蒺藜苜蓿MtLEA5B的克隆和功能分析

胚胎发育晚期丰富蛋白(Late embryogenesis abundant protein,LEA protein)是一类参与植物抗逆性应答的亲水蛋白。旨在揭示异源表达LEA蛋白在非生物胁迫条件下对宿主的保护作用。从蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)幼苗中克隆到一个编码LEA_5蛋白的基因,命名为MtLEA5B,通过半定量RT-PCR分析MtLEA5B的表达模式。利用SDS-PAGE蛋白电泳检测重组蛋白的耐热性和可溶性。构建原核表达载体,转化大肠杆菌过表达,检测大肠杆菌的生长存活情况。MtLEA5B的表达模式受到低温(4℃)、脱水、150 mmol/L NaCl胁迫和ABA处理的调控。SDS-PAGE蛋白电泳出现一条相比理论预测值较大,且沸水条件下可溶性未降低的条带。在大肠杆菌中过表达MtLEA5B蛋白能明显提升宿主菌在高温(55℃)和冷冻(-20℃)条件下的生存率。MtLEA5B是诱导性表达基因;MtLEA5B蛋白具有较高的亲水性和耐热性。在大肠杆菌中过表达可以明显提升其对温度胁迫的耐受性。     

苯丙氨酸CoA酰基转移酶原核表达系统的构建和表达

目的:获得大量的重组红豆杉苯丙基转移酶(BAPT)，为紫杉醇半合成代谢提供廉价的催化剂。方法：根据DNA重组技术，构建原核表达载体pET-BAFF，使目的基因位于原核T7启动子下游，IPTG诱导基因表达。结果：BAPT高效表达，重组蛋白主要以包涵体的形式存在。结论：为获得可溶性重组蛋白BAFF奠定了理论基础。     

非生物逆境胁迫下ZmCIPK10基因表达分析

干旱、高盐、低温、高温等非生物逆境严重影响植物的生长发育,研究参与逆境胁迫应答基因具有重要的理论意义和应用价值。从玉米中克隆了一个CIPK蛋白激酶基因,暂时命名为ZmCIPK10。该基因全长2 730 bp,转录长度2 100 bp,编码438个氨基酸。顺式元件分析发现在基因启动子区域存在ABRE、HSE、TC-rich repeats等推测的逆境顺势元件。荧光实时定量PCR结果表明ZmCIPK10在干旱、低温、盐胁迫下表达量上调,在ABA、高温胁迫下表达量下调。研究结果初步证实ZmCIPK10基因响应非生物逆境胁迫,为ZmCIPK10参与植物逆境信号途径及其功能研究提供理论依据。     

玉米胚胎发生后期丰富蛋白基因的启动子克隆与功能验证

该研究在生物信息学分析的基础上,克隆玉米胚胎发生后期丰富蛋白基因(MGL3)的启动子序列(pMGL3),进行非生物逆境应答元件分析以及实时定量PCR验证其非生物逆境胁迫响应特性,构建了pMGL3启动子驱动报告基因(GUS)表达载体,基因枪法转化玉米愈伤组织,通过GUS染色验证pMGL3启动子在非生物逆境胁迫下的驱动活性。再根据启动子序列分析结果,去除不同的顺式作用元件,构建不同长度pMGL3启动子驱动报告基因GUS表达载体,农杆菌介导法转化烟草叶盘,以确定pMGL3启动子的最短活性序列。结果显示:pMGL3启动子长1 554bp,存在多种与非生物逆境胁迫应答相关的调控元件,在干旱、高盐、低温胁迫及脱落酸、乙烯诱导下驱动MGL3基因增量表达,用以驱动GUS基因转化玉米愈伤组织,在高渗、高盐、低温胁迫及脱落酸诱导下具有驱动活性,且截短至325bp仍可保持驱动活性。研究表明,pMGL3启动子的确有非生物逆境诱导启动活性,进一步验证其作用机理后可运用于玉米抗逆转基因研究。     

水稻锌指蛋白基因OsBBX6的克隆、表达及生物信息学分析

锌指蛋白作为植物体内一类重要的转录因子,对植物生长发育、基因调控以及响应外界环境变化方面发挥重要作用。Os BBX6基因属于水稻锌指蛋白B-Box基因家族成员,启动子元件分析发现其含有高温应答元件(HSE)、干旱应答元件(MBS)及非生物胁迫响应元件(TC-rich repeats)等逆境相关元件。组织特异性定量表达分析表明,Os BBX6在叶片中表达最高,根其次,茎和幼穗中表达最低。胁迫处理后的荧光定量PCR发现其受低温诱导上调,受高温、干旱、盐胁迫等抑制表达,表明其正向响应低温胁迫,负向响应高温、干旱、盐胁迫等。另外,本研究还克隆了OsBBX6基因,并对其进行了系统进化、蛋白跨膜、蛋白亚细胞定位及OsBBX6基因共表达等分析,为进一步研究其生物学功能奠定基础。     

陆地棉GhCDPK1基因响应干旱胁迫的功能初探

钙依赖性蛋白激酶(CDPKs)是一类重要的钙信号感受蛋白和响应蛋白,在植物干旱、低温、盐碱等非生物胁迫应答中起着重要的调控作用。为探讨陆地棉GhCDPK1基因在干旱胁迫下所起的作用,该研究利用实时荧光定量PCR技术分析了PEG模拟干旱胁迫下该基因的表达量,发现GhCDPK1基因受干旱胁迫诱导。通过构建植物表达载体pCAMBIA2300-GhCDPK1,采用农杆菌介导的叶盘法转化模式植物烟草,发现干旱胁迫下转基因植株保水能力明显高于野生型植株,叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白含量及POD、SOD活性也高于野生型植株,而丙二醛含量低于野生型植株。研究结果表明,GhCDPK1基因作为正向调控因子响应干旱胁迫诱导,过表达GhCDPK1基因可以使植株积累更多的渗透调节物质、增强抗氧化系统酶的活性和维持细胞膜的稳定性来提高植物抵御外界干旱胁迫的能力。     

玉米钼辅助因子硫酸化酶基因启动子的克隆与功能验证

为克服组成型启动子启动外源基因过量表达引起的诸多问题,同源克隆(Mo-molybdopterin cofactor sulfurase)基因（ABA3）的启动子(ABA3s)序列,并用PlantCARE软件分析其非生物逆境应答元件, 实时定量PCR检测ABA3基因在非生物逆境诱导下的差异表达后。然后,用该启动子构建启动GUS（β-glucuronidase）基因的表达载体, 基因枪法转化玉米愈伤组织。经组织化学染色法检测其表达后, 在高渗、高盐、低温胁迫处理及ABA诱导下检测GUS酶荧光值与荧光素酶(内参)发光值的比值(GUS/LUC), 以此评价ABA3s启动子在非生物逆境胁迫下的启动活性。结果表明, ABA3基因在模拟干旱、低温、高温、高盐胁迫及ABA、乙稀诱导下差异表达, 说明该基因的启动子(ABA3s)具有非生物逆境诱导活性。序列分析表明, ABA3s启动子全长777 bp, 含有ARE、HSE、MBS、TGA、Circadian等多种非生物逆境胁迫应答元件。用ABA3s启动GUS基因构建的表达载体转化的玉米愈伤组织, 响应干旱、低温、高温、高盐胁迫等多种非生物逆境胁迫, 及ABA和乙稀诱导, GUS检测呈阳性。在8%甘露醇高渗条件下, GUS/LUC比值比空白对照高6倍。上述结果表明, ABA3s启动子具有非生物逆境诱导特性, 经进一步验证其功能后, 可用于玉米抗逆转基因研究。     

甘薯谷胱甘肽-S-转移酶基因在胁迫条件下的表达分析

成功地构建了甘薯谷胱甘肽-S-转移酶基因IBGSTU1 的原核表达质粒pET-IbGST, 并在大肠杆菌 BL21(DE3)中进行IPTG 诱导表达。重组蛋白部分以包涵体形式存在, 部分以可溶性蛋白形式存在。酶活性测定表明可溶的重组蛋白具有GST的活性。纯化的重组蛋白质用于多克隆抗体的制备。半定量RT-PCR 和 Western blotting 分析结果显示, 在正常的生长条件下, 甘薯组织不启动IBGSTU1 基因的转录和翻译, 但是在冷胁迫或重金属离子等的作用下, 可以检测到该基因的mRNA和编码的蛋白质, 表明该基因在甘薯的胁迫耐受中行使重要功能, 并发现该基因的表达具有组织特异性。     

应用SSH技术研究NaHCO3胁迫下柽柳基因的表达

以NaHCO3胁迫紫杆柽柳(Tamarix androssowii)cDNA为试验方(tester),正常生长紫杆柽柳cDNA为驱动方(driver),应用SSH技术研究胁迫下柽柳基因的表达。经Northern杂交检测,共获得36个盐胁迫应答基因。Blastx分析表明,它们编码的蛋白与下列蛋白同源：抗氧化酶CAT和PRDX;海藻糖磷酸酶(trehalose phosphatase),该酶与海藻糖合成相关;多种调控蛋白,例如bZIP转录因子、MADS-box蛋白、富含甘氨酸RNA结合蛋白(glycine-rich RNA-binding proteins)、CCCH型锌指蛋白、F-box蛋白等等;早期光诱导蛋白(early light-induced protein),该蛋白可以保护和／或修复由胁迫引起的植物光合元件(photosynthetic apparatus)损伤;半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteinase)和VPE(vacuolar processing enzyme),它们在植物细胞的死亡过程中起作用;以及脂质转移蛋白前体(lipid transfer protein precursor)、聚合泛素(polyubiquitin)、查尔酮合成酶、谷胱甘肽转移酶、NADPIDH、盐诱导S12蛋白、OEE1等蛋白。在获得的36个基因中,3个基因编码的蛋白分别与3个推定(putative)的蛋白即HAK2(K^ transporter)、钙结合蛋白和RNA结合蛋白具有同源性;同时,发现6个盐胁迫应答的新序列。上述结果提示柽柳的抗盐性可能不仅是依赖于盐腺的泌盐作用,而是一个多种抗盐途径和多基因协同作用的复杂体系。     

GhCyt b5基因的克隆及其蛋白参与电子传递功能的分析

从陆地棉品种中棉所35盐胁迫EST文库中筛选到与其它植物高度同源的细胞色素b5蛋白(Cyt b5)基因片段,利用RACE技术,获得Cyt b5基因的cDNA序列,命名为GhCyt b5,基因全长810bp,最大阅读框402 bp,编码由134个氨基酸组成的蛋白质,分子量约为17kDa.将该基因的编码序列插入到原核表达载体pET32a中,构建重组质粒为pET32a-Cyt b5,对不同条件下进行蛋白诱导表达分析,发现在28℃和1 mmol/L IPFG条件下能够获得可溶性的GhCyt b5蛋白.利用Ni2+柱亲和层析纯化和SDS_PAGE鉴定分析表明获得重组蛋白为目的蛋白.通过提取棉花细胞物质为反应介质,进行体外电子传递功能分析,发现GhCyt b5能够从还原态变为氧化态,参与电子的传递功能.     

O型口蹄疫病毒VP1基因与大肠杆菌不耐热肠毒素LTB 基因的融合表达及表达产物的免疫原性分析

以质粒pMDTLT为模板、用PCR的方法扩增出LTB基因,然后将其插入到pETVP1质粒中VP1基因的上游,构建了含有融合基因LTBVP1的表达质粒pETLTBVP1。转化宿主菌BL21(DE3)LysS后进行诱导表达,诱导菌经SDS-PAGE显示重组蛋白以包涵体的形式表达,分子量约为39kD;Western blotting分析表明,重组蛋白能与FMDV阳性血清及兔抗霍乱毒素(CT)血清反应,说明融合蛋白保持了LTB和VP1各自的免疫学活性。小鼠免疫实验表明:该融合蛋白通过腹腔接种小鼠能诱导产生较强的免疫应答反应,免疫鼠产生的血清抗体水平高于试验中商品口蹄疫疫苗免疫组。     

西瓜花叶病毒HC-Pro基因在毕赤酵母中的分泌表达与功能研究

利用RT-PCR方法扩增出西瓜花叶病毒HC-Pro的基因,长度为1371bp,并构建了真核表达质粒pPIC9K-WHC。将重组质粒经SalⅠ单酶切后电转化Pichia pastoris GS115菌株,经PCR鉴定与G418、MD和MM培养基筛选,获得Mut /His 表型高拷贝转化子。经1%甲醇诱导5d后,SDS-PAGE检测发酵液上清,在66kD处有一特异蛋白条带表达。Western blot鉴定表明,表达蛋白可以和HC-Pro蛋白抗血清发生结合反应。Far-Western blot证明该蛋白能与西瓜花叶病毒CP蛋白结合,支持了HC-Pro蛋白协助传毒的"桥梁"学说。     

小鼠Nanog基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

按照nanog基因编码序列设计合成引物,利用RT-PCB从小鼠的囊胚期胚胎中扩增得到该 基因,并将该基因克隆到pET-28b(+)载体上,获得pET-28b(+)-nanog原核表达重组质粒,限制 性酶分析和DNA序列测定均证实该克隆插入片段为nanog基因编码序列。重组质粒转化大肠杆 菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达,在大肠杆菌表达系统中获得了高效表达,western杂交证实该 蛋白具有6-His抗原活性,从而证实目的蛋白为Nanog蛋白。     

人血清白蛋白-血管钠肽融合蛋白在毕赤酵母中的表达

人工合成VNP基因,通过酶连构建HSA和VNP基因的融合基因,插入表达载体pPIC9K,电转至毕赤酵母GS115,构建成工程茵,甲醇诱导表达。重组表达质粒经双酶切验证构建正确;表达产物经SDS-PAGE分析分子量为69 000 Da,与理论值相符;Western blot鉴定产物兼有HSA和VNP免疫原性,说明其为杂合分子;兔胸主动脉环离体灌流实验证明融合蛋白具有舒张血管活性。本研究说明毕赤酵母适于HSA-VNP融合蛋白的表达,为进一步开发稳定的VNP药物提供了生物制备方法。     

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。     

PTD-NPY融合基因的克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

应用重叠延伸PCR方法扩增HIV-1 TAT蛋白转导结构域(PTD)与鼠源神经肽Y(NPY)的融合基因,克隆目的片段并插入酵母表达载体pPICZαA,构建成重组表达质粒pPICZα-PTD-NPY.PCR和酶切鉴定及测序正确后,经限制性内切酶Sac Ⅰ线性化重组表达质粒并通过电转化整合到巴斯德毕赤酵母菌GS115的染色体基因组中.阳性重组酵母菌用含1%甲醇的培养基诱导其分泌表达.经过120 h的诱导,取上清浓缩除盐后进行SDS-PAGE电泳,表明该系统成功表达了PTD-NPY融合蛋白,Western blotting实验证实表达产物具有特异性.获得真核表达的PTD-NPY融合蛋白,为下一步的应用研究提供了物质基础.     

重组BPI23—Fcγ1融合蛋白在CHO细胞中的表达

The fusion gene of BPI23 and human Fc gamma 1 was obtained by PCR method, and the expression plasmid was constructed to express recombinant BPI23-Fc gamma 1 fusion protein in CHO cells. After transfection with the plasmid and selection by methotrexate, the cell lines expressing the fusion protein were obtained. The recombinant protein was purified using cation-exchange chromatography and its bioactivity was proved with bactericidal assays.     

结核杆菌eis基因的克隆及其在耻垢分枝杆菌中的表达

目的:构建结核分枝杆菌eis基因的穿梭表达载体,鉴定其在重组耻垢分枝杆菌中的生物活性。方法:采用PCR技术克隆结核分枝杆菌eis基因,构建大肠杆菌-分枝杆菌穿梭表达载体pMV-eis,经酶切和测序鉴定其正确性,用电穿孔法将重组质粒转化至耻垢分枝杆菌mc²155中,采用SDS-PAGE和Western blot检测eis基因在耻垢分枝杆菌中的表达。结果:成功构建结核杆菌eis基因穿梭表达载体pMV-eis;生长曲线说明重组质粒不会影响耻垢分枝杆菌的体外生长;SDS-PAGE 和Western blot检测证实eis在耻垢分枝杆菌中可表达出相对分子量约42kDa的Eis蛋白。结论:成功构建了eis基因穿梭表达质粒pMV-eis,且该重组质粒在耻垢分枝杆菌中具有生物活性,为下一步研究表达产物Eis的功能奠定了一定基础。     

纳豆激酶基因在E.coli HB101中的初步表达研究

利用PCR技术以纳豆杆菌染色体DNA为模板扩增纳豆激酶基因,将该基因克隆到温度诱导型表达形体pVB220上,转化E．coliHB101,获得转豆激酶基因重组菌。在确定了其最佳培养时间与诱导时间后,SDS－PAGE分析结果表明基因表达产物为分泌型,蛋白表达量占菌体蛋白的12％左右,液体发酵后纳豆激酶产量可达120U／ml菌液,对重组菌中重组质粒的稳定性进行研究,结果表明该质粒在宿主菌中具有良好的分离稳定性,而结构稳定性较差。     

奥利亚罗非鱼促性腺激素释放激素前体蛋白的克隆与表达

促性腺激素释放激素（gonadotropin—relying hormone,GnRH）是下丘脑分泌产生的神经激素,对脊椎动物生殖的调控起重要作用。为研究GnRH对性腺发育的作用,构建了GnRH cDNA的原核表达载体并进行融合表达。利用RT—PCR方法从奥利亚罗非鱼丘脑中扩增出长约400bp的目的序列GnRH基因,克隆至T载体中,经酶切鉴定和序列测定分析确认序列的正确性后将此片段克隆到表达载体pMAL—c2x中构建重组表达质粒pMAL—GnRH,并在大肠杆菌TB1中获得了高表达,目的蛋白约占菌体总蛋白的41．6％。菌体经溶菌酶裂解,制备无细胞抽提液,Amylose—sepharose柱层析后得到分子量为56kD单一条带的目的蛋白。目的蛋白经Factor Xa酶切裂解,Amylose—sepharose过柱纯化后得到纯化的GnRH前体蛋白。该研究为鱼类GnRH蛋白的控制性腺成熟和抗体制备打下了基础．是国内鱼类GnRH前体蛋白在原核细胞中成功表扶的首次报道．