Thiết kế probe để khai thác gen mã hóa pectinesterase từ dữ liệu giải trình tự DNA metagenome và đồng biểu hiện gen gpecs1 của vi khuẩn trong dạ cỏ của dê với chaperone pG-KJE8 trong Escherichia coli

Abstract

Bài báo giới thiệu các bước xây dựng và sử dụng probe để khai thác gen mã hóa pectinesterase từ dữ liệu giải trình tự DNA metagenome bằng công cụ giải trình tự gen thế hệ mới. Probe được sử dụng để khai thác, lựa chọn gen mã hóa cho pectinesterase từ dữ liệu giải trình tự DNA metagenome của vi khuẩn trong dạ cỏ của dê và từ đó chọn một trình tự để biểu hiện trong E.coli. Theo phân loại của CAZy, pectinesterase thuộc họ carbohydrate esterases CE8 là enzyme có nhiều ứng dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, xử lý môi trường, chế biến thức ăn chăn nuôi và y dược học. Dựa trên 3 trình tự thuộc họ CE8 tìm kiếm được từ cơ sở dữ liệu, chúng tôi đã xây dựng được một probe có độ dài 367 amino acid, trong đó có 200 amino acid hoàn toàn giống nhau, 72 vị trí giống nhau ở đa số các trình tự và 47 vị trí giống nhau ở một số trình tự. Sử dụng probe được thiết kế, chúng tôi đã lọc được 4 trình tự mã hóa cho pectinesterase từ dữ liệu giải trình tự DNA metagenome của vi khuẩn trong dạ của con dê. Kết quả ước đoán cấu trúc không gian bằng Phyre2 đã chọn được duy nhất một trình tự (mã số 46301) có độ tin cậy, độ bao phủ lần lượt là 100% và 90% với pectinesterase. Gen đã được tổng hợp và đưa vào vector pET22b(+) tại vị trí Ncol, Xhol để đồng biểu hiện với chaperone từ vector pG-KJE8 trong E.coli. Pectinesterase được biểu hiện ở dạng tan và có hoạt tính sinh học thủy phân cơ chất pectin. Kết quả này đã chứng minh việc sử dụng probe trong khai thác gen là khả thi.