葡萄球菌核酸酶R型的晶体生长及初步晶体学分析

葡萄球菌核酸酶Ｒ型是葡萄球菌核酸酶的一个类似物,已在大肠杆菌中高效表达并且用阳离子交换色谱纯化。应用悬滴气相扩散法在含５０％聚乙二醇的５０ｍｍｏｌ／Ｌ柠檬酸缓冲体系,ＰＨ５．６中获得适合Ｘ射线分析用的单晶体。     

人热休克蛋白转录因子1 DNA结合结构域的表达、纯化和晶体生长

目的:获得大量热休克转录因子1(HSF1)DNA结合结构域(DBD)蛋白,用于晶体生长的三维结构解析。方法:将DBD基因片段克隆至原核表达载体pGEX-6P-1中并获得高效表达,经过Glutathione SepharoseTM 4B亲和层析、ResourceQ纯化后,蛋白纯度达到95%以上。结果:圆二色谱仪分析蛋白质的二级结构结果显示α螺旋占33%,β折叠占15%;采用悬滴气相扩散法得到了针状DBD晶体。结论:纯化的蛋白质与同源性达68%的Kluyveromyceslactis的DBD有相似的空间构象。获得的蛋白质晶体为进一步的三维结构解析奠定了基础。     

重组人可溶性BAFF蛋白的原核表达、纯化及鉴定

目的:在大肠杆菌中表达人B细胞活化因子可溶性胞外域134~285(rhsBAFF134-285)蛋白,并进行纯化与鉴定。方法:重组表达质粒pET-32ammrhsBAFF在大肠杆菌Rosetta-gami B(DE3)中于16℃下进行IPTG诱导表达。经His亲和层析纯化得到融合蛋白后进行TEV蛋白酶酶切切除Trx融合标签,进而纯化得到rhsBAFF目的蛋白,SDS-PAGE、Western Blot和ELISA鉴定纯化产物。结果:Trx-rhsBAFF融合蛋白相对分子量约31000,16℃表达时主要以包涵体形式表达,上清中也有部分表达。融合蛋白纯化后经酶切再纯化得到相对分子量约17000、纯度95%以上的rhsBAFF目的蛋白,鉴定可被小鼠抗rhBAFF单克隆抗体和小鼠抗rhBAFF多抗血清特异性识别。结论:成功原核表达并纯化得到rhsBAFF蛋白,为进一步开发用于研究人类自身免疫性疾病的BAFF检测试剂盒奠定基础。     

6-羟基-3-琥珀酰吡啶单加氧酶的纯化与结晶条件

【目的】在大肠杆菌中克隆表达尼古丁降解关键的6-羟基-3-琥珀酰吡啶单加氧酶基因hspB,纯化重组HspB蛋白并进行结晶条件的初步研究。【方法】从恶臭假单胞菌S16基因组中PCR扩增hspB基因,构建重组表达载体pET28a-hspB,并在E.coli BL21(DE3)中诱导表达,利用亲和层析和凝胶过滤层析纯化重组蛋白。利用悬滴扩散法对HspB蛋白进行结晶条件筛选和优化。【结果】本文成功构建重组质粒pET28a-hspB并纯化获得达到结晶纯度的HspB蛋白。结晶条件初筛和优化后获得可培养HspB蛋白晶体的条件为0.2 mol/L NaCl、0.1 mol/L HEPES pH 7.5、1.1 mol/L(NH4)2SO4、4°C、加晶种。【结论】HspB蛋白纯化体系的构建和结晶条件的初步研究为从结构生物学的角度进一步研究HspB结构与功能的关系、定向进化提高HspB催化效率奠定了基础。     

结核分枝杆菌Rv3369基因的表达和纯化

在大肠杆菌中高效表达结核分枝杆菌Rv3369蛋白,获得纯化的重组蛋白rRv3369。通过聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增Rv3369基因;以质粒pET28a为表达载体,构建重组质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3);以异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达目的蛋白,通过SDS-PAGE鉴定rRv3369在大肠杆菌中的表达,确定rRv3369在大肠杆菌中的表达形式;采用Ni-NTA His.Bind Resin来纯化重组蛋白。重组质粒pET28a-Rv3369中目的基因测序结果与报道序列相同。分子量约19.5kDa,表达量约占菌体总蛋白的18%,纯化后的重组蛋白样品经SDS-PAGE和激光密度扫描分析表明其纯度为90%以上,每100mL培养菌可获得1.56mg左右的重组蛋白。用亲和层析法纯化的重组蛋白纯度较好。     

大肠杆菌肽酶D的重组表达和晶体生长

用PCR技术扩增大肠杆菌肽酶D(pepD)的基因,并将扩增基因克隆于原核表达载体pET-22b中,获得该蛋白的可溶性高效表达。通过镍亲和层析柱一步纯化后可得电泳纯的重组蛋白。该蛋白为二体形式,每个单体含有一个锌原子。用“悬滴气相扩散法”对该蛋白进行晶体生长,获得单晶。     

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。     

人源Fank1蛋白质FN3结构域多肽的原核表达，纯化及晶体筛选

目的纯化人源Fank1（fibronectin type Ⅲ and ankyrin repeat domain1）蛋白质N端FN3（fibronectin typeⅢ,Ⅲ型纤黏连蛋白）结构域蛋白,用于晶体生长的三维结构分析。方法将FN3结构域基因片段克隆至原核表达载体pGEX-6P-1中,将菌落PCR和测序鉴定正确的重组质粒转化E.coli BL21（DE3）后获得表达菌株。该菌株经IPTG诱导高效表达出带有GST标签的可溶性的融合蛋白,经过Glutathione Sepha-rose^TM 4B亲和层析、Hiload16／60 superdex200分子筛层析纯化后,蛋白纯度达到95％以上。结果纯化蛋白采用悬滴气相扩散法得到棒状晶体。结论成功制备了高纯度FN3蛋白,获得FN3蛋白质晶体,为进一步的三维结构解析及Fank1功能研究奠定了基础。     

酿酒酵母RAVE复合物的155kD亚基Rav1p的克隆及其在大肠杆菌中的表达纯化

以酿酒酵母基因组DNA为模板,根据CenBank上公布的酿酒酵母Ravlp基因(rav1)序列和表达裁体特性设计 特异性引物,PCR扩增得到4 074 bp的DNA片段,将PCR产物和原核表达栽体pET28a(+)同时进行双酶切;双酶切后的PCR产物和表达栽体进行连接,构建成重组质粒pET28a-ravl.再将pET28a-ravl转化到BL21( DE3)感受态细胞中.经IPTG 16℃低温诱导40h表达His-tag融合的Ravlp.诱导后的菌体进行超声波破碎,然后用GE healthcare公司的AKTA蛋白纯化仪和His Trap HP I mL亲和层析柱纯化目的蛋白.SDS-PAGE电泳分析和Western blot分析显示在155 kD有明显的条带,成功实现了Ravlp在大肠杆菌中的表达纯化.     

灵芝免疫调节蛋白LZ-8的制备和晶体分析

LZ-8蛋白是从灵芝菌丝中分离到的真菌免疫调节蛋白,具有多种免疫调节功能,然而这一蛋白的作用机制尚不清楚。通过蛋白质晶体结构的解析,能够得到蛋白质空间结构特点,从而阐述蛋白质功能的机制。旨在得到LZ-8蛋白的晶体,并获得空间结构数据。以pET21a为表达载体,获得诱导表达的rLZ-8,通过亲和层析、分子筛凝胶层析和阴离子交换层析纯化,蛋白纯度在98%以上,采用悬滴气相扩散法得到蛋白晶体,并获得3.2?数据,为进一步对真菌免疫调节蛋白功能和结构的研究奠定了基础。     

效应蛋白LepB的表达,纯化及其亚克隆片段的结晶研究

为了研究嗜肺军团菌通过其效应蛋白发挥的致病机理,效应蛋白的结构和生物学功能研究是至关重要的。我们构建了效应蛋白LepB全长载体PFastBac1,应用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统成功表达了全长LepB蛋白,并构建9个LepB亚克隆的原核表达载体PGEX-1,通过GST亲和层析,离子交换层析,凝胶过滤层析,纯化得到了纯度较高的蛋白片段。通过悬滴气相扩散法进行蛋白结晶筛选,获得了效应蛋白LepB片段480~679的蛋白晶体,为解析效应蛋白LepB的结构和生物学功能研究奠定基础。     

肺炎链球菌SP0306蛋白的表达纯化及结晶研究

SP0306蛋白是肺炎链球菌TIGR4菌株中的一种假想的转录因子,但其蛋白三维结构及生物学功能尚未明了,生物信息学分析提示其可能调控碳水化合物代谢相关基因的表达。成功构建了SP0306蛋白的全长表达载体PET28a-sp0306,利用大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行原核表达,获得了以可溶形式表达的目的蛋白。经Ni-NTA柱亲和层析及DEAE阴性离子交换层析纯化后,获得了高纯度的目的蛋白。采用悬滴气相扩散法获得了质量较好的SP0306蛋白晶体,并初步进行了晶体X射线衍射,为其最终的三维结构解析及生物学功能研究奠定了基础。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATP硫酸化酶的表达、纯化及性质鉴定

ATP硫酸化酶是一种催化ATP和SO42-反应生成腺嘌呤-5’-磷酸硫酸(APS)和焦磷酸盐(PPi)的酶,它是硫酸根同化反应第一步的关键酶。以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidansATCC 23270)基因组为模板,用PCR扩增得到ATPS基因,并克隆到表达载体pLM1上。加入IPTG的诱导表达,用AKTA蛋白纯化仪的镍柱亲和层析纯化得到浓度和纯度都较高的ATPS蛋白。SDS-PAGE分析,证实其分子量大小为33 kD,并成功的测出了其活性,比活达3.0×103U/mg。     

口腔致病菌变形链球菌Smu.776蛋白的制备、结晶及初级晶体学分析

变形链球菌smu.776基因编码一段含有385个氨基酸的蛋白质,其功能可能为依赖于腺苷甲硫氨酸的甲基转移酶.smu.776的DNA片段被克隆到表达载体pET28a后,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中过量表达得到很好的产量.产物Smu.776蛋白通过Ni2 亲和柱和分子筛柱层析两步得到纯化.采用悬滴气象扩散法得到了Smu.776蛋白的晶体.X射线衍射分辨率达到2.0!,晶体属单斜空间群C2,晶格参数为a=168.47",b=50.66#,c=53.96$,β=104.22°.每个最小不对称单元内含有一个蛋白质分子,溶剂含量为51.3%.     

肺炎链球菌SPD1587蛋白的表达纯化及晶体生长研究

SPD1587蛋白是肺炎链球菌D39菌株中的一种转录因子,其在鼻咽部定植和肺部感染过程中发挥着重要作用。生物信息学分析提示其具有与A群链球菌的转录因子Mga蛋白相似的结构,目前其三维结构尚未被解析。成功构建了SPD1587蛋白的全长表达载体PET28a-spd1587,利用大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行原核表达,获得了以可溶形式表达的目的蛋白。经Ni-NTA柱亲和层析及DEAE阴离子交换层析纯化后,获得了高纯度的目的蛋白。采用悬滴气相扩散法获得了SPD1587蛋白晶体。     

螺旋藻别藻蓝蛋白的纯化、理化特性与结晶

硫酸铵分级沉淀结合多种层析技术,从螺旋藻（SP—Dz）中纯化到电泳纯别藻蓝蛋白（Allophycocyanin,APC）,纯度（A650／A280）达4．83。APC在30min内的荧光扫描曲线为直线;30min连续光照其相对荧光强度仍为原来的98％以上,其抗荧光淬灭能力强于同样条件下的藻蓝蛋白（PC）及荧光素TRITC。用悬滴气相扩散法培养获得了APC晶体。     

棉铃虫细胞色素P450 337B3(CYP337B3)的表达、纯化及结晶

【目的】以抗性棉铃虫Helicoverpa armigera体内发现的一种基因重组导致的嵌合型P450酶CYP337B3作为研究对象,通过基因克隆、体外重组表达、蛋白质结晶等技术手段,获得CYP337B3(△23)的晶体结构,为深入了解棉铃虫P450酶CYP337B3的结构与功能奠定基础。【方法】对CYP337B3编码基因进行了密码子优化,通过基因重组,将其转化至BL21(DE3)感受态细胞中进行原核表达尝试,通过亲和层析及RESOURCETM Q离子交换层析对CYP337B3(△23)进行体外纯化,利用气相悬滴结晶方法对CYP337B3(△23)进行结晶条件的筛选及X射线晶体衍射。【结果】通过密码子优化,实现了CYP337B3(△23)在大肠杆菌原核表达系统内的大量表达,经过体外纯化及十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,CYP337B3(△23)蛋白纯度可达到95%左右,我们对CYP337B3(△23)进行了蛋白结晶条件的筛选,最终获得了CYP337B3(△23)的结晶条件和蛋白晶体。【结论】本文利用气相悬滴结晶方法获得了CYP337B3(△23)的蛋白晶体,为今后CYP337B3的三维结构解析、功能研究以及最终阐述该种新型的棉铃虫抗药机制奠定了良好的基础。     

血清学诊断中结核杆菌磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶的应用

[目的]在原核系统中表达结核杆菌磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate car-boxykinase PEPCK),并研究该蛋白在诊断结核病人血清抗体中的应用价值.[方法]应用基因重组技术表达重组蛋白结核杆菌磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶,经亲和层析法纯化表达产物.用表达的重组蛋白免疫小鼠,研究其免疫学特性.间接酶联免疫吸附试验(Enzyme link immunosorbent assay,ELISA)检测结核病人血清中特异性IgG抗体,并与结核杆菌抗体胶体金法诊断试剂盒检测结果对比.[结果]试验表明转化入大肠杆菌中的重组质粒能够表达并纯化出相对分子量为72 kDa的重组蛋白;Western blot证实重组蛋白能够与小鼠抗BCG血清发生特异性反应;重组蛋白免疫小鼠后,小鼠血清中的抗体滴度可达1∶1280以上;重组蛋白用作ELISA包被抗原检测病人血清阳性率为17.3%(30/173),其中排菌病人的阳性率为32.5%(13/42),不排菌病人的阳性率为12.9%.该方法结果与结核杆菌抗体胶体金法诊断试剂盒的检测结果相比,敏感性为51.0%,特异性为96.7%.[结论]结核杆菌PEPCK具有较好的免疫原性和抗原性,有可能作为结核病血清学诊断的一组抗原之一.     

酿酒酵母乙醇脱氢酶2(ADH2)基因的克隆表达及活性验证

为了从酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae中克隆出乙醇脱氢酶2(Alcoholdehy drogenase2,ADH2)基因并使之在大肠杆菌中高效表达。以酿酒酵母细胞中提取的总RNA为模板,通过反转录获得酿酒酵母乙醇脱氢酶2基因,连接到表达载体pTAT上,得到重组表达质粒pTAT-ADH2,将此重组质粒转化到大肠杆菌BL21中,重组工程菌株经IPTG诱导表达得到ADH2蛋白。将该蛋白纯化后,在体外进行活性检测和小鼠体内进行毒理试验,检测ADH2的酶活性。测序结果表明克隆的基因与GenBank中所报道的adh2基因序列有90%的同源性,经SDS-PAGE电泳分析,目的蛋白得到了有效表达,蛋白条带扫描分析表明,表达量占总蛋白的50%左右,纯化得到的蛋白在小鼠体内进行毒理试验,显示出一定的活性。酿酒酵母adh2基因的克隆正确,不仅在大肠杆菌中进行了高效表达而且表现出了较好的酶活性。     

苍白杆菌核糖-5-磷酸异构酶B基因的克隆及表达

[目的]将新筛选出的苍白杆菌菌株中的核糖-5-磷酸异构酶B(Rpi B)克隆到大肠杆菌中进行异源表达优化。[方法]以苍白杆菌菌株基因组为模板PCR扩增Rpi B基因,经酶切连接表达载体p ET-28a后转化入大肠杆菌BL21(DE3)中,利用异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)进行诱导表达及优化,利用SDS-PAGE分析表达情况。通过LC-MS-MS验证重组酶活性。[结果]SDS-PAGE分析表明,核糖-5-磷酸酶在大肠杆菌中高效表达可溶性蛋白,分子量在19 k Da左右。优化结果表明在16℃下需要IPTG诱导20 h后蛋白表达量最多。重组粗酶液在30℃下转化L-鼠李糖为L-鼠李酮糖,转化率为19%。[结论]成功克隆并表达出来源于苍白杆菌的Rpi B酶,它对其非天然底物糖L-鼠李糖表现出了异构酶活性。