示了35bp的DNA片段的核苷酸序列(SEQ ID No.3)；图4显示了29bp的DNA片段的核苷酸序列(SEQ ID No.4)；图5显示了996bp的DNA片段的核苷酸序列(SEQ ID No.5)；图6为一种含有D-乳酸脱氢酶基因的重组(克隆)载体的构建策略图；图7由乳杆菌MD-1基因组DNA的随机基因文库筛选到的一种含有D-乳酸脱氢酶基因的重组(克隆)载体的构建策略图；图8为阳性克隆的乳酸脱氢酶比活力图9为pLZD3081的酶切分析图10为一种含有D-乳酸脱氢酶基因的重组表达载体的构建策略图；图11为全细胞蛋白的聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱；图12为高效液相色谱法测定乳酸浓度图。
具体实施例方式
制备本发明的一种D-乳酸脱氢酶基因、重组载体及其宿主细胞的方法包括如下步骤1.从乳杆菌MD-1中提取基因组DNA，经限制性内切酶部分水解，得到DNA片段，连接到pJDC9载体(南开大学生命科学学院提供)上并转化到大肠杆菌FMJ144(南开大学生命科学学院提供)，构建出乳杆菌MD-1的随机基因文库。
2.将有重组质粒的大肠杆菌FMJ144菌株在厌氧条件下培养，获得含D-乳酸脱氢酶基因的重组质粒pLZD3081及重组大肠杆菌FMJ144/pLZD3081。
在可使D-乳酸脱氢酶基因表达的条件下培养该重组菌，用丙酮酸做底物，NADH为辅酶，用紫外分光光度计测定D-乳酸脱氢酶的酶活性，证明该重组质粒具有乳酸脱氢酶活性；用SBA-40C酶膜分析仪分析以上生化反应的乳酸产物的光学特性，没有检测到L-乳酸，表明反应液中只存在D-乳酸，证明含有该重组质粒的大肠杆菌FMJ144产生的乳酸脱氢酶属于D型。
乳杆菌MD-1的D-乳酸脱氢酶基因核苷酸序列SEQ ID No.1(见图1)。D-乳酸脱氢酶基因全长1409bp；144位点的GTG为起始密码子，以1138位点的TAA为终止密码子。起始密码子上游有推测的典型核糖体结合位点(RBS)GGAGGAA，位于起始密码子上游的第7个碱基；该区域的中心AGGA到翻译起始位点的距离是8个碱基，与E.coli和Bacillus subtilis中已证实的最适距离7-9bp相一致(参见Thlerry Ferain et al.1994.Lactobacillusplantarum ldhL GeneOverexpression and Deletion.J.Bacteriol.596-601；NathalieBernard et al.1991.Cloning of a Lactate Dehydrogenase Gene from Lactobacillusdelbrueckii subsp.bulgaricus by complementation in Escherichia coli.FEBS Letters.61-64)。ldhD推测的SD框TATAGTA和Lactobacillus plantarum 16srRNA(EMBL序列号，M58827)3’端的3’-UUCCUC-5’碱基严格互补。从而也可以说明Lactobacillus sp.MD-1和Lactobacillus plantarum在系统发育中亲缘关系较近(参见Dominique Garmyn et al.1995.Cloning，Nucleotide Sequence，and Transcriptional Analysis of the Pediococcusacidilactici L-(+)-Lactate Dehydrogenase Gene.266-272)。在5’端非编码区中还有一个推测的-35区 和推测的-10区 相距16nt，共同构成了D-乳酸脱氢酶基因的启动子。在D-乳酸脱氢酶基因的3’端非编码区中存在典型的回文结构 形成了D-乳酸脱氢酶基因的典型的终止子。乳杆菌MD-1的D-乳酸脱氢酶基因与其他已报道的D-乳酸脱氢酶基因的核苷酸序列相比，相似性小于50％。
根据核苷酸序列SEQ ID No.1，推测乳杆菌MD-1的D-乳酸脱氢酶蛋白的氨基酸序列见SEQ ID No.2。该D-乳酸脱氢酶的氨基酸序列由331个氨基酸组成，分子量为36600Da，pI值为5.12。通过对本发明涉及的D-乳酸脱氢酶基因推导的氨基酸序列与其他乳杆菌的D-乳酸脱氢酶氨基酸序列进行比对分析，结果表明D-LDH有两个保守的区域，即R77-E107区RNVGTDNIDIQAAKANNVKITNVPAY SPESIAE和V147-D176区VGVMGTGHIGQVAIKLFKGFGAKVIAYD。其中V147-D176是辅酶NADH的结合域，此保守序列中有典型的GXGXXG结构，典型结构后面还有17-20个保守的氨基酸残基。‘D176’天冬氨酸残基决定了辅酶是NADH而不是NADPH(参见Nathalie Bernard et al.1991.Cloning of a Lactate Dehydrogenase Gene fromLactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus by complementation in Escherichia coli.FEBS Letters.61-64；Nathalie Bernard et al.D175 Discriminates between NADH andNADPH in the Coenzyme Binding Site of Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricusD-Lactate Dehydrogenase.Biochemical and Biophysical Research Communication.1995，208(3)895-900.)。据报道R77-E107区是酶的催化活性部位(参见NestléResearch Center etal.Envolutionary Relationship of NAD+-Dependent D-Lactate DehydrogenaseComparison of Primary Structure of 2-Hydroxy Acid Dehydrogenase.Biochemical andBiophysical Research Communication.1992，184(1)60-66.)。通过分析证明克隆的D-乳酸脱氢酶属于依赖NADH的脱氢酶家族的一员，与其他已报道的D-乳酸脱氢酶的氨基酸序列相比，其相同性小于50％。
下面通过实施例对本发明进行进一步详细说明。应该理解的是，所述的实施例仅仅是用于说明而不是限制本发明。
实施例1 乳杆菌MD-1基因组DNA的提取采用高温高产乳酸的乳杆菌MD-1(南开大学生命科学学院提供)，接种乳杆菌MD-1在200mLMRS培养基中，48℃培养24小时。离心收集菌体，用TE缓冲液(Tris-HCl 10mmol/L，EDTA 1mmol/L，pH8.0)洗涤2次，然后悬浮在24mLTE缓冲液中加入溶菌酶，使其工作浓度为5mg/mL，混匀后于37℃放置2小时；之后加入2.5mL溶液A(Tris-HCl 50mmol/L，EDTA0.25mmol/L，pH8.0)，同时加入1.5mL溶液B(十二烷基磺酸钠(SDS)10％，Tris-HCl50mmol/L，EDTA 20mmol/L)以及150μL浓度为10mg/mL的蛋白酶K，混匀后于55℃保温1小时；该溶液分别用等体积酚∶氯仿∶异戊醇(25∶24∶1)抽提两次，然后再用氯仿∶异戊醇(24∶1)抽提一次，取上清液用0.6倍的异丙醇沉淀，收DNA，用70％乙醇洗涤2次，沉淀溶于3mLTE缓冲液中；加入10mg/mL Rnase18μL，37℃保温1小时，分别用等体积酚∶氯仿∶异戊醇(25∶24∶1)、氯仿∶异戊醇(24∶1)各抽提一次，上清液加入2倍体积无水乙醇，回收DNA，分别用70％的乙醇和无水乙醇洗涤，干燥，用去离子水溶解。DNA溶液的紫外分光光度计测定结果为A260/280＝1.98，A260/A230＝2.18。
实施例2基因文库的构建取实施例1所提取的基因组DNA10μL(约50μgDNA)，用限制性内切酶BamHI不完全消化，经琼脂糖凝胶电泳，用大连宝生物的胶回收试剂盒回收，得到约2-6kb的部分消化片段。用限制性内切酶BamHI酶切pJDC9，经琼脂糖凝胶电泳，用凝胶回收试剂盒(大连宝生物)回收pJDC9；取2μL pJDC9回收产物，与5μL回收的基因组DNA片段，在10μL连接体系进行连接反应，总共做20支10μL连接体系的连接反应，其中含1μL的10倍连接缓冲液，1μLT4DNA连接酶，1μL水。连接体系在16℃条件下过夜反应，取10μL连接产物电转化到E.coli(大肠杆菌)FMJ144中，涂布在M9培养基平板上，得到乳杆菌MD-1基因组DNA的随机基因文库(见图7)。
实施例3在厌氧条件下进行互补筛选将电转化的大肠杆菌FMJ144细胞涂布在含有工作浓度为250μg/mL红霉素的M9培养基平板上，厌氧条件下37℃培养144h筛选获得有乳酸脱氢酶活性的含有重组质粒的菌株，即阳性克隆；对阳性克隆菌落用碱法提取重组质粒，采用实施例2中相同的电转化手段，将重组质粒电转化到E.coli(大肠杆菌)FMJ144中进一步进行筛选；在厌氧条件下37℃培养144h筛选验证含有乳酸脱氢酶活性的含有重组质粒的菌株。
实施例4 乳酸脱氢酶酶活性分析将阳性克隆接种到10mLM9液体培养基中，37℃静置培养48小时，离心收集菌体，用0.5M的磷酸缓冲液悬浮菌体，超声波破碎细胞，14,000r/min离心30分钟，取其上清液，即蛋白粗提物；用福林酚法测定蛋白质浓度。用紫外分光光度计测定乳酸脱氢酶活性，具体方法为在2790μL 0.5M的磷酸缓冲液中加入100μL2.5mg/mL丙酮酸、100μL3.5mg/mL的NADH和10μL酶液，在25℃条件下用紫外分光光度计用340nm波长测定3分钟反应液的吸光值变化量，即ΔA340nm。分析结果表明筛选出的8株含有重组质粒的阳性克隆均存在很高的酶活(见图8)，选取酶活性最高的H菌株进行进一步分析。该阳性克隆的重组质粒称为pLZD3081(见图7中的质粒)，含有此重组质粒pLZD3081的重组大肠杆菌称为大肠杆菌FMJ144/pLZD3081。
酶活单位(U)在25℃，pH7.0的条件下，1分钟氧化1μmolNADH的酶量为1单位。实施例5鉴定乳酸脱氢酶类型在700μL 0.5M的磷酸缓冲液中加入100μL10mg/mL丙酮酸、100μL42mg/mL的NADH和100μL上述酶液，在25℃条件下反应2小时；用SBA-40C酶膜分析仪分析酶反应液中乳酸类型，分析结果表明在反应液中没有L-乳酸，证明了在反应液中只含有D-乳酸，酶液中乳酸脱氢酶属于D-乳酸脱氢酶。
实施例6 pLZD3081酶切分析挑出阳性克隆接入含有250μg/mL红霉素和50μg/mL氯霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养16小时；用碱法提取质粒，用BamH I酶切分析，琼脂糖凝胶电泳中呈约3kb的带(见图9)。
实施例7序列测定与分析DNA序列测定由TaKaRa公司完成。DNA序列分析采用Artemis v5，蛋白质序列分析采用Dnaman4.0和ClustalX1.8以及NCBI相关数据库和软件。分析得到DNA序列SEQ ID No.1(图1)和SEQ ID No.5。(图5)实施例8 D-乳酸脱氢酶ORF的PCR扩增和测序以SEQ ID No.1的核苷酸序列作参照，设计并合成PCR引物上游引物为5’-AAAGCTAGCGTGAAATTAATTGTTTATAATGTTCG-3’NheI下游引物为5’-AAAAAGCTTTTAGTCAACTAGATCGGCTG-3’HindIII反应体系Taq premix version 25μL模板DNA 1μL引物1(20pmol/μL) 1μL引物2(20pmol/μL) 1μL水 23μL50μL扩增条件94℃ 5min 72℃10min4℃ 1hPCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳后，用回收试剂盒回收约1kb的DNA片段，对该DNA片段用Sanger链终止法测定其核苷酸序列，以检测PCR片段是否和D-乳酸脱氢酶的ORF一致，测序结果见SEQ ID No.5。结果表明PCR片段与D-乳酸脱氢酶的ORF一致。
实施例9构建D-乳酸脱氢酶克隆载体取5μL回收的D-乳酸脱氢酶基因ORF的PCR片段与0.5μLpGEM-T Easy载体(promega出售)在10μL连接体系进行连接反应，其中含1μL的10×连接缓冲液，1μLT4DNA连接酶，2.5μL水。连接体系在16℃条件下过夜反应，连接产物用于转化大肠杆菌。实施例10克隆载体转化到大肠杆菌DH5α加入100μL解冻的用CaCl2法制备的感受态细胞大肠杆菌DHα(市售)和10μL连接液至Eppendorf管中，冰上30分钟，42℃热激90s，冰上2分钟，加入LB培养基900μL37℃100r/min振荡培养1小时。取100μL涂布在LB培养基平板(100μg/mL氨苄青霉素、1mmol 5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-半乳糖苷(X-gal)(大连宝生物)、1mmol异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)(大连宝生物)上，37℃条件下培养16小时；挑出白色菌落接入含有100μg/mL氨苄青霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养16小时；用碱法提取质粒，用PCR检测，琼脂糖凝胶电泳中呈约1kb的带。含有该DNA片段的重组质粒称为pLZD3082(见图6)，含有此重组质粒pLZD3082的重组大肠杆菌称为大肠杆菌DHα/pLZD3082。
实施例11 D-乳酸脱氢酶与表达载体pET-28a(+)(novagen出售)的重组D-乳酸脱氢酶和表达载体pET-28a(+)分别用HindIII和NheI双酶切。酶切条件如下EppendorfA EppendorfAHindIII 1μL HindIII1μLNheI 1μL NheI 1μL10×M缓冲液 5μL 10×M缓冲液5μLpLZD3082 30μL pET-28a(+) 30μLH2O 13μL H2O 13μL50μL50μL37℃酶切2小时，电泳后分别回收两个目的片段，用T4 DNA连接酶连接，连接条件如下EppendorfAT4DNA连接酶 1μL10×连接缓冲液 1μLpET-28a(+) 2μL酶切片段 3μLH2O 3μL10μL20μL
连接体系在16℃条件下过夜反应，连接产物用于转化大肠杆菌。
实施例12表达载体转化到大肠杆菌DE3(novagen出售)加入60μL解冻的用用CaCl法制备的感受态细胞大肠杆菌DE3和10μL连接液至Eppendorf管中，冰上30分钟，42℃热激90s，冰上2分钟，加入LB培养基930μL37℃100r/min振荡培养1小时。取100μL涂布在LB培养基平板(60μg/mL卡拉霉素)上，37℃条件下培养16小时；挑出菌落接入含有60μg/mL卡拉霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养16小时；用碱法提取质粒，用PCR检测，琼脂糖凝胶电泳中呈约1kb的带。含有该DNA片段的重组质粒称为pLOD3081(见图10)，含有此重组质粒pLOD3081的重组大肠杆菌称为大肠杆菌DE3/pLOD3081。
实施例13 D-乳酸脱氢酶在大肠杆菌DE3中的表达将带有D-乳酸脱氢酶的pET-28a(+)重组载体pLOD3081的大肠杆菌DE3接入含有60μg/mL卡拉霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养16小时，取培养物50μL接入5mL含有60μg/mL卡拉霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养，直到OD值为0.3-0.4，加入1mmol IPTG诱导D-乳酸脱氢酶表达，25℃诱导2小时后，离心收集细胞，用0.5MpH7.0的磷酸缓冲液洗涤两次，然后悬浮在1mL相同的磷酸缓冲液中；用超声波细胞破碎仪破碎细胞，12000r/min离心30分钟，得到上清液，即粗酶液。按照实施例4、实施例5测定D-乳酸脱氢酶活性(见表1)。
表1大肠杆菌DE3/大肠杆菌DE3/pLOD3081菌株pET-28a(+)比活性(U.mg-1.)0.00270.0463实施例14 含有重组表达载体pLOD3081的大肠杆菌DE3全蛋白聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳将带有D-乳酸脱氢酶的pET-28a(+)重组载体pLOD3081的大肠杆菌DE3接入含有60μg/mL卡拉霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养16小时，取培养物50μL接入5mL含有60μg/mL卡拉霉素的LB液体培养基中，37℃、200r/min条件下振荡培养，直到OD值为0.3-0.4，加入1mMIPTG诱导D-乳酸脱氢酶表达，25℃诱导2小时后，取1mL菌液离心收集细胞，加入100μL水和100μL2×SDS-PAGE上样缓冲液，沸水煮5分钟，用浓度为15％的凝胶进行SDS-PAGE凝胶电泳2小时，用考马斯亮蓝染液染色1小时，再用脱色液脱色4小时，得到电泳图谱(见图11)全细胞蛋白的聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱图中，A，含有重组质粒pLOD3081的大肠杆菌DE3的全细胞蛋白；B，含有载体质粒pET-28(+)的大肠杆菌DE3的全细胞蛋白C，蛋白质标准)。电泳结果证实有蛋白质大量表达，分子量约为36600道尔顿(除去组氨酸标签，其分子量约为3000道尔顿)。
实施例15 实施例1的反应液中乳酸含量的测定在700μL 0.5M的磷酸缓冲液中加入100μL 10mg/mL丙酮酸、100μL 42mg/mL的NADH和100μL上述酶液，在25℃条件下反应2小时；反应液用高效液相色谱法测定乳酸浓度(见图11)，色谱条件如下分析仪器Waters 600E HPLC 996PDA色谱柱Xterra RP18 5m 150×3.9mm流动相0.05mol/LKH2PO3，pH2.0流速1ml/min检测波长210nm根据色谱分析，证明反应液中存在乳酸，经过SBA-40C酶膜分析仪分析，证明不存在L-乳酸，说明反应液中只存在D-乳酸，因此在大肠杆菌DE3中表达的乳酸脱氢酶是D-乳酸脱氢酶。
权利要求
1.一种D-乳酸脱氢酶基因，其特征是它具有序列表中SEQ ID No.5所述的核苷酸序列。
2.根据权利要求1所述的一种D-乳酸脱氢酶基因，其特征是所述核苷酸序列包含在SEQ ID No.1所述的核苷酸序列中。
3.一种D-乳酸脱氢酶基因编码的多肽，其特征是它具有序列表中SEQ ID No.6所述的氨基酸序列。
4.一种包括权利要求1基因的重组载体，其特征是将以序列表SEQ ID No.3、SEQ ID No.4为PCR引物扩增出的D-乳酸脱氢酶的开放阅读框架，回收得到1000bpDNA片段，与pGEM-T Easy或pET-28a(+)加入T4连接酶，进行连接反应，制成pLZD3082，构建策略见图6，或制成pLOD3081，构建策略见图10。
5.一种包括权利要求2基因的重组载体，其特征是将乳杆菌MD-1的DNA用BamHI消化的片段与pJDC9载体，加入T4连接酶，进行连接反应，制成pLZD3081，构建策略见图7。
6.一种含有D-乳酸脱氢酶基因的转化宿主细胞，其特征是将含有D-乳酸脱氢酶基因的重组载体导入到宿主。
7.根据权利要求6所述的一种含有D-乳酸脱氢酶基因的转化宿主细胞，其特征是所述宿主为大肠杆菌FMJ144/pLZD3081、大肠杆菌DH5α/pLZD3082、大肠杆菌DE3/pLOD3081之一。
全文摘要
本发明涉及D－型乳酸脱氢酶基因、含有该基因的重组载体及用该载体转化的宿主细胞，特别是涉及构建生产L－乳酸的基因工程技术。自然界中存在L和D两种乳酸脱氢酶，如果D－乳酸脱氢酶缺失，就可以得到纯度为100％的L－乳酸。D－乳酸脱氢酶广泛存在于微生物中，但目前只有少数乳杆菌属的D－乳酸脱氢酶基因被克隆和测序。本发明的技术方案从乳杆菌MD－1中提取基因组DNA，构建有D－乳酸脱氢酶基因的重组载体、D－乳酸脱氢酶克隆载体；克隆载体转化到大肠杆菌中，得到重组微生物。在本发明完成的基础上，可以进一步研究D－乳酸脱氢酶基因的缺失，那么，缺失D－乳酸脱氢酶基因的乳杆菌MD－1将可以发酵生产高光学纯度的L－乳酸，从而可以大大降低L－乳酸的生产成本。
文档编号C12N9/02GK1546667SQ200310107150
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月2日 优先权日2003年12月2日
发明者李剑, 刘如林, 马建芳, 梁凤来, 唐赟, 李 剑 申请人:南开大学