SARS和生物恐怖威胁

SARS风波在近几个星期,正值“联军”在伊拉克针对萨达姆及其所谓的大规模杀伤性武器进行摧毁和屠杀时,一种SARS流行病就像分子集束炸弹一样,通过航空旅客传播到世界各地。SARS(重症急性呼吸综合症)是一种全新的传染性疾病,它通过人的亲密接触传播,并造成约4%的死亡,这种流行病起源于中国南部的广东省,在去年11月就已经发生。今年3月,一个参与SARS病人救治的64岁医学教授刘建林(音译)从广东到香港参加一个婚礼,在到达后不久病倒住院,他要求隔离治疗,但是没被采纳,医院也没有通知接触者,结果在同一旅馆的9个人染病并传播到新加坡、加拿…     

福氏2a志贺氏菌2457T株argT基因突变体的构建

目的：构建福氏2a志贺氏菌2457T株argT基因缺失突变体和ArgT蛋白非降解突变体,以进行后续ArgT功能研究。方法：根据福氏2a志贺氏菌2457T株基因组全序列,采用λ-Red重组系统对argT基因进行缺失,并经PCR验证;采用定点突变的方法构建ArgT非降解株,并经SDS-PAGE验证;对野生株、argT缺失突变株和ArgT非降解突变株37℃时的生长曲线及生化反应进行比较研究。结果：构建了2457T的argT缺失突变株和ArgT非降解突变株;2种突变株初始生长均较慢,但最终和野生株状态一致;2种突变株利用甘露醇的能力都比野生株强,而利用葡萄糖的能力降低。结论：获得了福氏2a志贺氏菌2457T株argT基因缺失突变体和ArgT蛋白非降解突变体。     

微囊化不可繁殖型尿酸氧化酶工程菌的制备

目的：制备微囊化不可繁殖型尿酸氧化酶工程菌,以期研制一种降低血尿酸的口服药物,用于治疗高尿酸血症及痛风。方法：用甲醛灭活尿酸氧化酶工程菌,使其不可繁殖并保持酶活性;以壳聚糖和海藻酸钠为囊材,采用气流喷雾法制备微囊;用试剂盒体外评价微囊降解尿酸的效果。结果：经甲醛灭活后,工程菌繁殖活性丧失,其降解尿酸的能力降低85%;制备的微囊粒径呈正态分布于20～220μm,包封率达到99%以上;体外试验表明其具有降尿酸活性。结论：获得了具有降解尿酸活性的微囊化不可繁殖型工程菌。     

利用基因工程改造的大肠杆菌合成蒎烯

目的:以大肠杆菌为底盘细胞,利用合成生物学手段导入外源杂合蒎烯合成代谢途径,构建高效合成蒎烯的微生物工厂。方法:将来源于酵母和粪肠球菌的异源杂合甲羟戊酸(MVA)代谢途径和来源于北美巨冷杉的牻牛儿焦磷酸合酶(GPPS)和蒎烯合成酶(PS)基因序列共同导入大肠杆菌,构建催化蒎烯合成的大肠杆菌工程菌。首先优化合成GPPS、PS基因,再分别以pETDuet-1和pET-24a(+)载体为基础构建GPPS、PS共表达和融合表达载体,并分别转化大肠杆菌获得工程菌E.hzh01和E.hzh02,摇瓶培养后利用GC-MS技术检测E.hzh01和E.hzh02的蒎烯产量。进一步获取MVA代谢途径相关酶基因mvaE、mvaS、ERG12、ERG8、ERG19、IDI序列,分别利用多顺反子模型和BioBrick方法构建2种不同方案的异源MVA代谢途径,再将异源MVA代谢途径和GPPS、PS融合表达基因共同转化大肠杆菌,构建完整蒎烯合成代谢工程菌株E.hzh03和E.hzh05。结果:摇瓶培养E.hzh01和E.hzh02的蒎烯产量分别为0.85和1.86 mg/L,结果表明融合表达更有利于蒎烯的合成。E.hzh03和E.hzh05摇瓶培养得到的蒎烯产量分别为6.32和19.26 mg/L。结论:利用融合表达载体和多顺反子模型导入异源蒎烯代谢途径构建大肠杆菌工程菌,可以显著提高蒎烯的产量,为工业生物合成蒎烯奠定了一定的基础。     

炭疽杆菌噬菌体裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及鉴定

利用PCR方法扩增炭疽杆菌噬菌体裂解酶 (γlysin)基因 ,克隆至大肠杆菌表达载体pET2 2b中 ,经菌落PCR筛选、序列测定和酶切鉴定证实表达载体pET22b-γlysin构建成功 ,并在EscherichiacoliBL21(DE3)中获得了高表达。目的蛋白约占菌体总蛋白的40% ,5L发酵罐中的产酶水平高达 15g L。菌体经超声破碎 ,制备无细胞抽提液 ,StreamlineSP和SPHP柱层析以及SephacrylS-100凝胶过滤三步纯化 ,得到分子量为 2 7kD单一条带的目的蛋白 ,薄层扫描分析显示其纯度大于 95 %。目的蛋白的收率为19.1% ,纯化倍数为350。生物活性鉴定重组的γ噬菌体裂解酶具有特异性 :可快速裂解炭疽杆菌 ,比活为 1400u mg左右 ;而对大肠杆菌、枯草杆菌及蜡样芽孢杆菌没有裂解活性。     

甲状旁腺激素和转铁蛋白N端半分子融合蛋白在毕赤酵母中的表达

用重叠PCR技术将PTH（parathyroid hormone, 甲状旁腺激素）基因与TFN（transferrin N_terminal half_molecule, 转铁蛋白N端半分子）基因在体外融合,融合基因克隆至真核表达载体pPIC9中,转化毕赤酵母GS115。转化子经甲醇诱导后,融合蛋白得到了表达并分泌到发酵上清液中。经 SP Sepharose F F阳离子交换层析、Phenyl Sepharose Fast Flow疏水层析纯化获得了纯度大于95％的PTH_TFN样品。Western blot分析及腺苷酸环化酶实验证明融合蛋白中的PTH具有与抗PTH抗体结合能力及刺激腺苷酸环化酶的活性,铁饱和实验证明融合蛋白中的TFN和单独的TFN具有相同铁结合能力。因而TFN可望作为PTH的天然运输载体。     

炭疽毒素受体与人IgG1的Fc段融合蛋白ATR_Fc在CHO细胞中的表达

ATR_Fc是人炭疽毒素受体(ATR)的胞外区与人免疫球蛋白IgG1的铰链区、CH2区和CH3区组成的融合蛋白。表达该蛋白是为了获得结合PA的抗体样分子,通过阻断PA与细胞受体的结合,而阻止炭疽致死毒素和水肿因子进入细胞内,可作为预防和治疗炭疽感染的生物制品。将编码炭疽毒素受体N端1_227氨基酸的基因和编码Fc段的基因连接,插入到pcDNA3.1的HindⅢ和NotⅠ位点得到表达ATR_Fc融合蛋白的真核表达载体pcDNA3.1ATR_Fc,并用脂质体方法将该载体转染至CHO_K1细胞中,用G418筛选并获得ATR_Fc表达水平为10～15μg(106cells·d)的基因工程CHO细胞系ATR_Fc_1D5。采用蛋白A纯化重组蛋白,并用ELISA法鉴定ATR_Fc与PA的亲和性,表明ATR_Fc可与PA特异性结合。     

干扰素与转铁蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的表达及鉴定

利用重叠 PCR 技术将干扰素 (interferon , IFN) 基因与转铁蛋白 N 端半分子 (transferrin N-terminal half-molecule , TFN) 基因在体外融合,融合基因和单独的 TFN 基因分别克隆至真核表达载体 pPIC9 中,转化毕赤酵母 GS115 ,得到的转化子经诱导表达后在发酵上清中均获得了表达 . 经 SP Sepharose Fast Flow 阳离子交换层析、 Phenyl Sepharose Fast Flow 疏水层析纯化,获得了纯度大于 93 ％的重组融合蛋白 IFN-TFN 和纯度大于 95 ％的重组 TFN 样品 . 生物活性实验证明融合蛋白 IFN-TFN 具有抗病毒活性 . 铁饱和实验证明融合蛋白 IFN-TFN 和单独的 TFN 具有相同的铁结合能力 . 因而 TFN 可望作为 IFN 的天然运输载体 .     

大肠杆菌Nα-乙酰转移酶RimLE的表达、纯化及活性测定

目的:在体外鉴定大肠杆菌Nα-乙酰转移酶RimL(RimLE)的功能。RimL可以通过将原核生物的核糖体蛋白L12的N端氨基乙酰化,使其转化成L7。方法:通过PCR从大肠杆菌基因组中钓取RimLE和L12/L7E的基因,将其插入pET系统,转化大肠杆菌BL21(DE3),培养后提取、纯化得到RimLE和L12E。结果:RimLE在体外可将L12E的N端氨基乙酰化,最大反应速率为25.63/min。结论:为研究原核生物中Nα-乙酰化的分子机制及其功能奠定了基础。     

SARS冠状病毒的Spike蛋白以及病毒的细胞侵入机制

严重急性呼吸系统综合征（SARS）是由SARS冠状病毒（SARS—CoV）引起的一种新型人类疾病,具有高致病性、高传染性、高死亡率的特点。Spike蛋白是冠状捅毒膜表面的糖蛋白突出,构成病毒的包膜子粒,在病毒与其受体结合、通过膜融合进入宿主细胞以及诱导机体产生中和性抗体的过程中发挥着重要的作用：目前利用Spike蛋白开发出的一些防治SARS的药物和疫苗在动物和体外实验中有良好的抗病毒作用。本文阐述了SARS—CoV Spike蛋白的结构与功能,为抗SARS药物及疫苗的研发提供一定的理论基础.