重组猪α干扰素基因定点突变及在大肠杆菌中的表达

用巨引物PCR法介导的定点突变把猪α干扰素（PoIFNα）第86位Cys（TGC）突变为Tyr（TAC）,同时将其成熟蛋白N端第一个密码子TGT同义突变大肠杆菌偏爱的密码子TGC,构建了大肠杆菌融合基因表达载体pGEXIFN,表达产物占菌体总蛋白的20%。将以包涵体形式表达的目的蛋白经变、复性处理,并以FPLC进一步纯化,得到了具有较高生物活性的产物(5200IU/mg)。     

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。      

硒蛋白Sep15基因克隆、定点突变及其原核表达

克隆鉴定猪硒蛋白Sep15基因( Sep15 ),将其突变实现原核表达,为以猪为模型研究Sep15功能奠定基础。实验以RT-PCR从猪脾总RNA扩增出含开放阅读框(ORF)至poly(A)共1230 bp的 Sep15 cDNA,3'-非翻译区Sec插入元件为2型,489 bp的ORF及对应氨基酸序列与人相应序列的相似度分别为85.1%和92.7%,ORF含一个硒代半胱氨酸(Sec)密码子TGA,定点突变为半胱氨酸(Cys)的TGC后,经载体pET30转入大肠杆菌BL21(DE3),0.4 mmol/L IPTG诱导表达3 h获得融合表达产物;该产物在Western blot检测中与人Sep15 Sec下游肽段的商品化多抗产生特异性免疫印迹。猪 Sep15 被首次成功克隆并鉴定,其Cys突变体的原核表达产物与人Sep15 C-端抗体存在交叉免疫反应。     

人α－肿瘤坏死因子基因的高效表达

用人工合成的α－肿瘤坏死因子(TNF—α)基因构建了五个不同的表达质粒,它们不同之处是SD序列与起始密码子ATG问距离(D)各异．计算机模拟计算出翻译起始区域(TIR)中二级结构的最小生成自由能．以(D)为6个核苷酸时最小(绝对值)。它的表达效率也最高,产物TNF—α可达菌体总蛋白的60％．密码子的选用对表达效率有很大的影响,故人工合成TNF－α基因(选用大肠杆菌偏爱的密码子)的表达效率高于sc－DNA(对部分密码子改造的半合成eDNA)．     

改善大肠杆菌胞内氨基酰tRNA池提高外源基因表达水平

大肠杆菌是研究和高效表达异源蛋白的常用宿主细胞。由于大肠杆菌和真核生物及大部分古细菌在同义密码子上的使用有很大的差异,来源于真核或古细菌的外源基因在大肠杆菌中表达时,常常由于其带有稀有密码子而带来翻译方面的问题,如产生移码突变和表达量下降等,从而改变异源蛋白的表达质量和表达水平。在研究常见嗜热菌tRNA结构和组成的基础上,以古细菌α淀粉酶基因为例,采用增加有argU、ileY和leuWtRNA基因的大肠杆菌DE3为表达宿主,改善了胞内氨基酰tRNA池的大肠杆菌表达异源蛋白,表达量提高约9倍。     

游仆虫Rab蛋白基因的克隆表达与纯化

为对单细胞原生动物纤毛虫中Rab蛋白的功能进行研究 ,进而探讨以胞吞和胞吐为主要物质交换途径的纤毛虫中囊泡定向运输的机理 .利用PCR技术从游仆虫大核DNA及cDNA中扩增出rab基因 ,并进行了序列分析 ,该基因全长为 783bp ,两端为端粒序列 ,编码框为 6 2 4bp ,编码 2 0 7个氨基酸 ,开放读框中有 3个TGA ,在此编码半胱氨酸 .利用定点突变将rab基因中 3个TGA突变为通用半胱氨酸密码子TGC .将游仆虫Rab蛋白基因构建于原核表达载体pGEX 4T 2中 ,得到的重组质粒pGEX Eorab1转化至大肠杆菌BL2 1(DE3)中 ,IPTG诱导表达 .表达产物与抗GST抗体在 4 9kD处有很强的交叉反应 .融合蛋白GST EoRab1通过亲和层析柱纯化和凝血酶的切割 ,再经两步纯化得到电泳纯的游仆虫Rab蛋白 .     

稀有密码子对hIL-5 cDNA在大肠杆菌中表达及细菌生长影响的研究

我们通过重组PCR技术将hIL-5 cDNA中部及3′端的稀有密码子改为大肠杆菌偏性密码子,包括编码88位Gly的GGA、91～93位3个Arg的AGACGGAGA和113～114位2个Ile的(ATA)。将测序后的hIL-5片段插入pBV220,转化大肠杆菌DH5α获得重组菌株pBVhIL5-H/DH5α。经热诱导在大肠杆菌获得高效表达,表达量占菌体总蛋白的16.5％,达到国外全合成基因在大肠杆菌表达的高限水平,表达的hIL-5重组蛋白在菌体中以包含体形式     

人干扰素ω(huIFN-ω)的高效表达、纯化及生物学活性

为了获得人干扰素-ω(huIFN-ω)在大肠杆菌中的高效表达,根据大肠杆菌的偏爱密码子,人工设计并合成了huIFN-ω高表达基因,并克隆到原核表达载体pBV220,在大肠杆菌DH5α中实现了高效表达,目的蛋白占细胞总蛋白的15%左右,以包涵体形式存在.表达产物经变性、复性及阳离子和分子筛层析纯化,纯度达90%以上,产物的抗病毒活性约为1.0×108IU/mg,并具有体外促NK杀伤活性.此结果为进一步研究和开发重组huIFN-ω奠定了基础.     

密码子优化提高多粘类芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶异源表达量

多粘类芽孢杆菌BN1株β-葡萄糖苷酶A的基因中含有很多大肠杆菌的稀有密码子,这限制了其在大肠杆菌中的表达。本研究选择部分稀有密码子同义替换为大肠杆菌的偏爱密码子,结果得到了表达量显著提高的基因型。经过对β-葡萄糖苷酶A基因各密码子使用频率的分析,选出2种密码子:大肠杆菌使用频率极低的密码子(Ⅰ型)、大肠杆菌使用频率一般但酶基因中频繁出现的密码子(Ⅱ型)。通过定点突变,这些密码子均被替换为宿主细胞使用频率最高的同义密码子。研究结果表明,I型单密码子替换可以使酶的表达量提高3~6倍,II型单密码子替换可以使酶的表达量提高3~4倍。最终,通过组合对提高该酶表达量贡献较大的突变,得到一个表达量提高13倍的基因型(WT-13)。本研究显著提高了β-葡萄糖苷酶A在大肠杆菌宿主中的异源表达水平,为酶的工业化应用奠定了基础。本研究将Escherichia coli BL21(DE3)本源表达的β-半乳糖苷酶选为内参蛋白质,提出相对表达量指数的概念,为同类酶在E.coli BL21(DE3)表达水平的表征提供了参考。     

集成干扰素突变体Ⅱ的分子构建、表达及提纯

目的：通过定点突变,构建集成干扰素突变体Ⅱ（IFN-Con-m2）,以期获得兼具高效作用和可定点聚乙二醇（PEG）修饰的新型药物分子。 方法：采用PCR体外定点突变技术,使集成干扰素突变体Ⅰ（IFN-Con-m1）基因的第86位密码子由TAC突变为TGC。将扩增片段克隆入pET-23b表达载体,重组质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）。IPTG诱导后,表达的IFN-Con-m2经包含体变复性、疏水层析、DEAE层析和凝胶过滤层析等纯化后,用WISH-VSV系统进行生物活性测定。 结果：IFN-Con-m2以包涵体形式表达,表达量占菌体总蛋白的30%以上。纯化后,IFN-Con-m2的纯度大于95%,比活性大于5.0×108IU/mg。 结论：构建了IFN-Con-m2的表达载体,并成功地在大肠杆菌中表达,获得了高活性突变分子IFN-Con-m2,建立了IFN-Con-m2的纯化工艺。     

可溶性人类白细胞抗原F和分化簇8α同二聚体的表达、纯化与相互作用

为了获得大量可溶性人类白细胞抗原F (Human leukocyte antigen F,HLA-F) 和分化簇8α同二聚体 (Cluster of differentiation 8α homodimers,CD8αα) 蛋白并对它们的相互关系进行研究,通过同义突变的方法改变了HLA-F和CD8αα基因序列N端的大肠杆菌稀有密码子,获得了高效表达的HLA-F和CD8αα包涵体蛋白;所表达的蛋白通过稀释法复性后,分别进行了凝胶过滤层析和离子交换纯化。经凝胶过滤层析和native-PAGE检测,推测HLA-     

人白细胞介素－3基因翻译起始区的改造提高其在大肠杆菌中的表达水平

为了提高人白细胞介素－3(bhIL-3)在大肠杆菌中的表达,在计算机辅助下,设计合成了PCR突变引物,用于改造起始密码AUG上下游序列,并在不改变5’端氨基酸编码的前提下,尽可能选用大肠杆菌高频使用的密码子。将经改造后的Hil-3cDNA和翻译起始区置于PL启动子之下,转入大肠杆菌Tapl06,经42℃热诱导后．获得表达产物,提高表达水平近一倍,表达量达到菌体总蛋白量的30％左右。表达产物经Western blot验证,经PVDF膜转移后进行N端顺序分析,证明前15个氨基酸正确,产物经包涵体纯化后,纯度提高至80％以上,初步复性后能明显促进Hil－3依赖细胞的生长。     

应用痘苗病毒载体在动物细胞中高效表达人α-瘤坏死因子cDNA及其特性的研究

构建了含不同长度的人α-肿瘤坏死因子(hTNF-a)cDNA的两种重组痘苗病毒。hTNF-α cDNA插入痘苗病毒(天坛株)的tk区,在11k启动子的控制下,表达量可达1.6×10~7U/L,如果缩短hTNF-α cDNA起始密码子ATG与启动子之间距离并去除3′端非编码区,可使hTNF-α的表达量提高3倍。表达产物的细胞毒活性可被抗hTNF-α单克隆抗体所中和,免疫沉淀产物的SDS-PAGE有一特异性17kD的蛋白条带;同时,在细胞毒活性相同的前提下,哺乳动物细胞表达的hTNF-α的抗病毒活性高于大肠杆菌表达的hTNF-α。     

人组织性纤溶酶原激活物衍生物在大肠杆菌硫氧化还原蛋白融合表达系统中的表达

目的:克隆含tPA中355个氨基酸密码子(1-3和176-527氨基酸)的cDNA序列(tPA355),将其在大肠杆菌融合蛋白表达系统中表达,并在体外复性使其具有激活纤溶酶原的生物活性。方法:采用RT-PCR技术从人黑色素瘤细胞Bowes中克隆出tPA355cDNA,然后在pET32a(+)BL21(DE3)大肠杆菌表达系统中表达,将表达出的融合蛋白Trx-tPA355(Thioredoxin,Trx)包涵体在体外进行变性、复性和纯化以使其具有激活纤溶酶原的生物活性。结果:测序结果表明本研究克隆的编码tPA中355个氨基酸密码子的cDNA序列与美国专利(公开号:5,587,159)中对应的序列完全一致,将其在pET32a(+)/BL21(DE3)大肠杆菌表达系统中表达可获得稳定表达的融合蛋白Trx-tPA355包涵体,该包涵体占菌体总蛋白的30%左右,此融合蛋白经变性、复性后具有激活纤溶酶原的生物活性。结论:含tPA中355个氨基酸密码子(1-3和176-527氨基酸)的cDNA在大肠杆菌Trx融合蛋白表达系统中可获得稳定表达,表达的融合蛋白产物在体外经变性、复性后具有激活纤溶酶原的生物活性。     

基于mRNA 5'端TIR区二级结构优化提高重组sTNFαRI在大肠杆菌中的表达水平

目的:通过优化PET11b-s TNFαRI 5'mRNA翻译起始区(TIR)二级结构从而提高可溶性肿瘤坏死因子I型受体(sTNFαRI)在大肠杆菌[E.coli BL21(DE3)]中的表达水平。方法:通过对PET11b-s TNFαRI mRNA 5'端TIR区二级结构的自由能及核苷酸位置熵分析,设计相应的引物对mRNA 5'翻译起始区(TIR)相应密码子进行突变,从而使核糖体结合位点(RBS)及起始密码子(AUG)暴露于发夹结构之外,此外将p ET11b核糖体结合位点由GAAGGAGA突变为GAAGAA,以利于翻译复合体的组装以及翻译起始。通过基因克隆的方法将5'端TIR区优化后的序列与s TNFαRI序列一起克隆到p ET11b载体中,并转化大肠杆菌BL21(DE3),阳性转化子经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot检测。结果:通过对PET11b-s TNFαRI 5'TIR mRNA二级结构优化,经SDS-PAGE和Western blot分析表明重组s TNFαRI的表达水平较优化前提高50%~60%。结论:通过对重组载体翻译起始区(TIR)mRNA序列的二级结构优化可以有效提高目的蛋白的表达水平,对进一步工业化生产具有重要的应用价值。     

人白细胞介素—3基因翻译起始区的改造提高其在大肠杆菌中的表…

为了提高人白细胞介素－３（ｈＩＬ－３）在大肠杆菌中的表达,在计算机辅助下,设计台成了ＰＣＲ突变引物,用于改造起始密码ＡＵＧ上下游序列,并在不改变５’端氨基酸编码的前提下,尽可能选用大肠杆菌高频使用的密码子。将经改造后的ｈＩＬ－３ｃＤＮＡ和翻译起始区置于ＰＬ启动子之下,转入大肠杆菌Ｔａｐ１０６,经４２℃热诱导后,获得表达产物,提高表达水平近一倍,表达量达到菌体总蛋白量的３０％左右。表达产物经Ｗｅｓｔ     

人碱性成纤维细胞生长因子突变体的高效表达

用PCR法将人碱性成纤维细胞生长因子(hbFGF)基因中编码第25、69和92位的半胱氨酸(Cys)密码子突变为丝氨酸(Ser)密码子,将突变的hbFGFcDNA片断与表达质粒pET3c连接,构建重组质粒pET3chbFGFSer25,69,92。hbFGFSer25,69,92在大肠杆菌BL21(DE3)中的表达量大于30%。通过阳离子交换和肝素亲和层析两步纯化,得到纯度大于95%的hbFGFSer25,69,92。MTT法测定纯化的产物活性表明,hbFGFSer25,69,92突变体促Balb/c细胞增殖的活性与野生型hbFGF相当,为下一步对hbFGFSer25,69,92突变体进行定点化学修饰打下了基础。     

人铜锌超氧化物歧化酶基因改良及在聚球藻中表达

应用PCR定点突变技术把质粒pESOD中人铜锌超氧化物歧化酶基因(hCu,Zn-SOD)的Cys111密码子突变为Ala111密码子,再构建重组子,通过随机同源重组将突变后的hCu,Zn-SOD整合入聚球藻Synechococcussp.PCC7942,并实现表达。表达产物用SDS-PAGE、Western blot、酶活等方法测定均为阳性反应;热稳定性测定显示,hCu,Zn-SOD在80℃保温30min后仍具有95%的活力,耐热能力比天然hCu,Zn-SOD有了较大的提高。蛋白扫描结果显示目的蛋白占可溶性蛋白的3.61%。     

人α－肿瘤坏死因子基因的高效表达

用人工合成的α－肿瘤坏死因子（ＴＮＦ－α）基因构建了五个不同的表达质粒,它们不同之处是ＳＤ序列与起始密码子ＡＴＧ间距离（Ｄ）各异。计算机模拟计算出翻译起始区域（ＴＩＲ）中二级结构的最小生成自由能,以（Ｄ）为６个核苷酸时最小（绝对值）。它的表达效率也最高,产物ＴＮＦ－α可达菌体总蛋白的６０％。密码子的选用对表达效率有很大的影响,故人工合成ＴＮＦ－α基因（选用大肠杆菌偏爱的密码子）的表达效率高于ｓｃ－