犬β防御素-1真核表达载体的构建及其在HEK293T细胞中的表达

哺乳动物的β-防御素是一类具有广谱抗微生物活性的阳离子小肽.为了克隆和分析犬β防御素-1基因,并建立一套在HEK293T细胞中高效表达犬β防御素-1的方法,本研究采用RT-PCR方法从犬睾丸组织中扩增出犬β防御素-1(cBD-1)的cDNA基因,并将其克隆到pcDNA3.1A载体中,构建了犬β防御素-1基因的真核表达载体pcDNA3.1A-cBD-1,经磷酸钙介导转染HEK293T细胞进行表达.结果表明:克隆的犬β防御素-1基因序列与已发表序列(GenBank 编号:NM-001024641)的同源性为99.7%.表达犬β防御素-1经Western-blot检测,证明构建的犬β防御素-1基因表达载体能够在真核细胞中表达,表达产物能够分泌到细胞外.为进一步研究犬β防御素的功能奠定了基础.     

大口黑鲈β-防御素在杆状病毒系统中的表达及抑菌活性

β-防御素是鱼类天然免疫的重要组成部分, 通过杆状表达系统表达大口黑鲈β-防御素, 研究其具有高效、广谱的不同于抗生素的独特抗菌的能力。研究通过序列分析, 发现大口黑鲈β-防御素(MSBdefe)与其他物种β-防御素具有相似的特征, 都包含6个保守的半胱氨酸。将MSBdefe基因进行昆虫密码子优化合成后, 克隆至穿梭载体pYBDM-IM质粒中, 构建成为重组质粒MSBdefe-pYBDM-IM, 重组质粒转化感受态细胞MultiBac/rSW106/asd-/inv+, 阳性重组菌株MSBdefe-pYBDM-IM-Am直接用于Sf9细胞的感染, 获得重组杆状病毒AV-MSBdefe。通过SDS-PAGE和Western Blot检测AV-MSBdefe感染Sf9细胞后蛋白表达, 结果表明成功获得MSBdefe重组蛋白。通过对淡水鱼类最常见的病原菌嗜水气单胞菌的抑菌活性分析, 结果显示当MSBdefe重组蛋白的终浓度为30 μg/mL时, 抑菌效率为83.00%, 并随着蛋白稀释2倍、4倍后, 即终浓度为15和7.5 μg/mL时, 抑菌效果逐渐减弱, 抑菌效率分别为54.33%和33.67%, 进而验证了大口黑鲈β-防御素能够抑制嗜水气单胞菌的生长, 且随着蛋白浓度的降低抑制能力下降。这些结果为利用昆虫生物反应器规模化生产鱼类β-防御素奠定了基础, 以期为开发能够替代或部分替代抗生素的天然抗菌剂提供良好的候选者和技术途径。     

防御素的生物学特性及其抗病基因工程

防御素是一种富含半胱氨酸的小分子多肽,对细菌等微生物具有广谱抗性,且作用机制特殊。迄今为止,国内外在防御素方面进行了大量的研究,已经从各类生物体中分离出不同种类的防御素,并在基因工程和医药领域呈现广泛的应用前景。文章对防御素的分类、生物学特性,包括哺乳动物α-、β-、θ-防御素、昆虫以及植物防御素的分子结构及抗菌活性进行了综述,阐述了防御素的膜作用及与细胞内复合物结合的作用机制。总结和归纳了防御素基因的分离、表达研究进展及动、植物防御素基因在抗病基因工程领域的应用,并对防御素在未来的生物制药和植物抗病基因工程方面的应用前景进行了展望。     

长爪沙鼠β-防御素（defβ-83）基因的克隆与鉴定

目的克隆长爪沙鼠β-防御素基因序列,并对其进行鉴定及分析。方法从长爪沙鼠小肠中提取总RNA,根据GeneBank中大小鼠的β-防御素的基因序列,通过防御素基因的保守性设计引物,采用RT-PCR技术得到预期的PCR产物,将所得的片段进行克隆、测序,并应用相关生物信息学软件对序列进行鉴定和分析,序列提交genbank。结果Blast比较发现最终测序的结果与小鼠β-防御素-1和大鼠β-防御素-1的同源性全都大于80％,genebank登录号为EU834052。结论经测序鉴定证实该PCR产物为长爪沙鼠阻防御素基因1的一部分。本研究为深入探讨长爪沙鼠β-防御素的生物学活性奠定基础。     

基于重组毕赤酵母的斑点叉尾鮰β-防御素表达

β-防御素是斑点叉尾鮰Ietalurus punetaus抵御病原微生物侵染的首要蛋白质免疫因子,其一级结构包含氨基端24个氨基酸组成的信号肽和羧基端43个氨基酸组成的成熟肽,该成熟肽赋予β-防御素的生物学活性。文中首次构建了产斑点叉尾鮰β-防御素的毕赤酵母Pichiapastoris重组菌株,实现了基于真核表达的斑点叉尾鮰β-防御素的生物合成。首先通过RT-PCR从斑点叉尾鮰皮肤中分离β-防御素成熟肽基因"IPBD",将其与表达载体p PICZαA连接并转入毕赤酵母X-33后,获得重组毕赤酵母菌株;经含1 000μg/m L博来霉素的培养基筛选,获得高拷贝重组菌株。以BMM培养基(无氨基氮源培养基)替代BMMY培养基(含氨基氮源培养基),对重组菌株的发酵培养条件进行优化,确定其产斑点叉尾鮰β-防御素的最适条件为:28℃、250 r/min、1.0%甲醇诱导表达96 h。重组菌株产物经镍离子亲和层析获得分子量为5.98k Da的纯化蛋白,基于MALDI-TOF-TOF的质谱分析证明该纯化蛋白为重组IPBD。抑菌活性测定结果表明重组IPBD对革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、单增李斯特菌Listeria monocytogenes以及革兰氏阴性的铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa的抑菌率分别为69.6%、71.6%和65.8%。本研究为鱼类来源天然小分子抗菌肽的开发提供了可参考的重组DNA技术。     

禽类的重要免疫因子--鸡β防御素

防御素是一种阳离子抗菌肽,是先天免疫的重要分子.鸡的防御素有13种,全部属于β防御素.该文介绍鸡β防御素的基因结构、蛋白质结构、组织分布、表达调控及其生物学功能.研究结果提示,鸡β防御素是一种重要的免疫因子,具有广谱抗病作用.对鸡β防御素的开发利用将主要集中在两个方面：一是作为家禽抗病力的指标之一,在培育家禽抗病品种（品系）方面起辅助作用;一是作为抗菌肽的开发利用.     

大肠杆菌中融合表达人β防御素-3基因的研究

目的 为了在大肠杆菌中融合表达人β防御素-3基因。方法 根据大肠杆菌对精氨酸密码子使用的偏爱性,设计搭桥引物,并通过PCR扩增法合成了人β防御素的全基因序列,克隆进pGEX-4T-2中构建pGEX-4T-2-hBD-3融合表达载体。将表达载体转化E.coli宿主菌DH5α,进行IPTG诱导表达。将菌体反复冻溶使细胞膜穿孔,释放可溶性蛋白。融合蛋白GST-hBD-3经凝血酶切割。结果 研究得到了重组人防御素蛋白,琼脂孔穴扩散抑菌法检测表明,重组人β防御素3对金黄色葡萄球菌有抗菌活性,抑菌效价为0.843 U。结论 人β防御素-3基因在大肠杆菌中得到了融合表达。     

牛气管黏膜抗菌肽成熟肽基因的克隆及序列分析

目的:获得牛气管黏膜抗菌肽(bTAP)成熟肽的基因序列,为后续的研究工作奠定基础。方法:从新屠宰的黄牛气管黏膜中提取总RNA,反转录获得cDNA,以此cDNA为模板进行PCR扩增目的片段,并将其克隆至pMD18-T载体中,经鉴定随机挑选1个阳性重组子进行测序,将测序结果与已报道的序列进行比较,并做NCBIBlast比对。结果:PCR扩增出bTAP成熟肽基因,核苷酸序列测定验证了其正确性;NCBIBlast比对表明,与bTAP成熟肽基因同源性较高的分别是牛β-防御素11、牛β-防御素12、牛β-防御素402、牛β-防御素403、绵羊β-防御素1、绵羊β-防御素2、山羊β-防御素1及山羊β-防御素2,核苷酸序列同源性分别为78.07%、78.95%、80.70%、83.33%、83.33%、80.70%、81.58%和81.58%,氨基酸序列同源性分别为68.42%、65.79%、68.42%、76.32%、71.05%、63.16%、63.16%和68.42%。结论:成功克隆了bTAP成熟肽的基因序列,NCBIBlas比对表明bTAP与防御素可能来自一个共同的祖系基因。     

鸽β-防御素5基因克隆及其抗菌活性

从鸽的骨髓和肝组织中扩增到2个禽β-防御素(AvBD)基因,在大肠杆菌中高效表达,检测其重组蛋白的抗菌活性。应用RT-PCR方法从鸽的骨髓和肝脏组织中扩增AvBD5基因,根据已发现的禽β-防御素和部分哺乳类动物β-防御素-5的氨基酸序列构建系统进化树,将该基因克隆到大肠杆菌原核表达载体pGEX-6p-1上进行原核表达,对该重组蛋白进行纯化,测定体外抗菌活性与理化特性。测序得到这2个基因的cDNA大小均为201 bp,编码66个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱氨酸残基。经遗传进化分析发现,该基因推导的两组氨基酸序列与鸭AvBD5的同源性最高,分别为87.9%和78.8%,这两组氨基酸序列的同源性为83.3%。因此,将其分别命名为鸽AvBD5α(骨髓)和鸽AvBD5β(肝脏)。进一步将这两个基因分别亚克隆到大肠杆菌pGEX-6p-1载体中进行原核表达。两个重组融合蛋白经纯化后,通过菌落计数法测定其体外抗菌活性,盐离子浓度对其抗菌活性的影响,及其融合蛋白的溶血活性。结果表明,重组鸽AvBD 5α、AvBD 5β融合蛋白的分子量约为32 kDa。具有明显的抗菌活性,对12种细菌均有不同程度的抑制作用,高盐浓度对其抗菌活性显著影响。此外,这两个重组蛋白对红细胞无显著溶血活性。     

哺乳动物β-防御素研究进展

哺乳动物β-防御素是一类小分子的阳离子抗菌多肽。其具有独特的抗菌机制和广谱抗菌、抗病毒活性,同时还可作为免疫调节剂来激活与调节机体的免疫系统,在医药开发或是动植物抗病育种等方面都具有很好的应用前景。就哺乳动物β-防御素的分布、分子结构、生物学活性、作用机制及其应用等方面的研究作一综述。     

鸭β-防御素5基因的分离、鉴定及其生物学作用

为克隆与表达鸭β-防御素5 (AvBD5)基因及测定其生物学特性,采用RT-PCR方法从鸭肺脏组织中扩增到鸭AvBD5,将测得的序列与已发现的禽β-防御素和部分哺乳类动物β-防御素的氨 基酸序列构建进化树进行同源性分析.结果显示鸭AvBD5 cDNA大小为201 bp,编码66个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱...     

重组人β防御素3在大肠杆菌中的表达和活性分析

防御素是生物界广泛分布的一类低分子短肽,具有广谱高效的杀菌、抗肿瘤作用,并且不易使微生物产生抗药性,具有很高的应用价值,其中最引人注目的是β防御素[1,2].人β防御素3(humanβ-defensin3,hBD3)是最近发现的第3种人源性β防御素,与其它人防御素相比,在抗菌活性等方面具有明显优势,是所有防御素中抗菌能力最强的之一[3~7],具有独特的研究和开发价值.为了得到高效表达hBD3的工程菌株,本实验按照细菌对密码子的偏爱,人工合成了hBD3的寡核苷酸片段,构建了其表达载体.经IPTG诱导、分离纯化和肠激酶切割,得到了与天然hBD3活性基本相同的…     

β-防御素2的生物学作用

防御素是一类阳离子抗菌肽,具有天然的抗茵活性.β-防御素2是第一个在人体中被发现的可诱导性防御素,它不仅可通过直接杀菌作用抵御入侵机体的病原微生物,还在介导获得性免疫反应、调节机体的免疫炎症反应和创伤修复过程中起着重要作用.另外,β-防御素2在肺损伤、白血病等疾病的预防和治疗中也有着重要的作用,表现出其广阔的应用前景.     

家蝇Denfensin-1基因的克隆、诱导表达及启动子活性分析

【目的】鉴定一种新的家蝇Musca domestica防御素基因, 并分析其功能。【方法】从家蝇转录组数据库中鉴定了1条新的防御素基因cDNA序列, 并将其命名为家蝇防御素1 (Md-defensin-1)基因Mdde-1。利用生物信息学网站、 软件预测其结构等信息。以实时荧光定量PCR技术研究该基因的表达模式, 并且利用基因步移技术获得了启动子序列, 同时采取细胞转染技术验证Mdde-1启动子活性。【结果】该序列包含一个276 bp的开放阅读框, 编码91个氨基酸残基。推导的氨基酸序列N端包括1个23个氨基酸残基的信号肽和1个28个氨基酸残基的前肽。成熟肽由40个氨基酸残基组成, 含有1个典型的CSαβ基序。实时荧光定量PCR结果显示, 家蝇2龄幼虫受金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus (G+)刺激后Mdde-1表达明显上调, 而大肠杆菌Escherichia coli (G^-)刺激后表达下调;Mdde-1在家蝇幼虫受到热激时呈上调表达。为进一步研究其调控机制, 克隆了Mdde-1启动子, 并证明了该启动子具有活性。【结论】据此认为Mdde-1是一种新的家蝇防御素, 并且在免疫革兰氏阳性菌方面发挥重要作用; 同时我们首先证明了Mdde-1的启动子具有活性。本研究为进一步研究家蝇防御素的作用机制奠定了基础。     

大弹涂鱼皮肤转录组测序及抗菌肽基因分析

抗菌肽是鱼类用于抵御外界微生物入侵的天然防御多肽,也是开发新型药物的重要先导分子。大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)是一种特殊的可以营两栖生活的鱼类,其皮肤表面具有丰富的粘液,其中所含抗菌肽对其免疫防御和适应两栖生活具有重要意义。为深入了解大弹涂鱼皮肤组织基因表达谱并从中筛选抗菌肽相关基因,采用新一代Illumina高通量测序平台对大弹涂鱼皮肤组织进行了转录组测序。利用Trinity软件从头组装,从测得的78 608 366条双端测序读长(paired-end read)共计6 GB的序列数据中获得119 848条高质量的蛋白质编码基因(unigene)。经公共数据库序列检索和比对,发现7个unigene编码的多肽与已知的鱼类5大家族的抗菌肽高度同源,即β-防御素(β-defensin)、hepcidin、NK-lysin、piscidin和肝表达抗菌肽-2(liver-expressed antimicrobial peptide-2,LEAP-2)。最后,对上述抗菌肽相关unigene开展了组织表达差异分析、序列比对及进化树分析。研究结果为进一步了解大弹涂鱼适应两栖生活的免疫防御机制和利用新鉴定的抗菌肽开发新型抗菌药物奠定了基础。     

植物防御素基因家族结构、功能及调控研究进展

防御素(Defensins,DF)是抗菌肽家族中最古老的一员。植物防御素是一类包含45-54个氨基酸残基,含有半胱氨酸(Cys)稳定的αβ模序,与哺乳动物及昆虫抗菌肽的亲缘关系非常密切,大部分植物防御素在体内被合成为具有信号肽序列的前体,并被分泌到胞外空间。植物防御素在宿主防御系统中起重要作用,不仅可抑制一系列的植物、动物及人类体内的细菌、真菌,还可杀伤一些肿瘤细胞及病原虫。植物防御素广泛存在于植物的花、茎、叶、果实、根和种子中,具有抗菌、抗肿瘤、抑制酶活、作为离子阻断剂和增加耐受性的功能,可作为新型的杀菌剂或新型的抗生素类药物。随着抗生素导致的耐药菌株的出现,对植物防御素的研究就显得尤为重要,特别是因其有效的抗真菌活性,植物防御素在作物抗病基因工程方面具有巨大的潜力。主要介绍了其发现、结构、类型、逆境调控功能、作用机制以及外源表达植物防御素基因等方面的最新研究进展,有助于将来对植物防御素基因家族进行更深入和全面的研究。     

荷斯坦奶牛中性粒细胞β-防御素cDNA的克隆与序列分析

为研发牛β-防御素生物制剂,防治奶牛乳腺炎。根据已发表的牛β-防御素基因序列设计一对引物。收集患乳腺炎奶牛乳静脉血液中性粒细胞,用试剂盒提取总RNA。经RT-PCR扩增牛β-防御素cDNA片段,回收纯化PCR产物,连接pMD18-T载体,转化感受态细胞JM109。在含X-Gal、Amp及IPTG的LB平板上筛选阳性克隆,经菌落PCR及双酶切鉴定后,对目的片段进行测序。结果表明RT-PCR扩增出的cDNA片段碱基数为189bp,含有一个完整的ORF,能编码63个氨基酸的多肽,多肽中含6个保守半胱氨酸残基。用Blast程序进行检索比较,表明扩增序列与GenBank中发表的BNBD-7编码区序列96.3%相同。结果成功克隆出奶牛β-防御素家族的成员BNBD-7基因,为重组牛β-防御素的开发奠定了基础。     

二硫键及其连接方式对防御素抗菌功能的影响研究进展

防御素是一类内源性、高度稳定、富含半胱氨酸的抗菌肽,对抗感染和宿主免疫调控具有重要作用。其序列内一般有6-8个保守半胱氨酸形成3-4对二硫键。二硫键对数和连接方式在维持防御素结构和抗菌功能方面具有重要作用,此外,高活性线型及低二硫键含量突变体在减少生产成本,简化生产流程方面具有重要作用。综述了防御素分子特征、结构和功能,在此基础上报道二硫键氧化还原状态、数量及其连接方式影响防御素抗菌活性的最新研究进展。     

世界首例转人防御素基因克隆奶牛在陕诞生

11月25日,由我国著名动物胚胎工程专家、西北农林科技大学教授张涌历时10年主持培育的世界首例转人防御素基因克隆奶牛在陕西诞生。科研人员通过基因工程的方法,将人特异表达的防御素基因与奶牛β-酪蛋白启动子结合。得到人防御素基因乳腺特异性高效表达载体,并将其导入高产的奶牛皮肤成纤维细胞中,     

HBD-3基因的乳腺特异性表达载体的构建及真核表达

为了制备高效表达人β-防御素-3基因的转基因奶牛提供可靠的核移植供体细胞,本试验采用RT-PCR从人胎盘组织获得人β-防御素3cDNA,通过双酶切法将目的基因片段hBD插入到质粒pBCP之间,最后再通过双酶切法将目的片段BCD插入到真核表达载体pEGFP-C1中,最终构建乳腺特异性表达载体pEBCD。脂质体介导法转染奶牛胎儿成纤维细胞G418,抗性筛选3~4周后,经PCR、RT-PCR扩增检测和报告基因EGFP表达检测,得到稳定整合外源基因的转基因供体细胞;同时检测稳定转染的奶牛乳腺上皮细胞系的上清液,检测到重组人β-防御素-3蛋白可以在奶牛乳腺上皮细胞组织特异性表达。