厚壳贻贝足丝黏附蛋白mfp-3的重组表达及黏附功能分析

厚壳贻贝（Mytilus coruscus）中富含各种黏附蛋白分子,其中贻贝足丝蛋白3（mussel foot protein-3, mfp-3）是贻贝用以与外界基质进行黏附的主要蛋白分子.贻贝足丝中天然的mfp-3的含量低,水溶性差,因此纯化困难.本文以厚壳贻贝足丝蛋白mfp-3的cDNA序列为目的基因,用PCR法扩增Mfp-3基因,并成功构建含有多聚组氨酸标签的重组mfp-3原核表达载体pET-21a/ Mfp-3.经IPTG（isopropylthio-β-D-galactoside）诱导表达出重组蛋白,利用亲和层析和反相高效液相色谱分离纯化,获得分子量为9.18 kD的重组蛋白.经酪氨酸酶催化、玻璃包被和石英晶体微天平（quartz crystal microbalance,QCM）分析.结果表明,重组厚壳贻贝mfp-3蛋白经酪氨酸酶催化后,L-3,4-二羟基苯丙氨酸(即多巴,L-3,4- dihydroxyphenylalanine, DOPA) 含量较高并且具有较好的黏附性能.上述研究为开发以mfp-3黏附蛋白为来源的生物粘合剂奠定了良好的基础.     

厚壳贻贝低分子量足丝蛋白的初步鉴定(英文)

足丝蛋白是贻贝科(Mytilidae)所特有一种在水环境中也能表现出强黏附功能的蛋白,也是目前开发新型生物黏附剂的主要候选分子。厚壳贻贝(Mytilus coruscus)广泛分布于我国东部沿海,是我国具有重要经济价值的贻贝,其足丝粗硬,黏附力强,关于厚壳贻贝的足丝蛋白的研究目前尚未见报道。通过醋酸抽提结合反相高效液相色谱分离,从厚壳贻贝足丝盘中分离纯化到数种低分子量足丝蛋白,经质谱鉴定和氨基酸序列测定,其中三种足丝蛋白(分子量6 kD左右)属于贻贝足丝蛋白-3(mytilus foot protein-3,mfp-3)家族,且序列中富含DOPA,另有三种足丝蛋白为未知新型足丝蛋白。石英晶体微天平分析表明,厚壳贻贝低分子量足丝蛋白在金表面有较强的吸附能力,这与其黏附功能是直接相关的。以上工作为深入了解厚壳贻贝低分子量足丝蛋白的分子多样性以及黏附机制奠定了基础。     

人肺表面活性相关蛋白Al在酿酒酵母中表达、纯化及活性分析

将编码正常人肺表面活性物质相关蛋白A1基因的cDNA克隆至酿酒酵母的分泌表达载体pVT102U/α中,构建了重组质粒pVT102U/α-SP-A1,转化酵母宿主菌S-78,通过改变培养基的pH值水平,经摇瓶培养,SDS-PAGE结果显示,培养上清中SP-A1表达量达400mg/L以上,表达产物分子量为62kD和32kD.分别以二聚体和单体形式出现.ELISA和Western blot实验表明表达产物能被抗体特异性识别.生物学活性检测证实其具有调理肺巨噬细胞吞噬E.coli的功能.     

人肺表面活性相关蛋白A1在酿酒酵母中表达、纯化及活性分析

将编码正常人肺表面活性物质相关蛋白A1基因的cDNA克隆至酿酒酵母的分泌表达载体pVT102U/α中,构建了重组质粒pVT102U/α-SP-A1,转化酵母宿主菌S-78,通过改变培养基的pH值水平,经摇瓶培养,SDS-PAGE结果显示,培养上清中SP-A1表达量达400mg/L以上,表达产物分子量为62kD和32kD。分别以二聚体和单体形式出现。ELISA和Western blot实验表明表达产物能被抗体特异性识别。生物学活性检测证实其具有调理肺巨噬细胞吞噬E.coli的功能。     

厚壳贻贝Mytilin-1成熟肽在毕赤酵母中的重组表达及其抑菌活性

贻贝素(Mytilins)是一类主要在贝类血细胞中表达的阳离子小分子抗菌肽,包括多种同工型,它们在免疫系统中发挥了重要作用,Mytilin-1是其中的一种同工型。厚壳贻贝(Mytilus coruscus)Mytilin-1的一级结构由信号肽、成熟肽和C端的延伸肽组成;其成熟肽决定了Mytilin-1的生物学活性,它由34个氨基酸残基组成,其中8个保守的半胱氨酸残基在空间上能形成4对二硫键,对Mytilin-1的稳定性和活性起了关键作用。以厚壳贻贝的Mytilin-1成熟肽为重组DNA表达的目的蛋白,根据毕赤酵母(Pichia pastoris)的密码子偏爱性对编码该成熟肽的密码子进行优化,合成的目的基因"mMy1"与表达载体pPICZαA连接后电转至毕赤酵母X-33,通过高浓度博来霉素筛选高拷贝酵母转化子,获得的阳性转化子在29℃、250 r/min、pH6.0的条件下,使用1%甲醇诱导表达96 h;培养液上清经Tricine-SDS-PAGE和Western blot分析证明:重组mMy1在毕赤酵母X-33中得到成功表达,其分子量为4.8 kD。抑菌试验表明,重组mMy1对革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)以及革兰氏阴性的大肠杆菌(Escherchia coli)具有抑菌活性。     

利用蛋白质组学手段鉴定新型贻贝足丝蛋白

贻贝通过足腺分泌特有的足丝并以此粘附于水下各种基质表面.贻贝足丝中富含各种粘附蛋白,其优异的水下粘附性能使其成为开发新型生物粘合剂的候选分子.厚壳贻贝足丝粘附能力强,本文采用尿素及盐酸胍抽提结合二维双向电泳技术（two-dimensional electrophoresis, 2-DE）,分别对厚壳贻贝足丝纤维和足丝盘的蛋白质进行分离及染色;采用串联质谱技术结合常规搜库和表达序列标签（EST) 数据库搜索,对分离获得的蛋白质点进行鉴定,从中获得了mfp-3、mfp-6、胶原蛋白以及3种未曾报道过的新型贻贝足丝蛋白成分.上述研究为深入了解厚壳贻贝足丝蛋白的分子多样性、探讨其粘附机理以及从中筛选具有应用前景的贻贝足丝蛋白奠定了基础.     

基于illumina测序的厚壳贻贝足组织转录组研究

贻贝足丝是贻贝足组织分泌的足丝蛋白形成的非细胞组织,具有在水环境下的极强粘附性能,是当前生物粘附剂及抗腐蚀材料的研发热点．为进一步了解贻贝足丝蛋白的分子多样性特征,采用新一代Illumina高通量测序平台对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)足组织进行转录组测序,首次构建了厚壳贻贝足组织的转录组数据库．共计获得7 199 799 840 nt的碱基数据经过序列拼接和组装,获得88 825条unigene．对上述unigene开展了序列注释,共计37 007条unigene获得注释．在此基础上,经序列检索和比对,从中筛选出与目前已知的11种足丝蛋白同源的56条unigene序列并进行分析．结果表明,厚壳贻贝足丝蛋白具有明显的氨基酸偏好性,部分足丝蛋白具有重复序列,且厚壳贻贝足丝蛋白与其他种类的贻贝足丝蛋白具有较高的序列相似性．上述结果为后续贻贝足丝蛋白的批量鉴定以及在此基础上的贻贝足丝形成、固化以及粘附机制相关研究奠定了基础．     

利用质谱技术结合EST库搜索鉴定厚壳贻贝新型足丝蛋白

贻贝利用足丝粘附于水下各种基质表面.作为一种具有优异粘附性能的生物材料,贻贝足丝蛋白在新型水下粘附剂及表面保护涂层的研制与开发中具有重要的仿生学意义.目前,已报道的贻贝足丝蛋白分子达11种,但是仍然有更多的足丝蛋白分子不为人知.为进一步探讨贻贝足丝蛋白的分子多样性,并从中筛选具有特殊生物学功能的足丝蛋白分子,本文采用鸟枪法-液相色谱-质谱/质谱技术（shotgun-LC-MS/MS）对厚壳贻贝足丝蛋白进行了蛋白质组学分析.将厚壳贻贝足丝分为足丝纤维和足丝盘两部分,每一部分均采用醋酸-尿素溶液,以及醋酸-盐酸胍溶液进行蛋白质抽提;抽提后的足丝蛋白经胰蛋白酶酶解,利用线性离子阱四级杆质谱（LTQ）进行鸟枪法质谱分析.二级质谱图（MS/MS）用以搜索公共数据库中的贻贝表达序列标签（expressed sequence tag,EST）数据库.采用上述方法,获得14种贻贝新型足丝蛋白的高可信度结果及其所匹配的部分或全长cDNA序列;经结构域分析,发现上述新型贻贝足丝蛋白分子的序列中多数包含各种类型的结构域,包括胶原蛋白结构域、C1Q结构域、C1Q结合结构域、微管蛋白辅助折叠结构域、蛋白酶拮抗结构域、VWA结构域、几丁质酶结构域等.在此基础上,对上述新型足丝蛋白在贻贝足丝形成以及粘附方面的功能进行了推测.上述结果对进一步了解贻贝足丝的分子组成以及粘附机理奠定了基础.     

人α降钙素基因相关肽基因在酵母细胞中的分泌表达与产物的分离纯化

化学合成的人α降钙素基因相关肽(CCRP)基因用PCR法改造后使其能正确融合在酵母分泌型表达载体pVT102U/α中的α交配因子前导肽序列之后,然后进行克隆并转化酵母宿主菌S－78进行表达．培养物的上清用酶标(ELlSA)鉴定为阳性,而对照S－78、pVT102u／α为阴性,表达量用ELISA定量大于2mg／L。表达产物经阳离子交按层析(CM—Sphadex C₂₅)和HPLC纯化得到了HPLC纯产品。纯化后的CGRP能引起小鼠血压的降低,说明表达的目的蛋白既有CGRP的免疫结合活性,又有CGRP的生理活性。测定其N－端10个氨基酸序列,证明人工合成的CGRP基因在酵母细胞中已正确表达。     

地鳖虫纤溶活性蛋白cDNA序列克隆与毕赤酵母表达

依据已报道的地鳖虫成熟肽cDNA序列设计引物,通过RT-PCR法从地鳖虫(Eupolyphage sinensis Walker)中克隆得到675 bp地鳖虫纤溶活性蛋白 (fibrinolytic protein,EFP)成熟肽编码序列.将此片段克隆到表达载体pPICZα-A中,转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达得到重组表达蛋白,经SDS-PAGE电泳和活性鉴定,表明重组EFP在毕赤酵母中均获得表达,重组表达蛋白相对分子质量为28.2 kD,表达产物分子质量与理论分子质量相符.重组蛋白在毕赤酵母中以分泌形式表达,具有纤溶活性.     

Purification, cDNA clone and recombinant expression of foot protein-3 from Mytilus coruscus

Mussels Mytilus coruscus can adhere to various solid surface in the presence of moisture. Mussel foot protein-3 (mfp-3) has been suggested as the main adhesive protein in the plaques closest to the adhesion interface and been the focus of substantial biomaterials development research within the last decade. The byssal plaques of M. coruscus were accumulated and variants of a family known as mcofp3 (Mytilus coruscus foot protein 3) were purified from acetic acid/urea extracts of plaques, with their N-terminal sequences determined thereafter. The cDNA sequence coding for the mcofp3 precursor was obtained from M. coruscus foot cDNA library. These precursors contain a putative signal peptide of 24 residues, a mature peptide sequence of 41-56 amino acids rich in Tyr, Gly, Pro, and Asn. The recombinant mcofp3 fused with a hexa-histidine affinity ligand was successfully expressed through an Escherichia coli expression system, and the recombinant mcofp3 was purified using affinity chromatography followed by reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). The DOPA content and adhesive properties of purified recombinant mcofp3 with or without tyrosinase modification were compared with the native mcofp3. These assays showed that recombinant mcofp3 has significant adhesive ability and may be useful as a bioadhesive in medical or underwater environments.     

厚壳贻贝粘附蛋白十肽重复序列的表达及应用

 利用PCR扩增 Mcfp-1（M. coruscus foot protein-1）基因的12个十肽重复序列粘附功能片段（Mcfp~1 1~12）并连接到pGEX-4T1表达载体中,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达.纯化的多肽产物经凝血酶处理切除GST标签,获得Mcfp-1 1~12功能肽段,最后用酪氨酸酶对该产物进行修饰.通过材料表面包被、石英晶体微天平（QCM, quartz crystal microbalance）分析、细胞粘附和细胞毒性等实验,研究了该表达产物作为生物粘合剂的粘附特性.结果显示,重组表达产物Mcfp-1 1~12在多种材料表面的包被能力与Cell-TakTM（天然提取的贻贝粘附蛋白混合物）相当,甚至更佳;对细胞的粘附能力与Cell-TakTM相当;用HeLa细胞和293T细胞进行的MTT实验未发现细胞毒性.上述结果表明,Mcfp-1 1~12作为生物医用粘合剂具有潜在应用价值;同时,基因重组技术可以为制备新型海洋贻贝粘附蛋白防水生物粘合剂提供有效的手段.本研究为临床使用更优质的生物医用粘合剂提供了理论依据.     

厚壳贻贝Mytilus coruscus足丝盘及足丝的多巴分析

多巴(3,4-1-dihydroxyphenylalanine,DOPA)是贻贝足丝粘附蛋白中的一种特殊的氨基酸,由酪氨酸经羟化后生成,与贻贝足丝粘附蛋白的强粘附性能具有直接联系.目前,已鉴定的多种贻贝足丝蛋白序列中均发现有不同含量的DOPA存在.蛋白中DOPA的定量检测对于了解DOPA在蛋白粘附中的作用以及粘附蛋白的...     

厚壳贻贝whirlin类贝壳基质蛋白的重组表达与功能分析

贝壳历来是生物工程和材料学研究的重要对象。贝壳中的贝壳基质蛋白质在贝壳的形成与发育过程中具有重要的调控作用。Whirlin类蛋白质(Whirlin-like protein,WLP)是一种从厚壳贻贝(Mytilus coruscus)中鉴定的新型贝壳基质蛋白质。序列分析结果显示,该蛋白质含有PDZ(postsynaptic density/Discs large/Zonula occludens)结构域,而该结构域对贝壳生物矿化的影响目前尚无报道。为深入了解WLP在贝壳形成中对碳酸钙晶体的影响,在序列分析基础上,采用密码子优化结合原核重组表达,获得其重组表达产物后,开展了重组WLP对碳酸钙晶体形貌及晶型的影响研究,结晶速度抑制以及碳酸钙晶体结合分析。分析结果表明,重组WLP能诱导文石型碳酸钙晶体的形貌和方解石型碳酸钙晶体的晶型发生改变;同时重组WLP对碳酸钙晶体具有结合作用,且能抑制碳酸钙晶体的结晶速度。上述结果表明,WLP对贝壳的形成及发育具有重要影响,并可能在贝壳肌棱柱层的形成中发挥了重要作用。     

Expression of different group A streptococcal M proteins in an isogenic background demonstrates diversity in adherence to and invasion of eukaryotic cells

The M protein of group A streptococcus (GAS) is considered to be a major virulence factor because it renders GAS resistant to phagocytosis and allows bacterial growth in human blood. There are more than 80 known serotypes of M proteins, and protective opsonic antibodies produced during disease in humans are serotype specific. M proteins also mediate bacterial adherence to epithelial cells of skin and pharynx. GAS strains vary in the genomic organization of the mga regulon, which contains the genes encoding M and M-like proteins and other virulence factors. This diversity of organization makes it difficult to assess virulence of M proteins of different serotypes, unless they can be expressed in an isogenic background. Here, we express M proteins of different serotypes in the M protein- and protein F1-deficient GAS strain, SAM2, which also lacks M-like proteins. Genes encoding M proteins of different serotypes (emmXs) have been integrated into the SAM2 chromosome in frame with the emm6.1 promoter and its mga regulon, resulting in similar levels of emmX expression. Although SAM2 exhibits a very low level of adherence to and invasion of HEp-2 and HaCaT cells, a SAM2-derived strain expressing M6 protein adheres to and invades both cell types. In contrast, the isogenic strain expressing M18 protein adheres to both cell types, but invades with a very low efficiency. A strain expressing M3 protein adheres to both types of cells, but its invasion of HEp-2 cells is serum dependent. A GAS strain expressing M6 protein does not compete with the isogenic strain expressing M18 protein for adherence to or invasion of HaCaT cells. We conclude that M proteins of different serotypes recognize different repertoires of receptors on the surfaces of eukaryotic cells.