一种简便快速的单引物PCR定点突变方法

为了解决在一些特殊位点上利用Quick Change方法进行定点突变时会在突变位点处额外插入引物序列导致突变失败的问题,对Quick Change法进行了改良。改良方法为:合成在突变位点处点突变的一对反向互补引物,分别进行单引物PCR扩增,将两种扩增产物混合,变性复性后加入Dpn I进行酶切,酶切产物转化大肠杆菌DH5α,抗性筛选阳性克隆进行测序验证。利用此法成功突变紫穗槐二烯合酶(amorpha-4,11-diene synthase,ADS)基因中多个利用常规方法突变均因引入额外引物而无法成功的特殊位点,证明此方法实践上可行,而且也可以避免插入额外引物序列,这也从侧面证明额外引物插入的原因是双引物同时反应。     

在单个PCR管内快捷完成定点突变

采用大引物方法,利用质粒多克隆位点两侧的普通测序引物作为旁侧引物,在单个PCR管内,经2个步骤共34个循环进行定点突变. 该方法通过优化模板和引物的量达到降低PCR循环次数, 通过加入10个在68℃复性条件下的PCR循环达到增加突变效率而无需胶纯化.本方法达到平均62%的突变效率,而且全长扩增产物的产率很高.     

改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变

目的:目的DNA片段中快速构建位点不同的定点双突变体。方法: 借鉴DNA shuffling技术中DNA小片段延伸扩增获得全长DNA片段的工作原理,与常规基因定点突变技术相结合,改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变。结果:对嗜酸热脂肪杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)Tc-12-31的甘露聚糖酶基因AamanA中两个可能的活性位点E151和E231进行双点突变,先后经过无引物和有引物两步PCR,扩增获得全长DNA,测序结果表明得到预期的定点双突变体;酶活性检测和薄层层析结果表明双点突变体丧失了酶的活性。结论: 改良的重叠PCR技术,能经济、简便、高效地获得双点定点突变体,在酶的催化机理的阐述、蛋白质结构改造等分子生物学领域中具有较高的应用价值。     

基于重叠延伸PCR法的定点突变技术

目的:建立一种高效而经济的定点突变方法。方法:采用重叠延伸PCR定点突变技术,引物设计时引入目的突变,以前两次PCR产物为模板,进行第三次PCR,即可获得突变后的目的DNA片段。将此片段连入pMDTM18-T载体后测序验证突变结果。结果:DNA测序表明,待突变位点已由ATTGG突变为ATTTT。结论:成功实现了目的位点的定点突变,重叠延伸PCR法是一种高效且经济的定点突变方法。     

单引物PCR法引入定点突变 *

目的:利用单个突变引物,在含人呼吸道合胞病毒F蛋白基因编码序列的pcDNA3.1(+)-F质粒中,通过单次环形PCR在特定序列位置引入定点突变。 方法: 以双链环状的pcDNA3.1(+)-F质粒DNA为模板,设计分别含有三种目的突变N70Q, I431N, Q270T的三条单引物,分别进行单次PCR。用甲基化DNA特异的限制性内切酶Dpn I处理PCR产物后转化大肠杆菌DH5α,进行克隆筛选,酶切鉴定和测序分析。 结果: 酶切鉴定结果和测序结果均符合预期,利用单引物PCR法成功在含人呼吸道合胞病毒F蛋白基因编码序列的pcDNA3.1(+)-F质粒DNA 中引入了单碱基突变、两个间隔碱基突变及相邻三碱基突变三种目的突变。 结论: 单引物PCR法解决了常规定点突变方法中多个PCR反应,程序繁琐及突变效率低等问题,是一种简便、快速、有效的基因工程定点突变新方法。     

一种简单、快速、高效的基因定点突变方法

小规模抽提含有编码小鼠补体Ⅱ型受体(mCR2)cDNA的质粒,体外合成两对寡核苷酸突变引物,利用PCR反应将突变引入mCR2 cDNA中,即产生P15S和T68Y两种定点突变。然后用DpnI消化PCR产物以去除模板DNA,取适量消化产物转化大肠杆菌XL1-Blue,随机挑选克隆进行测序筛选、鉴定所需突变株。结果表明这一新方法不仅操作简单、快速,而且突变率极高,几乎100％。     

Primer Spanner:一个高效的定点突变PCR引物设计在线工具

基于PCR的实验策略在生物工程研究中具有广泛应用,如定点突变(site-directed mutagenesis,SDM),DNA拼接和载体构建。引物设计是这类实验技术中的关键一环,因其直接影响扩增效率和PCR产物的拼合。在嵌合式引物设计方法(一对突变引物在5'端具有互补序列)的基础上,开发了一个在线工具Primer Spanner(PS),可简单高效获得设计定点突变引物。PS可应用于单碱基或连续多碱基替换、插入、敲除等突变形式。通过大量突变实验与测序验证,结果表明该工具设计的引物进行的定点突变效果良好1)。     

非连续多核苷酸定点突变的方法

以人粒巨噬细胞集落刺激因子（ｈＧＭ-ＣＳＦ）、人α８干扰素（ｈＩＦＮ-α８）和分裂细胞核抗原（ＰＣＮＡ）的ｃＤＮＡ定点突变为例,建立了一种新的大区域非连续多核苷酸同步定点突变的方法。经碱变性后的质粒ＤＮＡ,先用突变引物延伸单链,然后通过ＰＣＲ扩增得到突变双链ＤＮＡ。用该方法成功地改造了ｈＧＭ-ＣＳＦ基因５′端３６个核苷酸中的９个位点、ＩＦＮ-α８基因５′端３９个核苷酸中的９个位点和ＰＣＮＡ基因ＳＤ顺序两侧６个和７个核苷酸。与经典的含Ｕ单链寡核苷酸定点突变方法相比,本方法突变效率高,并省去了对突变克隆杂交筛选的操作     

重叠延伸PCR对DNA片段进行定点双突变

探讨如何利用重叠延伸PCR对同一靶DNA片段中的两个不同位点实施联合突变。先用野生型DNA作模板,通过一轮重叠延伸PCR,获得突变一个预期位点的DNA片段,再用此突变DNA片段作模板,通过另一轮重叠延伸PCR获得两个预期位点均突变的DNA片段。重叠延伸PCR能对DNA片段进行双突变甚至多点突变,具有简便、快速、经济等特点,在阐明基因的调控机理、改造蛋白质结构等分子生物学领域中具有极大的应用价值。     

用定位突变探讨胰蛋白酶的稳定性

应用定位突变的方法,对鼠胰蛋白酶分子中易自溶位点的氨基酸残基进行改造,以探索提高胰蛋白酶稳定性的可能。将鼠胰蛋白酶原cDNA从质粒pTRAP上切下,插入载体M13mp8,在E.coli JM 101菌株中转化、复制后用以转染RZ1032缺陷型菌株,利用含U模板,进行按实验目的设计寡聚核苷酸引物引导的定位突变,将易自溶位点Ary105改造为Leu或Gly。经酶切和序列测定,证明在设计位点发生了预期的碱基突变。为了检查活性方便,又将含突变型胰蛋白酶cDNA从pTRAP上切下,插入另一个表达载体pTN中,转化入E.coli SM 138宿主中进行表达,表达产物分泌到围膜间隙,作专一性底物TAME活性胶方法检测,证明改造后的表达产物具有胰蛋白酶活性。对突变与野生型胰蛋白酶进行了初步比较。     

定点突变三种方法的比较研究

目的：通过使用优化后的定点突变三种方法分别对一个新基因重组载体进行定点突变研究,比较这几种定点突变方法的优缺点。方法：重叠延伸PCR法使用Stratagene在线定点突变引物设计程序从而使引物设计简化而可靠;MutaBEST定点突变试剂盒采用胶纯化试剂盒代替说明书推荐的酚-氯仿抽提质粒的方法以提高回收率;使用PrimeSTAR高保真DNA聚合酶和超级感受态试剂盒代替Quikchange定点突变试剂盒的相应组分可使产物不受影响同时降低试验费用。结果：三种方法都能够获得单碱基突变重组载体。结论：QuikChange突变策略通过改进是一种高效、简洁、经济和可靠的定点突变方法。     

定点突变提高D-氨甲酰水解酶的可溶性表达

采用定点突变的方法对皮氏伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pickettii)来源的D-氨甲酰水解酶(D-carbamoylase,DCase)编码基因的3个位点A18、Y30、K34进行突变,并将获得的突变体基因片段构建入高表达载体pET-28b中,转化E coli BL21( DE3),获得带有组合三突变(A18E/Y30D/K34E)的DCase-SM表达菌株BL21/pET-DCSM.当以IPTG诱导目的蛋白表达时,发现突变菌株(DCase-SM)与出发菌株(DCase)菌株相比,目的蛋白的可溶性表达显著提高,其可溶蛋白比例约为64％;与出发菌株相比,其单位菌体酶活增加427％;另外,与本实验室前期构建的高可溶性三叠加突变体菌株DCase-M3相比,单位菌体酶活亦增加7.9％.     

优化重叠PCR法进行单链抗体基因扩增和点突变

利用重叠PCR技术扩增单链抗体基因或位点突变是抗体文库构建或稳定表达的关键和难点,国内外文献未见其方法学的系统报道.以不同VH、VL和Linker基因为拼接模板进行重叠PCR,针对影响重叠PCR扩增的拼接类型,引物设计,反应条件等进行优化.结果表明两段重叠连接比三段更容易实现,且扩增效果好;引物的互补序列长度一般应大于15 bp,且在18～24 bp 时扩增效果最好;退火温度在52～60℃,Mg2+浓度在1.5～2.5 mM时对拼接的效果影响较小;直接或间接使用拼接模板均可以实现重叠PCR的扩增.利用优化策略,首次构建了抗除虫菊酯的scFv基因文库并引入抗XAC糖蛋白scFv基因的点突变,为除虫菊酯抗体文库构建和抗XAC重组抗体的稳定表达奠定了基础.     

蛇毒锯鳞蝰素基因Leul4－Lys15－Glu16的定点突变

本研究的目的是利用蛋白质工程定点突变的方法,在蛇毒锯鳞蝰素基因分子上增加另一个保守序列ＲＧＤ（１４位精氨酸残基,１５位甘氨酸残基,１６位天冬氨酸残基）,以其增加该分子的生物活性,并探讨蛋白质一级结构,空间结构和功能的关系。在质粒ｐＪＣ２６４的基础上,利用ＰＣＲ定点突变方法,对蛇毒锯鳞蝰素基因Ｌｅｕ１４－Ｌｙｓ１５－Ｇｌｕ１６进行定点突变,使相应的ＤＮＡ片段变成表达Ａｒｇ１４－Ｇｌｙ１５－Ａｓｐ１６的核苷酸顺序,经酶切和ＤＮＡ测序鉴定正确。ＣＮＢｒ裂解后,用反相ＨＰＬＣ分析,分离制备突变体蛇毒锯鳞蝰素,制备的突变体蛇毒锯鳞蝰素的Ｎ－末端１０个氨基酸残基与天然蛇毒锯鳞蝰素的相同。在人的富含血小板血浆测活体系中,经１０μｍｏｌ／Ｌ的ＡＤＰ诱导,突变体蛇毒锯鳞蝰素的ＩＣ５０为３．０×１０~（－７）ｍｏｌ／Ｌ;重组野生型蛇毒锯鳞蝰素的ＩＣ５０为４．０×１０~（－７）ｍｏｌ／Ｌ;天然蛇毒锯鳞蝰素的ＩＣ_（５０）为２．８×１０~（－７）ｍｏｌ／Ｌ。此外,就蛇毒锯鳞蝰素中保守序列Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ａｓｐ以及其空间构象对蛇毒锯鳞蝰素抑制血小板凝集之间的关系进行了讨论。     

青霉素G酰化酶基因Ser177的定点突变

本研究用缺口以链法对肠杆菌青霉素Ｇ酰化酶（ＰＧＡ）基因Ｓｅｒ１７７进行寡核苷酸定点突变。通过ＮＩＰＡＢ（２－硝基－５－苯乙酰胺苯甲酸）试纸法筛选和测序鉴定,获得突变体Ｃｙｓ１７７,Ｇｌｙ１７７,Ａｒｇ１７７和Ａｓｎ１７７。它们的ＰＧＡ活性均已丧失。酶蛋白电泳分析表明突变体蛋白在体内正常表达。推测ＰＧＡ Ｓｅｒ１７７秀可能位于酶底物结合中心,是酶活性所必需,不能被置换。