应用纤维素结合域标签构建谷氨酸棒状杆菌表达系统

为优化谷氨酸棒状杆菌表达系统的纯化工艺,合成里氏木霉的CBD基因,将其与谷氨酸棒状杆菌分泌表达载体pXMJ19-sp连接,构建以CBD为纯化标签的重组载体pXMJ 19-sp-CBD.在该载体中插入GFP基因并转化至谷氨酸棒状杆菌,可获得分泌表达融合蛋白GFP-CBD的重组菌.该菌经IPTG诱导后的发酵液在紫外灯下显示强烈的绿色荧光,重组蛋白的分泌表达量达200 mg/L.利用CBD标签对纤维素柱的可逆性吸附,可直接对谷氨酸棒状杆菌分泌到培养基中的重组蛋白进行纯化,从而简化工艺和降低成本,为工业化大生产奠定基础.     

人CD96第一个IgV结构域的表达、结晶及晶体学分析

CD96(Tactile)是一个主要表达在活化的T细胞、NK细胞上的免疫受体分子。它属于免疫球蛋白超家族,胞外区有3个免疫球蛋白结构域(V1,V2/C和C)。最近的研究表明,CD96的第一个IgV结构域(CD96V1)在细胞粘附和NK细胞介导的杀伤过程中起着重要的作用。文中构建了人类CD96第一个IgV样结构域(hCD96V1)的表达载体,并将它在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以包涵体形式表达。通过包涵体体外复性,得到了CD96可溶性蛋白。分析超速离心结果证明CD96可溶蛋白在体外以二聚体形式存在。采用座滴气相扩散法获得了衍射质量较好的CD96蛋白晶体,衍射分辨率为1.9,晶体属于空间群P21,晶胞参数为a=35.1,B=69.5,C=49.6,α=γ=90°,β=105.4°。CD96晶体及衍射数据的获得为后续的结构和功能研究奠定了基础。     

集胞藻PCC6803高效基因表达平台的构建与评价

针对蓝细菌代谢工程改造的需求,成功构建了可以在模式蓝细菌菌株集胞藻PCC6803中高效表达外源基因的3个基因组整合表达平台,以及1个可以在多株蓝细菌中表达的广宿主穿梭表达平台。该表达平台通过选用集胞藻PCC6803中1,5-二磷酸核酮糖缩化酶/氧化酶的启动子驱动外源基因的表达,应用“SD-AUG”翻译融合的策略提高外源蛋白翻译效率,以及加入终止子序列Trbc以提高转录终止效率,实现了对外源基因的高效表达。利用lacZ作为报告基因,检测了所构建表达平台pFQ20在集胞藻中的基因表达效率,结果显示β-半乳糖苷酶的活性为109 Miller。同时,基于pFQ20表达平台在集胞藻PCC6803中表达了来自大肠杆菌的硫酯酶基因tesA’,蛋白印迹实验结果显示了硫酯酶的成功表达。该表达平台为在蓝细菌中开展遗传研究及基因工程改造提供了有用的遗传工具,其构建策略为在蓝细菌中构建高效稳定的外源基因表达元件提供了借鉴。     

北京大学科研人员揭示病原菌耐药新机制

北京大学陈鹏课题组与该校长江学者讲座教授何川课题组合作,于2013年11月3日Nature Chemical Biology在线发表论文,揭示了大肠杆菌多重抗药性调控蛋白MarR的分子机制,证明Cu2＋可作为天然的信号分子（诱导剂）激活Mar R蛋白并引发其介导的多重耐药性。这对于开发对抗多重抗生素耐药病菌感染的新型药物具有重要意义。     

核酸疫苗初免-蛋白疫苗加强的免疫策略提高日本血吸虫核酸疫苗免疫效果

为研制抗血吸虫疫苗提供实验依据,探讨了抗血吸虫SjGST-32核酸疫苗与蛋白疫苗联合免疫的免疫增强效应及免疫应答特征。将日本血吸虫DNA疫苗VR1012-SjGST-32与重组蛋白疫苗rSjGST-32分别在第0、2和4周免疫小鼠,在第6周攻击感染日本血吸虫尾蚴,攻击感染45 d后剖杀小鼠,计算减虫率、检卵率以及检测肝脏病理变化,观察免疫保护效果;检测小鼠血清中特异性IgG抗体滴度,T细胞增殖反应和抗原特异性CD4+IFN-γ+、CD4+IL-4+和CD4+IL-10+的数量,探讨免疫应答特征。结果显示,DNA初免-蛋白加强的联合免疫组的保护作用优于单独免疫组,显著提高了减虫率(42.3%)和减卵率(59.6%),并且能够显著减轻血吸虫虫卵对肝脏的病理损害;进一步发现,DNA疫苗和蛋白疫苗联合应用增强了机体T淋巴细胞增殖反应、抗体IgG滴度以及抗原特异性CD4+IFN-γ+的产生。这些研究为新型血吸虫疫苗的优化设计和合理应用提供了依据。     

一种新的DyP-type过氧化物酶在大肠杆菌中的重组表达、纯化及鉴定

染料脱色过氧化物酶(DyP-type过氧化物酶)是含有亚铁血红素,能降解各种有毒染料的一类蛋白.为了研究运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis ZM4 (ATCC 31821)中一种新的DyP-type过氧化物酶的特点和功能,以Z.mobilis基因组DNA为模板,通过PCR扩增目的基因,克隆到大肠杆菌表达载体pET-21b(+)中.通过ZmDyP与其他DyP-type过氧化物酶的比对,发现它们存在着共同保守氨基酸D149、R239、T254、F256和GXXDG结构基序,说明ZmDyP是Dyp-type过氧化物酶家族的一个新成员.经IPTG诱导大肠杆菌中pET21 b(+)-ZmDyP表达,并将表达的酶进行金属螯合层析纯化.SDS-PAGE分析表明,纯酶分子量为36 kDa,而活性染色显示分子量为108 kDa,表明该酶在活性状态下可能是一个三聚体.光谱扫描显示ZmDyP有一个典型的亚铁血红素吸收峰,说明它是含有亚铁血红素的蛋白.对ZmDyP性质进行了研究,发现以2,2-二氨-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)ABTS为底物,ZmDyP表现出更高的转化效率.这些研究结果丰富了DyP-type 过氧化物酶家族信息,并且为ZmDyP的结构功能和反应机制研究奠定了基础.     

α-环糊精糖基转移酶活性区域突变提高选择形成γ-环糊精能力

探讨α-环糊精糖基转移酶(CGT酶)活性区域-3亚位点(47位赖氨酸残基),-7亚位点(146~152位氨基酸残基)以及环化中心位点(195位酪氨酸残基)对其催化底物形成γ-环糊精(CD)能力的影响。将α-CGT酶相应位点分别进行如下突变:K47T,Y195I,以及146~152位氨基酸残基替换为异亮氨酸(命名为△6),并在大肠杆菌BL21中实现异源活性表达。以可溶性淀粉作为底物进行转化,利用HPLC分析各种突变酶的催化产物中3种环糊精产量和比例。结果表明,和野生酶相比,所有突变酶的淀粉水解活性和环糊精总生成量都有不同程度的下降。在产物的组成方面,突变酶Y195I的催化产物中,α-CD的含量由68%降为30%,β-CD由22.2%提高为33.3%;而γ-CD由8.9%提高为36.7%,含量提高了4倍,取代α-CD成为产物中的主要成分;γ-CD的实际产量为1.1 g/L,是野生酶(0.4 g/L)的3倍。突变酶K47T和△6的转化产物中α-CD比例有不同程度下降,但仍然是产物中的主要组分,β-和γ-CD的比例都有所增加。由此可见,活性区域中195位氨基酸对于α-CGT酶的活力和催化选择性具有重要的影响,Y195I突变体酶最有利于选择性形成γ-CD。纯化后突变酶Y195I的酶学性质试验表明,其最适反应温度和野生酶相同,但最适反应pH有所提高,且比野生酶具有更好的pH稳定性。因此,突变酶Y195I具有生产制备γ-CD的潜力。     

琥珀酸脱氢酶或琥珀酰辅酶A合成酶缺失促进大肠杆菌积累5-氨基乙酰丙酸

5-氨基乙酰丙酸 (ALA) 是生物体内四吡咯类化合物的合成前体,在农业及医药领域应用广泛,是极具开发价值的高附加值生物基化学品。目前利用外源C4途径的重组大肠杆菌发酵生产ALA的研究主要利用LB培养基并添加葡萄糖和琥珀酸、甘氨酸等合成前体,成本较高。琥珀酸在C4途径中以琥珀酰辅酶A的形式直接参与ALA的合成。文中在以葡萄糖为主要碳源的无机盐培养基中研究了琥珀酰辅酶A下游代谢途径琥珀酸脱氢酶编码基因sdhAB和琥珀酰辅酶A合成酶编码基因sucCD缺失对ALA积累的影响。与仅表达异源ALA合成酶的对照菌株相比,sdhAB和sucCD缺失菌株ALA的产量分别提高了25.59%和12.40%,且ALA的积累不依赖于琥珀酸的添加和LB培养基的使用,从而大幅降低了生产成本,显示出良好的工业应用前景。     

PCBP1在基因表达过程中的功能和作用机理

Poly（C）-binding protein 1 （PCBP 1）是一种RNA结合蛋白,其蛋白质相对分子质量约为38000。PCBP1含三个KH（hnRNP K homology）结构域,这些结构域对其结合RNA有重要作用。PCBP1的功能主要是参与基因转录及转录后调节,如前体mRNA的剪切、mRNA稳定性、mRNA翻译过程的沉默或增强等。本文主要对PCBP1参与的信号通路以及与人类疾病的关系进行综述,试图阐明PCBP1的生物学功能和作用机理。     

黄粉虫抗菌肽在大肠杆菌中表达条件优化及活性分析

为了提高黄粉虫抗菌肽基因tmAMP1m在大肠杆菌中的表达量,研究了培养温度、诱导时间及IPTG浓度等不同条件对HIS-TmAMP1m融合蛋白表达量和活性的影响。通过Tricine-SDS-PAGE分析确定最佳表达条件,同时,通过琼脂孔穴扩散法检测其抑菌活性。结果表明,含有重组质粒的大肠杆菌在37℃,使用终浓度为0.1 mmol/L IPTG培养4 h时,融合蛋白表达量较高,可占细菌总蛋白40%以上,抗菌活性最好。用Ni2+亲和层析纯化获得较纯的融合蛋白,Western blotting分析表明其能与His单克隆抗体起特异性反应。诱导表达的融合蛋白对宿主菌生长产生一定程度抑制。融合蛋白经100℃煮沸10 h,在20℃反复冻融10次,与强酸强碱缓冲液、不同的有机溶剂和蛋白酶混合后都具有极强的稳定性,仍然表现出良好的抗菌活性。此外,最小抑菌浓度(MIC)测定结果表明,融合蛋白对5种菌具有良好的抗菌活性。研究结果为昆虫抗菌肽推广应用和进一步研究奠定了基础。