影响大肠杆菌中外源基因表达的因素

大肠杆菌已经被广泛地应用于表达各种外源基因,但是,不同的外源基因在表达效率上却有很大的差异,文章综述了影响大肠杆菌中外源基因表达的因素,这将有助于认识大肠杆菌中外源基因表达的规律,以便采取有效的方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率．     

大肠杆菌中外源基因表达的研究进展

工程技术已使许多生物活性蛋白基因在大肠杆菌中中得到表达,但不同外基因表达效率并异很大,本文综述了影响外源基因表达的一些因素,以便采取有效方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率。     

HCV C基因在E.coli中的高效表达

本文在基因克隆和序列分析基础上,设计并构建了五种不同的HCV C基因表达工程菌株,研究了影响HCVC基因在E.coli中高效表达的因素。结果表明疏水区编码序列的存在与否对基因表达水平影响较大;翻译通读现象可直接影响目的表达产物的累积水平;不同宿主细胞对外源基因表达水平的影响也同样具有重要意义。通过试验研究,获得了高表达工程菌株,其表达水平达38.5％,为制备高质量重组HCV C抗原并研究其在疾病防治中的作用奠定了基础。     

水稻sbe1启动子驱动的反义sbe-GUS融合基因在转基因水稻中的表达

为研究水稻基因启动子对外源基因在转基因水稻中表达的影响,构建了由sbe1启动子引导的反义sbe-GUS融合基因。经农杆菌介导,将不同的融合基因导入水稻中,定量测定转基因水稻植株不同组织中的GUS酶活力。结果表明,sbe1启动子可驱动反义sbe-GUS融合基因在转基因水稻植株的胚乳中高效表达,而在颖壳、胚和茎叶等组织中的表达活性较弱。证实sbe1启动子在驱动外源基因的表达上表现有明显的组织特异性。     

烟草脱外壁花粉的电激基因转移

以 β-葡糖苷酸酶 GUS 基因作为报告基因 ,通过瞬间表达的检测 ,比较了烟草 Nicotianatabacum L . 脱外壁花粉、未萌发与萌发花粉的电激导入效果 ,探讨了不同电激条件及启动子对外源基因瞬间表达的影响 .结果表明 :当脉冲时间常数为 13 ms时 ,导致脱外壁花粉和萌发花粉生活力下降约50 %的电场强度分别为 750 V/ cm和 12 50 V/ cm,在此条件下电激 ,二者的导入效果最好 .脱外壁花粉的GUS基因表达水平约为萌发花粉的 5倍、花粉粒的 30倍 .玉米花粉特异启动子 Zm13- 2 60 能启动 GUS基因在脱外壁花粉和萌发花粉中高效表达 ,而 Ca MV 35S的启动活性很低     

5′端非翻译区对LT-B基因表达的影响

mRNA5＇端非翻译区的不同结构可影响基因表达,为了改善编码人毒素源性大肠杆菌热敏感肠毒素B亚单位的LT-B基因的表达水平,我们把该基因置于pBV220载体的P_RP_L串联启动子下游,构建了带有不同核苷酸组成的5＇端非翻译区的重组体。这些重组体分别在大肠杆菌HB101和DH5α中表达。结果表明,起始密码前有两个连续串联SD序列的LT-B基因的表达水平低于只有单个SD序列下的表达水平,而翻译偶联可使表达改善;用不同的SD序列LT-B基因的表达水平也有所不同,用基因本身SD序列可能要比用pBV220P_L启动子下游的SD序列好;在只含单个LT-B基因SD序列的重组体中,5＇端非翻译区序列的长短对LT-B基因表达没有什么影响;重组体在HB101中的表达水平高于在DH5α中的表达水平。     

5’端非翻译区对LT—B基因表达的影响

RNA 5’端非翻译区的不同结构可影响基因表达,为了改善编码人毒素源性大肠杆菌热敏感肠毒素B亚单位的LT—B基因的表达水平,我们把该基因置于pBV220载体的PRPL串联启动子下游,构建了带有不同核苷酸组成的5’端非翻译区的重组体。这些重组体分别在大肠杆菌Hblol和DH5a中表达。结果表明,起始密码前有两个连续串联SD序列的LT—B基因的表达水平低于只有单个SD序列下的表达水平,而翻译偶联可使表达改善;用不同的SD序列LT—B基因的表达水平也有所不同,用基因本身sD序列可能要比用pBV220 PL启动于下游的SD序列好;在只含单个LT－B基因SD序列的重组体中,5’端非翻译区序列的长短对LT—B基因表达没有什么影响;重组体在HB101中的表达水平高于在DH5α中的表达水平。     

一种含ELP60基因的载体pRELPN促进大肠杆菌的外源基因的高表达

类弹性蛋白多肽（ELP）为含有人工合成的ELP60基因的表达载体pRELPN,能促使外源基因在大肠杆菌中的高表达。当ELP60在大肠杆菌表达载体pET28a的多克隆位点被克隆后,其自身的表达低,也不与目的基因构成ELP融合蛋白质,而是促进克隆在ELP60基因后的含起始密码ATG的外源目的基因独立高表达。外源目的基因表达量占宿主蛋白的20% ～ 60%,比用pET28a载体表达的外源基因表达量高2～10倍。此类表达载体pRELPN适合于表达包括抗体、抗原、酶、重组蛋白质、多肽及ELP融合蛋白质等的外源基因的独立高表达。这些结果表明,pRELPN代表了一种有效的表达载体,有助于解决在原核表达中,所受限的普通载体对外源基因低表达或不表达所导致的不能产业化的问题。     

高温和红光诱导的鱼腥藻7120短藻丝体中TNF-α基因表达效率的提高

目前解决外源基因在蓝藻中低效表达的主要策略是改进供体DNA元件。这项工作尝试改变受体系统生理状态,研究对外源基因表达效率的影响。以前已经报道用高温(45℃)和红光处理鱼腥藻7120(Anabaena sp．PCC7120)可以诱导其形成短藻丝体,这里报道以此作为受体细胞,将构建的含重组人肿瘤坏死因子α(TNF—α)基因的穿梭表达载体pKT-TNF通过三亲接合转移法进行转化。红光和高温诱导形成的短藻丝体中,TNF—α基因接合转移效率为在正常营养藻丝中的5～6倍,Southern杂交结果证明pKT-FNF已在受体细胞中复制。Western印迹表明TNF—α基因已在受体系统中表达,放射免疫测定结果显示在短藻丝体中的表达效率提高到在正常营养藻丝中的4～5倍。这可能为提高外源基因在丝状蓝藻中的表达效率提供了一条新途径。此外,研究还分析了人TNF-α基因密码子使用偏向性对在鱼腥藻7120中表达效率的影响。     

拟南芥基因密码子偏爱性分析

密码子偏爱性对外源基因的表达强度有一定影响,特别是编码蛋白质N端7～8个氨基酸残基的密码子.通过对拟南芥染色体中26 827个蛋白质对应的基因密码子进行分析,得到了编码氨基酸的61种密码子在拟南芥中的使用频率,并与大肠杆菌和哺乳动物进行了比较,结果表明三者间的密码子偏爱性有较大差异.这一分析结果对于动物基因在植物中的表达,及植物基因在微生物中的表达具有一定指导意义.同时提供了一种直接以XML文档为数据源解析巨型XML格式染色体数据的方法.