用于植物基因表达载体构建的质粒改造及其应用

为克服目前常用于植物基因表达载体构建的质粒所具有的酶切位点有限,目的基因片段难于插入和连接,缺少植物基因表达所必须的启动子、终止子、筛选标记等功能元件的缺点,本研究构建了一个用于植物基因表达载体构建的质粒载体pNULPGE200。该质粒载体引入了植物基因表达最常用的CaMV 35S启动子(cauliflower mosaic virus 35S promoter)和NOS终止子(nopaline synthase terminator),以及之间的多克隆酶切位点MCS(multiple cloning site)。利用pNULPGE200构建植物基因表达载体,经PCR等方法克隆得到的目的基因可以直接连接到35S启动子与NOS终止子之间,使目的基因能够在植物体内稳定表达;同时该质粒载体还具有独立表达的卡那霉素NPT Ⅱ(neomycin phosphotransferase Ⅱ)耐性基因和sGFP(synthetic green-fluorescent protein with S65T mutation)绿色荧光蛋白报告基因,可用于基因转化时的筛选。本研究以假单胞菌(Pseudomonas putida)携带质粒的二甲苯单加氧酶(xylene monooxygenase)编码基因为材料,分别利用本文质粒载体和常规的质粒载体pBI121构建了植物表达载体,验证了文中质粒载体的实用性。     

牛肠激酶催化亚基工程菌的构建

目的：构建牛肠激酶催化亚基工程菌。方法：将带有牛肠激酶催化亚基（bEKL）的结构基因进行克隆,将克隆产物纯化后,构建bEKL克隆质粒,后构建bEKL表达质粒,并将表达质粒制导入备感受态细胞,进行蛋白表达。结果：琼脂糖电泳验证牛肠激酶催化亚基基因已经成功地插入表达载体,序列与预期设计一致。结论：表达质粒构建成功。     

通用型转铁蛋白融合表达载体的构建及应用价值

构建通用型转铁蛋白融合表达载体,利用PCR方法扩增编码人转铁蛋白N端半分子的基因片段,通过酶切、连接、转化等分子克隆方法构建通用型转铁蛋白融合表达载体。PCR扩增了一个长约1.1 kb的包含ScaI酶切位点的基因片段,插入pPICZα的PmlI和XbaI酶切位点,转化后进行菌液PCR鉴定,成功获得重组子pPICZα-TfN,测序结果表明载体构建成功,重组质粒pPICZα-TfN能被ScaI酶切。本研究成功构建通用型转铁蛋白融合表达载体,构建的载体可以用于转铁蛋白融合表达载体的构建。     

海洋微生物信号降解酶基因aiiA克隆与表达载体的构建

根据已知的微生物信号降解酶基因aliA的序列设计、合成特异性引物探针,以从海洋分离的微生物ZD02的基因组为模板,PCR扩增编码蛋白alia信号降解酶的基因aliA序列,产物经PCR验证后用于构建克隆载体pMD18-ZD02aiiA,并以此克隆载体为模板,以带酶切位点的引物扩增基因,经BamHI和EcoRI双酶切后将其插入表达载体pET-17b,构建原核表达质粒pET—ZD02aiiA。经酶切、PCR鉴定及序列测定等,结果表明：克隆基因已正确插入到载体的多克隆位点,序列和读码框正确,为海洋微生物ZD02信号降解酶基因的体外重组和诱导表达研究打下基础。     

甘露碱合成酶基因启动子调控的萤光素酶基因在转化烟草中的表达

利用我们自己分离的甘露碱含成酶基因启动子与萤光素酶结构基因、胭脂碱合成酶基因’3末端结构相拼构成一融合基因,并在带有此融合基因的中间载体PBZ7610插入Ti质粒T区的tmr基因,构成中间载体pBZ7621。利用改建的Ti质粒载体PGV3850,将萤光素酶融合基因引入了烟草植株,结果表明,萤光素酶融合基因在转化烟草中能表达。中间载体pBZ7610还带有PstⅠ,HindⅢ,XbaⅠ等多个单一的酶切位点,外源基因极易插入。利用中间载体pBZ7621,还可研究启动子在高等植物不同发育阶段中的功能特征。     

p21RNAi的pSUPER载体的构建及功能鉴定

目的：构建抑制p21基因表达的pSUPERRNAi载体（pSUPER—p21）并鉴定其功能。方法：化学合成一对编码短发夹RNA序列的、靶向大鼠p21基因的寡核苷酸链,各60个碱基,退火,克隆到经BglⅡ、HindⅢ酶切的pSUPER质粒上,构建重组RNAi质粒（pSUPER-p21）。通过双酶切鉴定及测序分析验证构建效果。将正确构建的质粒转染大鼠原代培养皮质神经元,western blotting检测经红藻氨酸处理的神经元中p21蛋白表达。结果：pSUPER-p21载体经双酶切鉴定及测序分析,结果表明60个碱基成功插入到预计位点,并且序列完全一致。Western blotting结果证实pSUPER-p21载体可特异性抑制红藻氨酸诱导的原代培养皮质神经元中p21蛋白表达的上调。结论：靶向p21的pSUPERRNAi载体构建成功,该载体可特异性抑制p21基因表达。     

人Tim-3基因真核表达载体的构建及表达

目的：为了构建可在真核细胞中高效表达人Tim-3（hTim-3）的真核表达质粒,以便用于hTim-3肿瘤免疫治疗研究。方法：取健康人外周血的单个核细胞,用高保真聚合酶扩增hTim-3基因,先进行hTim-3基因的亚克隆,用Bgl II和SalI限制性内切酶切下带有酶切位点的hTim-3基因,最终构建hTim-3基因的真核表达质粒pEGFP-N1-hTim-3。用脂质体方法转染质粒至肝癌细胞SMMC7721和巨噬细胞U937中。48h后荧光显微镜观察转染细胞绿色荧光表达情况,初步判断转染效率。结果：酶切和测序鉴定证实目的基因hTim-3正确插入到真核表达载体pEGFP—N1中,转染肝癌细胞SMMC7721和巨噬细胞U937后,在荧光显微镜下观察到绿色荧光蛋白的表达。结论：成功构建了可在真核细胞中高效表达hTim-3基因的真核表达质粒pEGFP-N1-hTim-3,为进一步研究hTim-3的肿瘤免疫治疗奠定了基础.     

粘球菌基因功能和表达情况分析质粒pZCY11的构建及其应用

【目的】旨在构建一个用于粘球菌基因插入失活、同时可通过报告基因分析插入位点基因表达情况的质粒载体,并应用该质粒对黄色粘球菌MXAN1334基因功能和表达情况进行分析。【方法】通过PCR、酶切和连接等方法构建质粒载体pZCY11。从黄色粘球菌DK1622基因组上PCR扩增MXAN1334基因内部部分片段,插入载体pZCY11上lacZ基因的上游,构建重组质粒pZCY13,将其转入DK1622菌株,获得MXAN1334基因插入失活突变株ZC16-18。【结果】基因功能和表达情况分析质粒载体pZCY11含有抗性标记基因aph、自杀性质粒复制子OriR6K和无启动子的报告基因lacZ。突变株ZC16-18在CTT软硬琼脂平板上菌落扩展结果显示,MXAN1334基因插入失活会造成黄色粘球菌S运动能力缺陷。通过X-gal检测突变株ZC16-18中β-半乳糖苷酶酶活,实验结果显示,含有X-gal的平板上培养的ZC16-18菌落呈现蓝色,表明MXAN1334基因能够表达;颜色呈现的时间分析结果显示,MXAN1334基因表达时间较早。【结论】构建的质粒载体pZCY11不仅能够对目的基因进行功能的分析,而且能够同时通过报告基因分析基因的表达情况,可简化粘球菌中基因功能及表达情况的研究。     

CD真核表达载C 体的构建及在 2KHE39 细胞中的表达

目的：构建含自杀基因胞嘧啶脱氨酶（CD）的真核表达载体pcDNA3．1／HA—myc-His（-）Z—CD,并进行哺乳动物细胞HEK293转染研究。方法：以本实验室保存的含CD基因全长的质粒为模版,用PcR方法扩增CD基因阅读框序列,并定向克隆到带有HAtag的pcDNA3．1／HA—myc-His（-）Z载体上,使目的基因与HAtag在同一阅读框。重组体质粒经EcoRI和BamHI双酶切鉴定,并对插入的CD基因片段进行测序,将鉴定好的阳性重组质粒pcDNA3．1／HA—myc-His（-）Z—CD用脂质体介导转染HEK293,提取细胞蛋白,western blot检测CD基因的表达情况.结果：阳性重组质粒pcDNA3．1／HA—myc-His（-）ZCD经Eco砌和BanHI双酶切后,获得约为5．5kb片段和1．3kb插入片段,序列分析表明插入的片段与GenBank发布的序列一致．western blot检测到CD基因的表达。结论：成功构建了含自杀基因CD的真核表达质粒。     

酵母表面展示T载体构建及目的蛋白的表面展示

构建一种能对PCR产物进行直接克隆并展示于酵母表面的新型T载体。根据酵母表面展示载体p YD1多克隆位点序列设计出利用两端带有XcmⅠ内切酶酶切位点的含有黄色荧光蛋白基因的XcmⅠ酶切盒,通过NheⅠ和XhoⅠ酶切位点插入到p YD1载体上形成质粒p YD-YFP,并对其进行酶切鉴定和DNA测序分析,再经XcmⅠ酶切后形成两端带有d T的表面展示T载体。利用PCR扩增两个含有荧光蛋白的融合蛋白PCAD-CFP和PSR-Ds Red的基因并直接克隆到所构建的T载体中,检测其表达功能。酶切鉴定和DNA测序结果显示PCAD-CFP和PSR-Ds Red正确插入载体上,分别转化至酿酒酵母EBY100中,激光共聚焦显微镜下观察到相应的荧光的酵母,表明克隆有融合蛋白基因片段的载体成功在酵母细胞中进行表面展示,证明了所构建的酵母表面展示T载体具有直接克隆和表面展示目的蛋白的功能。     

重组猪乳铁蛋白N端的高效表达及抑菌活性检测

为获得表达猪乳铁蛋白基因的重组菌株,并检测其表达的重组猪乳铁蛋白抑菌活性,应用RT-PCR方法从泌乳3d后母猪乳腺组织中扩增了猪乳铁蛋白N端1077bp的PLF-N基因片段,与GenBank上发表的4株猪乳铁蛋白基因序列相比,核苷酸同源性均达到99%以上。为了得到高表达量的PLF-N基因,以扩增的PLF-N片段为参考模板,经过密码子优化,全基因合成了编码猪乳铁蛋白N端的基因PLF-NS。将其定向插入到原核表达载体pET-30b中,转化大肠杆菌BL21,获得了表达PLF-NS的重组菌pET-PLF-NS/BL21;经IPTG诱导,并对表达条件进行优化,以及通过SDS-PAGE和Western blotting分析均表明猪乳铁蛋白得到了正确表达,其产物分子量约为42kDa,最优表达条件下蛋白表达量占菌体总蛋白的32%,表达产物以包涵体形式存在。包涵体经裂解、纯化、复性处理后纯度达到98%。用琼脂孔穴扩散抑菌法检测表明重组猪乳铁蛋白具有明显的抑菌作用。表明通过基因优化对表达量低的基因进行改造使之高效表达,是一种提高表达效率的有效手段。     

猪防御素基因PBD-I在大肠杆菌中的重组和融合表达

用RT-PCR方法获得PBD-I基因,将该基因插入原核表达载体PinPoint^TMXa-3中,重组质粒转化大肠杆菌JM109,经IPTG诱导后以融合蛋白形式表达。SDS-PAGE电泳显示PBD-I基因在目标位置17kDa处获得了表达。PBD-I基因的成功表达为进一步研究其抗菌活性、抗菌机理及应用研究形成基础。     

猪白细胞介素18成熟蛋白基因的克隆与表达

目的克隆猪白细胞介素18(pIL-18)成熟蛋白基因,并在植物乳杆菌(Lb.plantarum)NC8中进行表达。方法通过RT-PCR方法从猪脾脏细胞中扩增出pIL-18成熟蛋白基因,克隆到T载体pMD18-T后测序;将阳性基因片段克隆至大肠埃希菌-乳酸菌穿梭表达载体pSIP-409构建重组表达载体pSIP-409-IL-18,进行酶切和PCR鉴定;应用电穿孔技术将其转化至Lb.plantarum NC8中,经SppIP诱导表达后,进行SDS-PAGE及Western-blot分析。结果经测序,pIL-18成熟蛋白基因核苷酸长度为579 bp,编码193个核苷酸;酶切和PCR鉴定证明成功构建了重组表达载体pSIP-409-IL-18;SDS-PAGE及Western-blot分析表明重组菌表达了18 kD的融合蛋白,该重组蛋白可以与鼠抗猪IL-18多克隆抗体反应。结论成功克隆了pIL-18成熟蛋白基因,并获得有生物活性的pIL-18重组乳酸菌,为研制开发IL-18重组乳酸菌制剂奠定基础。     

ZO-1基因的慢病毒载体构建

目的：相邻两心肌纤维的连接处称心肌闰盘,它在心肌的机电活动中扮演重要角色。目前有关闰盘相关基因Cx43的研究已被广泛关注,而在不同心肌病理状态下,其变化及功能都与另一闰盘相关基因ZO-1有极为密切的联系。目前有关ZO-1的研究比较少,此次欲将猪ZO-1基因克隆到慢病毒表达载体并进行鉴定,为进一步研究其功能奠定基础。方法：利用聚合酶链反应（PCR）扩增猪ZO-1基因,并克隆到慢病毒表达载体,通过转化、抽提质粒、双酶切和测序鉴定构建的Lenti-EFlct—EGFP-TRE—ZO-1重组载体。结果：猪ZO-1基因片段重组到慢病毒载体;PCR和双酶切鉴定,电泳结果显示均能得到与理论大小相符的片段;经测序证实成功构建Lenti-EF1α—EGFP—TRE-ZO-1慢病毒表达载体。结论：通过一系列实验证实Lend．EF1α—EGFP—TRE—ZO—1慢病毒表达载体构建成功,可利用其感染相关细胞或注入动物体内,为后续的体外及在体研究奠定基础,明确其在不同心肌病理状态下所发挥的独特作用。     

真核表达猪白细胞介素17及其生物活性研究

目的:为真核表达猪白细胞介素17(IL-17),研究产物在细胞培养下的免疫生物活性。方法:通过PCR扩增出猪IL-17基因并插入到真核表达载体p VAX1,然后转染到IPEC-J2细胞、Ha Ca T细胞和L02细胞中。在转染后第24、48和72h收集细胞,第48h收集上清液。收集细胞通过实时荧光定量PCR检测相关免疫基因的表达水平,收集上清液通过抑菌试验检测相关抗菌肽的生物活性。结果:采用p VAX1载体构建了表达猪IL-17的重组质粒,转染到细胞中。证实IL-17基因能诱导抗菌肽基因(RegⅢ、S100A8和BD2)的表达,显著上调JAK-STAT信号通路基因(JAK1、STAT1和STAT3)和细胞因子基因(IL-6、IL-12和TNF-α)的表达。此外,细胞上清液能够在不同程度上抑制大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的增殖。结论:成功将猪IL-17基因真核表达,其表达产物能诱导效应细胞表达多种细胞因子,产生多种抗菌肽,具有抑菌能力;这为进一步研发猪IL-17作为抗菌免疫分子制剂奠定了初步基础。     

上皮组织特异性表达N-LMP1和CR2转基因猪胚胎成纤维细胞的构建与鉴定

目的 构建上皮组织特异性表达鼻咽癌来源潜伏膜蛋白1（N-LMP1）和人补体受体2（CR2）真核表达载体,转染猪胚胎成纤维细胞并筛选整合有N-LMP1和CR2基因的细胞克隆,为构建与EBV感染相关的猪鼻咽癌模型奠定基础.方法 通过直接合成ED-L2启动子和N-LMP1,从人B淋巴细胞中的RNA经RT-PCR扩增出CR2,将上述3个片段逐个连接到真核表达载体pN1上,构建上皮组织特异性表达N-LMP1和CR2的载体pN1-ED-L2-N-LMP1-CR2;用脂质体转染猪胚胎成纤维细胞,经药物G418 筛选和PCR鉴定阳性克隆.结果 成功构建上皮组织特异性表达N-LMP1和CR2的真核表达载体pN1-ED-L2-N-LMP1-CR2,并成功整合到猪胚胎成纤维细胞的基因组中,获得了整合有目的 基因N-LMP1和CR2的猪胚胎成纤维细胞克隆.结论 获得了上皮组织特异性表达N-LMP1和CR2 的猪胚胎成纤维细胞克隆,为通过细胞核移植方法获得表达N-LMP1和CR2转基因猪提供了供体细胞.     

牛抗菌肽Bac7-Bac5融合基因在大肠杆菌中的过表达，纯化及抑菌活性

牛抗菌肽Bac7和Bac5是一种线性阳离子小分子多肽,在机体天然免疫和获得性免疫中都发挥着重要作用。本研究根据Gen bank中公布的牛抗菌肽bac7和bac5成熟肽基因序列,人工合成了融合基因Bac7-Bac5片段,克隆于原核表达载体pET32(a+)中构建了重组表达载体（pET-B7-B5）,将其转化于E coli BL21(DE3) 中实现了重组蛋白B7-B5（rB7-B5）的过表达,表达的rB7-B5以包涵体形式存在,rB7-B5表达量约占细菌总蛋白的36.6％,分子量大小为33kD,与预测大小相符。以经Ni亲和层析柱纯化和多步透析法复性的rB7-B5,对猪胸膜肺炎放线杆菌和耐药性大肠杆菌具有很好的抑菌活性,本研究为新型抗菌制剂的研制和开发奠定了基础。     

猪胰岛素启动子调控EGFP表达载体的优化及体外验证

目的获得猪胰岛素启动子调控外源基因的高效表达载体,为制备转基因猪胰岛特异性表达目的基因奠定基础。方法利用猪胰岛素启动子（PIP,包含5＇调控区、第一外显子、第一内含子及第二外显子ATG前的序列共1.5 kb）构建表达载体,连接PIP和EGFP的酶切位点HindⅢ设计在起始密码子前,命名为PIP-Hind IIIEGFP。鉴于酶切位点的插入位置可能会影响外源基因的表达效率,对载体进行了优化：将Hind III酶切位点删除,实现PIP和EGFP无缝连接,载体命名PIP-EGFP;将第一内含子3＇端的内含子剪接受体位点（splicing acceptor site,SA）突变为Hind III内切酶识别位点,命名为PIP-SA（M）-EGFP。三种载体分别电转染小鼠胰岛素瘤β细胞株MIN-6细胞、猪耳成纤维细胞以及猪肾细胞,48 h后通过荧光强度、流式分析、RT-PCR及Western blot检测,验证载体的表达效率。结果转染细胞后,三种载体都仅在MIN-6胰岛β细胞表达绿色荧光。RT-PCR及其产物测序结果显示三种载体的胰岛素启动子第一内含子的剪切存在差异：载体PIP-Hind III-EGFP和PIP-EGFP的内含子存在剪切和不剪切两种情况,剪切不稳定;载体PIP-SA（M）-EGFP的SA位点突变后内含子不剪切,流式细胞及Western blot检测显示,与另外两种载体相比,该载体目的蛋白的表达量最高。结论通过突变胰岛素启动子第一内含子的3＇端的剪接受体位点,成功获得了胰岛β细胞的高效表达载体,可用于制备胰岛特异表达外源基因的转基因猪。     

Molecular cloning,expression in <Emphasis Type="Italic">Escherichia</Emphasis><Emphasis Type="Italic">coli</Emphasis> of Attacin A gene from <Emphasis Type="Italic">Drosophila</Emphasis> and detection of biological activity

Attacin, a 20 kDa antibacterial peptide, plays an important role in immunity. To understand this gene better, gene cloning, expression and biological activity detection of Attacin A was carried out in present study. The full-length open reading frame (ORF) coding for Attacin A gene was generated using RT-PCR which takes total RNA extracted from Drosophila as the template. The gene was inserted directionally into the prokaryotic expression vector pET-32a (+). The resulting recombinant plasmid was transformed into E. coli Rosetta. SDS–PAGE was carried out to detect the expression product which was induced by IPTG. The antimicrobial activity and hemolysis activity were tested in vitro after purification. Agarose gel electrophoresis indicated that the complete ORF of Attacin A gene has been cloned successfully from Drosophila stimulated by E. coli which includes 666 bp and encodes 221 AA. The gene encoding mature Attacin A protein was amplified by PCR from the recombinant plasmid containing Attacin A, which includes 570 bp in all. SDS–PAGE analysis demonstrated that the fusion protein expressed was approximately 39.2 kDa. Biological activities detection showed that this peptide exhibited certain antibacterial activity to several G− bacteria, as well as minor hemolysis activity for porcine red blood cells. In conclusion, Attacin A gene was cloned and expressed successfully. It was the basis for further study of Attacin.     

猪尿酸氧化酶在大肠杆菌中的表达、纯化与部分酶学性质分析

本研究报道了猪尿酸氧化酶(Porcine urate oxidase,pUOX)的原核表达载体的构建、pUOX的蛋白表达条件的优化以及对pUOX经纯化后进行活性检测和酶学性质分析。利用RT-PCR从猪肝总RNA中克隆pUOX,定向插入原核表达载体pET30a(+)中,构建表达载体pET30a(+)/pUOX,并转化到大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中。重组质粒pET30a(+)/pUOX经双酶切鉴定和序列分析,证实已成功构建了重组表达载体。重组表达菌经IPTG诱导表达了约为41kD的蛋白,与预期分子量一致,并对pUOX蛋白表达条件进行了优化,表达的蛋白主要以包涵体的形式存在于细胞中,包涵体经过变性、复性后,用Ni2+-NTA对复性蛋白进行亲和纯化,并对纯化蛋白进行了活性检测和酶学性质分析,纯化的重组pUOX的比活为50.63IU/mg,并发现重组蛋白在最佳温度、热稳定性等方面与天然pUOX相同,为后续动物实验奠定重要的基础。