产气肠杆菌α-乙酰乳酸脱羧酶基因的克隆和表达及影响重组酶活性的因素

用PCR方法从产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)中克隆出09kb的DNA片段,经DNA测序证明是α-乙酰乳酸脱羧酶(α-acetolactate decarboxylase,α-ALDC)基因。将α-ALDC基因重组到质粒pBV220后,转化大肠杆菌,经筛选获得高效表达的重组子菌株。重组α-ALDC基因表达量占菌体总蛋白量的27%。酶活检测表明重组子细胞表达的α-ALDC活性是产气肠杆菌的12000倍。另外,粗提的重组α-ALDC的最适pH为6.5～7.0,pH稳定范围为5.5～8.0,适合的温度为35～45℃。Ba²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Sn²⁺可提高重组α-ALDC的活性。氨基酸修饰剂可降低其活性。     

睾酮假单胞菌3α-羟类固醇脱氢酶基因的质粒载体构建及表达

从土壤中分离睾酮假单胞菌,提取其基因组DNA,PCR扩增3α-羟类固醇脱氢酶（3α-hsd）基因,将扩增产物用NdeⅠ/BamHⅠ消化,切下目的基因片段克隆到质粒pET-15b中构建重组pET-15b.将重组pET-15b转化入E.coli DH5α中,经酶谱分析和测序,鉴定出正确的重组质粒pET-15b.将重组pET-15b转化入宿主菌E.coli BL21(DE3) pLysS中,用硫代半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达.提取细菌总蛋白质进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分析并测定酶活性.粗提物中酶活性高达2.45×10⁵ U/L.利用重组蛋白中的6个组氨酸(His)组成的“标签”进行亲和层析,经一步金属螯合亲和层析纯化后,重组蛋白在SDS-PAGE上呈现出均一的单一条带,回收率达68%.活性和纯度均较高的目的蛋白3α-HSD的获得,为血清总胆汁酸酶循环法测定奠定了基础.     

香菇C91-3转录本Unigene 24277基因克隆表达及其生物学活性的研究

通过对香菇C_91-3转录本Unigene 24277基因的生物信息学分析,克隆表达含RCC1结构域的Unigene 24277基因,并研究其抗肿瘤活性。从香菇C_91-3菌丝体中提取总RNA,反转录合成cDNA,并利用Rapid Amplification of cDNA Ends（RACE）技术获得基因全长。NCBI数据库分析提示其含有RCC1结构域。PCR扩增RCC1结构域,将其克隆产物与pET-32a（+）载体连接,热转化至E.coil Rosetta-gami（DE3）中诱导表达,纯化、复性后,通过MTT法研究其抗肿瘤活性。结果显示原核表达载体构建成功,重组蛋白成功诱导表达,并初步证明了重组蛋白具有抑制肿瘤细胞增殖活性的功能,为后续抗肿瘤机制的探究奠定了基础。     

猪α1-干扰素的基因改造与高效原核表达

poIFNα1基因中含有大量的大肠杆菌稀有密码子,为了获得高表达,使用了大肠杆菌的偏爱密码子,人工合成了poIFN|α1成熟蛋白编码基因。在保留编码蛋白序列的同时,使其5′端A+T的含量增加到最大限度,并将其终止密码子改为TAA。将合成的poIFNα1成熟蛋白编码基因插入原核单纯表达载体pRLC中,转化大肠杆菌DH5α。实现了poIFNα1在大肠杆菌中的高效表达,表达产物以包涵体形式存在。纯化的包涵体经含DTT的6 mol/L盐酸胍的变性液溶解及含GSHGSSG的复性液复性处理,复性后的表达产物浓缩后经凝胶层析纯化,细胞病变抑制法测定表明,重组poIFNα1具有较高的抗病毒活性,约为6.4x10⁶u/mg。      

地黄GGPPS1基因克隆及表达分析

以地黄为材料,通过分析地黄转录组数据,设计特异性引物,克隆了地黄牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶（geranylgeranyl pyrophosphate synthase,GGPPS）基因的cDNA序列,命名为RgGGPPS1,GenBank登录号为KU258808。同时在生物信息学分析的基础上,进行原核表达、纯化以及组织特异性表达分析。结果显示：（1）RgGGPPS1基因开放阅读框为987 bp,编码328个氨基酸。（2）生物信息学分析结果显示,RgGGPPS1蛋白含有2个富含天冬氨酸的基序(DDXXXXDD和DDXXD),与芝麻等双子叶植物中的GGPPS蛋白相似性较高。（3）利用构建的原核表达载体pET 32a RgGGPPS1在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中成功表达RgGGPPS1重组蛋白,采用Ni²⁺亲和层析得到了纯化的RgGGPPS1重组蛋白。（4）荧光定量PCR结果显示,RgGGPPS1基因在根中表达量最高,叶、茎中表达量较低。研究结果为进一步研究RgGGPPS1基因在地黄环烯醚萜苷生物合成途径中的功能奠定了基础。     

小鼠白细胞介素33真核表达质粒的构建及表达

克隆小鼠IL-33基因构建其真核表达质粒,并转染COS-7细胞检测其表达。提取C57BL/6小鼠肺组织总RNA,经反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）扩增小鼠IL-33基因,酶切后插入pcDNA^TM3.1/myc HisA构建其真核表达质粒pcDNA-3.1-IL-33,重组质粒转染COS-7细胞,RT-PCR和免疫印迹法（western blotting）检测目的基因表达。结果显示,pcDNA3.1-IL-33中插入的片段序列测定结果与小鼠IL-33cDNA序列一致,重组质粒转染COS-7细胞后检测到相应mRNA及蛋白表达。成功克隆了小鼠IL-33基因cDNA,并构建其真核表达质粒。     

一株MAs (III)脱甲基菌株的分离及功能基因的研究

[目的] 分离并鉴定三价单甲基砷（MAs （III））脱甲基菌株,对MAs （III）脱甲基菌FJ-6中arsI基因进行克隆表达,并对arsI基因表达蛋白进行功能鉴定。[方法] 利用富集培养的方法分离MAs （III）脱甲基菌株,并通过形态学、生理生化特征和16S rDNA基因进化分析进行鉴定;HPLC-ICP-MS鉴定菌株转化MAs （III）的产物为三价砷（As （III））,对菌株FJ-6的基因组进行生物信息学分析,寻找潜在的MAs （III）脱甲基酶编码基因,通过PCR扩增获得arsI全长基因,构建重组质粒pET29a-arsI,转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株进行异源表达,通过Ni²⁺-NTA亲和层析柱纯化异源表达的蛋白,以MAs （III）为反应底物,检测MAs （III）脱甲基酶ArsI的酶学特性。通过实时定量PCR观察arsI的表达类型。[结果] Bacillus aryabhattai FJ-6在12 h内能将1 μmol/L MAs （III）完全转化为As （III）。克隆得到MAs （III）脱甲基酶表达基因arsI,构建了pET29a-arsI重组质粒并进行了表达,ArsI蛋白分子量为17.4 kDa。ArsI纯化蛋白具有较高的MAs （III）脱甲基酶的活性;荧光定量PCR实验结果表明arsI受砷诱导表达。[结论] 明确了ArsI蛋白具有MAs （III）脱甲基酶活性。     

大肠杆菌Zn2+敏感突变株构建及其功能验证

【背景】Zn²⁺在细胞解毒及许多生理过程中发挥着关键作用,Zn²⁺转运蛋白已逐渐引起人们的重视。在大肠杆菌中,zntA和zitB是2个外排Zn²⁺的关键基因。【目的】构建大肠杆菌Zn²⁺敏感突变株,并对其功能进行验证。【方法】以Escherichia coli DH5α为出发菌株,利用λ Red重组系统,通过携带卡那霉素抗性基因的同源重组片段敲除zntA基因。在单基因敲除菌株基础上,利用携带庆大霉素抗性基因的同源重组片段敲除zitB基因,获得一株敲除了zntA和zitB的双基因敲除菌株KZAB04。通过功能互补实验检测基因敲除菌株及对照菌株对不同浓度Zn²⁺的敏感程度。【结果】基因敲除菌株KZAB04比出发菌株E.coli DH5α具有更高的Zn²⁺敏感性。【结论】大肠杆菌Zn²⁺敏感突变株构建成功。该菌株的构建为zntA和zitB基因功能的研究提供了必要条件,同时也为其他Zn²⁺转运蛋白基因的功能鉴定与分析奠定了基础。     

大鼠Shh-N融合蛋白的表达、纯化及功能研究

为了获得重组Sonic hedgehog N端蛋白（Shh-N）并研究其功能,应用PCR技术扩增Shh-N cDNA,然后克隆至原核表达质粒中,转化E.coli后获得表达菌株, 经1 mmol/L IPTG诱导高效表达出带有His-tag的融合蛋白,其中大部分为可溶性蛋白,少量为包涵体.用His-tag特异性结合树脂纯化可溶性融合蛋白,经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定为单一区带,凝胶自动扫描分析表明,Shh-N的纯度达85%以上.纯化后的Shh-N在成纤维生长因子8(FGF₈)的协同作用下,能诱导神经前体细胞（NPC）向酪氨酸羟化酶阳性神经元（TH⁺）发育.在此基础上可以诱导不同类型的人类干细胞定向分化为多巴胺(DA)神经元,从而为临床治疗帕金森病（PD）提供充足的供体细胞.     

中国人γ－干扰素cDNA在大肠杆菌中的高效表达

应用RT-PCR技术从中国人淋巴细胞mRNA反转录产物中克隆了IFN-γcDNA,序列分析证实了分子进化规律对IFN-γcDNA序列存在多态性的推论.在此基础上应用DNA重组技术,将去信号肽中国人IFN-γcDNA克隆到原核表达质粒pBV220 P_RP_L启动子下游,转化大肠杆菌DH5α,通过温度诱导表达,成功地在大肠杆菌中稳定、高效地表达了中国人IFN-γcDNA,其表达水平占全菌可溶性总蛋白的44.4%,初步复性后生物学活性测定结果表明γ-IFN表达量为0.45×10⁷～2.34×10⁷单位/L.     

鸭源致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛pilA基因的原核表达及重组蛋白对强毒攻击的免疫保护作用

根据GenBank中人源大肠杆菌pilA基因序列,用OLIGO6.0设计PCR引物,从鸭源致病性大肠杆菌GH1.2中扩增到pilA基因并将其克隆至pMD18-T载体,经PCR、酶切和DNA测序鉴定后,将鸭源致病性大肠杆菌pilA基因正向插入原核表达载体pET-32a（+）的BamHⅠ和HindⅢ位点间,成功构建了重组表达质粒pET-32a-pilA。重组表达质粒pET-32a-pilA转化表达宿主菌BL21（DE3）,用IPTG诱导,表达出了大小约为36kD的pilA重组蛋白。表达产物用镍柱亲和层析纯化,与等量弗氏佐剂混合制备pilA重组蛋白疫苗,分别在1日龄、8日龄时两次对雏鸭进行免疫,二免后2周测定鸭血清中的ELISA抗体效价,并以10⁹PFU同源菌株GH1.2攻毒,根据攻毒后鸭的死亡率、E.coli分离率和各组织器官的病变等级来判定pilA重组蛋白的免疫保护效果。结果pilA重组蛋白免疫鸭的血清中ELISA抗体效价为1∶12800,全菌灭活苗免疫组的血清ELISA抗体效价为1∶200;同源菌株攻毒后,pilA重组蛋白免疫保护组鸭的死亡率、E.coli分离率和各组织器官的病变程度均比攻毒对照组下降且差异显著或极显著,与全菌灭活苗免组比较差异不显著。表明pilA重组蛋白对同源菌株GH1.2的感染具有一定的保护效果     

YPS1/YPS2失活改进酿酒酵母An-α菌株β-葡萄糖苷酶分泌表达

[背景] 工业酵母菌株的蛋白质表达通常存在表达量低、分泌效率低的问题。[目的] 考察失活Yapsin蛋白酶Yps1p和Yps2p对β-葡萄糖苷酶在酿酒酵母An-α菌株中表达的影响。[方法] 利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,首先构建得到未折叠蛋白响应（Unfolded Protein Response,UPR）指示菌株An-α（leu2：：UPRE-lacZ）即An-αL,然后分别失活其YPS1和YPS2基因,导入以YEplac195为载体的β-葡萄糖苷酶表达质粒（简称BG）,进行生长和酶活分析评价。[结果] 菌株An-αL的YPS1和YPS2基因失活对其在酵母浸出粉胨葡萄糖（Yeast Extract Peptone Dextrose,YPD）培养基中的生长未造成明显的不利影响;导入质粒BG后将在酵母浸出粉胨纤维二糖（Yeast Extract Peptone Cellobiose,YPC）培养基中生长的最大OD₆₀₀分别提高了21.9%和7.4%;最大总酶活值为0.087 5和0.068 6 U/（mL·OD₆₀₀）,是对照菌株相应值的2.268倍和1.778倍;分泌比例提高了19.4%和22.2%;β-葡萄糖苷酶表达水平与β-半乳糖苷酶酶活水平所代表的UPR信号响应值之间呈现良好的相关性。[结论] YPS1和YPS2基因失活有助于改进酿酒酵母An-α菌株中β-葡萄糖苷酶的分泌表达。     

西瓜花叶病毒HC-Pro基因在毕赤酵母中的分泌表达与功能研究

利用RT-PCR方法扩增出西瓜花叶病毒HC-Pro的基因,长度为1371bp,并构建了真核表达质粒pPIC9K-WHC。将重组质粒经SalⅠ单酶切后电转化Pichia pastoris GS115菌株,经PCR鉴定与G418、MD和MM培养基筛选,获得Mut⁺/His⁺表型高拷贝转化子。经1%甲醇诱导5d后,SDS-PAGE检测发酵液上清,在66kD处有一特异蛋白条带表达。Western blot 鉴定表明,表达蛋白可以和HC-Pro蛋白抗血清发生结合反应。Far-Western blot 证明该蛋白能与西瓜花叶病毒CP蛋白结合,支持了HC-Pro蛋白协助传毒的“桥梁”学说。     

鸭源致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛pilA基因的原核表达及重组蛋白对强毒攻击的免疫保护作用

根据GenBank中人源大肠杆菌pilA基因序列,用OLIGO6.0设计PCR引物,从鸭源致病性大肠杆菌GH1.2中扩增到pilA基因并将其克隆至pMD18-T载体,经PCR、酶切和DNA测序鉴定后,将鸭源致病性大肠杆菌pilA基因正向插入原核表达载体pET-32a（+）的BamHⅠ和HindⅢ位点间,成功构建了重组表达质粒pET-32a-pilA。重组表达质粒pET-32a-pilA转化表达宿主菌BL21（DE3）,用IPTG诱导,表达出了大小约为36kD的pilA重组蛋白。表达产物用镍柱亲和层析纯化,与等量弗氏佐剂混合制备pilA重组蛋白疫苗,分别在1日龄、8日龄时两次对雏鸭进行免疫,二免后2周测定鸭血清中的ELISA抗体效价,并以10⁹PFU同源菌株GH1.2攻毒,根据攻毒后鸭的死亡率、E.coli分离率和各组织器官的病变等级来判定pilA重组蛋白的免疫保护效果。结果pilA重组蛋白免疫鸭的血清中ELISA抗体效价为1∶12800,全菌灭活苗免疫组的血清ELISA抗体效价为1∶200;同源菌株攻毒后,pilA重组蛋白免疫保护组鸭的死亡率、E.coli分离率和各组织器官的病变程度均比攻毒对照组下降且差异显著或极显著,与全菌灭活苗免组比较差异不显著。表明pilA重组蛋白对同源菌株GH1.2的感染具有一定的保护效果     

西瓜花叶病毒HC-Pro基因在毕赤酵母中的分泌表达与功能研究

利用RT-PCR方法扩增出西瓜花叶病毒HC-Pro的基因,长度为1371bp,并构建了真核表达质粒pPIC9K-WHC。将重组质粒经SalⅠ单酶切后电转化Pichia pastoris GS115菌株,经PCR鉴定与G418、MD和MM培养基筛选,获得Mut⁺/His⁺表型高拷贝转化子。经1%甲醇诱导5d后,SDS-PAGE检测发酵液上清,在66kD处有一特异蛋白条带表达。Western blot 鉴定表明,表达蛋白可以和HC-Pro蛋白抗血清发生结合反应。Far-Western blot 证明该蛋白能与西瓜花叶病毒CP蛋白结合,支持了HC-Pro蛋白协助传毒的“桥梁”学说。     

Bacillus sp.ZJS3基因组测序及砷胁迫下相关基因表达分析

【背景】环境中高毒性As³⁺的微生物氧化在砷的生物地球化学循环中起重要作用,具有潜在的应用价值。【目的】Bacillus sp.ZJS3菌株是本实验室前期分离鉴定的一株As³⁺耐受菌株,而且对多种重金属具有耐受性,期望进一步明确该菌株在As³⁺胁迫下菌体形态变化及应对砷胁迫的遗传基础,为As³⁺耐受细菌的研究提供基础数据。【方法】使用单分子实时测序（single-molecule real-time sequencing,SMRT）及Illumina测序技术对Bacillus sp.ZJS3菌株进行全基因组测序,对其基因进行功能注释和生物信息学分析,并结合绝对定量PCR技术对砷抗性及砷代谢相关基因进行分析。【结果】Bacillus sp.ZJS3菌株基因组大小为5.82 Mb,GC含量为35.9%,包含染色体1个、质粒3个、CDS数量为5 981个、tRNA 104个、sRNA 136个、rRNA 42个、串联重复序列173个、基因岛13个、转运蛋白1 023个、跨膜蛋白1 717个和双组分调控基因160个。NR、Swiss-Prot、Pfam、COG、GO和KEGG数据库分别可注释Bacillus sp.ZJS3菌株基因组中97.66%、69.30%、78.52%、65.49%、67.65%和43.87%的基因。绝对定量PCR结果表明,arsC基因在砷处理条件下显著高于对照组,而arsB基因在砷处理条件下显著低于对照组。【结论】Bacillus sp.ZJS3菌株在As³⁺胁迫下可能导致细胞分裂无法正常进行,进而影响细胞形态。基因组中aqpZ、arsA、arsB、arsC等基因的存在表明该菌株具有As³⁺外排和还原As⁵⁺的能力,phoUpstBACS的存在表明菌株可以吸收As⁵⁺,但菌株受到外界环境As³⁺胁迫时arsB表达水平降低。     

人α型肿瘤坏死因子基因在昆虫细胞中的表达

将人肿瘤坏死因子α(Tumoor Necrosis Factor α,TNF-α)cDNA片段克隆到转移载体pat610上．然后与苜蓿尺蠖核型多角体病毒(Autogropha californica Nuclear PolyhedrinVirus,AcNPV)DNA共转染草地贪夜蛾细胞(Sptodoplet frugiperda)Sf21,获得含hTNF-a基因的重组病毒。以L929细胞毒方法测得重组病毒感染Sf21细胞72小时时的表达量最高,为1．0×10^-4u／lO 6细胞;同时,培养液中小牛血清浓度对hTNF－α表达量有较大影响,当浓度为6%时hTNF—α表达量最高．感染72小时表达量可达5．2×10⁴u／1O⁶细胞,ELISA实验结果证明其产物确为hTNF—α。     

Intein介导的重组昆虫毒素BmK IT在大肠杆菌中的可溶性表达、纯化及活性分析

为获得重组蝎昆虫毒素BmK IT,通过PCR方法在BmK IT基因的3′端融合了编码6个组氨酸残基的核苷酸序列,将其插入原核表达载体pTWIN1的内含肽 Ssp DnaB Intein基因下游的多克隆位点（MCS）。将获得的表达质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）中,用IPTG诱导融合蛋白表达。用Ni-NTA亲和层析柱从菌体裂解液中纯化了CBD-Intein-BmK IT^his6融合蛋白,并在柱上诱导Intein自剪切,成功去除融合子CBD-Intein。通过Superdex 75凝胶过滤层析获得了纯度达95%以上的BmK IT^his6蛋白,该蛋白不仅具有正确的二级结构而且有生物活性。     

重组刺桐胰蛋白酶抑制剂a的制备及其在tPA突变体纯化中的应用

将基因工程菌株E.coliBL21(DE3) pET22b-mETIa高密度发酵,用异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导,重组刺桐胰蛋白酶抑制剂a(rETIa)蛋白在E.coli中得到较高水平表达,表达量占菌体总蛋白的40%以上.经菌体破碎、包涵体变性、复性,二步柱层析纯化得到电泳纯的rETIa蛋白.测得rETIa对t-PA突变体(NTA)的抑制平衡常数K_i为8.72×10^－8 mol/L.据此利用纯化的rETIa蛋白制备rETIa-Sepharose 4B亲和层析柱.直接一步纯化NTA复性液,纯化的NTA纯度达90 %以上,收率为96.2 %,纯化倍数为13.2,比活为(565.7±71.3) U/μg.     

苏云金芽胞杆菌cry1Ac与烟草几丁质酶tchiB双价基因克隆表达及其杀虫增效作用研究

将苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)4.0718菌株质粒上的cry1Ac基因和烟草几丁质酶tchiB基因 (去掉信号肽或去信号肽再加肠激酶位点)构建了重组基因。经过双酶切和亚克隆,将带有cry1Ac基因上游启动序列和下游终止序列的重组基因片段克隆至穿梭载体pHT315,分别构建重组质粒pHUAccB6、pHUAccB7,在大肠杆菌中扩增后,将两个重组质粒分别电转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株XBU001中,获得重组菌株HAccB6和HAccB7。经液体双相胞晶分离提取离心后,将晶体和上清液分别进行SDS-PAGE分析,双价基因重组与cry1Ac基因在无晶体突变株中表达量相比较,几丁质酶活性提高5.2倍,双价重组蛋白表达量显著提高,主要产生130kDa蛋白条带。经定量分析：双价重组目的晶体蛋白占总蛋白量的61.38%;Cry1Ac蛋白占总蛋白量的42%。发酵上清液经60％硫酸铵沉淀,显示出一条分子量为18kDa新蛋白条带。经原子力显微镜和电子显微镜观察,表达后的重组蛋白呈菱形或椭原形晶体,其规格约为1.5×3.0μm;经生测分析,重组菌株HAccB6和 HAccB7毒力相近,与HAc菌株比较毒力提高4.5倍,对棉铃虫（Helicourpa armigora）具有高效杀虫活性,其3d LC₅₀值分别为9.1μg/mL和11.34μg/mL。研究结果表明,烟草几丁质酶与cry1Ac双价基因重组表达产物具有杀虫增效作用。