深化基因工程课程改革 提高教学质量

基因工程是生物工程专业的主干课程,必须以培养学生创新精神和实践能力为核心,重点培养学生综合素质和能力.为此,我们构建了理论和实践教学体系,优化课程教学内容,加强实践教学环节,充分运用现代化多媒体教学手段,加强网络课程建设,改进教学方法等为内容的教学改革.既注重传授学生专业知识,更注重传授学会"学习"的方法,旨在提高基因工程课堂教学质量,从而满足生物工程专业和21世纪人才培养要求.     

C型产气荚膜梭菌β1毒素基因表达

利用PCR技术,从C型产气荚膜梭菌染色体DNA中扩增出β1毒素基因,然后用限制性核酸内切酶BamHI和EcoRI对其进行双酶切处理,回收0．95kb的β1毒素基因片段,最后将其定向克隆在事先经同样内切酶处理的载体pET-28c中相应位点上,转化至受体菌B121(DE3)qh。经BamHI和Eco RI双酶切鉴定和核苷酸序列测定证实,构建的重组质粒pETXBl含有B毒素基因,并且具有正确的基因序列和阅读框架。重组菌株BI21(DE3)(pETXB1)经IPIG诱导后,其表达产物经ELISA检测和SDS-PAGE分析,结果表明重组菌株可以高效表达β1毒素蛋白,该蛋白占菌体总蛋白相对含量的12．24％。     

大肠杆菌表达的重组猪β2微球蛋白二级结构的圆二色谱分析

摘要：【目的】研究巴马小型猪β2微球蛋白（β2m）的结构和功能。【方法】亚克隆巴马小型猪β2m的成熟肽部分,并构建与pMAL-p2X的重组质粒,转化大肠杆菌TB1并诱导后,融合表达蛋白分别经过 Western-blot、纯化及Factor Xa切割,分离纯化单体蛋白。圆二色谱(circular dichroism spectrum, CD)测定蛋白的二级结构。【结果】重组表达的融合蛋白MBP-β2m大小为52.1 kDa。切割后去除MBP的单体蛋白大小为10.6 kDa。圆二色谱分析单体蛋白β2m二级结构     

截短型胰高血糖素样肽-1的融合构建与表达

为了延长截短型胰高血糖素样肽1（shorted glucagon like peptide1,sGLP1）在血浆中的半衰期,将sGLP1的C端与人血清白蛋白（human albumin,HSA）的N端通过6个氨基酸的柔性连接子融合在一起,构建了融合表达菌株Pichia pastoris GS115/sGLP1HSA。以4g/L G418筛选出来的阳性工程菌株,经5L发酵罐培养,甲醇诱导48h,表达量可达0.8g/L。培养液经超滤、葡聚糖G25除盐、蓝色凝胶亲和层析纯化后,经HPLC分析产物纯度达95%,回收率达60%。正常小鼠糖耐量实验和对GKⅡ型糖尿病模型鼠的治疗证明sGLP1/HSA具有明显的降糖效果,为获得大量sGLP1/HSA融合蛋白进行临床实验研究奠定了基础。     

不同培养条件对抗a毒素ScFv基因表达的影响

将ScFv基因片段与pHOG21载体连接后,转化至受体菌XL1-Blue中,得到重组菌株XL1-Blue（pHOG2E3）。随后研究了培养基中无机盐成分、温度、诱导时间、IPTG和蔗糖浓度对SvFv基因表达的影响。经SDS-PAGE分析表明,重组菌株XL1-Blue(pHOG2E3）在LB培养基中加入0.5mmol/L IPTG和0.4mol/L蔗糖。37℃诱导6h,其目的蛋白 表达量较高,表达的ScFv蛋白主要以包含体的形式存在,分子量在31,000D,在重组菌株的培养上清和菌体裂解上清液中,通过ELISA法也检测到了ScFv的存在,且具有中和a毒素的活性。     

表达大肠杆菌K88ac-ST1-LTB融合蛋白基因工程菌株的构建

利用PCR技术,从大肠杆菌C83902质粒中扩增出K88ac基因、ST1突变基因和LTB基因,通过分离、纯化、内切酶酶切、连接和转化,构建了含K88ac-ST1-LTB融合基因表达载体的重组菌株BL21（DE3）（pXKST3LT5)。经酶切鉴定和DNA序列分析证实,构建的重组质粒pXKST3LT5中含有K88ac-ST1-LTB融合基因,且基因序列和阅读框架均正确。经ELISA检测,重组菌株表达的K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够被ST1单抗、LTB和K88ac抗体识别。经乳鼠灌胃试验证实,表达的融合蛋白已丧失天然ST1肠毒素的活性。免疫实验结果表明,K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够诱发小白鼠产生抗体,该抗体具有中和天然ST1肠毒素的毒性作用,表明构建的重组菌株可以作为预防仔猪黄、白痢基因工程菌苗的候选菌株。     

A型产气荚膜梭菌α毒素基因表达及其免疫保护作用的初步研究

利用PCR技术,从A型产气荚膜梭菌标准株染色体DNA中扩增出α毒素基因,构建了含α毒素基因的重组菌株BL21(DE3)(pXETA02)。经酶切鉴定和序列测定证实,构建的表达质粒pXETA02含有α毒素基因序列。经SDS-PAGE、Western blot分析和ELISA检测,重组菌株表达的α毒素蛋白能够被α毒素单抗识别。表达优化结果表明,以IPTG为诱导剂诱导α毒素表达的优化条件是:培养基pH 7.5,培养温度37℃,IPTG浓度0.8mmol/L,菌体生长密度OD600达到0.8时加入IPTG,诱导时间5h,此时α毒素蛋白表达量为34.83%。以乳糖为诱导剂诱导α毒素表达的优化条件是:培养基pH7.5、培养温度37℃,乳糖浓度0.1g/L,菌体生长密度OD600达到0.8时加入乳糖,诱导时间5h,α毒素蛋白表达量为23.82%。动物实验结果表明,用重组菌株α毒素蛋白免疫的小鼠可以抵抗1MLD的A型产气荚膜梭菌标准株C57-1毒素攻击。     

C型产气荚膜梭菌β1、β2毒素基因的融合

利用PCR技术 ,从C型产气荚膜梭菌染色体DNA中扩增出 β1 和 β2 毒素基因 ,构建了含 β1 - β2 融合基因表达质粒的重组菌株BL2 1(DE3) (pETXB1_2 )。经酶切鉴定和序列测定证实 ,构建的重组质粒pETXB1_2含有 β1 - β2 融合基因 ,且基因序列和阅读框架正确。经ELISA检测 ,重组菌株表达的 β1 - β2 融合蛋白能够被 β1 、β2 毒素抗体识别。免疫实验结果表明 ,用β1 - β2 融合蛋白免疫的小鼠可以抵抗 1MLD的C型产气荚膜梭菌C5 9_4 4毒素攻击 ,表明构建的重组菌株可以作为预防仔猪红痢基因工程亚单位苗的候选菌株。     

疏水性ELP基因设计与基因库构建

[目的]设计合成疏水性类弹性蛋白(Elastin-like polypeptide,ELP)基因,建立ELP基因库.[方法]选择疏水性最强的异亮氨酸(I1e,I)(疏水参数:4.5)取代ELP五肽重复序列单元(缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-客座氨基酸-甘氨酸,VPGXG)中客座残基X.全基因合成一段含编码(VPGIG)10序列,上游含Dra Ⅲ酶切位点、下游含BglⅠ酶切位点的ELP单元.将Dra Ⅲ和BglⅠ设计为一对同尾酶(Isocaudarner),利用这对同尾酶定向克隆(Recursive directional ligation,RDL)一系列不同拷贝数的ELP基因.为鉴定基因库有效性,随机选取库中ELP[Ⅰ]50基因进行蛋白表达、纯化并测定其相变温度(Inverse temperature transition,Tt).[结果]建立了ELP[Ⅰ]n(n=10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120)基因库.测定ELP[Ⅰ]50的Tt为24.3℃.[结论]首次单独选用I1e(I)作为ELP蛋白质标签中客座残基氨基酸,增加了ELP中疏水性氨基酸的含量,为进一步筛选出表达量高、Tt低、分子量小的ELP标签奠定基础.     

A型产气荚膜梭菌α毒素基因的高效表达

用NooI/EcoRI酶切含α毒素基因质粒pXCPA02,回收1.2kb的α毒素基因片段,通过T4 DNA连接酶,将回收的α毒素基因片段与经NcoI/Eco RI酶切的表达载体pET-28c连接,转化至受体菌BI21(DE3)中,经NcoI/EcoRI,BamHI/Eco RI和NcoI/BamHI/Eco RI酶切反应鉴定和核苷酸序列分析证实,获得的表达质粒aXETA02含有α毒素基因,而且阅读框架是正确的.重组菌株BL21(DE3),(pXETA02)经IPTG诱导后,其表达产物经ELISA检测和SDS-PAGE分析,结果表明重组菌株可以高效表达α毒素蛋白,该蛋白占菌体总蛋白相对含量的36.83%.