小鼠金属硫蛋白──I cDNA在蓝藻中的克隆和表达

生物工程技术在工业、农业和环境保护上的应用日益广泛,将工程微生物应用于环境污染的治理,是一条快速、安全又经济的途径。本文报道了获得一种清除重金属污染工程藻的研究。将小鼠金属硫蛋白－Ｉ（ｍｏｕｓｅｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ－Ｉ,ｍＭＴ－Ｉ）ｃＤＮＡ基因片段插入到质粒ｐＲＬ４３９上的强启动子ＰｐｓｂＡ之后,并与穿梭载体ｐＤＣ－８相连构建成功大肠杆菌──蓝藻穿梭表达载体ｐＤＣ－ＭＴ,然后通过三亲结合转移法将ｐＤＣ－ＭＴ转入固氮丝状体蓝藻鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ）７１２０中,经新霉素筛选获遗传稳定的转外源ＤＮＡ藻株;纯化单藻落扩大培养后,提取蓝藻质粒,斑点杂交确定ｍＭＴ－ＩｃＤＮＡ的转人;在培养基中加入重金属Ｃｄ,培养后收集藻细胞,用ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔｔｉｎｇ,极谱法和原子吸收等多种方法确定金属硫蛋白的表达,并计算表达量约为４０μｇＭＴ／ｇ藻鲜重。     

小鼠金属硫蛋白基因在丝状体蓝藻中的表达及对重金属抗性的提高

应用蓝藻类金属硫蛋白启动子（ｓｍｔＯＰ）的金属诱导性,在丝状体蓝藻鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣＣ７１２０）中表达具有更高金属结合能力和对Ｃｄ２＋有选择特异性的小鼠金属硫蛋白基因（ｍＭＴⅠｃＤＮＡ）。构建穿梭表达载体ｐＫＴＭＲＥ并在大肠杆菌ＨＢ１０１中扩增,经三亲接合转移、链霉素筛选、ＤＮＡ和蛋白质印迹等方法鉴定得到稳定的转基因工程蓝藻。转基因蓝藻对金属离子吸附能力和较高重金属浓度下放氧活性测定表明,外源基因的表达提高了蓝藻对重金属离子的抗性,是野生蓝藻的１．５～２．０倍。     

在鱼腥藻7120中建立反义glnA系统

应用反义技术对鱼腥藻７１２０的内源ｇｌｎＡ基因的表达进行调控,首次获得了人工反义系统的蓝藻品系。先从编码谷酰胺合成酶的基因ｇｌｎＡ中取得部分结构基因片段,与表达质粒载体ｐＲＬ－４３９及穿梭质粒载体ｐＤＣ－８相连接。通过酶切鉴定筛选出反向克隆的穿梭表达质粒ｐＤＣ－ＡＴＧＳ,然后应用三亲接合转移法把它鱼腥藻７１２０。     

小鼠金属硫收白基因在线状体蓝藻中的表达及对重金属抗生的提高

应用蓝藻金属硫蛋白启动子的金属诱导性,在丝状体蓝藻鱼腥藻中表达具有更高金属结合能力对Ｃｄ＾２＋有选择特异性的小鼠金属硫蛋白基因。构建窗梭表达载体ｐＫＴ－ＭＲＥ并在大肠相菌ＨＢ１０１中扩增,经三亲接全转移,链霉素筛选、ＤＮＡ和蛋白质印迹等方法鉴定得到稳定的转基因工程蓝藻。转基因蓝藻对金属离子吸附能力和较高重金属浓度下放氧活性测定表明,外源基因的表达提高了蓝藻对重金属离子的抗生,是野生蓝藻的１．５－２     

苏云金芽胞杆菌杀蚊基团在鱼腥藻中克隆和表达的初步研究

将苏云金胞杆菌以色列亚种的杀蚊晶体蛋白基因ｃｒｙ１１Ａ亚克隆到大肠杆菌－蓝藻的穿梭质粒载体ｐＥＲＬ２５Ｃ然后用三亲本杂交的方法将重组质粒转移到一种具有固氮能力且可被蚊幼虫蚕食的鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ）ＰＣＣ７１２０中,Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔ及Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析表明ｃｒｙ１１Ａ基因在鱼腥藻ＰＣＣ７１２０中得以克隆和表达,但生物测定未能检测到转基因鱼腥藻对库蚊（Ｃｕｌｅｘ）的毒性,可能是因     

人肝金属硫蛋白突变体β基因通过同源重组在蓝藻中的克隆与表达

将人肝金属硫蛋白（ＭＴ）突变体β基因插入到中间载体ｐＲＬ－４３９上的强启动子ＰｐｓｂＡ 下游,利用载体ｐＲＬ－β上的ＰｐｓｂＡ 和β基因与ｐｈａｓｍ ｉｄ ｐＴＺ１８－８上整合平台ＰｓｂＢ,构建整合表达载体ｐＴＺ－β．整合平台ＰｓｂＢ与集胞藻（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓｓｐ．ＰＣＣ６８０３）染色体ＤＮＡ 上ｐｓｂＢ基因下游片段为同源序列．为了发生单交换同源重组,将外源基因β插入到整合平台ＰｓｂＢ下游的克隆位点．利用自然转化方法将表达载体ｐＴＺ－β整合到Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｔｓｐ．ＰＣＣ６８０３的染色体上．经氨苄青霉素筛选得到遗传性状稳定的转基因蓝藻．Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 证明β基因已整合到Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ｓｐ．ＰＣＣ６８０３的染色体上;Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ 表明β基因已在蓝藻中表达．ＥＬＩＳＡ 测定在Ｚｎ２＋ 浓度为１５０ μｍ ｌ／Ｌ时表达量最高,为５９０ μｇ／ｇ 鲜藻;原子吸收表明转β基因的藻对Ｚｎ２＋ 的富集能力约为野生型的２倍．     

聚球藻7942高效泌氨突变种的获得及其泌氨,谷氨酰胺合成酶活性,光合和生

将含有Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣ７１２０反义ｇｌｎＡ基因片段的穿梭表达质粒ｐＤＣ－ＡＴＧＳ转化单细胞蓝藻聚球藻Ｓｙｎｅ－ｃｈｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．ＰＣＣ７９４２,通过同源重组,外源ＤＮＡ定位整合到染色体上。经过抗菌素筛选,获得一种高效泌氨的Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．７９４２突变种。     

聚球藻7942高效泌氨突变种的获得及其泌氨、谷氨酰胺合成酶活性、光合和生长

将含有Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣＣ７１２０反义ｇｌｎＡ基因片段的穿梭表达质粒ｐＤＣ－ＡＴＧＳ转化单细胞蓝藻聚球藻Ｓｙｎｅ－ｃｈｏｃｏｃｃｕｓ　ｓｐ．ＰＣＣ７９４２,通过同源重组,外源ＤＮＡ定位整合到染色体上。经过抗菌素筛选,获得一种高效泌氨的Ｓｙｎｅｃhｏｃｏｃｃｕｓ　ｓｐ．７９４２突变种。将此突变种固定化在聚氨脂泡沫中后,定量测定其谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）活性。结果表明,固定化后的突变藻培养９ｄ后泌氨活性比自由生活的野生藻高１５６倍,ＧＳ活性降低７３．６％;其生长速度与同条件下野生藻相近,７７Ｋ荧光光谱表明突变种固定化后光系统Ⅱ活性提高４４％。     

T7 RNA聚合酶基因表达系统在鱼腥藻7120中构建及hG-CSF的表达

外源基因的表达效率低是蓝藻基因工程发展的瓶颈之一,T7 RNA聚合酶表达系统实现了大肠杆菌中外源基因的高效表达,蓝藻与大肠杆菌同为革兰氏阴性菌,具有较高的遗传同源性,在蓝藻中构建T7 RNA聚合酶表达系统有可能提高外源基因在蓝藻中的表达效率。为了在鱼腥藻7120中构建T7 RNA聚合酶表达系统,采用重叠延伸PCR技术和酶切连接等方法构建能够表达T7 RNA聚合酶的定点整合载体pEASY-T1-F1-TacT7RNAPCmR-F2以及由T7启动子驱动hG-CSF基因表达的穿梭表达载体pRL-T7-hG-CSF;采用电击转化法将定点整合载体导入野生型鱼腥藻中,通过三亲接合的方法将穿梭表达载体转入已定点整合T7 RNA聚合酶的转基因鱼腥藻中。利用PCR技术鉴定外源基因在蓝藻中的存在;RT-PCR方法检测外源基因在蓝藻中的转录情况;Western blotting实验检测外源基因在蓝藻中的蛋白表达情况。结果表明两种载体构建成功,T7 RNA聚合酶基因和hG-CSF基因被转入鱼腥藻中,两个基因均在藻中表达,T7 RNA聚合酶表达系统在鱼腥藻中构建成功,与传统蓝藻表达系统相比,文中在鱼腥藻中构建的T7表达系统使hG-CSF基因的表达量提高2倍。该表达系统将为蓝藻基因工程的应用提供更优的工具,将促进蓝藻作为底盘细胞在合成生物学等领域的发展。     

hGM-CSF基因穿梭表达载体的构建及其在鱼腥藻7120中的克隆

人粒-巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)作为一种造血生长因子,能够刺激T细胞和巨噬细胞增殖、成熟和分化,具有极其重要的免疫调解功能.本研究运用PCR方法,从质粒pAG-MT-8中克隆该基因,并在其5′端添加有利于在蓝藻细胞中高效表达的SD序列,然后插入到表达载体(pRL-439)强启动子PpsbA的下游,进一步与穿梭表达载体pDC-08相连构建成穿梭表达载体pDC-GM.利用三亲接合转移方法将该穿梭表达载体(pDC-GM)转入丝状鱼腥藻7120,通过相应抗生素筛选后得到能稳定遗传的转基因藻.以该转基因藻的基因组DNA为模板进行PCR检测,结果表明hGM-CSF基因已转入鱼腥藻7120.这是首次尝试把蓝藻作为制备重组hGM-CSF的新宿主,具有潜在的经济价值和社会效益.     

在鱼腥藻7120中建立反义glnA系统

应用反义技术对鱼腥藻7120切的内源glnA基因的表达进行调控,首次获得了人工反义系统的蓝藻品系。先从编码谷酰胺合成酶（GS）的基因glnA中取得部分结构基因片段,与表达质粒载体pRL-439及穿梭质粒载体pDC－8相连接。通过酶切鉴定筛选出反向克隆的穿梭表达质粒pDC－AM,然后应用三亲接合转移法把它转入鱼腥藻对7120.通过新霉素筛选,酶谱鉴定,斑点杂交,质粒的交叉转化以及内源glnA基因表达的GS活性分析,GS相关的胞外泌氨分析及所获藻株的形态学变化,证明已在鱼腥藻7120中建立了人工反义glnA基因的品系。     

重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)基因在鱼腥藻中的克隆

为了将rhG-CSF基因在鱼腥藻PCC 7120中克隆,用于制备口服制剂,利用DNA重组技术,在不改变阅读杠的前提下,将hG-CSF基因进行突变,并插入到pUC-19载体上,构建中间载体pUC=G-CSF;将pUC-G-CSF插入到pRL-489的启动子PpsbA的下游,构建穿梭表达载体pRL-G-CSF;通过三亲接合转移方法,将pRL-G-CSF转入丝状体蓝藻鱼腥藻PCC 7120内。本试验得到了有抗生素性的鱼腥藻,并用PCR技术检测到rhG-CSF基因在转基因鱼腥藻中存在。     

可降解淀粉和产生酒精的酵母工程菌的构建

采用基因重组技术将黑曲酶糖化酶ＧＡＩ ｃＤＮＡ与ＭＦ－α１因子的启动子－信号序列及ＰＧＫ基因的转录终止位点重组进大肠杆菌－酵母穿梭质粒构建酵母表达载体ＹｅｐＭＧＴ２０,用原生质体转化法引入酒酵母ＧＲＦ１８,在酵母ＭＦ－α１启动子－信号序列及ＰＧＫ终止位点的调控下,实现糖化酶的高表达,９９％的酶活力分泌至胞外,构建的酿酒酵母ＧＲＦ１８（ＹＥｐＭＧＴ２０）在１０％淀粉的培养基中培养４８ｈ,淀粉水解率达     

人肿瘤坏死因子α基因穿梭表达载体的构建和在鱼腥藻7120中的表达

报道了人肿瘤坏死因子α(hTNFα)基因穿梭表达载体的构建及其在丝状体蓝藻鱼腥藻 712 0中的表达和鉴定结果 .将质粒pRL rhTNF上hTNFα的cDNA连于pRL 43 9质粒上的PpsbA启动子下游 ,得到中间载体pRL TC .进一步与穿梭质粒pDC 8重组 ,得到可在大肠杆菌和蓝藻中均可表达的穿梭表达载体pDC TNF .pRL rhTNF ,pRL TC和pDC TNF三者在大肠杆菌中的表达量分别为 11.8% ,16 9%和 15 .0 % .通过三亲接合转移将pDC TNF引入鱼腥藻 712 0中并获稳定遗传的转基因株 .从转基因的鱼腥藻 712 0中检测到pDC TNF质粒的存在 ,且在和TNFα的cDNA探针进行的Southern杂交中呈阳性反应 .抽提转基因藻的蛋白样品进行检测 ,在Western印迹中和TNFα单克隆抗体呈阳性反应 .采用TNF对L92 9细胞的细胞毒性方法 ,证明转基因藻粗提液中 ,TNF确有细胞毒活性 .     

人异体移植炎症因子在大肠杆菌中的表达和纯化

应用ＰＣＲ技术,将人异体移植炎症因子１（ｈＡＩＦ－１）基因ｃＤＮＡ 从克隆载体ｐＳＣ－１／ＡＩＦ－１ 中扩增,经酶切后与原核表达载体ｐＫＫ２２３－３ 连接,转化大肠杆菌ＪＭ１０９,在异丙基－β－Ｄ－硫代半乳糖苷（ＩＰＴＧ）诱导后筛选阳性表达株,并对其表达产物进行了分离纯化,得到了电泳纯产品．产物的表观分子质量约１．６×１０４ｕ,经蛋白质测序Ｎ 端正确,但Ｃ端缺少７ 个氨基酸残基．在蛋白质一级结构的基础上,利用计算机软件对其蛋白质特征和有关功能作了初步鉴定和预测, 对外源基因在原核表达系统中的表达策略作了初步探讨,为ｈＡＩＦ－１ 的结构和功能研究打下了基础,对于以后用基因工程方法生产该物质,并用于临床具有一定意义．     

转基因烟草表达霍乱毒素B亚单位的研究

将霍乱毒素Ｂ亚单位（ＣＴＢ）基因克隆到质粒ｐＢｉｎ４３８中,分别构建植物表达载体ｐＢＩ－ＣＴＢ、ｐＢＩ－ＳＰＣＴＢ和ｐＢＩ－ＣＴＢＥＲ。采用叶盘法分别转化烟草Ｋ３２６,各表达载体得到了一批较基因植株。转基因烟草的ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分析表明ＣＴＢ基因整合到了烟草基因组中。转基因植株的ＥＬＩＳＡ和Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ分析表明ｐＢＩ－ＳＰＣＴＢ和ｐＢＩ－ＣＴＢＥＲ的转基因植株能有效表     

GL—7—ACA酰化酶在大肠杆菌中的分泌表达

利用来自假单胞菌的ＧＬ－７－ＡＣＡ酰化酶的信号肽和表达元件基因片段构建了ＧＬ－０７－ＡＣＡ酰化酶的分泌型高表达质粒ｐＴｒｃＣＡ１Ｓ和ｐＫＫＣＡ１Ｓ,其中ｐＴｒｃＣＡ１Ｓ为ＩＰＴＧ诱导型质粒,ｐＫＫＣＡ１Ｓ为组成型质粒。ｐＴｒｃＣＡ１Ｓ和ｐＫＫＣＡ１Ｓ转入受体菌ＴＧ１中都可高表达ＧＬ－７－ＡＣＡ酰化酶基因并将表达产物转运到周质空间,完整细胞酰楷酶比活力分别为２３．９单位每克菌体和１８．３单位每克菌体     

小鼠金属硫蛋白 Ⅰ cDNA编码序列的克隆及其在昆虫细胞中的表达

将质粒ｐＢＸ－ＭＴ上的小鼠ＭＴ－ⅠｃＤＮＡ片段切下作为模板,通过ＰＣＲ方法删除该片段的非编码序列,将编码序列克隆到质粒ｐＢＳ－ＳＫ中,经ＤＮＡ序列测定后证明其克隆序列正确．再将ＭＴ－ⅠｃＤＮＡ编码序列插入到转移载体ｐＢａｃＰＡＫ８的ＢａｍＨⅠ和ＥｃｏＲⅠ位点之间,通过磷酸钙／ＤＮＡ共转染方法将其导入昆虫细胞Ｓｆ９中,以Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ和ＤｏｔＥＩＡ方法对表达产物进行了检测,表达量为１ｍｇ／Ｌ     

启动子Pcpcβ提高鱼腥藻7120中hGM-CSF基因表达效率的研究

利用聚球藻7002中编码藻蓝蛋白基因(cpcβ)的启动子(Pcpcβ),替代穿梭表达载体pDC-GM中的启动子PpsbA,启动外源人粒巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因在鱼腥藻7120中的表达。蛋白免疫印迹证实,在含Pcpcβ启动子的cGM藻株中,hGM-CSF基因的表达水平比原先构建的含PpsbA启动子的GM藻株中提高了90%,且该基因的高效表达对宿主细胞的生长未产生明显影响。结果表明,对于在蓝藻中表达hGM-CSF基因而言,Pcpcβ启动子可能是较适宜的强启动子之一。     

抗真菌蛋白Rs—AFPs基因在大肠杆菌中的表达

将抗真菌蛋白Ｒｓ－ＡＦＰ１和Ｒｓ－ＡＦＰ２全长ｃＤＮＡ插入表达质粒ｐＥＴ－２２ｂ／ＮｃｏＩ＋ＳａｃＩ位点,构建成融合蛋白表达载体ｐＲＡＦ１和ｐＲＡＦ２．将不含信号肽编码序列的Ｒｓ－ＡＦＰ１和Ｒｓ－ＡＦＰ２ｃＤＮＡ分别插入ｐＥＴ－２２ｂ／Ｎｃｏｌ＋Ｓａｃｌ和ｐＥＴ－２２ｂ／Ｎｄｅｌ＋ＳａｃＩ位点,构建成不含信号肽序列的融合蛋白表达载体ｐＲＡＦ３、ｐＲＡＦ４和非融合蛋白表达载体ｐＲＡＦ５和ｐＲＡＦ６．将构建的上述各种表达载体转化Ｅ．ｃｏｌｉＢＬ２１,挑菌落培养,ＩＰＴＧ诱导,使Ｒｓ－ＡＦＰｓ基因得到表达,并用体外抑菌试验检测表达产物的活性,结果表明,各种表达载体的表达产物均具有不同程度的抑菌活性,其中,ｐＲＡＦ３和ｐＲＡＦ４表达产物的抑菌活性较明显．