超广谱β-内酰胺酶SHV-18的表达纯化及活性验证

目的：产超广谱β-内酰胺酶是肠杆菌科细菌和肺炎克雷伯菌对β-内酰胺酶类抗生素耐药的重要机制,该类酶主要水解青霉素类、头孢菌素类以及单环酰胺类抗生素。自从1983年第-次有关p内酰胺酶的报道开始,至今已经发现超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）的种类超过400种,其中SHV型是最常见的ESBLs类型之一。本研究主要探讨了超广谱β-内酰胺酶SHV－18的原核表达载体的构建、酶的纯化和活性验证。方法：利用肺炎克雷伯菌ATCC700603全基因组为模板,应用分子生物学技术钓取SHV-18基因,构建pET22b（＋）-SHV－18表达质粒,经测序鉴定后,转化大肠杆菌Transetta（DE3）,IPTG诱导表达并亲和纯化,进-步通过抗生素水解实验,检测其水解活性,测定其酶动力学参数。结果：成功构建了可以以裂解上清形式高效表达SHV-18的工程菌。通过亲和纯化最终获得纯度达到90％以上的β-内酰胺酶SI-IV-18。获得的SHV-18蛋白能够水解青霉素G、头孢拉定、头孢唑肟、头孢他啶、头孢吡肟等多个抗生素。结论：获得了对青霉素和头孢菌素类具有水解活性的超广谱β-内酰胺酶SHV-18,并对其酶动力学参数进行了检测。在实验室研究了β－内酰胺酶SHV－18对不同抗生素的水解特性,更加有利与指导临床抗生素的合理使用。     

耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌产OXA酶的研究进展

鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类抗生素耐药率逐年增高,其主要耐药机制包括产生水解药物的碳青霉烯酶,外膜孔蛋白的改变,主动外排系统的过度表达和青霉素结合蛋白改变等.其中由于苯唑西林酶(Oxaclillinase,OXA酶)克隆传播导致鲍曼不动杆菌对碳青霉烯类抗生素耐药的爆发流行的报道,已引起大家的广泛关注.本研究对耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌产OXA酶的研究现状作一阐述.     

碳青霉烯酶在碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯杆菌的分布及分子流行病学

目的了解碳青霉烯酶在碳青霉烯类抗生素耐药肺炎克雷伯杆菌的分布及其分子流行病学。方法收集我院2010年1月至2012年12月分离的碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯杆菌120株,采用改良Hodge试验及EDTA协同试验进行碳青霉烯酶表型的确认,用PCR方法扩增碳青霉烯酶基因(KPC、IMP、NDM、VIM、OXA-48),经电泳检测扩增产物后纯化测序。通过MLST及ERIC-PCR进行分子流行病学分析。结果120株碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯杆菌中,95株CRKP菌株改良Hodge试验阳性,64株菌株EDTA协同试验阳性。经PCR及测序确认,83株主要携带KPC-2型碳青霉烯酶,占69.2%;其次为IMP-4型金属酶,占28.3%(34/120),NDM-1型金属酶15株,占12.5%,未发现VIM和OXA-48碳青霉烯酶。ERICPCR及MLST分型显示出20个基因分型,其中ST395-A型和ST11-B型主要流行于产KPC-2型菌株中,占43.88%;ST263-B型和ST15-C型主要流行于产NDM-1菌株中,占13.27%;而ST11-B型主要分布于产IMP-4和KPC-2菌株中,占24.49%。结论我院碳青霉烯酶耐药肺炎克雷伯杆菌存在多种碳青霉烯酶,主要以KPC-2为主,产不同种类碳青霉烯酶菌株存在不同的流行基因型。     

TEM-1型β内酰胺酶的原核表达纯化及活性验证

目的:产β-内酰胺酶是大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等对β内酰胺类抗生素耐药的主要机制之一,该酶能水解青霉素、头孢菌素、碳青酶烯类等多种抗生素,其中TEM型是发现最早且种类最多的β内酰胺酶。探讨TEM-1型β内酰胺酶原核表达载体的构建、酶的纯化及活性验证。方法:利用PCR技术,以大肠杆菌全基因组为模板钓取TEM-1基因,构建p ET22b(+)-TEM-1表达质粒,经测序鉴定后,转入大肠杆菌Transetta(DE3),IPTG诱导表达、亲和纯化,并通过抗生素水解实验验证其酶活性。结果:构建了可溶性表达TEM-1的工程菌,通过亲和纯化最终获得纯度达90%以上的TEM-1型β内酰胺酶,该酶可水解氨苄西林。结论:获得了对氨苄西林具有水解活性的TEM-1型β内酰胺酶,并对其进行了酶动力学参数检测,验证其抗生素水解特性,有利于对临床抗生素的合理应用做出指导。     

亚胺培南不敏感的阴沟肠杆菌碳青霉烯酶基因检测

为了解亚胺培南不敏感的阴沟肠杆菌碳青霉烯酶的主要基因型及其流行情况,收集哈尔滨医科大学附属第一医院临床分离出的亚胺培南不敏感的阴沟肠杆菌24株,采用Vitek-2 Compact进行细菌鉴定、药敏试验,聚合酶链反应（PCR）扩增,DNA测序确定菌株产碳青霉烯酶基因型情况。结果显示,24株阴沟肠杆菌均表现为多重耐药,20株菌扩增出KPC-2条带,经测序证实为KPC-2型碳青霉烯酶基因。该院亚胺培南不敏感的阴沟肠杆菌产碳青霉烯酶的主要基因型别为KPC-2型,临床与实验室应加强监测和控制。     

耐亚胺培南铜绿假单胞菌相关耐药基因的检测

目的对耐亚胺培南（IMP）的铜绿假单胞菌（IRPa）相关耐药基因进行检测。方法 2003年至2009年从临床标本中分离到（P.aeruginosa）共220株,采用三维试验筛选产β-内酰胺酶的铜绿假单胞菌,应用普通PCR和多重PCR分别检测碳青霉烯酶基因和质粒携带的C类头孢菌素酶（AmpC酶）耐药基因,应用荧光定量RT-PCR的方法检测oprD2基因的表达情况。结果共检出43株产β-内酰胺酶的菌株,其中产AmpC酶、超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）、金属β-内酰胺酶（MBLs）和未知酶菌株的构成比分别58.14%（25/43）、18.60%（8/43）、4.65%（2/43）和16.28%（7/43）。74株耐亚胺培南的铜绿假单胞菌中,有2株菌携带IMP-9基因,1株菌携带DHA质粒型AmpC酶基因,其他碳青霉烯酶基因检测为阴性。40株菌株oprD2基因表达蛋白量降低,34株oprD2基因表达蛋白量正常。结论 oprD2基因的突变或蛋白表达量降低是IRPa对亚胺培南耐药的主要原因,AmpC酶可水解亚胺培南可能与铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药有一定的关系,而KPC-1酶和MBLs在铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药机制中不是主要因素。     

抗PAI抑制作用的纤溶酶原激活剂突变体的活性研究

目的:重组表达抗PAI抑制作用的t-PA突变体,经诱导表达、复性、纯化后进行生物学活性和酶动力学分析。方法:构建pBV220-tpa重组表达质粒,经DNA测序确认后,转化至大肠杆菌DH5a,温控诱导表达,凝胶过滤法对包涵体蛋白进行初步纯化,复性后,过刺桐胰蛋白酶亲和层析柱纯化,酶动力学分析其活性。结果:测序证实,t-PA突变体的DNA序列正确,表达蛋白占总菌体蛋白的30%,经纯化后纯度达90%以上,比活性为7.0×108IU/mg,t-PA突变体与PAI-1反应后,其活性未受到抑制。t-PA突变体酶的米氏常数Km为0.5298,最大水解速度Vmax为0.0595。结论:经生物学活性测定,表达蛋白能够明显抵抗PAI的抑制作用,并具有良好的生物活性,该突变体有可能成为用量更少、疗效更佳的新型溶栓药物。     

棘孢木霉几丁质酶tachi2 基因的原核表达及酶学性质研究

目的:实现棘孢木霉(Trichoderma asperellum)几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,研究几丁质酶Tachi2的酶学性质.方法:利用PCR技术扩增得到几丁质酶基因tachi2,将其克隆到原核表达载体pEHISTEV中,测序后,转化大肠杆菌BL21感受态细胞,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导后进行Tachi2蛋白的纯化和复性.用纯化的目的蛋白Tachi2进行几丁质酶酶学性质的研究.结果:tachi2基因在重组大肠杆菌中正确表达,其主要以包涵体形式存在;重组蛋白Tachi2分子量约为44kDa,经过纯化和复性后得到的Tachi2有较高的几丁质酶活性.该酶的最适温度为40℃,最适pH值为7.0,几丁质酶在40℃以下比较稳定、pH 6～9时酶有较高活性,受Cu2和Zn2+的强烈抑制.结论:成功实现了棘孢木霉几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,表达纯化了重组蛋白,明确了几丁质酶Tachi2的酶学性质,为该几丁质酶的进一步开发利用和深入研究奠定了基础.     

肺炎克雷伯菌KPC-2酶的临床调查

目的:了解从中国医科大学附属第一医院临床患者分离的肺炎克雷伯菌产生KPC酶的情况。方法:筛选亚胺培南或(和)美洛培南的最小抑菌浓度2~4μg/m L或(和)抑菌环直径16~21mm肺炎克雷伯菌,采用CLSI推荐的改良Hodge试验进行碳青酶烯类抗菌药物耐药的表型检测,采用聚合酶链反应(PCR)进行KPC-2的基因型检测。结果:从临床分离出的18株肺炎克雷伯菌中有2株Hodge试验阳性,但KPC-2的PCR结果阴性。结论:医大一院临床已经存在对碳青霉烯酶类抗生素耐药的肺炎克雷伯菌,但具体是哪一类酶尚不清楚,有待进一步研究。     

人胱硫醚β合成酶原核表达纯化及鉴定

目的：构建人胱硫醚β合成酶（human cystathionineβ-synthase,hCBS）基因原核表达载体,在E.coli BL21（DE3）中表达,并进行纯化和酶活性检测。方法：以胰腺细胞cDNA文库为模板,采用聚合酶链式反应（PCR）扩增hCBS基因蛋白编码区的全序列,克隆入原核表达载体pET32a（＋）,构建重组质粒pET32a（＋）-hCBS。经限制性内切酶双酶切及DNA序列分析鉴定目的基因后与人CBS基因（基因bank号：BT007154.1）完全一致,转入E.coli BL21（DE3）中,由IPTG诱导表达融合蛋白。结果：经SDS-PAGE、Western blot分析,证明诱导表达的蛋白为重组人CBS（rhCBS）。再由Ni-NTA树脂亲和层析,并脱盐冷冻干燥后获得重组rhCBS（约19 mg/L培养物）,并测得其比活力约为57 kU/g。结论：成功地表达纯化出具有功能活性的重组蛋白rhCBS,为进一步研究该酶的相互作用蛋白以及其在生物学和临床科学的作用奠定了基础。     

突触小体相关蛋白SNAP25的原核表达、纯化及鉴定

目的:克隆突触小体相关蛋白(SNAP25)基因,原核表达、纯化并鉴定SNAP25蛋白。方法:PCR扩增SNAP25基因,克隆至表达质粒pTIG-Trx,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,IPTG诱导表达,Ni2+-NTA亲和层析纯化目的蛋白,SDS-PAGE及Western印迹分析肉毒神经毒素BoNT/A轻链对该蛋白的裂解情况。结果:构建了pTIG-SNAP25表达质粒,经IPTG诱导表达,目的蛋白占全菌蛋白的26.2%,表达形式为可溶性表达,表达量达115.4mg/L,纯化后蛋白纯度达95%以上;经SDS-PAGE及Western印迹分析,SNAP25蛋白可被BoNT/A轻链特异降解。结论:克隆了SNAP25基因,在原核系统中表达、纯化并鉴定了重组SNAP25蛋白。     

弗氏志贺菌5a 型 M90T 株 ClpB 蛋白在大肠杆菌中的融合表达和纯化

目的：构建弗氏志贺菌cZp8基因的原核表达质粒,在大肠杆菌中表达后,纯化带T7标签的ClpB蛋白。方法与结果：PCR扩增得到线性化表达载体pET24a与2574bp的c加曰基因片段,利用不依赖连接反应的克隆法（LIC）进行克隆,得到重组质粒pET-ClpB,转入大肠杆菌BL21（DE3）中进行诱导表达,通过一系列条件优化,确定可溶性表达条件为在30℃下、用1mmol／LIPTG诱导2h;利用抗T7单克隆抗体琼脂糖珠进行亲和纯化,得到了纯度很高的相对分子质量为95×10^3的ClpB-T7融合蛋白。结论：实现了ClpB-T7在大肠杆菌中的可溶性表达,并纯化获得了高纯度的融合蛋白。     

重组人干扰素λ1的表达、纯化及生物活性研究

目的:利用大肠杆菌系统表达重组人Ⅲ型干扰素λ1(rhIFN-λ1),并进行纯化,以比较其与重组人干扰素-α2b(rhIFN-α2b)生物学活性的差异。方法:密码子优化的rhIFN-λ1基因与pET-44a载体连接构建原核表达质粒,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,表达产物经系列层析纯化;采用细胞病变抑制法比较纯化的rhIFN-λ1与rhIFN-α2b、市售rhIFN-λ1的抗病毒活性;采用MTS法比较这些干扰素的抗肿瘤细胞增殖活性。结果:基因优化后的rhIFN-λ1在大肠杆菌中得以高效表达,用所建立的纯化工艺可制备得到纯度达95.7%的rhIFN-λ1;rhIFN-λ1的抗病毒比活性为3.2×105 U/mg,比市售rhIFN-λ1的比活性(1.1×105 U/mg)略高,抗肿瘤细胞增殖活性为rhIFN-α2b的1.7倍。结论:获得的rhIFN-λ1具有剂量依赖的抗病毒活性和抗增殖活性,其抗病毒活性比市售rhIFN-λ1略高,抗细胞增殖活性高于rhIFN-α2b,提示rhIFN-λ1有较大的应用前景。     

酮古龙酸菌细胞色素c基因的克隆及表达

目的:从酮古龙酸菌SCB329中分离细胞色素c(Cytc)相关基因,在大肠杆菌中进行表达并验证。方法:根据酮古龙酸菌SCB329基因组序列设计引物,通过PCR从SCB329基因组中扩增cytc基因,酶切后连接pET22b表达载体,转化至大肠杆菌DH5α后提取质粒,经PCR、质粒双酶切及测序鉴定后,转入大肠杆菌BL21(DE3),并对表达条件进行考察;用Chelating Sepharose珠粒对可溶性的Cytc-His融合蛋白进行纯化;经光谱扫描和血红素染色等方法对表达蛋白定性分析。结果:PCR扩增的cytc基因长513 bp;重组菌在IPTG浓度为0.025 mmol/L的条件下,于28℃诱导10 h后,SDS-PAGE分析可见表达条带,相对分子质量约为18×103;Ni柱亲和层析纯化得到目的蛋白,纯化蛋白经光谱扫描呈现Cytc特征峰,血红素染色呈现阳性结果。结论:从酮古龙酸菌SCB329中分离得到一种cytc基因,并表达纯化了融合蛋白Cytc-His,纯化蛋白呈现Cytc特性,为研究酮古龙酸菌中产酸关键酶的电子传递机制奠定了基础。     

Modesto株副鸡禽杆菌血凝素的原核表达及其生物活性鉴定

目的：克隆并原核表达Modesto株C型副鸡禽杆菌（Apg）的血凝素（HA）基因,鉴定该重组HA的生物学活性。方法：根据GenBank上已发表的Modesto株Apg的HA基因序列,设计合成了1对特异性引物,克隆ApgHA基因;以Modesto株Apg中提取的细菌DNA为模板,利用PCR扩增ApgHA全长基因（1026bp）,将其克隆到pET-32a（＋）载体上,构建原核表达载体pET—HA,在大肠杆菌BL21（DE3）中表达并纯化重组HA;通过Western印迹及血凝和血凝抑制试验鉴定该重组蛋白的生物学活性。结果：表达并纯化了Apg重组HA,该蛋白可以和C型Apg抗血清特异性结合,并且可以凝集鸡红细胞。结论：构建了Modesto株ApgHA基因的原核表达载体,并表达纯化了ApgHA融合蛋白,该重组HA具有凝集鸡红细胞的活性,为进一步研究ApgHA的免疫功能奠定了基础。     

肺炎链球菌SpxA蛋白的原核表达、纯化及多克隆抗体的制备

目的 构建肺炎链球菌SpxA蛋白的原核表达系统,制备其多克隆抗体.方法 设计引物,利用PCR技术扩增肺炎链球菌D39菌株的spxA基因,并插入表达载体pET-28a（＋）内,测序鉴定.重组质粒转化至大肠埃希菌BL21（DE3）中,以IPTG诱导表达含6个组氨酸标签的SpxA重组蛋白,经Ni-NTA亲和层析柱纯化后,以其为抗原免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体.用ELISA及Western印迹方法分别检测多克隆抗体的效价及特异性.结果 从大肠埃希菌中诱导出高表达的SpxA重组蛋白,纯化后免疫小鼠获得抗血清,ELISA测定其效价可达1：2 560 000以上,Western印迹结果显示其能特异性地作用于肺炎链球菌SpxA.结论 成功构建了pET-28a（＋）-spxA原核表达质粒,获得了高纯度的目的 蛋白和高滴度、高特异性的多克隆抗体.     

肠出血性大肠杆菌O157∶H7 EspA和EspB蛋白的重组表达及其免疫效果

目的：通过DNA重组技术表达肠出血性大肠杆菌（EHEC）0157：H7的EspA和EspB蛋白,并分析它们的免疫保护性。方法：采用PCR技术从EHEC0157：H7基因组中扩增espA和espB基因,连接至pET-22b（4-）载体上,转化至宿主细胞大肠杆菌BL21（DE3）,经IPTG诱导表达,用亲和层析纯化目的蛋白,SDS-PAGE测定其相对分子质量,免疫小鼠分析其免疫保护性。结果：重组espA和espB基因片段的测序结果与GenBank中的相应基因序列完全一致,一致性均为100％;得到了纯度为95％以上的重组EspA和EspB蛋白,免疫小鼠所得到的抗体效价均为10^6。结论：重组EspA和EspB蛋白获得了可溶性表达,表达的蛋白具有良好的免疫保护性,为进一步制备疫苗奠定了基础。     

人胰高血糖素样肽-1与人血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的表达

目的：在巴斯德毕赤酵母中表达有降糖活性的人胰高血糖素样肽-1（hGLP-1）突变体（2Gly-hGLP-1）与人血清白蛋白（HSA）的融合蛋白。方法：为将GLP-1氨基酸序列第2位的丙氨酸（Ala）定点突变为甘氨酸（Gly）,根据毕赤酵母偏爱密码子合成编码2Gly-hGLP-1的基因;采用重叠PCR法拼接2Gly-hGLP-1和HSA的基因,使得2Gly-hGLP-1的C端与HSA的N端通过甘氨酸五肽接头连接;将该融合基因插入表达载体pPIC9构建为重组载体pPIC9/2Gly-hGLP-1-HSA,电击转化至毕赤酵母GS115细胞,通过表型筛选和诱导表达实验获得高效表达菌株;工程菌在5L发酵罐中培养后,对发酵产物进行分离纯化和生物学活性分析。结果：融合蛋白在5L发酵罐中的表达量约为200mg/L,经纯化后纯度可达95%以上;小鼠糖耐量实验表明该融合蛋白具有明显的控血糖活性。结论：在毕赤酵母中分泌表达的融合蛋白2Gly-hGLP-1-HSA具有降血糖活性。     

整合素αMβ2 I-结构域的基因合成和蛋白表达

目的：利用大肠杆菌表达系统表达整合素αMβ2 I-结构域,并对其进行纯化。方法与结果：利用DNAWorks在线引物程序设计经过密码子优化的整合素αMβ2 I-结构域的寡核苷酸序列;采用PCR介导的基因拼装法合成αMβ2 I-结构域DNA模板,将其克隆至原核表达载体pET11d-6h上,并转化大肠杆菌,获得表达菌株;经IPTG诱导,αMβ2 I-结构域在大肠杆菌BL21（DE3）中获得高效表达,表达产物经Ni-NTA琼脂糖层析柱纯化后,纯度达到90％以上;电喷雾电离质谱测定表明纯化所得的蛋白精确的相对分子质量为23720.0,与预期值相符;肽指纹质谱图谱鉴定其为目的蛋白。结论：αMβ2 I-结构域的高效表达,为进一步研究其与配体的结合及其复合物晶体结构奠定了基础。