Vlastnosti expresních vektorů pro Corynebacterium glutamicum a jejich využití při studiu faktorů sigma RNA polymerasy

Abstract

Cílem práce bylo charakterizovat vybrané expresní vektory pro biotechnologicky významný bakteriální druh, Corynebacterium glutamicum, a testovat možnosti jejich využití při studiu řízení aktivity promotorů faktory sigma RNA polymerasy. Měřením míry exprese modelového genu gfpuv stanovením intenzity fluorescence produkovaného proteinu a použitím analýzy populace buněk C. glutamicum exprimujících gen gfpuv pomocí průtokové cytometrie byly u studovaných vektorů zjištěny odlišné vlastnosti: míra exprese klonovaného genu, bazální hladina exprese bez induktoru, závislost míry exprese na koncentraci induktoru a stupeň homogenity buněk z hlediska exprese genu gfpuv. Pro testování biplasmidového systému pro přiřazení faktoru sigma k vybranému promotoru byl zvolen vektor pEC-XT99A, který sice neměl vysokou účinnost exprese, ale nevykazoval bazální expresi, exprese byla srovnatelná v širší škále koncentrací induktoru IPTG a buněčná populace byla z hlediska exprese modelového genu zcela homogenní. S využitím vektoru pEC-XT99A, který exprimoval jednotlivé geny pro stresové faktory sigma, byl dosud neznámému promotoru Pcg0420 jednoznačně přiřazen faktor σD , který řídil jeho funkci. Další vektor, určený pro izolaci a purifikaci proteinů z C. glutamicum, umožnil expresi genu sigM z C. glutamicum a izolaci proteinu σM...

The aim of the thesis was to characterize chosen expression vectors used in biotechnologically important bacterial species, Corynebacterium glutamicum, and to test their use in studies of promoter activity control by sigma factors of RNA polymerase. Different properties of these vectors (level of expression of the cloned gene, leaky expression without inducer, dependence of expression level on inducer concentration and cell population homogeneity) were found by determination of expression level of the model gfpuv gene by fluorescence intensity assay of the produced protein and by gfpuv-expressing C. glutamicum cell population analysis using flow cytometry. The vector pEC-XT99A was chosen for testing the bi-plasmid system for assignment of a sigma factor to the chosen promoter. Although the level of expression provided by pEC-XT99A was not high, the vector showed no leaky expression, expression from the vector was comparable for a wide range of IPTG concentrations and the cell population was homogenous concerning the gene expression. Using pEC-XT99A from which individual stress sig genes were expressed, the σD factor was clearly assigned to the up-to-now unknown Pcg0420 promoter. Another vector for isolation and purification of C. glutamicum proteins was used to express the C. glutamicum sigM gene and to...