信号肽在大肠杆菌分泌系统中的研究与应用进展

大肠杆菌以其明显的优势成为表达重组蛋白常用的系统,但是大肠杆菌本身不具备细胞内形成二硫键的氧化条件和分子机制,而且高水平表达时常容易聚集形成包涵体,限制了其使用,改善这一缺点的重要方法是通过信号肽实现蛋白质的分泌表达.信号肽一般存在于分泌蛋白的氨基端,能够引导蛋白质通过大肠杆菌中的Sec或/和Tat系统分泌至周质空间....     

信号肽序列及其在蛋白质表达中的应用

信号肽在蛋白分泌的过程中起重要作用,分泌性蛋白质合成后由信号肽引导其穿过合成所在的细胞到其他组织细胞中。可以利用因特网在线工具和信号序列捕获系统来判定基因序列中是否含有信号肽序列。外源蛋白的表达形式多为细胞内不溶性表达(包涵体),少数为细胞外分泌表达。利用信号肽来引导外源蛋白分泌可避免因包涵体复性带来的困难。研究表明,多种外源基因连接上信号肽后在原核表达系统如大肠杆菌、L型细菌、芽孢杆菌和乳酸杆菌中等都得到了分泌表达;信号肽也广泛应用于真核表达系统如毕赤酵母和昆虫杆状病毒表达系统,以提高蛋白的表达量。     

丝状真菌高效表达异源蛋白的研究进展

丝状真菌是一种具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统,在工业生产中常被用于生产多种生物酶和有机酸。本文综述了当前国内外对于丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展,其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用,同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

毕赤酵母中外源蛋白表达量的提升策略

利用异源重组表达系统表达外源蛋白是基因工程研究的重点。巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）是一种甲基营养型酵母,由于其易于遗传操作、高水平分泌外源蛋白、翻译后修饰等特点,已成为工业应用中蛋白质生产的重要菌株,常被用于酶制剂的生产。然而,部分外源蛋白在毕赤酵母系统中的表达水平较低,仍有待提升的空间。因此,进一步探索提升毕赤酵母中外源蛋白表达量的原理和方法,将对降低毕赤酵母表达系统工业化生产成本,提高经济效益,具有重要的意义。本文主要从基因水平、转录水平、翻译水平、折叠分泌水平、抗逆水平、发酵工艺六个方面归纳总结了近年来毕赤酵母提高外源蛋白表达的优化策略的研究进展,旨在为提高外源蛋白在毕赤酵母表达系统中的表达水平提供有益参考。     

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统, 能对蛋白质进行翻译后修饰, 如蛋白质糖基化等; 并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来, 随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步, 尤其是真菌基因组学的发展, 利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展, 其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用, 同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统, 能对蛋白质进行翻译后修饰, 如蛋白质糖基化等; 并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来, 随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步, 尤其是真菌基因组学的发展, 利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展, 其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用, 同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

信号肽对酵母外源蛋白质分泌效率的影响

根据酵母表达系统在表达外源蛋白方面的独特优势,利用酵母表达系统高效分泌并纯化具有生物学活性的蛋白质,已受到广泛关注。信号肽在蛋白质的分泌中起着重要作用,可引导蛋白分泌至胞外,大大提高蛋白的表达量,在工业化生产外源蛋白的纯化工艺方面具有重要意义。该文将从酵母表达系统中对信号肽的选择、改造、偏爱密码子和增强子的应用等几个方面进行优化的探讨,以提高蛋白质在酵母系统中的分泌效率。     

米曲霉基因工程技术的进展

丝状真菌米曲霉(Aspergillus oryzae)是发酵工业的重要菌株,具有强大的蛋白分泌能力和公认的食品安全性,可作为表达外源蛋白的细胞工厂。然而利用米曲霉分泌生产外源蛋白质常会受限于一些瓶颈问题:包括转录、翻译、蛋白质折叠、易位、降解、运输和分泌等。这些问题的存在导致米曲霉外源蛋白生产很难达到预期的效果。近年来,随着全基因组序列的破译,米曲霉生产相关基础研究以及基因工程技术都得到了较好的发展。如提高同源重组效率、选择性标记基因应用技术、染色体大片段删除技术、菌丝融合技术和DNA芯片技术等。这些技术的开发和建立为米曲霉工业生产应用提供了大量技术支持。针对米曲霉在外源表达蛋白中存在的瓶颈问题,主要通过以下几个方面进行了阐述:转化系统的优化和转化效率的提高、蛋白酶基因缺陷菌株的构建、融合表达策略,以及优化其外源表达系统来提高外源蛋白生产等。这些米曲霉生产相关基础研究以及基因工程技术的进步很大程度上提高了米曲霉的生产应用,并为今后米曲霉生产菌株的育种提供了更多有效的途径和研究空间。     

植物生物反应器生产异源蛋白

利用植物表达系统生产外源蛋白是一个有吸引力的廉价生产系统 ,它有可能替代外源蛋白的发酵生产系统。本文对分子农业的意义、植物表达外源蛋白的影响因素和植物生产外源蛋白质的研究进展等方面作了论述     

phoA基因的克隆和一种原核分泌表达筛选载体的构建

外源基因在原核细胞中的表达,是基因工程和分子生物学许多研究领域中应用最为广泛的技术,大肠杆菌已成为蛋白质表达的首选宿主和生产基因工程多肽药物的主要表达系统。发展通用的高表达、可溶性以及分泌性表达策略,是目前该领域研究中的重点发展方向。实现外源基因在大肠杆菌中的分泌表达,由于对蛋白质分泌机制的基础研究还不够深入,缺乏有力的理论指导,目前还存在许多问题,急需要发展新的研究技术和思路。研究表明,表达蛋白的性质是决定它能否有效分泌的重要性质,蛋白质中少数氨基酸的改变可显著的影响其分泌情况。为了能够方便的…     

自噬与泛素化蛋白降解途径的分子机制及其功能

细胞内所有的蛋白质和大多数的细胞外蛋白都在不断的进行更新,即它们在不断地被降解,并被新合成的蛋白质取代。细胞内蛋白的降解主要通过两个途径,即自噬和泛素蛋白酶体系统。自噬是一种由溶酶体介导的细胞内过多或异常蛋白质的降解机制。在细胞内主要有3种类型的自噬,即分子伴侣介导的自噬、微自噬和巨自噬。泛素蛋白酶体系统是由泛素介导的一种高度复杂的蛋白降解机制,它参与降解细胞内许多蛋白质并且这个过程具有高度特异性。细胞内蛋白质的降解参与调节许多细胞过程,包括细胞周期、DNA修复、细胞生长和分化、细胞质量的控制、病原生物的感染反应和细胞凋亡等。许多严重的人类疾病被认为是由于蛋白质降解系统的紊乱而引起的。文章综述了自噬和泛素化途径及其分子机制,以及蛋白质降解系统紊乱的病理学意义。     

猪流行性腹泻病毒ORF3蛋白40–91 aa是其细胞质定位的关键结构域

ORF3蛋白是猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)基因组编码的唯一的辅助蛋白,与病毒毒力相关。为确定PEDV ORF3细胞质定位信号,文中构建了系列PEDV DR13wt ORF3蛋白全长或截短肽重组表达载体,转染Vero细胞并利用激光共聚焦显微镜分析与EGFP融合表达的全长ORF3蛋白和其系列截短肽在细胞内的分布。结果表明,全长ORF3蛋白或所有包含2个跨膜域的40–91 aa基序的ORF3截短肽均只定位于细胞质中,而不包含40–91aa基序的ORF3截短肽分布于整个细胞中(细胞质和细胞核均有分布)。这表明40–91 aa是猪流行性腹泻病毒ORF3蛋白细胞质定位的关键结构域。PEDVORF3蛋白细胞质定位结构域的明确为进一步研究其细胞内转运和生物学功能提供了参考。     

戊型肝炎病毒ORF1多聚蛋白的不同功能域在细胞内的定位

为了探讨戊型肝炎病毒多聚蛋白ORF1的多个功能域在宿主细胞中的表达和定位情况,我们首先将psk-HEV重组载体上的ORF1各功能域的编码序列克隆到绿色荧光蛋白载体pcDNA3.1-GFP上,构建成融合表达的重组质粒,并测序和酶切鉴定其构建成功。再通过Western-Blot验证各融合蛋白在细胞中正确表达,并用激光扫描共聚焦显微镜观察融合蛋白在细胞内的分布和定位。在Huh7细胞中,RdRp蛋白主要分布于细胞核内,HEL蛋白以囊泡状分布于细胞核周,MET蛋白以颗粒状存在于细胞核和细胞质中,PLP蛋白呈极性分布于细胞核周,X蛋白在细胞核和细胞质中均存在。各融合蛋白在细胞中的不同定位印证了对这些蛋白质的功能预测和体外研究结果,这为进一步研究HEV不同蛋白功能提供了支持。     

COPII各组分在蛋白质分泌途径中的功能

细胞质被膜复合体II(COPII)介导蛋白质从内质网(ER)运向高尔基体(Golgi)。它是真核生物蛋白质分泌途径中的重要组分,在保持细胞内各个细胞器动态平衡中发挥重要功能。COPII小泡由5种高度保守的细胞质蛋白组成:胞质GTP酶Ras相关蛋白1(Sar1)、内衣被组分Sec23和Sec24、外衣被组分Sec13和Sec31。对COPII的形成过程、COPII各个亚单位的功能研究进展以及各物种间COPII组分的冗余问题进行了讨论。     

表达重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的发酵及表达产物的纯化

目的:研究表达重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的发酵和表达产物的纯化工艺。方法:利用16L发酵罐发酵培养工程菌,设定了溶氧、搅拌速度、诱导时机、补料和培养基pH值等发酵条件;通过包涵体洗涤、离子交换层析法纯化目的蛋白。结果:工程菌目的蛋白质表达量占菌体总蛋白质的30%以上,纯化后目的蛋白的纯度可达98%。结论:建立了大肠杆菌高效表达人骨形态发生蛋白-7的发酵及纯化工艺。     

利用放线菌酮提高黄素单氧化酶FMO_(GS-OX1)亚细胞定位的准确性

研究蛋白质亚细胞定位的常规方法是构建由35S启动子驱动目的基因与绿色荧光蛋白基因(GFP)融合的表达载体,在细胞中瞬时或稳定表达来确定该蛋白质在细胞中的定位。35S启动子的优势是能够获得较强的GFP信号,但同时也可能因为蛋白质合成量过大,导致部分蛋白滞留在运输途径中或出现在其真实定位以外的区域。为了解决这一问题,以模式植物拟南芥中黄素单氧化酶FMOGS-OX1为例,利用蛋白质抑制剂放线菌酮处理过量表达FMOGS-OX1-GFP融合蛋白的烟草叶片。结果表明:未经放线菌酮处理的烟草叶片表皮细胞,细胞质和内质网中均呈现了较强的荧光信号,放线菌酮处理后,内质网上的信号消失,而细胞质则呈现出稳定的信号,因此判断FMOGS-OX1合成后可能是经过内质网运输到细胞质中的。上述结果证明适当的放线菌酮处理,能够避免强启动子驱动报告基因造成的蛋白质合成过量的问题,可有效地提高蛋白质亚细胞定位的准确性。     

毕赤酵母表达外源基因研究进展

毕赤酵母表达系统作为一种新型酵母表达系统,它既有原核生物的特点,又有真核生物的特性,可以对目的蛋白质进行糖基化、二硫键形成等翻译后修饰。在过去的20年中已经有200多种不同蛋白在毕赤酵母中实现了成功表达,其中许多已被广泛应用于临床诊断治疗或科研工作中。随着一系列新型酵母表达载体及菌株的构建及发酵技术的不断提高,毕赤酵母越来越吸引着科学家的关注,毕赤酵母己被发展成为一种细胞生物学研究及基因工程生产的模式真核生物。本文总结了毕赤酵母的载体与菌株构建及发酵技术和糖基化等方面近年的主要研究进展。     

核酸及蛋白质合成、提取、纯化

922口06醉母中的蛋白定位〔英」/Reid,G.A。/J。Gen。Mierobiol一1991,137,Pt.s。一1765~1773〔译白DBA,1091,10(23),91一13330〕 以酿酒酵母作实验材料为重点,综述了涉及蛋白质定位的细胞和分子过程。讨论了下述内容: (a)分泌途径,(b)等级分类信号,(c)蛋白质在内质网上的滞留;(d)转入液饱,(e)在内质网上定位的早期步骤,(f)线粒体蛋白定位, (g)蛋白质在核、过氧物酶体及其它细胞器中的定位;及(h)蛋白质从酵母细胞质中的直接分泌。在酵母细胞质中产生的几千种蛋白质中,多数蛋白通过一系列蛋白定位途径移到不同的胞内目标或分泌到细胞外。…     

提高大肠杆菌表达外源蛋白胞外含量的策略

大肠杆菌的蛋白质表达平台在工业和农业中得到了广泛应用,使目的蛋白质表达后释放至胞外更有利于大规模的生产。目前,已经研究出许多改善外源蛋白胞外含量的方法。本文从蛋白质分泌机制、菌株、信号肽、载体和培养条件的选择和优化改造、密码子的优化和蛋白质跨膜转运过程的改善等方面总结了提高大肠杆菌表达外源蛋白的胞外含量的各种策略,指出多因素协同作用才能更全面地提升蛋白质的胞外产量。     

蛋白质泛素化系统

泛素化是单个或多个泛素在泛素激活酶,泛素结合酶及泛素蛋白质连接酶的作用下共价修饰底物蛋白质的过程,近年来的研究发现,许多含环指的蛋白质本身是蛋白质泛素连接酶,或是多亚基连接酶中的重要成分。由于细胞内可表达200以上的环指蛋白,并且多亚基连接酶可利用同一环指蛋白但不同的底物识别蛋白。这些研究极大地丰富了对泛素化系统酶的认识,也使进一步调节和干预连接酶与底物的相互作用成为可能,新近的研究还发现,泛素化不仅可导致蛋白质的降解,还可直接影响蛋白质的活性和细胞内定位,是调节细胞内蛋白质功能和水平的主要机制之一。