层理鞭枝藻藻蓝蛋白和藻红蓝蛋白β亚基Cys-155的藻胆色素共价偶联

层理鞭枝藻(Mastigocladus laminosus PCC7603)藻蓝蛋白β-CPC和藻红蓝蛋白β-PEC中均存在2个藻胆色素结合位点(Cys-84和Cys-155),可与藻蓝胆素(简称PCB)发生共价偶联反应,已有研究证实编码基因为alr0617的裂合酶CpcS1是催化Cys-84与PCB共价偶联的裂合酶。在研究Cys-155与PCB共价偶联的过程中,通过BLAST软件同源性对比分析后,筛选出4个基因:cpcT1、cpcT2、cpcS1、cpcS2,其中基因cpcT1和cpcS2,利用分子克隆的技术,根据实验需要转到载体pCDFDuet上,通过DNA电泳和蛋白质电泳挑选出正确的克隆。此4个基因对应的质粒与在大肠杆菌内生成PCB必需的质粒pACYCDuet-ho1-pcyA,以及质粒pET-cpcB(C84S)或pET-pecB(C84A),共同转入大肠杆菌BL21(DE3)内,进行体内重组,得到各重组蛋白,经过亲和层析柱提纯并透析,过滤掉金属离子,纯化透析后的蛋白经过活性比较、蛋白质电泳以及锌染色、蛋白质变性等试验以及荧光和紫外吸收光谱等鉴定,通过与相应文献中PCB光谱的比对,确定编码基因为all5339的裂合酶CpcT1能高效地催化Cys-155与PCB共价偶联,而其余3个基因不能起到催化作用。由此,能催化脱辅基蛋白β-CPC和β-PEC的两个位点共价偶联PCB的裂合酶均被发现。实验对于研究藻胆蛋白的生物合成、光合作用捕光机理以及藻胆体的组装等有重要的意义。       

藻红蓝蛋白α-亚基脱辅基蛋白与藻蓝胆素的重组

利用在大肠杆菌中表达的藻红蓝蛋白α－亚基脱辅基蛋白与藻蓝胆素PCB重组,吸收光谱、荧光光谱和高效可逆光化学性质分析表明,藻红蓝蛋白α－亚基脱辅基蛋白与藻蓝胆素直接重组,生成的胆素蛋白中辅基色素仍为藻蓝胆素;而藻红蓝蛋白α-亚基脱辅基蛋白与藻蓝胆素在藻红蓝蛋白α－亚基重组酶（pecE和pecF基因的表达产物）催化下重组,生成的胆素蛋白中辅基色素转变为藻紫胆素,并具有高效可逆光化学特性。     

层理鞭枝藻藻红蓝蛋白E基因片段的克隆与表达

藻胆蛋白(Phycobiliprotein)是存在于蓝藻、红藻和隐藻中的一类捕光色素蛋白,可分为藻红蛋白(简称PE),藻蓝蛋白(简称PC),别藻蓝蛋白(简称APC)和藻红蓝蛋白(简称PEC).藻胆蛋白连有发色团辅基色素-藻胆色素(Phycobilins),藻胆色素分四类:藻蓝胆素(简称PCB),藻红胆素(简称PEB),藻尿胆素(简称PUB)和藻紫胆素(简称PVB)1.       

优化培养基增加层理鞭枝藻藻胆蛋白产量

藻胆蛋白(phycobiliprotein)是蓝藻和红藻藻胆体的组成部分,是光合作用集光复合体的组成部分,一般由α和β亚基构成,每个亚基含1～4个辅基色素,从而使藻胆蛋白具有特定的光谱吸收性质。根据这些吸收光谱性质,可以将藻胆蛋白分为:别藻蓝蛋白(APC)、藻蓝蛋白(PC)和藻红蛋白(PE)等,在某些缺乏PE而有异形胞的蓝藻中存在充当PE天线捕光功能的藻红蓝蛋白(PEC)〔1〕。藻胆蛋白可用于天然食用色素、化妆品色素和制药行业,还可作为免疫检测、荧光显微技术和流式细胞荧光测定法技术方面的荧光探针。特别是本工作研究的层理鞭枝藻(简称M.laminosu…     

藻蓝蛋白和藻红蓝蛋白β亚基半胱氨酸的定点突变及体外重组研究

为研究藻蓝蛋白 (PC)和藻红蓝蛋白 (PEC) β亚基 (分别简称为 β PC、β PEC)生物合成、结构与功能的关系 ,用MegaprimerPCR定点突变技术设计 β PC、β PEC中与藻蓝胆素连接的第二个半胱氨酸的定点突变蛋白质 β PC(C15 5I)和 β PEC(C15 5I)。将相应的基因片段亚克隆于表达载体pET 30a,并转化大肠杆菌BL2l(DE3)。经IPTG诱导后 ,β PC(C15 5I)和 β PEC(C15 5I)在大肠杆菌中均得到了高效表达。β PC(C15 5I)和 β PEC(C15 5I)与藻蓝胆素的重组结果表明两个突变体的结构基本没发生改变 ,有利于对 β PC和 β PEC的生物合成进行进一步研究。     

鱼腥藻PCC7120藻红蓝蛋白α亚基体内重组研究

为了研究藻红蓝蛋白α亚基的生物合成途径,通过构建相容的4种重组质粒pETDuetp-ecA、pCOLADuet-pecE、pCDFDuetp-ecF和pACYCDuet-ho1-pcyA,将裂合酶基因pecE和pecF、血红素氧化酶基因ho1、藻蓝胆素合成酶基因pcyA和脱辅基藻红蓝蛋白α亚基基因pecA共同转入大肠杆菌BL21(DE3),通过色素蛋白锌电泳和光谱检测表明产生了生物活性的PecA-PCB。结果表明生成的色素藻胆蛋白具有藻红蓝蛋白α-亚基所特有的光谱性质和可逆光致变色性质。而在裂合酶基因pecE和pecF不转入大肠杆菌的情况下,大肠杆菌内只有0.1%的PecA-PCB产生。以上研究对藻胆蛋白生物构建具有重要意义。     

藻红蓝蛋白β亚基体内重组及其色谱分析

藻胆蛋白是蓝藻中的捕光蛋白,其生物合成的重要一步是藻胆色素与脱辅基蛋白的连接.大多数藻胆色素的正确连接都需要结合位点专一和对色素的构象有选择性的裂合酶来催化完成,但是这方面的报道不是很多.藻红蓝蛋白由两个亚基组成,β亚基(简称β-PEC)含171个氨基酸残基及两个辅基色素藻蓝胆素(简称PCB),分别在Cys-84和Cys-155位以硫醚键共价相连.通过同源性分析获得的由编号为alr0617基因编码的蛋白为藻红蓝蛋白β亚基(β-PEC)中的Cys-84与PCB的连接的催化酶.为了研究层理鞭枝藻藻红蓝蛋白(PEC)β亚基(β-PEC)中藻蓝胆素(PCB)与脱辅基蛋白的连接机制,通过体内重组方式得到色素蛋白PCB-PecB(C155I),分析表明该色素蛋白与β-PEC的吸收光谱和荧光光谱一致.酸性尿素变性实验证明得到的色素蛋白中的藻蓝胆素PCB没有被破坏.使用胃蛋白酶对天然藻红蓝色素蛋白和重组藻红蓝色素蛋白进行相同条件的水解并得到各自的色素肽,高效液相色谱分析表明这两种色素肽相同,由此证明了编号为alr0617基因编码的蛋白质能催化PCB与PecB(C155I)正确共价偶联.     

藻胆蛋白的分离纯化研究进展

藻胆蛋白(phycobiliprotein,PBP)的生物活性使其具有广泛的应用前景,藻胆蛋白的分离纯化一直是国内外的研究热点.综述了近年来国内外藻胆蛋白的分离纯化进展,主要包括提取原料、细胞破碎法和分离纯化3个方面.     

发菜藻蓝蛋白分离纯化的研究

以发菜为材料,比较了提取液类型和饱和硫酸铵浓度对藻蓝蛋白提取的影响,并对藻蓝蛋白的提取程序和部分特性进行了研究。结果表明:50 mmol/L KP缓冲液(pH值7.2)是合适的提取液,体积分数为40%~50%饱和硫酸铵盐析效果优于其它浓度。经过DEAE-Toyopeal 650 S离子交换层析和SuperdexTM200凝胶过滤层析后,藻蓝蛋白纯度达6.2,最大吸收峰位于615 nm,荧光发射峰位于649 nm,由α和β2个亚基组成,其分子质量分别为18 051.17和19 142.27 Da。因此,发菜藻蓝蛋白分离纯化较为理想的程序为:藻粉→50 mmol/L KP缓冲液(pH值7.2)浸泡→French pressure(1 500 kg/cm2)破碎细胞→40%~50%饱和硫酸铵盐析→DEAE-Toyopeal 650 S离子交换层析→SuperdexTM200凝胶过滤层析→较纯的藻蓝蛋白。     

用膨化柱填料的方法从红藻中规模分离纯化R—藻红蛋白

以Phenyl-sepharose作为柱填料,用streamline柱层析技术从红藻（Palmaria palmata(Lannaeus)Kuntze）中规模分离捕光色素蛋白-R-藻红蛋白。由于不是传统的从层析柱上方进样,而是用泵将样品从streamline层析柱的下方加样（从下至上）,因而解决了用一般层析柱分离R-藻红蛋白时海藻抽提液中大量的粘性多糖堵塞层析柱的难题。用P.palmata粗提液上样后,分别用0.2mol/L、0.1mol/L和0.05mol/L的（NH4）2SO4溶液从相反的方向（即从上到下）洗脱层析柱,发现这些洗脱液中的藻红蛋白纯度已经较高。然后将洗脱液透析去盐,用阴离子交换柱层析（Q-sepharose）进一步纯化。经过这两次柱层析后,R-藻红蛋白的纯度（OD565/OD280）超过3.5,高于一般认可的R-藻红蛋白的纯度标准3.2;产率为每克冷冻P.palmata可纯化0.122mg高纯度的R-藻红蛋白,比使用一般分离方法的产率要高10倍,这些结果表明,使用本报道的方法纯化藻红蛋白,将会使作为生化检测试剂的藻红蛋白市场价格大幅度下降。     

从一种富含藻胆蛋白的螺旋藻中大量提取和纯化藻蓝蛋白的研究

采用新鲜藻丝为原料和分段梯度盐析分离纯化钝顶螺旋藻Sp(NS)-90020的藻蓝蛋白（PC）,经羟基磷灰石一次层析,能使提取的PC的纯度大于普遍认可的标准,由于该工艺流程较为简单,适合藻蓝蛋白的大量生产,藻胆蛋白经Sephadex凝胶过滤后的可达电泳纯度标准,经SDS-PAE测得PC,APC的分子量分别约为38.33kD。     

紫球藻藻红蛋白的分离纯化及光谱学特性

采用4℃反复浸提、离心、硫酸铵沉淀、DEAE—Sepharose Fast Flow离子交换柱层析,从紫球藻（Porphyridium cruentum Naegeli）冻干粉中分离纯化藻红蛋白,分离纯度达到4．85,总收率51．9％;经羟基磷灰石柱层析纯化,藻红蛋白纯度达到5．10,总收率34．0％,聚丙烯酰胺凝胶电泳显示1条带。所分离纯化的藻红蛋白含有3个亚基（α、β、γ）,在可见光区545nm和560nm处有2个吸收峰,在498nm处有1个吸收肩峰。实验结果说明所分离纯化的藻红蛋白纯度符合要求。     

钝顶螺旋藻藻胆蛋白的分离,纯化及其理化特性

钝顶螺旋藻(Spirulina Platensis var.nanjingensis)一变异株的水溶性色素精提物,经固体硫酸铵沉淀,羟基磷灰石(HA)和Sephadex G-100柱层析后可分离、纯化出藻蓝蛋白(C-PC)和别藻蛋白(APC)。它们的纯度可分别达到AS 620/A_(277)=4.71;A_(650)/A_(270)=5.62。纯化后的C—PC和APC在聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)中仅见一条色带,其最大吸收峰分别在620nm和050nm。经12％的十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE),以及高效液相色谱(HPLC)分离,C—PC和APC均可分为α和β两个亚单位。两者的亚单位分子量分别为:C—PC—α,15000;C—PC—β,14500;APC—α,15000;APC—β,13500。依此推算,该藻的C—PC和APC的最小分子量应为29.5kD和28.5kD。经等电电泳法测定,其C—PC和APC的等电点分别在4.8和4.9。氨基酸组成和含量分析结果表明,除色氨酸(Try)未测外,c—PC含有14种氨基酸,APC含有15种氨基酸,两者都缺乏组氨酸(His)和脯氨酸(Pro),C—PC还缺少蛋氨酸(Met)。     

珊瑚藻R-藻红蛋白γ亚基基因的克隆

根据珊瑚藻(Corallina afficinalis L.)R-藻红蛋白γ亚基N末端部分氨基酸序列(P83592)设计简并引物,结合RACE方法,扩增获得g亚基的全长cDNA序列.结果表明,序列全长为2 308 bp(AY209894),5'非编码区长1 203bp,3'非编码区长145 bp,编码区长960 bp,编码320个氨基酸组成的前体,包含71个氨基酸构成的信号肽和249个氨基酸组成的成熟蛋白.成熟蛋白序列内部存在重复序列与前人的报道一致.珊瑚藻亚基cDNA序列不同克隆子的测序结果表明,g亚基cDNA序列存在不同的3'末端,说明该基因可能存在多个拷贝或存在转录后加工.此外,扩增获得g亚基DNA序列(AY308999),比较表明编码区内部没有内含子存在.本文是对珊瑚藻R-藻红蛋白g亚基基因序列的首次报道.     

柱孢鱼腥藻的藻蓝蛋白亚基和F_(678)色素蛋白

柱孢鱼腥藻的藻蓝蛋白包含有两个亚基。β亚基具有578nm吸收峰和600nm荧光发射峰,分子量19.80±0.40KD,可表明β亚基仅有一个载色团。α亚基具有578nm和630nm吸收峰及645nm的荧光发射峰,分子量17.35±0.38,α亚基可能有两个载色团。别藻蓝蛋白有635nm和650nm吸收蜂及664nm的荧光发射峰。具藻胆体的类囊体膜从高盐浓度缓冲液移至低盐浓度缓冲液时表现678nm荧光发射峰,可能柱孢鱼腥藻存在的F_(678)色素蛋白相当于GLazer(1975)的别藻蓝蛋白B。     

层理鞭枝藻藻蓝蛋白E和F基因的克隆及序列分析

克隆并测定了层理鞭枝藻藻蓝蛋白E和F基因全序列,通过将其氨基酸序列与其他蓝藻的相应序列进行比较,表明层理鞭枝藻中cpcE,cpcF所编码的蛋白质是层理鞭枝藻中α-CPC生命合成的连接酶。     

珊瑚藻R-藻红蛋白γ亚基基因的克隆(英文)

根据珊瑚藻(Corallina afficinalis L.)R-藻红蛋白γ亚基N末端部分氨基酸序列(P83592)设计简并引物,结合RACE方法,扩增获得g亚基的全长cDNA序列。结果表明,序列全长为2308 bp(AY209894),5′非编码区长1203bp,3′非编码区长145 bp,编码区长960 bp,编码320个氨基酸组成的前体,包含71个氨基酸构成的信号肽和249个氨基酸组成的成熟蛋白。成熟蛋白序列内部存在重复序列与前人的报道一致。珊瑚藻亚基cDNA序列不同克隆子的测序结果表明,g亚基cDNA序列存在不同的3′末端,说明该基因可能存在多个拷贝或存在转录后加工。此外,扩增获得g亚基DNA序列(AY308999),比较表明编码区内部没有内含子存在。本文是对珊瑚藻R-藻红蛋白g亚基基因序列的首次报道。