FABP5基因重组突变体蛋白抗前列腺癌细胞活性分析

为构建脂肪酸结合蛋白5 (FABP5)突变体的原核表达体系,评价突变体蛋白质体外抗前列腺癌细胞的活性.利用定点突变技术,突变FABP5蛋白脂肪酸结合的3个关键位点,并构建原核表达体系,对重组蛋白质进行原核表达、分离纯化.通过细胞毒性、细胞划痕和细胞侵袭试验,评价重组FABP5突变体蛋白质对前列腺癌细胞22RV1和PC3增殖、迁移和侵袭的影响.结果 显示定点突变后的DNA与表达载体pQE32连接并转入大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3),经序列测定正确,构建了重组表达工程菌,并诱导表达的重组蛋白经亲和层析纯化获得纯度较高的重组蛋白;三突变体对细胞的增殖、迁移和侵袭抑制作用比3个单突变体和3个双突变体抑制效果明显;单突变体和双突变体组内对细胞的增殖、迁移和侵袭抑制作用差异较小;而野生型重组蛋白质对两株细胞的增殖、迁移和侵袭具有促进作用.本研究从所有突变体中筛选出FABP5的三突变体重组蛋白质对前列腺癌细胞抑制作用较好,为后续开发去势抵抗性前列腺癌(CRPC)蛋白质药物提供参考.     

大肠杆菌CM/PDT抗反馈抑制突变体的构建及其性质

为了获得具有高催化活性且抗反馈抑制的大肠杆菌分支酸变位酶 预苯酸脱水酶 (chorismatemutase prephenatedehydrataseCM PDT) [EC5 .4 .99.5 EC4 .2 .1.5 1],通过相关菌种CM PDT氨基酸序列同源比较 ,寻找高度保守位点 .用定点突变及PCR法构建突变酶M1(缺失 30 4T、30 5G、Q30 6K)、M2 (缺失W 338)、M3(缺失 30 1～ 386位氨基酸 )、M32 9(E32 9A)和M374 (C374A) ,野生型及各突变型基因与pET2 8a(+ )载体连接后 ,表达融合蛋白 .在非变性条件下 ,由TALON金属螯合亲和层析柱纯化野生型和突变体的酶蛋白 .酶活性测定表明 ,突变体M3的PDT活性下降为野生型活性的 2 9% ,但保持了CM活性 .突变体M374保持了CM ,PDT两种酶的活性 ,突变体M1、M2、M32 9的CM ,PDT活性有一定程度的提高 .酶抗反馈抑制作用检测表明 ,突变体M3、M374解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 ,M1、M2、M32 9部分解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 .与含野生型pheA基因的E .coliBL2 1菌株相比 ,含突变基因的E .coliBL2 1菌株对 10mmol L的苯丙氨酸代谢类似物具有强的抗反馈抑制作用 ,其中M1,M2 ,M3对 2 0mmol L的类似物具有抗反馈抑制作用     

葡萄球菌肠毒素 B 突变体的构建及其抗肿瘤活性分析

目的：通过对葡萄球菌肠毒素B（SEB）32位His进行定点突变,获得抑瘤效果显著增强的SEB突变体。方法：利用基因定点突变的方法,将SEB的32位His替换为Asn,将重组质粒转入大肠杆菌中诱导表达,用CM弱阳离子层析柱纯化获得重组蛋白,用SDS-PAGE和Western印迹对其进行鉴定,并用增殖实验检测其丝裂原活性,通过MTS法检测其体外抗肿瘤活性。结果：构建并高效表达了突变体蛋白SEB（H32N）,纯化获得了足够纯度的突变体蛋白;体外实验表明,在相同浓度下,SEB（H32N）的丝裂原活性及体外抗肿瘤活性明显优于野生型SEB。结论：同野生型SEB相比,突变体蛋白SEB（H32N）对肿瘤生长的抑制作用得到了提高。     

低毒且高效杀伤人肿瘤细胞的新型人肿瘤

采用定点突变的方法构建了两株新型人肿瘤坏死因子突变体MT1 (32Trp157Phe)和MT2(2Lys30Ser32Trp157Phe), 并在大肠杆菌中得以高效表达, 表达量占菌体总蛋白的50%且为可溶性蛋白. 表达产物经蛋白印渍法检测, 均能与抗野生型hTNF-a单抗结合且经分离纯化后样品的纯度在95%以上. 各突变体虽然对鼠成纤维瘤细胞L929的生物学活性比野生型下降了4~5个数量级, 但却能高效杀伤人肿瘤细胞, 杀伤程度与野生型相差不明显. 测定突变体MT1的LD50值降至野生型的0.34%, 而MT2对小鼠30%致死剂量则低于野生型LD50的1/700.     

低毒且高效杀伤人肿瘤细胞的新型人肿瘤坏死因子突变体的构建

采用定点突变的方法构建了两株新型人肿瘤坏死因子突变体MT1 (32Trp157Phe)和MT2(2Lys30Ser32Trp157Phe), 并在大肠杆菌中得以高效表达, 表达量占菌体总蛋白的50%且为可溶性蛋白. 表达产物经蛋白印渍法检测, 均能与抗野生型hTNF-a单抗结合且经分离纯化后样品的纯度在95%以上. 各突变体虽然对鼠成纤维瘤细胞L929的生物学活性比野生型下降了4～5个数量级, 但却能高效杀伤人肿瘤细胞, 杀伤程度与野生型相差不明显. 测定突变体MT1的LD50值降至野生型的0.34%, 而MT2对小鼠30%致死剂量则低于野生型LD50的1/700.     

受体型蛋白酪氨酸磷酸酶PCP-2与β-catenin相互作用的结构基础

PCP-2是MAM型受体型蛋白酪氨酸磷酸酶亚家族的新成员. 为研究PCP-2与β-catenin相互作用的结构基础, 构建了PCP-2胞内区各结构域的缺失突变体, 将其及野生型PCP-2分别与β-catenin共转染至BHK-21细胞, 采用免疫共沉淀和Western 印迹分析PCP-2与β-catenin相互作用的结构基础. 结果表明, 在野生型PCP-2及上述缺失突变体中, 除PCP-2 EXT (缺失包括近膜区在内的整个胞内区的PCP-2)外, 野生型PCP-2, 缺失胞内区两个磷酸酶结构域的PCP-2 (PCP-2DC1C2)及缺失胞内区第2个磷酸酶结构域的PCP-2 (PCP-2DC2)均能与抗β-catenin CT抗体发生免疫共沉淀. 提示PCP-2与β-catenin通过直接结合发生相互作用, 且PCP-2的近膜区是PCP-2与β-catenin结合所必需的结构基础, 它介导二者结合.     

苏云金芽孢杆菌Cry1Aa蛋白α4螺旋形成跨膜离子通道的昆虫毒性试验与模型预测

研究野生型苏云金芽孢杆菌Cry1Aa和Cry1C的毒性变化发现, 不同的pH不但影响这些蛋白质的毒性, 而且影响它们在跨膜过程中形成孔洞的能力. 将Cry1Aa α4螺旋中的15个氨基酸突变后与BBMV结合, 进行光散射分析, 与野生型Cry1Aa相比较, 发现有3个突变体几乎完全失去毒性, 7个突变体毒性明显降低, 5个突变体保持野生型毒性. 采用计算机模拟方法研究了苏云金芽孢杆菌Cry1Aa毒蛋白α4螺旋的三维空间结构, 通过观察15个不同残基定点突变对其功能的影响, 解释了突变体毒性变化的原因, 说明了参与膜孔洞形成氨基酸残基对Cry1Aa昆虫毒杀性的重要作用.     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白Cry1Ba结构域Ⅱ中Loops结构与功能关系研究

为了明确杀虫晶体蛋白中各个Loop的结构与功能的关系,以及Loop突变对Cry1Ba蛋白杀虫活性的影响,首先通过三维结构模拟以及同源序列分析的方法,找到Cry1Ba蛋白三个结构域及三个Loop相对应的氨基酸片段:然后通过重叠引物PCR将编码Cry1Ba蛋白结构域Ⅱ中的三个Loop进行了相应的突变,共获得了5个突变体M1(Loop1:340WSNTR344-缺失(Cry1A))、M2(Loop2:402Y-G)、M3(Loop2:400GIYLEP405-PSAV(Cry3A)),M4(400GIYLEPIH407-ILGS(Cry1A)),M5(Loop3:472LQSRV476-AGAVYTL(Cry1A)).将这些突变体在大肠杆菌BL21中进行了诱导表达,提取蛋白,分别对小菜蛾进行了生物活性测定.生测结果表明,Loop1的缺失突变M1的毒力,与Cry1Ba(LC50 0.96μg/mL)相比,显著降低,LC50为35.51 μg/mL;在Loop2的突变中,单个氨基酸的突变M2(Y/G)的毒力略有下降(LC50为1.31 μg/mL);而另两种突变(M3和M4)时小菜蛾的毒力明显下降,LC50值分别为11.56 μg/mL、34.81 μg/mL;Loop3的突变M5对小菜蛾的毒力略有提高(LC50 0.81 μg/mL),但差异不显著.对Cry1Ba蛋白突变前后结构与功能之间关系的分析结果表明,Loop区突变对Cry1Ba蛋白的结构和功能影响非常显著;Loop1和Loop2在决定Cry1Ba对小菜蛾的毒性方面起着重要作用.     

人副流感病毒3型HN蛋白十一肽重复序列保守氨基酸突变分析

为确定人副流感病毒3型(Human parainfluenza virus type 3,hPIV3)病毒包膜表面血凝素神经氨酸酶(Hemagglutinin-neuraminidase,HN)糖蛋白茎部区十一肽重复序列中保守氨基酸中具有关键性作用的位点,进一步探讨HN蛋白茎部区在融合机制中的重要作用。结合定点突变和同源重组技术将HN蛋白茎部区十一肽重复序列中5个保守氨基酸位点(I102、P111、L114、S119、I125)突变为丙氨酸(Alanine,A),通过痘苗病毒-T7聚合酶系统在BHK-21细胞中表达突变蛋白,定性定量检测各突变体蛋白的促细胞融合活性、受体结合活性、神经氨酸酶活性和半融合活性。突变体蛋白I102A、P111A、L114A、S119A、I125A的促细胞融合活性均有不同程度下降,依次为野生型的6%、16%、14%、87%和4%,除S119A外其余4个突变型与野生型相比差别均具有统计学意义(P0.01);突变体蛋白I102A、P111A、L114A、S119A、I125A的受体结合活性也出现不同程度下降,依次分别为野生型的32.2%、77.4%、74.2%、83.9%和38.7%,其中I102A和I125A的受体结合活性与野生型相比差别具有统计学意义(P0.01);突变体蛋白I102A、P111A、L114A、S119A、I125A的神经氨酸酶活性分别为野生型的66.5%、73.1%、69.1%、76.1%和72.8%,与野生型相比差别无统计学意义(P0.05)。结果表明:茎部区十一肽重复序列对hPIV3HN蛋白的促细胞融合活性和受体结合活性具有重要意义。该区域氨基酸I102、P111、L114、I125具有关键作用,推测其能通过影响头部区受体结合活性或是与融合蛋白的相互作用等不同方式导致HN蛋白结构功能发生改变。     

白喉毒素E154位突变及生物活性评价

在量子化学计算的基础上,结合目前关于白喉毒素结构与功能的研究状况,选择把白喉毒素催化区的第154位谷氨酸分别突变为天冬氨酸和精氨酸,研究此处电荷性质的改变对生物活性的影响.通过基因定点突变方法制备这两个突变体基因,并在大肠杆菌表达系统中获得高效表达,在此基础上对它们的生物活性进行了评价.结果表明,与重组野生型白喉毒素相比,突变体E154D的整体动物毒性和细胞毒性略有增加,而E154R的毒性下降.     

醛糖还原酶基因5′调控区新的点突变对基因表达调控的影响

为了进一步研究醛糖还原酶 (AR)基因 5′调控区存在的可引起蛋白质表达发生改变的遗传变异及其对糖尿病并发症的影响 ,应用PCR SSCP对中国人 2型糖尿病患者的AR基因 5′调控区进行筛选 ,在两名糖尿病患者中发现一新点突变C- 1 6 7→A ,使AR基因 5′调控区产生一个新的CCAAT盒。含点突变的两名患者尽管患病多年 ,长期处于高血糖状态 ,但无糖尿病并发症发生。而且他们的红细胞中AR活性都很低 ,处于无视网膜病变患者组的下限范围。将含野生型和点突变DNA片段分别克隆至氯霉素乙酰转移酶报告基因载体 (pCAT) ,检测CAT的活性确定野生型和突变型序列的转录活性。同时进行凝胶滞留试验以观测DNA与蛋白质的相互作用。结果显示 :含C- 1 6 7→A的启动子相对转录活性 (5 .7% )明显低于野生型(15 .7% )。凝胶滞留试验中 ,突变序列迁移速率较野生型慢。以上结果说明 ,AR基因 5′调控区C- 1 6 7→A点突变干扰了启动子区顺式作用元件与反式作用因子的结合 ,导致AR基因转录活性降低 ,使患者组织中AR活性下降 ,从而阻止或减缓 2型糖尿病视网膜病变发生发展。     

扩展青霉脂肪酶K56R叠加突变对热稳定性的影响

目的:扩展青霉脂肪酶随机突变体ep8是一株热稳定性比野生型有所提高的突变体.获得热稳定性提高的优良菌株.方法:在ep8的基础上利用重叠延伸PCR构建叠加突变重组质粒pPIC3.5K-ep8一K56R,将该质粒电转毕赤酵母(Pichia paaoris)GS115进行异源表达.结果:该叠加突变脂肪酶在毕赤酵母中获得了活性表达.15%SDS-PACE结果分析表明突变脂肪酶PEL-ep8-K56R-GS分子量与野生型PEL-GS一致,约为28kDa.叠加突变脂肪酶在37℃时酶活为852U/mL、野生型为760u/mL、随机突变体为824u/mL,叠加突变体酶活相比野生型提高了21.1%,相比随机突变体提高了3.4%.热稳定性分析数据表明叠加突变脂肪酶Tm值为40.1℃、野生型为38.7℃、随机突变体为39.9℃,Tm值相比野生型提高了1.4℃,相比随机突变体提高了0.2℃.     

野生型和突变型荞麦蛋白酶抑制剂的活性比较及抗肿瘤功能分析

运用定点突变技术研究重组荞麦胰蛋白酶抑制剂(rBTI)的作用位点,先后构建了R45A-aBTI 和R45F-fBTI 两个突变体．抑制活性测定显示,aBTI 和fBTI 均丧失了胰蛋白酶抑制活性,却分别增加了对弹性蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的抑制活性,确定Arg⁴⁵为野生型rBTI 的作用位点．稳定性分析表明,rBTI、aBTI 和fBTI 均具有很高的热稳定性及酸碱稳定性．采用MTT 比色法分别检测野生型和突变型抑制剂对肿瘤细胞生长的抑制作用．结果表明,突变前后的3种抑制剂对HL-60 和EC9706 细胞的生长均显示出很强的抑制作用,并且具有明显的浓度依赖性和时间依赖性．通过研究不仅确定了rBTI 的作用位点,而且获得了两种新型蛋白酶抑制剂,且作用位点的改变并不影响其对肿瘤细胞的生长抑制作用．为进一步研究胰蛋白酶抑制剂的结构与功能的关系以及抗肿瘤药物的研制提供了新的思路．     

K202A突变对扩展青霉脂肪酶热稳定性的影响

利用易错PCR定向进化扩展青霉脂肪酶（PEL）,获得了一株热稳定性有所提高的随机突变体（ep8）,ep8包含有一个氨基酸的改变。为进一步提高其热稳定性,作者利用重叠延伸PCR法,以ep8基因为模板,将第202位赖氨酸突变为丙氨酸（K202A）,构建表达质粒pAO815-ep8-K202A。并将其引入毕赤酵母GS115构建叠加突变体(PEL-ep8-K202A)。同时以野生型lip07为模板构建单点突变体:PEL-lip07-K202A。15% SDS-PAGE 结果分析表明突变体分子量与野生型一致,约为28KD. 表达产物热稳定性分析结果表明: 野生型（PEL）的Tm值为39.03℃,而以野生型为模板进行定点突变得到的单点突变酶（PEL-lip07-K202A）,其Tm却降低了2℃,为37.08℃。叠加突变酶(PEL-ep8-K202A)的Tm为41.66℃, 比野生型酶提高2.63℃,比随机突变体ep8生产的酶（PEL-ep8）的Tm提高了1.21℃。     

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶突变体的基因构建、表达和性质

通过对我国嗜热菌Thermoanaerobactertengcongensis中次黄嘌呤 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGPRT)三维结构进行同源模建 ,设计出HGPRT的突变体K1 33A、K1 33S和K1 33T。用抗性筛选法 ,对HGPRT的基因进行了定点突变 ,并实现了在大肠杆菌中的高效表达。野生型HGPRT及其突变体K1 33A、K1 33S和K1 33T的催化动力学研究表明 ,HG PRT突变体改变并扩大了底物专一性 ,具有催化嘌呤类似物的活性。     

核苷二磷酸激酶A的定点突变及C4S突变体的制备和活性研究

目的:对核苷二磷酸激酶A(NDPK-A)二硫键异构的关键残基C4进行定点突变,构建、表达并纯化C4S突变体,测定其磷酸转移酶活性和DNase活性,研究二硫键异构对NDPK-A活性的影响。方法:以pBV220-nm23-H1质粒作为模板,通过设计合适的引物对NDPK-A进行定点突变,将第4位半胱氨酸突变为丝氨酸,构建NDPK-AC4S突变体;在大肠杆菌BL21中表达,DEAE-sepharose Fas tFlow与Cibacron Blue 3GA Sepharose CL-4B纯化目的蛋白,获得均一重组蛋白,纯度达到98%;DNA序列测定及重组蛋白的肽质量指纹图谱(PMF)分析均证明构建正确突变体;高效液相色谱法(HPLC)与DNA消化法分别测定野生型NDPK-A与C4S突变体的磷酸转移酶活性与DNase活性差异。结果:NDPK-AC4S突变体的磷酸基转移酶与DNase酶活性均高于野生型NDPK-A。结论:NDPK-A缺失二硫键后,活性增高。NDPK-A形成链内二硫键可能是其活性负调控模式之一。     

NDPK-A C4/109/145 S突变体降低磷酸转移酶活性但增加DNase活性

核苷二磷酸激酶A( nucleoside diphosphate kinase A, NDPK-A）有广泛的生物学活性,在肿瘤转移和调控中起重要作用.单独抑制NDPK-A中任何1个Cys所形成的二硫键,不会降低NDPK-A的磷酸转移酶活性和DNase活性.本实验通过构建C4/109/145S突变体并研究其生物学效应,为NDPK A结构与功能的研究提供参考.用定点突变法将NDPK-A 的4位、109位和145位Cys突变为Ser,构建pBV220-NDPK-A C4/109/145S和pEGFP-NDPK-A C4/109/145S两种重组质粒.在大肠杆菌中高效表达NDPK-A C4/109/145S突变体,纯化后可获得均一的重组NDPK-A C4/109/145S突变体蛋白.HPLC法和DNA消化法测定发现,C4/109/145S突变体磷酸转移酶活性低于野生型NDPK-A,而DNase活性高于野生型NDPK-A.以A549细胞作为模式细胞的流式细胞仪周期检测表明,C4/109/145S突变体与野生型NDPK-A一致,均可将细胞周期延滞在S期和G2/M期.这些结果证实,NDPK A结构异构与其磷酸转移酶活性密切相关,其酶活性至少需要1个Cys残基存在,NDPK-A结构中的二硫键也可能是其DNase活性的负调控机制之一,胞内NDPK-A的氧化还原异构可能对细胞周期无显著影响.     

凝乳酶原Cys45-Cys50二硫键功能的研究

凝乳酶原突变体Cys45Asp/Cys50Ser包含体溶解所需的温度、时间、pH条件均与野生型一样,而且其氧化再折叠行为与野生型类似,在同样的复性条件下最终都能获得正确折叠可活化的分子.这与缺失Cys250-Cys283二硫键的突变体大不相同,说明Cys45-Cys50二硫键对凝乳酶原正确折叠的贡献小于Cys250-Cys283二硫键,但这对二硫键的缺失使假凝乳酶的热稳定性显著下降,说明此二硫键在稳定酶的空间构象中起重要作用、另外,突变体Cys45Asp/Cys50Ser假凝乳酶的水解蛋白酶活性(P)与凝乳活性(C)均较野生型低,但是其C/P值比野生型高1倍.     

玉米叶绿体ATP合成酶ε亚基的定点突变

利用突变引物和ＰＣＲ方法对玉米叶绿体ＡＴＰ合成酶的ε在进行定点突变,使ε亚基４２位上的Ｔｈｒ分别替换成Ｃｙｓ、Ａｒｇ、Ｉｌｅ和Ｐｒｏ。Ｔｈｒ变为Ｐｒｏ的ε亚基突变体不能表达,其他突变体与野生型一样,都能正常表达。Ｔｈｒ突变为Ｃｙｓ和Ａｒｇ后,突变体对ＡＴＰａｓｅ活力的抑制比野生型略高一些,但突变为Ｉｌｅ后,其抑制程度则极大地增强了。