高效表达可溶性重组蛋白表达载体——pHisSUMO

目的:构建含有IL-1基因的原核表达质粒,并对其原核表达情况进行检测,验 证pHisSUMO表达载体的高效可溶性表达.方法:以质粒pMD18-T-IL-1为模板,利用PCR获得I L-1基因克隆并将其与表达载体pET、pTYB、pHisSUMO连接,重组质粒经鉴定后转化到大肠杆 菌DH5α中,并检测其蛋白表达情况.结果:仅在pHisSUMO表达系统获得了IL-1融合蛋白的 高效可溶性表达.利用Ni-NTA纯化后的融合蛋白经SUMO蛋白酶Ⅰ切割,获得了纯度较高的成熟 蛋白且不残留任何氨基酸残基.结论:实验证明pHisSUMO表达系统有助于增加外源蛋白可溶性和表达量.     

小分子泛素相关修饰物SUMO及其融合表达

小分子泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)是一类具有高度保守序列的低分子量蛋白.在蛋白质的融合表达中,SUMO作为融合标签得到了广泛应用.与其他传统融合标签如谷胱甘肽-S-转移酶、二硫键形成蛋白A、硫氧还蛋白等相比,SUMO具有防止蛋白降解、促进蛋白折叠、能被SUMO蛋白酶专一性识别切割并在目的蛋白上不会留下氨基酸残基等优点.本文综述SUMO融合蛋白及其配套的SUMO蛋白酶在融合表达中的优势和应用.     

融合蛋白GST-Ulp1p在大肠杆菌中的高效可溶性表达及其活性鉴定

利用基因工程技术,体外重组小分子类泛素修饰蛋白酶1(Ulp1)的活性片段,获得高表达、高特异性重组蛋白酶。从酿酒酵母Saccharomyces cerevisia中提取Ulp1编码第403到621个氨基酸残基之间的DNA片段(Ulp1p),在其C端加入6×His并连接到大肠杆菌表达载体pGEX中,构建重组表达质粒pGEX-Ulp1p-his6。将重组质粒转化至大肠杆菌Rosetta(DE3)中,氨苄青霉素抗性筛选转化子。表达、纯化后,以SUMO融合蛋白检测其活性。经过优化,该蛋白可溶性表达,表达量占菌体总蛋白的40.12%。可通过谷胱甘肽琼脂糖凝胶柱或Ni-NTA凝胶亲和层析纯化得到纯度98%的蛋白。经酶切分析,比活力为1.375×104U/mg。融合蛋白GST-Ulp1p-His6无需切除谷胱甘肽S-转移酶(GST)标签,具有很高的活性,制备简易;6×His标签,有利于底物蛋白切割后纯化,减少蛋白损失。本研究为制备高活力的SUMO蛋白酶提供了一个新方法。     

人SUMO3基因突变体(SUMO3-K11R)真核表达质粒的构建及其鉴定

构建人SUMO3基因K11R突变体的真核表达质粒并对其进行功能鉴定。方法:PCR扩增人SUMO3基因,将其克隆入真核表达载体pEGFP-C1内,构建含人SUMO基因K11R突变体的真核表达质粒pEGFP-SUMO3-K11R。使用真核转染,Western blot和免疫荧光实验的方法,鉴定SUMO-K11R在真核细胞中的表达和功能。结果:克隆的人SUMO-K11R基因,测序结果显示完全正确。瞬时转染真核细胞后,Western blot在预期的位置检测出目的条带,免疫荧光实验显示SUMO3-K11R突变体蛋白其功能与SUMO1蛋白相似,可作为研究SUMO1蛋白和SUMO3蛋白功能差异的有力工具。结论:成功构建了含人SUMO-K11R基因的真核表达质粒。     

SUMO蛋白酶的发酵和纯化工艺的研究

目前, 小分子肽多需要进行融合表达,虽然有GST标签等表达体系,但是表达产物切割时仍留有多余氨基酸,影响小分子肽的功能;SUMO蛋白酶对SUMO融合表达系统表达的重组蛋白进行切割时没有多余氨基酸残留,因此成为蛋白切割工具的热点。利用基因工程技术构建重组His-Ulp1/pET3c/BL21（DE3）工程菌株,用摇瓶优化表达条件,摸索高密度发酵工艺和不同层析纯化工艺条件。结果表明,经1.0mmol/L的IPTG 30℃诱导表达6h,表达效果最好。罐发酵后菌体SDSPAGE分析表达量可达24.39%,通过CM Sepharose Fast Flow阳离子交换一步层析可获得纯度大于98%的SUMO蛋白酶,每升发酵液可获得355mg的SUMO蛋白酶纯品。Western blot分析表明,UlP1能与6×His抗体产生免疫反应。为日后大规模产业化生产奠定了基础。     

山羊Klf4基因克隆、原核表达和His-Klf4融合蛋白纯化北大核心CSCD

旨在克隆山羊Klf4基因,构建重组质粒pET30a-Klf4,通过原核表达技术获得纯化的His-Klf4融合蛋白。从山羊的生殖脊中提取总RNA,用RT-PCR的方法扩增Klf4基因编码区序列,通过TA克隆构建pMD18-T-Klf4重组质粒。酶切鉴定与测序分析后将Klf4的cDNA亚克隆至pET-30a载体,构建重组质粒pET30a-Klf4。酶切鉴定后将其导入大肠杆菌BL21中,用IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blotting检测确认,镍离子金属螯合亲和层析法纯化His-Klf4融合蛋白。结果表明:(1)从山羊生殖脊中克隆了Klf4基因,其开放阅读框由1 434个核苷酸组成,编码478个氨基酸,而且该序列与绵羊的同源性最高,达到98.5%;(2)经过SignalP 4.0在线分析,Klf4的编码蛋白不存在信号肽;(3)经SDS-PAGE和Western blotting分析表明,重组质粒pET30a-Klf4在大肠杆菌中得以表达;在变性条件下纯化,获得了His-Klf4融合蛋白。     

果蝇心脏发育标记基因lbe的多克隆抗体制备

lbe是已经证明的心脏标记基因。为了深入研究lbe在心脏发育中的功能,需要获得lbe蛋白并制备其抗体。首先提取野生型成体果蝇的总RNA,反转录获得其cDNA文库,通过PCR克隆出lbe编码区序列,将其连接到pET-28a原核表达载体上。经酶切及测序鉴定后,质粒构建成功。将重组质粒（pET-28a-lbe）转化大肠杆菌菌株Rosseta,用IPTG诱导表达出融合蛋白,经Ni-IDA凝胶柱纯化后,最后将纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备lbe多克隆抗体,并用Western blotting检测抗体的效价和特异性。结果显示获得了lbe原核表达重组融合蛋白及高效价的特异性兔抗lbe多克隆抗体,为lbe功能的进一步研究奠定了基础。     

无标签重组人硫氧还蛋白的大规模表达、纯化及活性检测

目的:利用基因工程的方法原核表达无标签的重组人硫氧还蛋白(rhTrx)并对其进行大规模表达、纯化和鉴定.方法:从人胚胎肾HEK293细胞中提取总RNA,反转录合成cDNA,经PCR扩增、酶切后连入pET-22b(+)载体构建重组质粒,重组质粒转化大肠杆菌BL21( DE3)感受态细胞,IPTG诱导表达,经两步离子交换层析纯化重组蛋白,采用SDS-PAGE、Western blotting、HPLC、MALDI-TOF-MS及经典的胰岛素二硫键还原法对重组蛋白进行鉴定.结果:构建成功了rhTrx基因表达载体;实现了rhTrx在原核细胞中的可溶性表达;纯化出的蛋白经SDS-PAGE和Western blotting分析证实为rhTrx;HPLC和MALDI-TOF-MS分析表明,纯化出的目的蛋白纯度大于95％;胰岛素二硫键还原法证实纯化出的rhTrx具有生物学活性.结论:成功构建了rhTrx的原核表达体系,建立了rhTrx的纯化和鉴定方法,为其进一步的理论研究和生产开发提供了有效基础数据.     

人源TNFα的原核表达及活性测定

目的:利用SUMO标签构建人TNFα原核表达载体,通过表达及纯化获得重组蛋白,为深入研究和利用人TNFα奠定基础。方法:利用PCR技术,从质粒pET32a-hTNFα中扩增出人TNFα成熟肽编码序列,并在其上游添加SUMO标签,与原核表达载体pET28a连接,构建表达质粒pET28a-SUMO-hTNFα。在BL21(DE3)工程菌中表达融合蛋白,经Ni-NTA纯化体系纯化,切除SUMO标签,纯化获得hTNFα成熟蛋白。CCK-8法检测TNFα对L929细胞的细胞毒性,以测定TNFα的生物学活性。结果:成功构建pET28a-SUMO-hTNFα原核表达质粒,酶切鉴定和测序分析与预期结果完全一致。在BL21(DE3)工程菌中实现了融合蛋白的可溶性表达。经纯化、水解酶切除标签及再次纯化获得hTNFα成熟肽。CCK-8法检测得所制备的TNFα蛋白ED50约为12.8μg/ml。结论:成功构建原核表达载体pET28a-SUMO-hTNFα,经表达、纯化、酶切及再纯化,获得有生物活性的hTNFα蛋白,为深入研究和利用hTNFα奠定基础。     

趋化因子配体18重组成熟肽段的表达

目的构建PET SUMO-CCL18原核表达质粒,并表达、纯化获得重组趋化因子配体18成熟肽段。方法从人卵巢癌组织中克隆CCL18基因全长,继而扩增表达成熟蛋白质的核酸序列,连接人PETSUMO载体,重组阳性克隆转入感受态细胞BL21（DE3）中IPTG诱导表达,基质辅助激光解吸／电离质谱技术（MALDI-TOF）验证后以SUMO蛋白酶切除载体部分,纯化浓缩,MALDI-TOF鉴定表达结果。结果测序分析证实,克隆人PETSUMO载体的CCL18序列与Genbank中报道序列完全一致,纯化后蛋白质谱鉴定与天然CCL18成熟蛋白序列一致。结论成功构建了高表达CCL18蛋白的表达系统,得到重组CCL18成熟肽段,为进一步研究CCL18蛋白在卵巢癌中的作用提供实验基础。