一种苦荞主要过敏原基因cDNA的克隆及序列分析

为了获得苦荞中主要过敏原的cDNA和由此推导的蛋白质序列 ,分析其结构特点 ,以苦荞幼根根尖为材料 ,提取总RNA并反转录mRNA为cDNA第一链 .通过RT PCR、3′RACE、基因克隆及序列测定 ,获得一种苦荞主要过敏蛋白基因的cDNA片段 (GenBank登录号为AY0 4 4918) .该cDNA片段由 76 8bp组成 ,包括 3′端非编码区 180个bp ,开放阅读框 5 88bp .可编码一个由 195个氨基酸残基组成的功能蛋白及一个终止密码 .苦荞主要过敏原基因与甜荞 2 2kD过敏蛋白、豆球类蛋白的核苷酸序列分别有 95 %和 93%的同源性 .其推导的氨基酸序列与甜荞球蛋白、刀豆蛋白、甜橙柠檬素分别有 93%、83%和 5 7%的同源性 .该过敏蛋白 183～ 188位氨基酸残基KEEEKE在多数不同过敏原中均存在 ,推测可能为其中的抗原决定簇序列     

重组苦荞麦过敏蛋白TBa的原核表达及其免疫活性鉴定

TBa ［tartary buckwheat allergen］是苦荞麦中的一种主要过敏蛋白.根据长度为585 bp 的TBacDNA序列,以pET-28a为表达载体并选择合适的酶切位点合成上、下游引物,采用基因克隆技术构建重组表达载体pET-28a-TBa.进一步将重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3) 中进行表达.从而获得以包涵体形式存在的TBa目的蛋白.该目的蛋白经Ni ²⁺ -NTA琼脂糖柱亲和纯化及SDS-PAGE分析显示, 纯度达到95% 以上.用透析复性的方法将目的蛋白重折叠,其复性产率可达到约68%.Western印迹证实,目的蛋白N端带有6个组氨酸标签.ELISA检测表明,通过基因重组及表达获得的重组苦荞麦过敏蛋白,与天然苦荞种子中的该蛋白具有相似的免疫学活性,与荞麦过敏病人血清中的IgE有特异性的结合.     

苦荞过敏蛋白TBW17基因克隆及其抗原表位分析

基于苦荞转录组数据,采用RT-PCR技术克隆到1条苦荞过敏原蛋白基因的cDNA序列TBW17,并采用生物信息学方法对其编码蛋白进行了结构分析和抗原表位分析。结果表明,TBW17含有1个480 bp的开放阅读框,编码159个氨基酸,其氨基酸序列与多种植物过敏原蛋白同源性达52.20%~97.48%,蛋白家族分类显示其归为过敏蛋白中常见的Bet v1家族。抗原表位预测分析表明,该编码蛋白的T细胞表位位于91~99位,而B细胞表位位于第9~17、45~53和59~66位。以上结果为进一步对苦荞过敏原蛋白的检测和致敏机制研究提供了一定的理论基础。     

苦荞类过敏原的原核表达及多克隆抗体制备

以苦荞种子发育期全长cDNA文库中获得的与甜荞16 kD过敏原同源的基因BALP(Buckwheat Allergenlike protein,BALP; GenBank登录号GO496294)为基础,构建了原核表达载体pET47b-BALP,实现了在大肠杆菌Rosetta gami2 (DE3)中的高效表达,并对诱导...     

苦荞黄酮-3-羟化酶截短体的原核表达与多克隆抗体制备

为了制备苦荞黄酮-3-羟化酶的多克隆抗体,该研究以苦荞种子灌浆期cDNA文库中获得的苦荞黄酮-3-羟化酶基因截短体(truncated Flavanone-3-hydroxylase,TrF3 H)序列为基础,采用PCR扩增F3 H的截短序列编码区(TrF3 H),构建了原核表达载体pET47b-TrF3 H,并转化入大肠杆菌Rosetta(DE3)plysS中进行诱导表达,将经钴离子螯合层析柱纯化后的目的蛋白切胶回收后制备了高效价的多克隆抗体。结果表明:pET47b-TrF3 H在大肠杆菌Rosetta(DE3)plysS中以包涵体的形式高效表达。蛋白质印迹显示,制备的多克隆抗体能特异识别其对应的抗原,天然的黄酮-3-羟化酶蛋白在苦荞的未成熟种子中大量表达。原核表达体系的建立和多克隆抗体的制备为进一步探讨F3H在苦荞中功能奠定了基础。     

可溶性三聚化CD40-异亮氨酸拉链融合蛋白的制备及鉴定

以克隆的CD40cDNA为模板,经多步PCR构建羧基端融合异亮氨酸拉链(isoleucine zipper,IZ)三聚化基序和His6标签的可溶性CD40融合蛋白(sCD40IZ)的原核表达载体,在大肠杆菌中获得高效表达,分子量为27kD,与理论大小相符,表达产物主要存在于包涵体中,对包涵体蛋白进行稀释复性和纯化得到可溶性的sCD40IZ重组蛋白,该蛋白在溶液中的分子量为91kD,表明最有可能以三聚体形式存在。活性分析显示该蛋白能够与细胞上的CD40L结合,并且其结合活性与不含IZ基序的可溶性CD40相比明显提高。这些结果表明,在可溶性CD40羧基端融合IZ基序能够促进形成三聚体,并且具有增强的配基结合活性。     

苦荞过敏蛋白TB22的原核表达及纯化

为了确定苦荞主要过敏原蛋白TB22的抗原决定簇,揭示其致敏机制,为以后的分子改造及育种改良打下基础,需要在体外微生物体系中获得大量的纯化蛋白。以pQE31为表达载体,M15为表达菌株,使用IPTG诱导,在37℃获得了以包涵体形式存在的表达产物。经WesternBlotting检测,证明表达条带N端带有Histidinetag。使用8molL尿素初步纯化后,目的蛋白含量达到40%以上。进一步HitrapChelatingHP亲和纯化,表达蛋白的纯度达到90%以上。建立了适合重组TB22纯化的基本方法,得到了纯化的包涵体,为抗TB22抗体的制备及其抗原决定簇的研究奠定了基础。     

乌桕SsSAD基因的原核表达与纯化研究

乌桕是一种重要的木本油料树种。SAD(stearoyl-acyl ACP desaturase)是油料植物中将饱和脂肪酸转变成不饱和脂肪酸的一种关键脱氢酶。为了进一步揭示乌桕SsSAD的功能,该研究在大肠杆菌中表达了该蛋白。结果表明:(1)通过RT-PCR的方法从乌桕种子中克隆出了SsSAD基因编码区全长序列,并将其克隆到低温诱导的原核表达载体pCold TF上,构建原核重组表达载体pCold TF/SsSAD,转化大肠杆菌BL 21star(DE3)并获得原核表达工程菌株。(2)通过IPTG法低温诱导表达融合蛋白。该重组质粒在大肠杆菌中得到了高效表达,融合蛋白分子质量约为101kD,且在上清液和包涵体中均有表达,可溶性部分经亲和层析纯化和Western blotting检测证实获得了重组蛋白,上述结果为进一步研究乌桕SsSAD的结构和功能奠定了基础。     

eEF1A1基因克隆、原核分泌表达及融合蛋白纯化

eEF1A1作为蛋白合成中的重要翻译延伸因子,可与多种功能性蛋白如F-actin、BPOZ-2结合,并在细胞凋亡、蛋白降解方面起重要作用.以往原核基因工程蛋白表达系统大多为包涵体表达的变性分子,需要复性.为了获得eEF1A1原核分泌性可溶性蛋白分子,克隆了人eEF1A1蛋白编码序列(约1 300 bp),并成功构建pET22b-A原核分泌表达重组质粒,转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株,0.4 mmol/L终浓度IPTG诱导,经不同温度下包涵体与胞浆蛋白组分分析,快速明确蛋白表达情况,即诱导4 h后,37℃表达于包涵体组分,在30℃分泌表达至胞浆组分.通过His-Trap亲和层析纯化柱进行线性洗脱,Bradford法测定蛋白浓度高达620 mg/mL,SDS-PAGE分析纯度约为95%,蛋白大小符合50 kD,Western blotting显示目的蛋白能被eEF1A1抗体识别;质谱分析证实重组蛋白为人eEF1A1蛋白分子.为进一步研究其与重要功能性蛋白的相互作用及在细胞凋亡和蛋白降解中的作用奠定基础.     

苦荞全基因组11S种子储藏蛋白基因的鉴定及表达分析

以苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn）全基因组数据为平台,采用生物信息学方法,挖掘出9个11S种子储藏蛋白基因,并对其定位、蛋白结构、系统发育及表达模式进行了分析。结果表明,苦荞9个11S种子储藏蛋白基因编码的蛋白长度为189~914 aa,等电点位于5.18~9.82之间,分子量为21.27~103.33 kD;定位分析结果显示,这些成员位于苦荞基因组的6条连锁群上（Megascaffold2/5以及scaffold77/344/395/861）;序列比对分析发现,除了1个11S种子储藏蛋白sample1_00009513-RA具有1个cupin保守结构域外,其余8个都含有2个cupin结构域,并且在cupin保守结构域中,苦荞和拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）共有14个保守的氨基酸残基;蛋白结构预测表明,苦荞11S种子储藏蛋白的结构具有2种类型;苦荞与其它6个物种[拟南芥、花生（Arachis hypogaea Linn.）、大豆（Glycine max（Linn.）Merr.）、杏仁（Armeniaca vulgaris Lam.）、胡桃（Juglans regia L.）和芝麻（Sesamum indicum Linn.）]11S种子储藏蛋白以及苦荞过敏蛋白（TBb和TBt）系统发育分析结果表明,这些蛋白可以分为3类,共具有4对旁系同源蛋白和3对直系同源蛋白;与已报道的苦荞过敏性储藏蛋白以及其它5个物种（花生、大豆、杏仁、胡桃和芝麻）的11S过敏蛋白比较发现,5个11S种子储藏蛋白（sample1_00013128-RA、sample1_00013130-RA、sample1_00021677-RA、sample1_00021668-RA和sample1_00021674-RA）与苦荞2个过敏蛋白的同源性较高,同时它们与胡桃11S过敏蛋白的同源性最高,但尚需进一步实验来确定这5个成员是否为食物过敏原;RNA-Seq转录组数据显示,4个基因（sample1_00018411-RA、sample1_00026786-RA、sample1_00021674-RA、sample1_00022718-RA）在2种荞麦属植物的灌浆期种子中表达水平较高,且在‘大苦1号’中的表达水平要高于‘大甜1号’。     

苦荞二氢黄酮醇4-还原酶的原核表达与多克隆抗体制备

苦荞二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)是花青素合成途径的关键酶。该研究以苦荞种子灌浆期cDNA为模板,采用RT-PCR方法克隆苦荞DFR编码基因,并将其连接到表达载体pET47b上,转化获得苦荞DFR编码基因的大肠杆菌BL21(DE3)工程菌,通过IPTG诱导表达,用SDS-PAGE分析表达产物,用亲和层析方法纯化蛋白,制备苦荞DFR多克隆抗体。RT-PCR技术获得了苦荞DFR编码基因的开放阅读框,重组表达载体经PCR和测序鉴定,表明表达载体构建成功,SDS-PAGE分析表达产物分别以可溶和不可溶的形式高效表达,亲和层析纯化得到融合蛋白,Western blotting显示,制备的多克隆抗体能特异识别其对应的抗原,天然的苦荞DFR蛋白在苦荞种子灌浆期中大量表达。苦荞DFR编码基因的原核表达与多克隆抗体的制备,为进一步开展DFR编码基因功能的研究奠定了基础。     

Determination of Anomeric Configuration of Furanoside Derivatives by Carbon-13 NMR

A 24 kDa protein was isolated from tartary buckwheat seeds by using chromatography of Superdex 75 gel filtration and Resource Q ion-exchange column. SDS-PAGE and Sephacryl S-200 gel filtration were used to provide information about the molecular mass of the protein purified from tartary buckwheat. The protein was composed of 215 amino acid residues and showed strong IgE binding activity in an ELISA test to the sera colleted from two patients allergic to buckwheat. These results suggested that the purified 24 kDa protein from tartary buckwheat seeds was an important functional protein and was relatively specific for buckwheat-allergic patients. It should be a very useful tool in the diagnosis of buckwheat allergy in the future.     

Purification and characterization of a 24 kDa protein from tartary buckwheat seeds

A 24 kDa protein was isolated from tartary buckwheat seeds by using chromatography of Superdex 75 gel filtration and Resource Q ion-exchange column. SDS-PAGE and Sephacryl S-200 gel filtration were used to provide information about the molecular mass of the protein purified from tartary buckwheat. The protein was composed of 215 amino acid residues and showed strong IgE binding activity in an ELISA test to the sera colleted from two patients allergic to buckwheat. These results suggested that the purified 24 kDa protein from tartary buckwheat seeds was an important functional protein and was relatively specific for buckwheat-allergic patients. It should be a very useful tool in the diagnosis of buckwheat allergy in the future.     

染料结合法测定荞麦种子蛋白质含量的研究

以考马斯亮蓝G250为染料,结合经典的凯氏定氮法测定结果,对影响染料结合法测定蛋白质含量的振荡时间、温度、考马斯亮蓝溶液浓度等因素进行了研究,并分析了由考马斯亮蓝染料和蛋白质结合后染料结合量(OD值差)与凯氏法测得的蛋白质百分含量之间的相关性。结果表明:测定的适宜条件是:温度15℃,处理时间50min,考马斯亮蓝溶液的浓度是0.06mg/mL。此条件形成的络合物较稳定,重复性较好,并且所测的染料结合量与凯氏定氮法测得的蛋白质含量间呈极显著的一元线性回归和相关关系。栽培甜荞和栽培苦荞的回归方程分别为:y=15.364x+3.865和y=10.769x+6.287,这两个回归方程差异显著,不能合并,分别适合于快速估计甜荞和苦荞种子的蛋白质含量。     

自交可育甜荞、金苦荞、米苦荞不同品系总黄酮、粗蛋白及其蛋白组分含量研究北大核心CSCD

为探究荞麦新品种的营养保健价值,该文对自交可育甜荞、金苦荞、米苦荞共56个不同品系荞麦种子的粗蛋白、总黄酮、蛋白组分含量及其果实性状的变异进行了研究。结果表明:(1)甜荞、金苦荞、米苦荞种子中粗蛋白含量平均值分别为13.19%、15.44%、11.75%,总黄酮含量平均值分别为0.14%、2.50%、2.09%,清蛋白含量的平均值分别为5.22%、6.13%、4.56%,球蛋白含量的平均值分别为1.29%、1.15%、0.91%,醇溶蛋白含量的平均值分别为0.42%、0.58%、0.55%,谷蛋白含量的平均值分别为2.66%、3.36%、2.80%,三种荞麦的蛋白组分均符合清蛋白>谷蛋白>球蛋白>醇溶蛋白。(2)果实性状中,甜荞果实千粒重、果实面积、果实直径的变异系数最大,米苦荞果实周长、果实长宽比、果实长、果实宽和50 mL容重的变异系数最大。(3)相关分析表明甜荞种子粗蛋白含量与果实长宽比、果实长,金苦荞种子粗蛋白含量与果实周长、果实长,米苦荞种子粗蛋白含量与果实宽、总黄酮含量与果实面积、果实宽、果实直径、50 mL容重的相关性均达到了显著或极显著水平。(4)该研究筛选出甜荞(1808-166贵甜2号优系)、金苦荞(多苦74、多苦78)、米苦荞(1906-136黑米荞麦、43-2)等高蛋白含量或高黄酮含量的荞麦品系。该研究结果对荞麦优良品种的选育和荞麦新产品的开发具有一定指导意义。     

中国荞麦栽培品种的核型比较分析

通过对我国栽培的10个甜荞（Fagopyrun esculentum)品种和7个苦荞（F.tatricum)品种根尖染色体数目观察和核型比较分析,结果表明：甜荞和苦荞染色体数目都是由16条染色体构成的,2n=2x=16。甜荞有2对随体,而苦荞有1对随体,它们的核型公式分别为12m 4m(SAT)、12m 2sm 2sm(SAT);种内各品种在染色体相对长度、染色体长度比、随体染色体数目和形态等方面差异较小,但在种间的差异明显。     

苦荞突变体库构建与突变体中芦丁合成相关基因表达分析

苦荞是重要的小杂粮作物之一,营养物质丰富,是天然芦丁的重要来源。突破苦荞育种难题,创制苦荞新种质是目前研究的重要方面。本试验利用甲基磺酸乙酯(EMS)构建了黑丰1号苦荞突变体库,明确了当EMS浓度为1.2%时,诱变效果较好。通过对M1突变株表型观察统计,共获得叶色、叶型、株型、粒型变异单株102株,突变率为3.85%;高效液相色谱技术(HPLC)测定1000株M3材料,获得高芦丁含量突变株系2个和低芦丁突变体株系5个;qRT-PCR对芦丁含量突变体株系中芦丁代谢关键酶基因(CHS、F3H、4CL、FLS、UFGT)进行表达量分析,发现不同株系中上述基因的表达量与芦丁含量相关性不明显,但个别基因如FtFLS基因表达量在高芦丁含量突变体中达到对照的4.55倍。通过突变体的筛选丰富了苦荞基因资源,创新了苦荞新种质,也为苦荞芦丁代谢的分子基础研究提供了材料保证与技术支持。