重组黄杆菌肝素酶III的纯化、表征及培养条件对酶生产的影响

肝素酶III是一种特异性地裂解乙酰肝素的酶,在大肠杆菌中表达时容易形成包涵体。为实现肝素酶III的可溶性表达,利用谷胱甘肽-S-转移酶(GST)与肝素酶III融合性能,通过构建相应的表达质粒pGEX-heparinaseIII,在大肠杆菌中实现了肝素酶Ⅲ的可溶性表达。粗酶通过一步亲和纯化其纯度可达95%以上。通过对LB培养基摇瓶培养Escherichia coli BL21的诱导时机、诱导剂用量、诱导时间等培养条件的优化,确定了该可溶性肝素酶III融合蛋白的最适生产条件。通过对纯酶的最适反应温度、pH、Ca2+浓度等一系列性质研究,确定了该酶的最适反应条件。     

重组黄杆菌肝素酶Ⅲ的纯化、表征及培养条件对酶生产的影响

肝素酶Ⅲ是一种特异性地裂解乙酰肝素的酶,在大肠杆菌中表达时容易形成包涵体.为实现肝素酶Ⅲ的可溶性表达,利用谷胱甘肽-S-转移酶(GST)与肝素酶Ⅲ融合性能,通过构建相应的表达质粒pGEX-heparinaseⅢ,在大肠杆菌中实现了肝素酶Ⅲ的可溶性表达.粗酶通过一步亲和纯化其纯度可达95%以上.通过对LB培养基摇瓶培养Escherichia coli BL21的诱导时机,诱导剂用量、诱导时间等培养条件的优化,确定了该可溶性肝素酶Ⅲ融合蛋白的最适生产条件.通过对纯酶的最适反应温度、pH、Ca~(2+)浓度等一系列性质研究,确定了该酶的最适反应条件.     

GST-His-Heparinase Ⅰ双标签融合蛋白的原核表达与纯化

以pET15b-HepⅠ为模板,通过PCR技术扩增出上游合有6×His标签的HepⅠ基因序列,克隆至表达载体pGEX-4T-1。测序鉴定后,将重组表达质粒pGEX-His-HepⅠ转入E.coli BL21(DE3)感受态细菌,经IPTG诱导表达。表达产物可溶部分用GSTrap FF和HisTrap HP柱两步亲和纯化,所得产物经SDS-PAGE检测,在66 kDa和43 kDa处显示特异条带,分别与GST-His-HepⅠ和His-HepⅠ融合蛋白预期分子量相符;最终His-HepⅠ融合蛋白的比酶活为86.45 IU/mg,纯度高达99%,与仅一步亲和纯化得到的GST-His-HepⅠ融合蛋白相比,进一步提高了纯化后重组肝素酶的纯度。本研究为制备高纯度的HepⅠ提供了一种方法,对制备高安全性的LMwH和解析HepⅠ晶体结构具有重要意义。     

内江猪IL-18基因的克隆及原核表达

以ConA刺激的内江猪外周血单核淋巴细胞(PBMC)为模板,采用RT-PCR技术扩增出猪IL-18全长基因,克隆其成熟蛋白的编码基因(471bp)至pMD18-T克隆载体,经双酶切和测序获得阳性克隆。通过EcoRⅠ/XhoⅠ双酶切及连接反应,构建了pET-32a( )-IL-18原核表达质粒。经双酶切和DNA测序证实重组质粒构建正确,将阳性重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达,SDS-PAGE,Western-blot证实表达出35kD左右的融合蛋白。经实验确定重组内江猪IL-18蛋白诱导表达的最佳条件为IPTG 0.2mmol/L,30℃诱导培养5h。在最佳表达条件下,pIL-18的相对含量为59.6%。内江猪IL-18的原核表达为重组IL-18的纯化及其生物学功能的进一步研究提供了基础。     

小鼠beta防御素2原核表达与抗菌作用的初步研究

构建小鼠β-防御素-2( mouse beta defensins 2,mBD2)原核表达质粒pET32/mBD2,进行蛋白诱导表达及纯化,测定并纯化蛋白的抗菌活性.旨在为选一步研究其生物学特性奠定基础.通过腹腔注射脂多糖(lipopoly-saccharide,LPS)建立小鼠急性时相反应,采用RT-PCR方法扩增mBD2成熟肽,经KpnⅠ和XhoⅠ双酶切后插入相同酶切的pET-32a(+)载体,构建的重组质粒.将鉴定正确的重组质粒转化大肠杆菌表达菌株BL21 (DE3),采用异丙基-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导融合蛋白的表达.通过镍亲和层析获得纯化的融合蛋白.将融合蛋白采用肠激酶酶切、洗脱并用滤纸片法测定目的蛋白的抗菌活性.成功构建了原核表达质粒pET32a(+)/mBD2,并转化工程菌BL21( DE3).在0.25 mmol/L IPTG、30℃诱导4h条件下获得的融合蛋白.采用抑菌试验证实蛋白具有一定的抑制革兰阳性菌及阴性菌生长的作用.本研究成功构建了pET32/mBD2原核表达质粒,得到了在大肠杆菌中稳定表达mBD2蛋白.     

人血清白蛋白-C肽融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

目的构建重组表达人血清白蛋白(HSA)-C肽(CP)融合蛋白的毕赤酵母表达菌株.方法根据表达系统的密码子偏好性优化CP基因,酶切连接pBlue-HSA质粒(HSA1 800bp)和CP(100bp)基因,将HSA-CP融合基因双酶切后插入分泌表达栽体pPIC9K中,重组质粒pPIC9K-HSA-CP经SalⅠ线性化后,电击转化毕赤酵母GS115,表型筛选Mut 转化子.PCR鉴定后,用甲醇诱导摇瓶分泌表达.结果融合基因约为1 900bp,序列测定正确.SDS-PAGE分析表明表达融合蛋白的相对分子量约为70kD,摇瓶培养表达量为140mg/L,Western blot鉴定显示表达的融合蛋白为HSA和CP的杂合分子.结论实现了HSA-CP融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达,细胞活性研究显示HSA-CP融合蛋白对人胚肾293细胞的生长具有一定的促进作用.     

肝素C5异构酶的表达优化及分子改造

肝素和硫酸乙酰肝素是一类应用于临床抗凝血的糖胺聚糖。肝素葡萄糖醛酸C5异构酶(Heparosan-N-sulfate-glucuronate 5-epimerase,C5,EC 5.1.3.17) 是肝素和硫酸乙酰肝素合成过程中重要的修饰酶,催化N-硫酸化肝素前体 (N-sulfoheparosan) 的D-葡萄糖醛酸 (D-GlcA) 上5号位羧基翻转生成L-艾杜糖醛酸 (L-iduronic acid,L-IdoA)。文中以大肠杆菌Escherichia coli为宿主对斑马鱼来源的肝素葡萄糖醛酸C5异构酶基因Glce进行重组表达优化与分子改造。比较了3种不同的表达载体pET20b(+)、pET28a(+) 和pCold Ⅲ对C5表达的差异情况,其中以嗜冷启动型载体pCold Ⅲ表达酶活最高,达到(1 873.61±5.42) U/L。为了进一步提高C5的可溶表达量,在N端融合促溶标签SET2后,可溶蛋白表达量比对照提高了50%,酶活达到 (2 409.25±6.43) U/L。在此基础上,通过理性设计对底物结合口袋进行定点突变,获得最优突变体 (V153R) 的酶活和比酶活分别为 (5 804.32±5.63) U/L和(145.14±2.33) U/mg,是原始酶的2.41倍和2.28倍。肝素C5异构酶改造与表达优化为酶法催化合成肝素奠定了基础。     

肝素硫酸转移酶优化表达及其在动物源肝素硫酸化中的应用

肝素是一种重要的凝血药物,目前主要依赖于动物小肠粘膜的提取。动物源肝素含有的抗凝血活性五糖单位GlcNS6S-GlcA-GlcNS6S3S-Ido2S-GlcNS6S少,抗凝血活性低下。文中提出并验证了一种基于酶法催化动物源肝素,提高其硫酸化程度和抗凝血活性的方法。通过比较3种硫酸转移酶肝素-2-硫酸转移酶(Heparan sulfate-2-O-sulfotransferase,HS2ST)、肝素-6-硫酸转移酶(Heparan sulfate-6-O-sulfotransferase,HS6ST)、肝素-3-硫酸转移酶(Heparan sulfate-3-O-sulfotransferase,HS3ST)在重组大肠杆菌及重组毕赤酵母中表达,确定了毕赤酵母作为3种硫酸转移酶的表达宿主;进一步通过N端融合麦芽糖融合蛋白MBP和硫氧还蛋白Trx A,HS2ST和HS6ST的酶表达水平分别提高至(839?14) U/L和(792?23) U/L。通过3种硫酸转移酶HS2ST、HS6ST和HS3ST共同催化动物源肝素,其抗凝血活性由(76?2) IU/mg提高至(189?17) IU/mg。     

细粒棘球蚴FABP基因的原核表达及蛋白鉴定

构建原核表达载体pET-FABP,优化表达条件,采用免疫学方法鉴定纯化的FABP融合蛋白。载体pMD19-T-FABP和pET-44a(+)经EcoRⅠ和HindⅢ双酶切,将回收的FABP片段与pET-44a(+)连接,构建原核表达载体pET-FABP并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,优化表达条件,纯化FABP融合蛋白,Western blotting鉴定。成功构建了原核表达载体pET-FABP并在大肠杆菌中高效表达。纯化后的蛋白经SDS-PAGE和Western blotting鉴定正确。构建的表达载体pET-FABP可以在大肠杆菌中大量表达Nus-FABP融合蛋白,为进一步研制FABP亚单位疫苗奠定了基础。     

L-谷氨酸氧化酶与CBD的融合表达及其在微晶纤维素上固定化分析

酶的固定化作为一种重要的技术,已在生物催化领域得到了广泛的应用。现将来源于普拉特链霉菌3304(Streptomyces platensis NTU3304)产生的胞外L-谷氨酸氧化酶(L-glutamate oxidase,Gox)基因gox融合到来源于粪碱纤维单胞菌Cellulomonas fimi的纤维素结合域(CBDcex)的基因上,构建表达载体p ETM10-Gox-CBD,并在大肠杆菌中表达。通过蛋白纯化获得融合蛋白,并命名为Gox-CBD。利用CBD对微晶纤维素特异性吸附的特性将其固定在微晶纤维素上,并对固定化酶的制备条件、结合量、酶学性质及其微晶纤维素结合稳定性等进行了研究。在4℃条件下结合约1 h,融合蛋白Gox-CBD结合在纤维素上的结合量即可达到9.0 mg/g。通过对重组型、融合表达游离的以及固定化在微晶纤维素上的谷氨酸氧化酶的酶学性质进行比较发现,固定化酶的比酶活有所降低;但固定化酶的热稳定性相对于游离酶有了很大的提高,在60℃孵育30 min后还保留有约70%的活性,而游离的重组Gox在相同条件下几乎完全失去活性。当固定化结合蛋白在p H10或者盐浓度5 mmol/L的Na Cl条件下可以牢固结合。并且可以通过一步纯化方法固定化融合蛋白Gox-CBD于微晶纤维素上。因此,L-谷氨酸氧化酶与纤维素结合域融合表达的研究为蛋白的纯化及酶的固定化提供了一种新策略。     

易于基因产物加工和快速纯化的融合表达载体

从Protein A基因酶切分离出编码完整的结合IgG的B、C区域(PABC)的相应DNA片段,克隆进噬菌体M1乳通过人工合成寡聚核苷酸引物,突变修饰B、C区域内分别含有的羟胺裂解位点,变As-Gly为Asn—A1a。利用突变修饰后的PBACm编码基因片段,构建了一组含有不同阅读框架的融合蛋白表达载体。进一步分别重组克隆了含人工合成的人胰岛索样生长因子Ⅰ(IGF—Ⅰ)、人和牛生长激素释放因子(GRF)等基因的表达质粒,在大肠杆菌中高效表达出PABC—IGF—l、PABC—hGRF、PABC-bGRF及其衍生型融合蛋白。经SDS—PAGE测定分析,每立升摇瓶的融合蛋白产量可达100mg以上。上述高效表达的PABC融合蛋白,通过固相亲和层析柱一步分离．获得SDS—PAGE鉴定为近均一分子量纯化的PABC融合表达产物。     

内生多粘类芽胞杆菌纤溶酶基因PPFE-Ⅰ在大肠杆菌中融合表达及活性分析

以内生多粘类芽胞杆菌EJS-3基因组DNA为模板,PCR扩增PPFE-Ⅰ基因,并克隆到pMD19-T载体上,构建克隆载体pMD-PPFE-Ⅰ,经测序正确后,将PPFE-Ⅰ基因克隆至表达载体pET-DsbA上构建重组表达质粒pET-DsbA/PPFE-Ⅰ,将其转化至E.coli BL21(DE3),在IPTG诱导下实现了融合蛋白DsbA-PPFE-Ⅰ的表达,表达产物酶活性达228 IU/mL.表达产物用SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定.SDS-PAGE电泳检测表明融合蛋白主要以可溶形式表达,占菌体总蛋白的18.4%.Western blotting结果表明在相应分子量处有一条特异性条带,证实该蛋白为DsbA-PPFE-Ⅰ融合蛋白.表达产物通过Ni亲和柱、凝血酶酶切及Scphadex G-100等步骤进行分离纯化,并用MALDI-TOF质谱对重组酶进行了鉴定.纯化后的表达产物在纤维蛋白平板上表现出明显的纤溶活性.     

δ-睡眠肽与GFP融合蛋白的表达和纯化

构建δ-睡眠肽(DSIP)蛋白与GFP的融合基因表达载体,高效表达和纯化GFP-DSIP融合蛋白。通过SOE-PCR拼接DSIP全长编码基因,并使得DSIP上游具有肠激酶识别位点,经双酶切定向克隆至表达载体pET-28a,构建重组载体pET-28a-DSIP,通过PCR扩增GFP全长编码基因,经双酶切定向克隆至pET-28a-DSIP,构建原核重组表达载体pET-28a-GFP-DSIP,通过双酶切和测序鉴定后,导入E.coli BL21宿主菌中,IPTG诱导表达融合蛋白,采用镍亲和层析和分子筛凝胶层析获得高纯度蛋白,SDS-PAGE分析鉴定。经测序鉴定成功构建了原核重组表达载体pET-28a-GFP-DSIP,在IPTG诱导下获得可溶性的绿色荧光蛋白与睡眠肽的融合蛋白,经Ni-NTA亲和层析纯化成功获得高纯度的融合蛋白。成功构建了DSIP与GFP融合基因的重组表达载体,确定了GFP-DSIP融合蛋白诱导表达的最佳条件,获得了较高纯度的融合蛋白,为进一步研究DSIP蛋白的生物学功能奠定了基础。     

铜绿假单胞菌外膜蛋白OprⅠ原核表达载体的构建及其在大肠杆菌中的表达

目的:构建并鉴定铜绿假单胞菌(Pa)外膜蛋白OprⅠ重组质粒p GEX-OprⅠ,研究该重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中的表达。方法:PCR扩增OprⅠ抗原编码基因并将其定向克隆至原核表达载体p GEX-1λT,构建重组质粒p GEX-OprⅠ;将p GEX-OprⅠ电穿孔转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western印迹分析并鉴定表达产物。结果:扩增出194 bp的OprⅠ抗原编码基因;双酶切和PCR鉴定证实OprⅠ基因克隆入p GEX-1λT,并且p GEX-OprⅠ成功转入大肠杆菌BL21(DE3);SDS-PAGE显示重组大肠杆菌BL21(p GEX-OprⅠ)的表达产物为相对分子质量约32 000的GST-OprⅠ融合蛋白,其表达量约占菌体总蛋白的20%;Western印迹证实该融合蛋白能被Pa感染的鼠血清特异性识别。结论:构建了重组质粒p GEX-OprⅠ,其在大肠杆菌BL21(DE3)中表达具有抗原性的融合蛋白。     

蓖麻RcTUBβ1基因的克隆和原核表达

微管蛋白基因(Tubulin)具有高度的保守性,常作为目标基因相对表达量研究时的内参基因.本研究旨在通过构建蓖麻(Ricinus communis L.)RcTUBβ1基因的原核表达载体pET32a(+)-RcTUBβ1并优化表达工艺以表达融合蛋白His-RcTUBβ1.以蓖麻雌花为材料,通过RT-PCR技术,扩增得到含酶切位点BamHⅠ和Xho Ⅰ 的 RcTUBβ1 基因(GenBank Accession number:XM_002509734.3)的ORF 序列,经双酶切构建原核表达载体pET32a(+)-RcTUBβ1,将pET32a(+)-RRcTUBβ1转化到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中诱导表达,并考察诱导时间、诱导温度、诱导IPTG浓度对表达的影响.结果表明,所获得的蓖麻RcTTUBβ1 ORF序列与GenBank中的序列一致,长度为1 341 bp,未发生移码突变.IPTG可诱导产生分子量约为68kDa的融合蛋白,最优表达条件为诱导温度28℃、诱导时间7 h和IPTG 0.5 mmol/L,融合蛋白主要以包涵体的形式存在.这为纯化融合蛋白以制备其抗体,用以研究RcTUBβ1的免疫组织化学分布及时空表达模式提供了基础.     

鼻咽癌侯选抑瘤基因BRD7原核表达载体的构建及其表达

BRD7基因是一个鼻咽癌侯选抑瘤基因,为了构建BRD7基因的原核表达载体并使其在大肠杆菌得到表达,设计了带有SalⅠ,NotⅠ酶切位点的引物,以已构建好的质粒pGEM-T Easy/BRD7为模板,用PCR扩增出BRD7基因的完整阅读框架,并用SalⅠ,NotⅠ酶切PCR产物和原核表达载体PGEX-4T-2,然后用T4 DNA连接酶将其连接,得到重组表达质粒PGEX-4T-2/BRD7,经双酶切鉴定和测序验证,表达载体构建正确.重组表达质粒转化感受态大肠杆菌Jm105后用IPTG诱导,成功表达了一分子质量约为90 ku的融合蛋白;37℃诱导4 h后,SDS-聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳后,经扫描分析该融合蛋白产量占菌体蛋白总量28.48%, 蛋白质印迹(Western-blot)证实了该融合蛋白的表达获得成功.这为BRD7基因的蛋白纯化及抗体制备,进一步开展其功能研究奠定了基础.     

人抑癌基因PTEN的原核表达载体的构建及融合表达

为研究抑癌因子PTEN蛋白的抑癌机理,掏建了PTEN cDNA的原核表达载体并进行融合表达。将含有PTEN cDNA的质粒pMD-PTEN经EcoR Ⅰ和Sal Ⅰ双酶切,回收PTEN基因片段与经相同酶切的高效原核表达载体pET-44a连接,经序列测定,证实融合型表达载体pET-Nus-PTEN构建成功。转化表达宿主BL21(DE3)后,IPTG诱导表达。经12％SDS-PAGE凝胶电泳,获得118kD的特异蛋白条带。目的蛋白占细菌总蛋白的17％。结果表明：PTEN基因和Nus基因融合表达成功,获得可溶性Nus-PTEN蛋白。该研究为PTEN蛋白的抑癌机理和基因工程药物的研究打下了基础,这是国内PTEN蛋白在原核细胞中成功表达的首次报道。     

米曲霉果胶酸酯裂解酶（pectin lyase 1）在原核系统中重组表达

来自米曲霉(Aspergillus oryzae)和黑曲霉(Aspergillus niger)的果胶酸酯裂解酶(pectinlyase)一直被用于传统发酵食品的生产,但自然条件下A.oryzae和A.niger的果胶酸酯裂解酶产量较低。通过RT-PCR的方法,获得不含信号肽的A.oryzaePel1cDNA,将Pel1cDNA连入pET-28a( )载体,构建pET-28a( )-pel1质粒。pET-28a( )-pel1转化Turner(DE3)placⅠ细胞,得到转化子pET-28a( )-pel1-Turner(DE3)placⅠ,表达与6个组氨酸融合的Pel1。进一步对Pel1在E.coli系统中表达的条件进行了研究,在37℃,220r/min条件下,培养pET-28a( )-pel1-Turner(DE3)placⅠ细胞,当OD600至0.8左右时,用500μmol/Lisopropylβ-D-thiogalactogalactop-yranoside(IPTG)进行诱导表达,在15℃和170r/min条件下,继续培养60h后,表达效果最好,产酶可达到400u/mL,是A.oryzae自然条件下产酶量的4000倍,也高于已报道的真菌果胶酸酯裂解酶在真菌体系中重组表达的效果。     

hK1-L-Fc融合蛋白在CHO细胞中的表达及其活性研究

为进一步改造重组人激肽释放酶1(hK1),以期提高其生物活性,制备了通过柔性接头相连接的重组人激肽释放酶1-L-IgG1 Fc融合蛋白(hK1-L-Fc)。采用重叠延伸PCR技术构建hK1-L-Fc融合基因,克隆至表达载体pcDNA3.1,在中国仓鼠卵巢细胞(CHO-S)中表达。利用Protein A 亲和层析柱纯化融合蛋白,SDS-PAGE、Western blotting、飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、HPLC检测表达产物,底物法检测融合蛋白的体外活性。结果显示:成功构建pcDNA3.1-hK1-L-Fc重组表达载体;获得稳定表达融合蛋白的细胞株;无血清悬浮批式培养的表达量在0.7 mg/L以上;纯化的蛋白其纯度在95%以上,分子量约60 kDa;活性检测显示其比活性在9.2 U/mg以上,较hK1-Fc蛋白提高了18%以上。     

限制性内切酶Mlu Ⅰ蛋白及其硒代衍生物的制备

【背景】限制性内切酶Mlu Ⅰ是一种常用的工具酶,在分子生物学领域发挥着重要的作用,其三维结构尚未被解析。【目的】在大肠杆菌中克隆表达、纯化重组Mlu Ⅰ蛋白及其硒代蛋白,并进行结晶条件的研究。【方法】构建重组表达载体pET28b-Mlu Ⅰ,在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中诱导表达,利用亲和层析和凝胶过滤层析纯化重组Mlu Ⅰ蛋白和硒代Mlu Ⅰ蛋白。对蛋白进行质谱检测、圆二色谱检测以及酶活检测,利用坐滴法进行结晶条件的筛选。【结果】构建了重组表达载体pET28b-Mlu Ⅰ并纯化获得达到结晶纯度的蛋白,通过质谱检测确定硒代Mlu Ⅰ蛋白中的8个甲硫氨酸全部被取代,结合酶活测试及圆二色谱检测确定了硒代对Mlu Ⅰ蛋白的活性、结构无明显影响。采用坐滴法进行初步的晶体生长研究,重组蛋白目前已在1种条件下获得针状晶体并进行初步衍射,获得分辨率在0.32 nm左右的衍射数据。【结论】Mlu Ⅰ蛋白及硒代Mlu Ⅰ蛋白纯化体系的构建和结晶条件的研究,可为下一步解析Mlu Ⅰ三维结构、作用机制的探讨及定向改造奠定基础。