昆虫杆状病毒表达系统研究进展

本文概括了昆虫杆状病毒的生物学、基因组结构和调控方面取得的进展,并对该载体系统的构建及外源基因的表达等研究作了评述。     

昆虫杆状病毒表达系统的研究与应用进展

昆虫杆状病毒表达系统 (BEVS)因具有完备的翻译后加工修饰系统和高效表达外源基因的能力等特点 ,现已成功表达了近千种高价值蛋白。随着杆状病毒载体的不断改进 ,该系统获得重组病毒的几率已从最初的 0 1 %～ 1 %提高到现在的 80 %～ 90 %以上 ,并且出现了一些新的宿主域扩大的昆虫杆状病毒载体和高水平表达重组蛋白的昆虫细胞系。杆状病毒载体将在未来药物研发、疫苗生产、基因治疗、重组杆状病毒杀虫剂等领域得到广泛应用。但存在的一些问题如杆状病毒的基因组学研究相对薄弱 ,有关病毒晚期基因的高表达和调控机制等还不十分清楚 ,表达产物的纯化比较困难 ,多元表达等方面的技术还不够成熟等 ,均有待进一步解决。     

昆虫杆状病毒表达载体系统与疫苗研制的30年回顾

1983年12月,一篇关于用昆虫杆状病毒感染昆虫细胞表达重组人β干扰素文章的发表,标示了杆状病毒表达载体系统(Baculovirus expression vector system,BEVS)的诞生。迄今为止,已采用BEVS表达生产了数千种重组蛋白,其中7种已被成功用于商品化人用或兽用疫苗的抗原。仅对30年来基于BEVS的疫苗研制作一论述。     

外源基因在昆虫杆状病毒表达系统中的表达

随着杆状病毒载体和筛选方法的不断改进,通过Bac-to-Bac方法可以使杆状病毒最大重组率达到100%,缩短了构建重组载体的时间,极大提高了工作效率。另外,研究者开发了一些新的宿主域扩大的昆虫杆状病毒载体,能够在家蚕或蛹内进行高水平表达重组蛋白。昆虫杆状病毒表达系统具有完备的翻译后加工修饰功能和高效表达外源蛋白的能力等特点,是一种非常理想的真核表达系统。利用该表达系统现已成功表达了约千种外源蛋白。以重组杆状病毒为载体的昆虫表达系统、外源基因在该表达系统中的表达情况及在农业领域中的应用进行了介绍。     

人尿激酶原cDNA在昆虫杆状病毒真核表达系统中的高效表达

人尿激酶原是一种新型溶栓剂,优于尿激酶,具有血纤维蛋白特异性,为了在昆虫杆状病毒表达系统中高效表达ｐｒｏ－ＵＫ,我们在ｐＡｃ３７３基础上,插入野生型ＡｃＭＮＰＶ ｐｏｌｙｈｅｄｒｉｎ启动子区－７～－１碱基序列,构建了一个高表达转移载体ｐＡｃＹＴ．分别经三次克隆将ｐｒｏ－ＵＫ ｃＤＮＡ正向插入到转移载体ｐＡｃ３７３或ｐＡｃＹＴ的ＢａｍＨＩ－ＫｐｎＩ位点上。用Ｌｉｐｏｆｅｃｔｉｎ将ｐＡｃＹＴ－ＵＫＤＮ     

昆虫杆状病毒表达载体系统的研究及应用

昆虫杆状病毒表达载体系统具有表达水平高、表达产物可进行翻译后加工,并可通过感染昆虫幼虫而实现大规模低成本生产基因工程产品,该系统的建立和发展,被誉为20世纪80年代真核表达研究领域的一个重大进展。文章介绍了该系统的产生、发展和技术原理,同时概述了该系统在基础研究、医药和农林业等领域的应用情况。     

鸡白细胞介素18成熟蛋白在昆虫细胞/杆状病毒系统中的表达

将编码鸡的白细胞介素 1 8(chickeninterleukine 1 8,ChIL 1 8)成熟蛋白的基因亚克隆到杆状病毒转移载体pMelBacB上 ,构建真核转移载体pMelBacBChIL 1 8,经限制性内切酶消化、ChIL 1 8特异引物PCR鉴定和确证性序列测定 ,证明目的基因正确克隆到载体的预期位点。将纯化的pMelBacBChIL 1 8质粒与杆状病毒DNA(Bac N BlueTM DNA)共转染sf9昆虫细胞 ,经四轮蓝斑筛选纯化 ,获得了重组杆状病毒 ,命名为rBaculovirusChIL 1 8。提取病毒染色体DNA ,经ChIL 1 8特异引物和重组杆状病毒特异引物PCR鉴定 ,证明获得了纯化的重组杆状病毒。用该重组病毒接种sf9昆虫细胞 ,收获接种后不同时间的细胞进行SDS PAGE电泳。结果表明ChIL 1 8基因在昆虫细胞中获得了表达 ,表达的重组蛋白分子量约为 2 3kDa。应用在大肠杆菌原核表达系统中表达的重组蛋白制备的兔抗ChIL 1 8多克隆抗体进行Westernblot分析 ,表明本研究真核系统表达的ChIL 1 8成熟蛋白和前期原核系统表达的ChIL 1 8成熟蛋白均具有生物学活性。     

杆状病毒-昆虫细胞表达系统在复合体重组表达应用中的研究进展

真核细胞大部分生命活动是通过复合体催化的。因此,系统了解这些复合体的生物学功能,将在健康和疾病方面具有重要意义。由于内源性复合体存在低丰度和异质性特点,因而直接提取复合体存在一定的困难。杆状病毒-昆虫细胞表达系统可成功表达复合体,为研究复合体的结构和功能提供新的手段。综述近年来利用杆状病毒-昆虫细胞表达系统进行蛋白质复合体结构和功能研究的进展。     

蛋白质糖基化修饰的研究方法及其应用

蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰,它参与和调控生物体的许多生命活动。随着蛋白质组技术的不断发展,蛋白质糖基化研究越来越受到广泛的重视。本文介绍了蛋白质糖基化修饰的研究内容与方法,并综述了最近的研究进展。     

Differential Glycosylation of rhLf Expressed in the Mammary Gland of Transgenic Mice

Differential glycosylation of natural hLf and rhLf from hLf-transgenic mice, which harbored a 146 Kb BAC insert that includes the intact hLf gene sequence, was studied in the present report. There were significant differences between the immunoblotting results of rhLf and natural hLf, which were denatured with nonreducing SDS sample buffer. The differences disappeared after rhLf and natural hLf samples were digested with N-glycosidase F, respectively. The results showed that there were significant differences (P < 0.01) between the glycosylation of natural hLf and rhLf that were purified, respectively, from milk samples of seven hLf-transgenic mouse lines.     

Rate of Protein Glycosylation in Rat Cerebral Cortex

Quantitative aspects of the pathway leading to the formation of asparagine-linked oligosaccharides were investigated in rat cerebral cortex. Steady-state labeling conditions were achieved with [2-3H]mannose by developing a micromethod of incubation of cerebral cortex particles in the presence of physiological concentrations of glucose (1 g/L). The rate of [2-3H]mannose uptake and incorporation into protein was markedly affected when the concentration of glucose was lowered to 0.05 g/L. It was found that in the presence of glucose (1 g/L), a minor fraction of the utilized [2-3H]mannose is used in glycoprotein formation and the remaining labeled sugar enters the other major metabolic pathways, generating tritiated water which is rapidly exchanged with that of the medium. Under these conditions, the intracellular isotopic dilution of [2-3H]mannose-labeled precursors was calculated to be about 11.5-fold. These data allow determination of the rate of the net transfer of mannose into proteins. Comparison of the rate of glycosylation between 5- and 30-day-old cerebral cortex revealed a striking difference: 2.1 and 0.3 ng of mannose/mg protein/h, respectively.     

细胞培养过程对单克隆抗体糖基化修饰的影响和调控

在单克隆抗体药生产过程中,其糖基化修饰可能受到多种工艺参数的影响,因而容易产生异质性,并且抗体糖基化和抗体半衰期、免疫源性、ADCC、CDC等密切相关,所以单克隆抗体的糖基化修饰是重要的质量属性,需要在生物药尤其是生物类似药开发过程中重点关注,并加以调控。通过概述培养过程中的细胞株、培养工艺,以及培养基对糖型的影响,讨论如何在工艺开发过程开展研究,确保产品糖基化的一致性,从而保证单抗药物的疗效及安全性。     

Optimisation of the Cellular Metabolism of Glycosylation for Recombinant Proteins Produced by Mammalian Cell Systems

Many biopharmaceuticals are now produced as secreted glycoproteins from mammalian cell culture. The glycosylation profile of these proteins is essential to ensure structural stability and biological and clinical activity. However, the ability to control the glycosylation is limited by our understanding of the parameters that affect the heterogeneity of added glycan structures. It is clear that the glycosylation process is affected by a number of factors including the 3-dimensional structure of the protein, the enzyme repertoire of the host cell, the transit time in the Golgi and the availability of intracellular sugar-nucleotide donors. From a process development perspective there are many culture parameters that can be controlled to enable a consistent glycosylation profile to emerge from each batch culture. A further, but more difficult goal is to control the culture conditions to enable the enrichment of specific glycoforms identified with desirable biological activities. The purpose of this paper is to discuss the cellular metabolism associated with protein glycosylation and review the attempts to manipulate, control or engineer this metabolism to allow the expression of human glycosylation profiles in producer lines such as genetically engineered Chinese hamster ovary (CHO) cells.     

重组蛋白质纯化技术

90年代以来 ,基因重组技术得到很大的发展 ,基因工程产品的分离纯化的成本约占其全部成本的 6 0 %～ 80 %,因此重组蛋白的分离纯化技术越来越重要。着重介绍了扩张柱床吸附层析技术 ,径向膜层析技术 ,灌注层析技术 ,液液萃取技术 ,置换层析技术和金属螯合亲和层析技术近年来进展情况以及它们的优缺点和应用范围。     

蛋白质翻译后修饰研究进展

翻译后修饰在蛋白质加工、成熟的过程中发挥着重要的作用,它可以改变蛋白质的物理、化学性质,影响蛋白质的空间构象、立体位阻及其稳定性,进而对蛋白质的生物学活性产生作用,引起蛋白质的功能改变。修饰基团自身的结构特性对蛋白质的性质、功能也会产生深远的影响。在已有的研究基础上,综述蛋白质翻译后修饰的主要类型以及各修饰作用潜在的生物学功能。     

Deciphering Protein Glycosylation by Computational Integration of On-chip Profiling,Glycan-array Data,and Mass Spectrometry

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Highlights

• •Method to probe the isomeric variants of the glycans attached to purified proteins.
• •Uses multiple rounds of glycosidase cleavage and lectin profiling.
• •Computation integration of lectin-binding, glycan-array, and mass spectrometry data.
• •Applied to microspots for compatibility with analyzing low-abundance proteins.

     

被膜蛋白糖基化在HIV感染中的作用

在HIV感染过程中,病毒被膜蛋白糖基化起着重要作用。它使病毒粒子具有高度糖基化的表面,帮助HIV逃避人体免疫细胞识别和攻击。在病毒入侵时,被膜糖蛋白与宿主细胞表面的受体结合,并进行一系列构象变化,使病毒粒子顺利地与宿主细胞膜融合。介绍近年来对被膜蛋白糖基化过程与HIV成熟、感染和逃避免疫应答等方面分子水平作用机理的深入了解,这些作用机理将会有助于艾滋病疫苗的研制和以“糖链为靶”药物的开发。     

蛋白质药物糖基化工程化改造研究进展

多种哺乳和非哺乳动物的蛋白质表达系统已成功用于重组糖蛋白药物的生产。糖基化对于生物药品的研究开发至关重要,对生物药品的药效、半衰期及抗原性等产生重要影响。糖基化工程的目的是生产组分明晰、结构均一的N-和O-连接的糖基化蛋白药物。N-糖基化改造的相关研究显示,利用哺乳动物和非哺乳动物表达系统可以表达均匀的N-聚糖重组糖蛋白。与N-糖基化改造相比, O-糖基化的改造研究尚处于起步阶段。首个糖基化工程单克隆抗体已在美国和日本获得上市批准。综述了重组蛋白表达系统的糖基化工程化改造的研究进展,包括蛋白质药物的 N-糖基化改造和O-糖基化改造的最新进展,以期为蛋白质药物的糖基化工程改造研究提供参考。