穿透支原体铁蛋白的原核表达、纯化及生物信息学分析

[目的]表达纯化穿透支原体(Mycoplasma penetrans)铁蛋白(Ferritin)并利用生物信息学方法分析该蛋白的生物学特性。[方法]从NCBI网站上查到Mpe Ferritin的DNA和蛋白序列,并合成Ferritin基因,设计PCR引物,以合成基因为模板扩增Ferritin片段,将其与pET15b载体连接,将连接产物转化到大肠杆菌Top10感受态细胞。挑取阳性菌落,利用PCR和测序验证,提取质粒pET15b-Ferritin并将其转化到大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导目的蛋白表达,并使用Ni2+亲和法纯化Ferritin蛋白。然后用生物信息学方法分析Ferritin蛋白的生物学特性。[结果]Mpe Ferritin基因全长为540 bp,编码180个氨基酸。成功构建重组质粒pET15b-Ferritin,表达并纯化得到Ferritin蛋白。Ferritin蛋白定位于细胞质,无信号肽。它的α-螺旋占71.5%,β-转角占6.7%,延伸链占5.0%,无规卷曲占16.8%。由24个同源Ferritin蛋白分子组成24聚体。[结论]通过基因工程方法纯化得到Ferritin蛋白并分析了Ferritin的生物学性质。     

胚胎晚期富集蛋白与生物的干旱胁迫耐受性

胚胎晚期富集蛋白(Late embryogenesis abundant,LEA)是参与生物体抵抗干旱胁迫的一类重要蛋白。LEA蛋白可分为7组。大多数LEA蛋白具有亲水性及热稳定性。LEA蛋白在水溶液中通常为无折叠状态,但脱水胁迫可诱导其转变为α-螺旋。近年来关于LEA蛋白的研究取得了较多进展。研究结果表明LEA蛋白可定位于细胞内的多种细胞器中,且LEA蛋白可能具有多重保护作用,如保护蛋白质及酶活性、或保护细胞的膜结构、或具有抗氧化作用、结合离子或保护DNA等。以下主要介绍了LEA蛋白的功能、二级结构及保护作用机制。     

鲍曼不动杆菌铁蛋白的抗氧化功能研究

【目的】克隆鲍曼不动杆菌铁蛋白(Abferritin)基因,并研究其抗氧化功能。【方法】荧光定量PCR检测氧化应激下Abferritin基因的表达量,并将其基因克隆到表达载体p ET28a以构建重组质粒p ET28a-Abferritin,转化大肠杆菌BL21(DE3)得到重组菌BL/p ET28aAbferritin,IPTG诱导目的蛋白表达并利用镍柱亲和层析纯化该蛋白。比色法测定Abferritin蛋白的Fe2+氧化酶活性,自由基清除实验测定其抗氧化功能。菌落计数法观察重组大肠杆菌在H2O2应激条件下的存活率。【结果】Abferritin基因在氧化应激下表达增高。重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,通过Ni2+亲和层析纯化获得了Abferritin蛋白。该蛋白具有Fe2+氧化酶活性,能有效减少氧自由基的形成及提高大肠杆菌抵抗氧化应激的能力。【结论】氧化应激能诱导Abferritin基因表达上调,且该蛋白具有亚铁氧化酶活性和抗氧化功能。     

沙眼衣原体LpxA基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)LpxA基因并分析其生物学特性。[方法]根据Ct LpxA基因序列设计特异性引物,利用PCR扩增LpxA基因,并把LpxA基因连接到p MD18-T载体,挑取阳性克隆进行PCR和DNA测序验证。最后使用生物信息学软件分析LpxA蛋白的生物学性质。[结果]从Ct基因组中PCR扩增得到840 bp的Ct LpxA基因,该基因共编码280个氨基酸。LpxA蛋白无信号肽,定位在细菌细胞质。二级结构预测得知α-螺旋占19.6%,延伸链占32.8%,β-转角为11.4%,无规卷曲为36%。三级结构预测得知3个相同的LpxA分子组成同源三聚体。预测得知LpxA蛋白有11个B细胞表位。[结论]克隆得到Ct LpxA基因,并预测了其结构和功能。     

利用酵母双杂交技术筛选与生殖支原体黏附蛋白(MgPa)相互作用的宿主蛋白

从利用基于分离的泛素介导膜蛋白酵母双杂交系统构建的人尿道上皮细胞cDNA文库中筛选生殖支原体(Mg)黏附蛋白(MgPa)的互作蛋白。以pET30a-MgPa为模板,经PCR扩增MgPa基因,将其分别连接到pBT3STE和pBT3SUC载体以构建诱饵质粒pBT3STE-MgPa和pBT3SUC-MgPa;将诱饵质粒分别转化到酵母菌株NMY32内,检测其毒性和自激活活性;将人尿道上皮细胞cDNA文库质粒pPR3-N-207-Zeng转入到含pBT3SUC-MgPa诱饵质粒的酵母菌株中,筛选阳性克隆。检测阳性克隆LacZ报告基因的活性。提取阳性克隆质粒进行DNA测序与BLAST分析。结果显示,成功构建的诱饵质粒pBT3STE-MgPa和pBT3SUC-MgPa两者都没有自激活功能,且pBT3SUC-MgPa的活性强于pBT3STE-MgPa。用pBT3SUC-MgPa转化NMY32酵母作为受体酵母细胞。经DNA测序与BLAST分析结果表明筛选到的28个阳性克隆归属于23个不同的蛋白。从利用分离的泛素介导膜蛋白酵母双杂交系统构建的人尿道上皮细胞cDNA文库中筛选到23个与MgPa相互作用的蛋白,为阐明MgPa的功能及Mg可能的致病机制提供参考。     

人尿道上皮细胞T7噬菌体展示cDNA文库的构建与鉴定

[目的]构建人尿道上皮细胞(SV-HUC-1)T7噬菌体展示c DNA文库,为研究人尿道上皮细胞与生殖道感染病原体的相互作用奠定基础。[方法]用Trizol试剂提取SV-HUC-1细胞总RNA,分离纯化出mRNA,经反转录合成得到其双链c DNA,在双链c DNA末端加上定向的EcoRⅠ/HindⅢ黏性末端,然后收集并纯化200bp以上的双链c DNA片段,连接于T7噬菌体载体,经体外包装后转入BLT5403宿主菌,T7噬菌体展示c DNA文库构建成功。[结果]将文库扩增后,用噬斑试验检测其库容,结果为1.2×106pfu/cm3。用PCR鉴定随机挑取的噬菌斑,计算其重组率达93.75%,且插入片段都大于200bp。[结论]成功构建了SV-HUC-1细胞T7噬菌体展示c DNA文库,为下一步研究泌尿生殖道感染病原体与人尿道上皮细胞的相互作用奠定了前期实验基础。     

植物抗逆蛋白（LEA3）22-氨基酸耐盐结构域在酵母细胞中的鉴定

大豆PM2蛋白属LEA3 （late embryogenesis abundant 3）蛋白。本文构建了编码PM2全长及含22-氨基酸结构域多肽（PM2、PM2A、PM2B和 PM2C）的酵母表达载体。转化酵母得到四种重组菌。SDS-PAGE电泳和ESI-MS/MS或MALDI-TOF/TOF质谱结果表明,重组菌可表达目标多肽。测定对照菌及重组菌在无胁迫、高盐（1.5 mol·L^-1 NaCl）和高渗透（2 mol·L^-1山梨糖）下的生长曲线。结果表明,在高盐胁迫下,四种重组菌胁迫后的恢复明显好于对照菌。多肽对高盐耐受能力的大小为:PM2C>PM2B≈PM2A≈PM2。证明大豆PM2蛋白的表达可提高酵母耐盐性,且22-氨基酸基序为PM2蛋白的耐盐结构域。结合前文在大肠杆菌中的结果,为“LEA蛋白可以类似机制参与原核和真核生物耐盐保护作用”的假说提供实验支持。然而,在高山梨糖胁迫下,对照菌和酵母重组菌的生长情况无明显差异。     

肺炎克雷伯菌HdeA蛋白的抗酸理化性质鉴定

肺炎克雷伯菌是一种常见的院内条件致病菌,通常定植在人体的呼吸道和胃肠道。但肺炎克雷伯菌是怎样在胃液的强酸条件下存活并进入肠道尚不十分清楚。本研究发现,酸性条件能够诱导肺炎克雷伯菌KpHdeA基因表达上调。克隆KpHdeA基因并将其转化大肠杆菌,获得可溶性的KpHdeA蛋白并利用镍离子亲和层析纯化得到目的蛋白。光散射分析证明,酸性胁迫下,KpHdeA蛋白能够减少酸诱导的醇脱氢酶聚集。荧光实验证明,酸胁迫可以诱导KpHdeA蛋白的疏水基团暴露。圆二色谱实验证明,酸性条件能够诱导KpHdeA蛋白形成无序结构。此外KpHdeA蛋白的表达能提高大肠杆菌的耐酸能力。故推测,KpHdeA蛋白具有分子伴侣活性,并在肺炎克雷伯菌抵抗酸胁迫中起重要作用。     

梅毒螺旋体硫氧还蛋白的原核表达、纯化及抗氧化活性分析

本研究利用生物信息学方法预测梅毒螺旋体(Treponema pallidum,Tp)Trx蛋白的生物学性质。Trx蛋白无信号肽,定位在细胞质。二级结构无规卷曲占41.9%,β片层为55%,使用枯草芽胞杆菌Trx蛋白结构(PDB:2gzz.1.A)进行同源建模,获得Trx蛋白三级结构。根据TpTrx基因序列设计引物,以TpDNA为模板,PCR扩增得到大小为318 bp的Trx基因,然后将其连接到pET30a构建重组质粒pET30-Trx,将该重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),得到重组菌大肠杆菌。利用IPTG诱导目的蛋白表达,该质粒编码的重组Trx蛋白分子量约为16 kDa。使用Ni~(2+)亲和层析纯化获得重组Trx蛋白,发现Trx蛋白具有二硫键还原酶活性。利用菌落计数法观察重组大肠杆菌在H_2O_2胁迫下的存活率,发现能表达Trx蛋白的大肠杆菌存活率高于对照。本研究利用生物信息学方法分析了TpTrx蛋白的性质,并发现它具有抗氧化功能,本研究为解析Tp的抗氧化机制提供实验依据。