磷脂酰丝氨酸合成酶基因pss的克隆与表达

磷脂酰丝氨酸合成酶能催化转酯反应,是定向合成特定磷脂类物质特别是磷脂酰丝氨酸的工具酶,但出发菌株产量低,很大程度上限制了酶法合成磷脂酰丝氨酸的工业化应用。利用表达载体pET-22b,实现了大肠杆菌磷脂酰丝氨酸合成酶基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的同源高效表达。利用镍亲和柱对表达产物进行纯化,并用HPLC法对纯化后的重组酶的活力进行检测。结果表明,目的蛋白可在短时间内进行大量表达,蛋白含量是出发菌株的100倍,同时经6h的转酯反应转化率达到33%,重组磷脂酰丝氨酸合成酶活力达到69U/mg蛋白。     

嗜热栖热菌α-葡萄糖苷酶基因的表达及酶学性质研究

用PCR方法从嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)HB27中扩增出编码α-葡萄糖苷酶基因hbg,将其克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET28a( )上,电击转化E.coliBL21(DE3),获得高效表达hbg基因的大肠杆菌重组菌。重组菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测表达蛋白相对分子质量约为59kD,与预期分子量相符。经镍柱和阴离子交换柱纯化的重组表达的α-葡萄糖苷酶HBG最适温度为95℃,最适pH值为5.0。     

人IGF-1在大肠杆菌中的可溶表达和纯化

目的:在大肠杆菌中的可溶表达和纯化人胰岛素样生长因子1(hIGF-1)。方法:根据hIGF-1的氨基酸序列和大肠杆菌密码子偏爱性,利用重叠延伸PCR的方法合成hIGF-1DNA序列,构建表达载体,在大肠杆菌OrigamiB(DE3)中与硫氧还蛋白TrxA融合表达,并通过盐析和镍柱亲合层析进行纯化。结果:SDS-PAGE分析显示,重组融合蛋白以可溶形式存在,分子量约为28kDa,占上清总蛋白的50%以上。经盐析和镍柱亲合层析进行纯化,目标蛋白纯度可达到90%左右。结论:复合干扰素在大肠杆菌中的高效可溶表达。     

果蝇心脏发育标记基因Hand多克隆抗体的制备

制备果蝇心脏标记基因Hand抗体对研究果蝇心脏发育具有重要意义。从果蝇体内提取出总RNA,反转录得到果蝇的cDNA,将其作为模板PCR得到Hand基因部分片段,将片段连接到pET-28a上,构建重组质粒pET一28a—Hand,将重组质粒转化rosetta受体菌,IPTG诱导表达,表达产物经镍柱纯化,SDS—PAGE电泳分析,结果表明Hand基因在大肠杆菌中成功表达,表达的Hand融合蛋白分子量大约为24kD,经镍柱纯化后获得了高纯度可溶性的Hand蛋白。     

人工合成抗菌肽D2A21基因的克隆和表达

为了获得高效表达的抗菌肽D2A21,本研究根据抗菌肽D2A21的氨基酸序列及大肠杆菌偏爱的密码子,设计并人工合成D2A21基因,并将该合成基因克隆至pProEXHTb载体中,构建成含有含6个组氨酸标签的重组质粒。重组质粒转化至大肠杆菌中,经摇瓶发酵,IPTG诱导后,发酵液用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。结果表明,成功合成D2A21基因,并构建了抗菌肽D2A21表达载体。通过镍柱亲和层析纯化,聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,抗菌肽D2A21能够在大肠杆菌中稳定表达。本研究将为大规模表达纯化D2A21及其进一步的研究和利用提供一定基础。     

大肠杆菌trpBA基因的克隆表达

目的:提高大肠杆菌中色氨酸合成酶的表达量和表达活性。方法:利用PCR方法从大肠杆菌K-12的基因组中直接克隆出紧密连锁trpB和trpA基因(简称trpBA),并将其连接到原核表达载体pet22b( )中,得到重组质粒pet22b( )-trp-BA,转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导重组蛋白表达,表达产物经SDS-PAGE分析并用比色法测定其活性。结果:凝胶电泳可见PCR扩增产物大小约为2kb,SDS-PAGE鉴定目的蛋白的Mr分别约为29000和44000,色氨酸合成酶α、β亚基分别得到了高效表达,色氨酸合成酶活性提高到对照菌的3.7倍。结论:成功构建了重组质粒pet22b( )-trpBA,色氨酸合成酶的表达量和表达活性在大肠杆菌中得到了提高,为高产色氨酸基因工程菌的构建奠定基础。     

异戊二烯合成酶研究进展

异戊二烯(Isoprene)的排放具有特殊的生物学功能,对大气环境具有重要影响,另外,异戊二烯也是一种具有广泛用途的化合物。在生物体内,异戊二烯是由异戊二烯合成酶(Isoprene synthase,Isps)催化烯丙基二磷酸(Dimethylallyl diphosphate,DMAPP)脱去焦磷酸(Pyrophosphate)而生成的。因此,作为异戊二烯合成过程中的关键酶,Isps在异戊二烯的自然排放和生物合成过程都发挥着重要的作用,对Isps的研究具有非常重要的意义。到目前为止,已经在多种植物中发现了该酶,研究表明,来源于不同生物的异戊二烯合成酶具有保守的结构特征和相似的生化性质。文中就Isps的最新研究进展进行综述,包括比较分析不同生物来源Isps的生化特征和结构特征,探讨催化机制,并对该酶在生物工程领域的应用进行展望。     

嗜水气单胞菌十一碳焦磷酸合成酶XreF的原核表达及分离纯化

目的:构建嗜水气单胞菌十一碳焦磷酸合成酶XreF基因的原核表达载体,转入大肠杆菌诱导表达高活性的XreF蛋白。方法:从嗜水气单胞菌中提取基因组DNA,以基因组DNA为模板进行PCR扩增,构建pPROEX-HTaXreF重组载体,转入大肠杆菌BL21(DE3)表达目的蛋白;用镍离子亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析分离纯化目的蛋白XreF;用分析型凝胶过滤柱检测XreF的聚集状态。结果:构建了重组载体pPROEX-HTa-XreF,测序结果与XerF基因编码序列一致;XreF蛋白在大肠杆菌中经IPTG诱导高效表达,纯化获得高浓度(17.5 mg/mL)、高纯度(96%以上)的XreF蛋白;分析型凝胶过滤结果显示,XreF在溶液中为单体,在镁离子存在的情况下为二聚体。结论:获得并纯化了在大肠杆菌中高效表达的嗜水气单胞菌XreF,镁离子可诱导XreF在溶液中由单体向二聚体转化。     

百脉根根瘤菌群体感应相关基因的克隆与表达

在实验室的纯培养条件下,检测不到百脉根根瘤菌自体诱导物的产生,但是通过基因序列同源性比对分析发现,百脉根根瘤菌基因组中至少含有4种自体诱导物合成酶基因;将其中一个自体诱导物合成酶基因ml4543克隆到大肠杆菌表达载体pET30a,构建得到能异源表达该基因的大肠杆菌重组菌株;对该大肠杆菌重组菌株进行自体诱导物检测发现,该合成酶基因在大肠杆菌中能合成至少3种自体诱导物因子。     

疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶在大肠杆菌中的表达与纯化

目的:实现疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶(Thermomyces lanuginosus Lipase,TLL)在大肠杆菌中的可溶性表达,并建立有效的纯化方法。方法:根据疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶序列和大肠杆菌密码子的偏爱性,合成了疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶DNA序列,克隆至大肠杆菌表达载体PET-32a(+)中,通过筛选得到阳性重组载体,并转化入大肠杆菌Rosetta(DE3),诱导表达并利用SDS-PAGE电泳检测重组脂肪酶表达情况,并通过Ni柱亲和层析对目的蛋白TLL进行纯化,透析脱盐后,TEV酶切重组融合蛋白,再利用亲和层析纯化得到酶切后的脂肪酶,检测其酶活。结果:得到了可溶性表达的TLL,检测酶切前后脂肪酶的比活性:酶切前达5.7×106U/mg,酶切后达8.9×105U/mg。结论:实现了疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶的可溶性表达,并得到有效纯化,同时证明TEV酶切目的蛋白对其活性影响微小,为之后对其进行环化打下基础。     

Combinational biosynthesis of isoprene by engineering the MEP pathway in Escherichia coli

As an important feedstock in petrochemistry, isoprene is used in a wide range of industrial applications. It is produced almost entirely from petrochemical sources; however, these sources are being progressively depleted. A reliable biological process for isoprene production utilizing renewable feedstocks would be an industry-redefining development. There are two biosynthetic pathways producing isoprene: the mevalonate (MVA) pathway and the methyl erythritol 1-phosphate (MEP) pathway. In this study, the MEP pathway was modified in Escherichia coli BL21 (DE3) to produce isoprene. The isoprene synthase (IspS) gene chemically synthesized from Populus alba after codon optimization for expression in E. coli was heterologously expressed. The endogenous genes of 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase (DXS) and 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate reductoisomerase (DXR) were over-expressed. The isopentenyl pyrophosphate isomerase (Idi) gene from Streptococcus pneumoniae was exogenously over-expressed, and farnesyl diphosphate synthase (ispA) was weakened to enhance the yield. The control strain harboring empty plasmids did not emit any isoprene. The over-expression of the DXR gene only had little impact on the yield of isoprene. Idi from S. pneumoniae played a significant role in the improvement of isoprene production. The highest yield was achieved by an ispA-weakened DXS-IDI-IspS recombinant with 19.9 mg/l isoprene, which resulted in a 33-fold enhancement of the isoprene yield from the IspS recombinant.     

Purification and properties of deacetoxycephalosporin C synthase from recombinant Escherichia coli and its comparison with the native enzyme purified from Streptomyces clavuligerus

A putatively rate-limiting synthase (expandase) of Streptomyces clavuligerus was stabilized in vitro and purified 46-fold from cell-free extracts; a major enriched protein with a Mr of 35,000 was further purified by electrophoretic elution. Based on a 22-residue amino-terminal sequence of the protein, the synthase gene of S. clavuligerus was cloned and expressed in Escherichia coli (Kovacevic, S., Weigel, B.J., Tobin, M.B., Ingolia, T.D., and Miller, J. R. (1989) J. Bacteriol. 171, 754-760). The synthase protein was detected mainly from granules of recombinant E. coli. The recombinant synthase was solubilized from the granules by urea, and for the first time a highly active synthase was purified to near homogeneity. The synthase was a monomer with a Mr of 34,600 and exhibited two isoelectric points of 6.1 and 5.3. Its catalytic activity required alpha-ketoglutarate, Fe2+, and O2, was stimulated by dithiothreitol or ascorbate but not by ATP, and was optimal at pH 7.0 in 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid buffer and at 36 degrees C. The Fe2+ requirement was specific, and at least one sulfhydryl group in the purified enzyme was apparently essential for the ring expansion. The Km values of the enzyme for penicillin N and alpha-ketoglutarate were 29 and 18 microM, respectively, and the Ka for Fe2+ was 8 microM. The recombinant synthase was indistinguishable from the native synthase of S. clavuligerus by those biochemical properties. In addition to the enzymic ring expansion of penicillin N to deacetoxycephalosporin C, the recombinant synthase catalyzed a novel hydroxylation of 3-exomethylenecephalosporin C to deacetylcephalosporin C.     

鲍曼不动杆菌铁蛋白的抗氧化功能研究

【目的】克隆鲍曼不动杆菌铁蛋白(Abferritin)基因,并研究其抗氧化功能。【方法】荧光定量PCR检测氧化应激下Abferritin基因的表达量,并将其基因克隆到表达载体p ET28a以构建重组质粒p ET28a-Abferritin,转化大肠杆菌BL21(DE3)得到重组菌BL/p ET28aAbferritin,IPTG诱导目的蛋白表达并利用镍柱亲和层析纯化该蛋白。比色法测定Abferritin蛋白的Fe2+氧化酶活性,自由基清除实验测定其抗氧化功能。菌落计数法观察重组大肠杆菌在H2O2应激条件下的存活率。【结果】Abferritin基因在氧化应激下表达增高。重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,通过Ni2+亲和层析纯化获得了Abferritin蛋白。该蛋白具有Fe2+氧化酶活性,能有效减少氧自由基的形成及提高大肠杆菌抵抗氧化应激的能力。【结论】氧化应激能诱导Abferritin基因表达上调,且该蛋白具有亚铁氧化酶活性和抗氧化功能。     

弓形虫膜表面抗原SAG2蛋白的高效表达及免疫活性分析

在大肠杆菌中以可溶性形式高效表达弓形虫膜表面抗原SAG2蛋白,并对其免疫活性进行分析。应用PCR技术从刚地弓形虫RH株的基因组DNA中扩增编码SAG2的基因片段,亚克隆至原核表达载体pET32a(+),在大肠埃希菌(E.coli)BL21内表达,并对其表达条件进行优化,Western blotting和ELISA分析纯化蛋白的免疫原性;纯化的重组蛋白免疫小鼠制备多抗,用间接免疫荧光试验(IFA)分析表达蛋白的免疫反应性。成功构建重组质粒pET32a(+)-tSAG2,所表达的融合蛋白大小约为38kD。在IPTG终浓度为0.1mmol/L、诱导时间4-6h和培养温度32℃条件下,重组SAG2蛋白主要以可溶性形式在大肠杆菌中高效表达,每升培养菌液约获得可溶性重组SAG2蛋白16mg。Western blotting及ELISA结果显示纯化蛋白具有良好的免疫原性。IFA显示重组蛋白的抗血清能够识别刚地弓形虫表面的SAG2天然蛋白,所表达蛋白具有良好的免疫反应性。截断的SAG2基因在大肠杆菌中得到了高效表达,重组蛋白保持了天然蛋白的免疫活性,为进一步利用该重组蛋白进行弓形虫病免疫诊断及基因工程亚单位疫苗的研制奠定基础。     

新型抗结核分枝杆菌药物筛选模型的建立

为建立基于酶水平和细胞水平的新型抗结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）药物的筛选模型,以M.tuberculosis H37Rv基因组DNA为模板,PCR特异性扩增异柠檬酸裂解酶（ICL）基因,构建表达载体,在E.coli BL21（DE3）中高效表达,使用N i2＋亲和层析柱纯化重组ICL,检测其活性。优化ICL酶反应条件,考察待筛选样品溶剂对酶活性的影响,建立ICL抑制剂酶水平筛选模型;考察与优化耻垢分枝杆菌（Mycobacterium smegma）在以乙酸盐为唯一碳源的培养基中的生长状况,建立基于M.sm egma的乙醛酸代谢途径抑制剂的细胞水平筛选模型;利用上述2种筛选模型对1 060种可能具有拮抗活性的微生物代谢样品进行初筛和复筛,两者筛选结果正相关性较好。     

大鼠α-酰胺化酶(α-AE)在大肠杆菌中的表达、纯化及活性研究

α-酰胺化是神经和内分泌系统中许多生物活性肽重要的翻译后加工过程,C末端α酰胺基团的存在对于许多生物活性肽的生物活性极为重要。本研究通过PCR扩增获得了编码大鼠α-酰胺化酶的基因,以pET-30a为载体,重组质粒pET-A转化至 E.coli BL21成功表达了α-酰胺化酶。采用Ni2+-NTA亲和层析纯化重组蛋白。该蛋白具有催化三肽底物((Dns-Tyr-Val-Gly)成为酰胺化二肽 (Dns-Tyr-Val-NH2)的酶活性,这表明重组蛋白是α-酰胺化酶,有可能用于生物活性肽的酰胺化研究。     

EB病毒早期蛋白P54的原核表达及其免疫原性的研究

PCR法获得编码EB病毒早期蛋白P54的基因BMRFl,序列分析后亚克隆入原核表达载体pET30a。表达质粒pET30a-BMRF1在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中经IPTG诱导后表达了P54抗原,SDS—PAGE表明其相对分子质量为51000;采用镍离子亲和柱纯化重组蛋白。Western印迹结果表明纯化蛋白免疫BALB／c小鼠后产生了P54特异性抗体。间接免疫荧光表明免疫血清可以识别激活的Raji细胞中表达的P54蛋白。以上结果表明构建了原核表达质粒pET30a-BMRF1并在大肠杆菌细胞中成功表达EB病毒早期蛋白P54,表达蛋白具有很好的抗原性和免疫原性。     

抗人CD19单链抗体基因的构建、表达及功能测定

采用RT-PCR方法从分泌抗人类白细胞表面分化抗原CD19单克隆抗体的杂交瘤细胞中克隆出V_H和V_L可变区基因,再通过重叠延伸拼接（spliceoverlap extension）PCR方法在V_H和V_L可变区基因之间引入连接肽(Gly4Ser)3,体外构建抗人CD19单链抗体（抗CD19-ScFv）基因。将其克隆至表达载体PET28a并在大肠杆菌中表达。SDS-PAGE和Westernblot分析结果表明,抗CD19-ScFv在BL21（DE3）菌中获得表达,重组蛋白的相对分子量为27kD,表达产物以不溶性包涵体形式存在,经过溶解包涵体,镍柱亲和层析纯化和体外复性过程,获得了高纯度的单链抗体片段。流式细胞分析结果证实抗CD19ScFv可与人类白细胞表面的分化抗原CD19结合,保留了鼠源性单抗与CD19结合活性。抗人CD19-ScFv的构建与表达,为下一步针对B淋巴系统恶性肿瘤的靶向治疗奠定了基础。     

Single-chain antibody against human lipocalin-type prostaglandin D synthase: Construction, expression, purification, and activity assay

An active form of single-chain antibody (ScFv) from murine monoclonal antibody 4A7, which is specific for lipocalin-type prostaglandin D synthase (L-PGDS), was produced in Escherichia coli. The complementary DNA fragments encoding the variable regions of heavy chain (VH) and light chain (VL), which amplified from hybridoma 4A7 producing a monoclonal antibody (IgG1) against L-PGDS, were connected by a (Gly4Ser)3 linker using an assembly polymerase chain reaction. The resultant ScFv were cloned into the vector pGEM and expressed in E. coli as inclusion bodies. The expressed ScFv fusion proteins were purified by Ni2+-nitrilotriacetic acid chromatography. The purity and activity of purified ScFv were confirmed by SDS-PAGE and ELISA. The result revealed that 4A7 ScFv conserved the same characteristics of specific recognition and binding to sperm as the parental 4A7 monoclonal antibody.     

人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白的原核表达及纯化

目的:表达和纯化人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白。方法:利用PCR搭接方法及基因合成方法获得目的基因,插入带有6×His标签的原核高效可溶性表达载体pET32a中,构建重组表达质粒pET32a-T9-ac-9,将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导目的基因表达;对融合蛋白进行Ni2+金属螯合柱纯化。结果:构建的重组表达质粒经PCR、内切酶鉴定及基因序列测定证实;目的蛋白在大肠杆菌中获得表达,SDS-PAGE显示相对分子质量为22.917×103;对表达产物进行了亲和层析纯化,从上清中获得了纯度较高的人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白。结论:获得了可溶性的人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白,为其生物学功能研究奠定了基础。