Мы представляем подробный протокол для создания и скрининга мутантных библиотек для кампаний направленной эволюции у Saccharomyces cerevisiae.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Мы представляем подробный протокол для создания и скрининга мутантных библиотек для кампаний направленной эволюции у Saccharomyces cerevisiae.
Направленный эволюция в Saccharomyces CEREVISIAE предлагает много привлекательных преимуществ при проектировании ферменты для биотехнологических приложений, процесс , который включает в себя строительство, клонированию и экспрессии мутантных библиотек, в сочетании с высокой частотой гомологичной рекомбинации ДНК в естественных условиях. Здесь мы приводим протокол для создания и библиотеки мутантных экрана у дрожжей, основанные на примере грибковой арил-спиртовой оксидазы (АОА), чтобы повысить его общую активность. Два сегмента белка были подвергнуты сфокусированного направленной эволюции путем случайного мутагенеза и ин виво рекомбинации ДНК. Заходами ~ 50 б.п. фланкирующих каждый сегмент позволил правильную сборку гена ААО-фьюжн в линеаризованный вектор, что приводит к полной автономно тиражирование плазмиды. Мутант библиотеки , обогащенные функциональными вариантами ААО подвергали скринингу в S. CEREVISIAE супернатанты с чувствительным анализом с высокой пропускной способностью на основе реакции Фентона. Общий процессбиблиотека строительство в S. CEREVISIAE описанные здесь , могут быть легко применены к эволюции многих других эукариотических генов, избегая дополнительных ПЦР - реакций, экстракорпоральное ДНК - рекомбинации и лигирования шаги.
Направленный молекулярная эволюция представляет собой надежный, быстрый и надежный метод для разработки ферментов 1, 2. Через итеративных раундов случайной мутации, рекомбинации и скрининга, улучшенные варианты ферментов могут быть сформированы , которые действуют на новых субстратах, в новых реакций, в ненатуральных среды, или даже помочь клетке для достижения новых целей обмена веществ 3-5. Среди хостов , используемых в направленной эволюции, дрожжей Saccharomyces CEREVISIAE пивовара предлагает репертуар решений для функциональной экспрессии сложных белков эукариот, которые никаким иным образом не прокариотических аналогов 6,7.
Используется исчерпывающе в исследованиях клеточной биологии, эта маленькая эукариотической модель имеет много преимуществ с точки зрения пост-трансляционных модификаций, легкость манипулирования и преобразования эффективности, все из которых являются важными чертами инженеру ферментов путем направленной эволюции 8. Кроме того, высокая частотагомологичной рекомбинации ДНК в S. CEREVISIAE в сочетании с его эффективным устройством корректура открывает широкий спектр возможностей для создания библиотеки и сборки генов в живом организме , способствуя эволюции различных систем от отдельных ферментов до сложных искусственных путей 9-12. Наша лаборатория провела прошедшее десятилетие разработки инструментов и стратегий для молекулярной эволюции различных ligninases в дрожжах (оксидоредуктаз , участвующие в деградации лигнина в процессе естественного распада древесины) 13-14. В этой связи, мы представляем подробный протокол для подготовки и экран мутантные библиотеки в S. CEREVISIAE для модели flavooxidase, -арил-спиртовой оксидазы (ААО 15) -, который может быть легко переведено на многие другие ферменты. Протокол включает в себя целенаправленный направленный метод эволюции (морфингом мутагенный Организованная Рекомбинация процесса гомологичной в естественных условиях Группировка) при содействии аппарата дрожжевых клеток 16, А.Н.да очень чувствительный метод скрининг - анализа , основанный на реакции Фентона с целью определения активности AAO секретируемый в культуральный бульон , 17.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Мутант библиотека Строительство
2. Высокопроизводительный скрининг анализа (рисунок 3)
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ААО от P. eryngii является внеклеточным flavooxidase , который поставляет грибковые пероксидазы с H 2 O 2 , чтобы начать атаковать лигнина. Два сегмента AAO были подвергнуты сфокусированного направленной эволюции путем морфинга в целях повышения его активности и его экспрессию в S. CEREVISIAE 19. Независимо от иностранных ферментов укрывал на S. CEREVISIAE, самый важный вопрос при создании мутантных библиотек в дрожжах относится...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этой статье мы суммировали большинство советы и приемы используются в нашей лаборатории для конструирования ферментов с помощью направленной эволюции в S. CEREVISIAE ( с использованием Aao в качестве примера) , таким образом , что они могут быть адаптированы для использования с многими другими системами эукариотических ферментов просто следуя общий подход , описанный здесь.
С точки зрения создания библиотеки, морфинг является быстрый метод один горшок , чтобы ввести и рекомбинирую...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Эта работа была поддержана проектом Европейской комиссии Indox-FP7-KBBE-2013-7-613549; биокатализом систем Cost-Action CM1303; и национальными проектами Dewry [BIO201343407-R] и Cambios [RTC-2014-1777-3].
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильный>1. Питательные среды | |||
| Ампициллин натриевая соль | Sigma-Aldrich | A0166 | CAS Nº 69-52-3 M.W. 371.39 |
| Bacto Agar | Difco | 214010 | |
| Cloramphenicol | Sigma-Aldrich | C0378 | CAS Nº 56-75-7 M.W. 323.13 |
| D-(+)-Galactose | Sigma-Aldrich | G0750 | CAS Nº 59-23-4 M.W. 180.16 |
| D-(+)-глюкоза | Sigma-Aldrich | G5767 | CAS Nº 50-99-7 M.W. 180.16 |
| D-(+)-Raffinose pentahydrate | Sigma-Aldrich | 83400 | CAS Nº 17629-30-0 M.W. 594.51 |
| Пептон | Difco | 211677 | |
| Моноосновной фосфат калия | Sigma-Aldrich | P0662 | CAS Nº 7778-77-0 M.W. 136.09 |
| Uracil | Sigma Aldrich | U1128 | |
| Экстракт дрожжей | Difco | 212750 | |
| Дрожжевая азотная основа без аминокислот | Difco | 291940 | |
| Дрожжи синтетические дропаут-средние добавки без урацила | Sigma-Aldrich | Y1501 | |
| Название | Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| 2. PCR Reactions | |||
| dNTP Mix | Agilent genomics | 200415-51 | 25 mM каждый |
| iProof High-Fidelity DNA polymerase | Bio-rad | 172-5301 | |
| Тетрагидрат хлорида марганца(II) | Sigma-Aldrich | M8054 | CAS Nº 13446-34-9 M.W. 197.91 |
| Taq ДНК-полимераза | Sigma-Aldrich | D4545 | Для ошибки pro PCR |
| Название< | strong>Company | Каталожный номер | Комментарии |
| 3. Фермент рестрикции плазмид | |||
| BamHI | Англия Biolabs | R0136S | |
| Бычья сыворотка Альбумин | Новая Англия Biolabs | B9001S | |
| XhoI фермент рестрикции | Новая Англия | R0146S | |
| Not I рестрикционный фермент | New England Biolabs | R0189S | |
| Gel Red | Biotium | 41003 | Для окрашивания ДНК |
| Name< | >Company | Каталожный номер | Comments |
| 4. Анализы FOX | |||
| сульфат аммония железа (II) гексагидрат | Sigma-Aldrich | F3754 | CAS Nº 7783-85-9 M.W. 392.14 |
| Спирт анисила | Sigma Aldrich | W209902 | CAS Nº 105-13-5 M.W. 138.16 |
| D-сорбит | Sigma-Aldrich | S1876 | CAS Nº 50-70-4 M.W. 182.17 |
| Перекись водорода 30% | Merck Millipore | 1072090250 | FOX стандартная кривая |
| Ксиленол Оранжевый динатриевая соль | Sigma-Aldrich | 52097 | CAS Nº 1611-35-4 M.W. 716.62 |
| Name< | strong>Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| 5. Агарозный гель stuff | |||
| Agarose | Norgen | 28035 | CAS Nº 9012-36-6 |
| Гель красный | Biotium | 41003 | Краситель для анализа ДНК |
| GeneRuler 1kb Ladder | Thermo Scientific | SM0311 | ДНК M.W. стандартный |
| загрузочный краситель 6x | Thermo Scientific | R0611 | |
| Низкотемпературный агарозный | Bio-rad | 161-3112 | CAS Nº 39346-81-1 |
| Name< | strong>Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| >6. Наборы и клетки | |||
| S. cerevisiae штамм BJ5465 | LGC Promochem | ATTC 208289 | Протеаза дефицитный штамм с генотипом: MATα ura3-52 trp1 leu2-delta1 his3-delta200 pep4::HIS3 prb1-delta1.6R can1 GAL |
| E. coli XL2-Blue компетентные клетки | Agilent genomics | 200150 | Для очистки и амплификации плазмид |
| NucleoSpin Gel and PCR Clean-up Kit | Macherey-Nagel | 740,609,250 | Экстракция гелем ДНК |
| NucleoSpin Набор для плазмид | Macherey-Nagel | 740,588,250 | Набор для минипрепа колонок |
| Набор для трансформации дрожжей | Sigma-Aldrich | YEAST1-1KT | Включенный носитель ДНК (яичек лосося) |
| Zymoprep yeast plasmid miniprep I | Zymo research | D2001 | Экстракция плазмиды из дрожжей |
| Name | Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| 7. Планшеты | |||
| прозрачные, нестерильные, полистирольные (для измерения активности) | |||
| 96-луночные планшеты | Greiner Bio-One | 655161 | прозрачные, стерильные, полистирольные (для микроферментации) |
| 96-луночные пластинчатые крышки | Greiner Bio-One | 656171 | прозрачные, стерильные, полистирольные (для микроферментации) |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.