融合蛋白基因工程应用及研究

通过重组DNA技术将不同的基因或基因片段融合在一起,经表达后可以得到由不同的功能蛋白拼合在一起而形成的新型多结构域的人工蛋白,这是一种极具潜在应用价值与理论意义的方法。目前这种方法已被广泛应用于许多领域的研究中,并已显示出较高的价值,本文尝试对融合蛋白研究的几个领域的发展情况进行综述。     

单链抗体融合蛋白的构建及应用

通过重组DNA技术将单链抗体(scFv)基因与其他效应蛋白基因融合在一起,经表达后可以得到具有scFv特性和所融合的效应蛋白活性的scFv融合蛋白。这种融合蛋白已应用于许多领域的研究中,并已显示出较高的价值。本就scFv融合蛋白的构建和应用做一综述。     

全球融合蛋白药物研发态势分析

<正>1引言融合蛋白(fusion protein)是指将不同来源的基因或基因片段链接而表达的新型蛋白,其不仅能够提高功能蛋白的稳定性、延长在体内的代谢时间,同时又能融合一个或多个功能片段,形成高效靶向药物。目前融合蛋白已成为国际药学界研究的热点之一。本文的研究对象为利用重组DNA技术构建、以治疗为目的重组融合蛋白,也包括一些用于疫苗开发的病毒融合蛋白。     

草原兔尾鼠卵透明带3基因原核表达条件的优化

目的：通过大肠杆菌原核表达系统制备草原兔尾鼠卵透明带3（LZP3）融合蛋白,作为草原兔尾鼠疫苗免疫抗生育研究的抗原物质。方法：将LZP3基因的核心片段构建到融合表达载体pGEX-4T-1K中GST的3’端,形成GST-LZP3融合基因,经本科切鉴定和序列分析证实基因序列的正确性。在不同温度,不同时间和不同IPTG浓度进行诱导后,用SDS-PAGE检测融合蛋白的表达,发现有一条分子量约63kD的新增蛋白条带。结果：研究表明在37℃,25℃的不同温度条件下均能诱导出LZP3蛋白,经SDS-PAGE和间接ELISA法检测,初步证明了LZP3基因能够在大肠杆菌中有效表达可溶性的融合蛋白。结论：获得了LZP3融合蛋白表达的最佳诱导条件,为大量诱导产生LZP3融合蛋白奠定了理论基础。     

霍乱毒素B亚单位与谷氨酸脱羧酶抗原表位肽融合蛋白的表达及鉴定

目的:在大肠杆菌中表达霍乱毒素B单位(CTB)与谷氨酸脱羧酶(GAD)抗原表位肽段(531～545)的融合蛋白。方法:通过PCR技术将CTB基因与GAD基因融合在一起,插入pET22b载体,转化大肠杆菌BL21(DE3)后经诱导获得融合基因的表达;对表达产物进行包涵体复性后,纯化得到融合蛋白分子;对该融合蛋白分子进行了Western印迹和GM1-ELISA分析。结果:表达的融合蛋白的相对分子质量约为14000,Western印迹表明该融合蛋白具有霍乱毒素抗原性;GM1-ELISA实验表明该融合蛋白能够特异性地结合神经节苷酯GM1,表明该蛋白具有与CTB相似的五聚体结构。结论:融合蛋白CTB-GAD的成功表达,为后续动物实验提供了充足的抗原。     

猴Fertilinβ氨基端93肽基因的克隆及其在大肠杆菌中表达

Fertilin是一种异二聚体精子表面蛋白.业已证明,它在精卵反应中起着重要作用.成熟的Fertilinβ亚基的氨基端93肽含有与整联蛋白结合的整联蛋白配体区.该整联蛋白配体区与蛇毒整联蛋白配体区高度同源,它们能与细胞表面的整联蛋白相结合.在此我们报道猴成熟Fertilinβ氨基端93肽基因的克隆和在大肠杆菌中的表达.用RT-PCR方法获得mmFβNTP93基因,克隆入表达载体pT7-7/hCGβ的EcoRI和BamHI位点,该基因与hCGβ基因一起表达融合蛋白mFβNTP93-hCGβ,Western blotting结果显示,融合蛋白的表观分子量为33kDa,能与抗hCG抗体专一性结合.由于mFβNTP93基因与hCGβ基因相连,因此我们推测,mFβNTP93基因已获得表达.     

丙肝抗原决定簇与CTB的融合、表达及融合蛋白的纯化

通过固相化学合成法合成了编码丙型肝炎病毒(HCV)结构区和非结构区的4个抗原决定簇基因,这些抗原决定簇基因片段以不同方式串联后与ctxB基因融合,构建了12种表达不同嵌合蛋白的重组质粒,各重组质粒转化大肠杆菌后均能高效分泌性表达融合蛋白,表达产量在10～50μg/ml之间,随所融合的抗原决定簇不同而不同,表达水平主要与抗原决定簇的氨基酸组成有关,而与抗原决定簇的大小及串联次数关系不大。融合蛋白通过亲和层析纯化,达到了电泳纯,为进一步研究融合蛋白的抗原性及用作抗-HCV ELISA诊断试剂抗原打下了基础。     

《自然-方法学》：基因编码“温度计”可潜入细胞测温度

据物理学家组织网10月16日报道,日本京都大学科学家最近将绿色荧光蛋白和沙门氏菌体内感受热量的一种蛋白融合在一起。制造出一种能检测细胞内部不同细胞器温度波动的基因编码”温度计”,并将细胞器温度变化与细胞内部功能联系在一起。有助于人们进一步理解细胞行为。相关论文发表在最近的《自然-方法学》杂志上。     

嗜水气单胞菌外毒素和外膜蛋白双基因融合表达载体的构建和高效表达

用基因融合方式 ,以嗜水气单胞菌基因组DNA为模板 ,设计引物通过聚合酶链式反应 (PCR)把去除部分毒性活性编码区的细胞毒肠毒素基因 (act)与去除信号肽的外膜蛋白基因 (OmpTS)连接一起 ,两基因之间插入一个link er(Gly4Ser) 3 经BamHⅠ和HindⅢ双酶切 ,得到 2 .1kb的双基因融合片段 ,克隆于表达质粒pQE 30中 ,构建了双基因重组表达载体pQE30 /act GS ompTS ,转化大肠杆菌M15 (pREP4 ) ,经IPTG诱导 ,表达出预期大小 (81.0kD)的融合蛋白Act GS OmpTS ,此蛋白占菌体总蛋白的 4 2 %。Westernblot检测结果显示 ,该蛋白与抗Act兔血清和抗OmpTS兔血清都呈阳性反应 ,表明融合蛋白保留了外毒素和外膜蛋白的反应原性 ,为进一步研究此融合蛋白作为疫苗候选成分提供了理论依据     

SARS亚基疫苗-突刺蛋白受体结合区RBD在烟草叶绿体中的高效表达

叶绿体表达系统为植物源重组药用蛋白和亚基疫苗的生产提供了一个有效的途径。为验证SARS亚基疫苗在叶绿体中表达的可行性,以及为植物源SARS亚基疫苗的生产提供一套高效、低成本的技术平台,本研究将人工优化合成的SARS-CoV突刺蛋白(S蛋白)受体结合区序列RBD与载体分子CTB融合基因导入烟草叶绿体基因组中。PCR和Southern杂交分析表明,外源融合基因已整合到烟草叶绿体基因组中,并获得同质化。Western杂交分析表明,重组融合蛋白CTB-RBD在叶绿体转基因烟草中获得表达,且主要以可溶性单体形式存在。ELISA分析表明,在不同生长阶段、不同生长部位和不同时间点烟草叶片中,重组融合蛋白CTB-RBD的表达水平呈现明显的变化。重组蛋白在成熟叶片中的表达水平最高可以达到10.2%TSP。本研究通过SARS亚基疫苗RBD在烟草叶绿体中的高效表达,有望为植物源SARS亚基疫苗的生产以及SARS血清抗体的检测提供一个有效的技术平台。     

细胞因子融合蛋白的研究进展

细胞因子融合蛋白是近年来国内外研究的热门问题。因为融合蛋白可能具有除相关因子征稿 性以外的复合功能,所以被学术界看作为很有前途的第二代细胞因子。随着基因重组技术和蛋白质工程技术完善和发展,越来越多的有研究与应用价值的新的细胞因子融合蛋白将会被人们发现。     

灵长类动物中TRIMCyp融合基因模式及对逆转录病毒复制的限制作用

TRIM5-CypA融合基因(TRIMCyp)是一种独特的TRIM5基因形式。迄今已发现新大陆猴中包括鹰猴在内的夜猴属所有代表种,以及在北平顶猴、巽他平顶猴、食蟹猴、印度恒河猴和熊猴等旧大陆猴中均存在这种基因融合现象,但在新大陆猴与旧大陆猴中的TRIMCyp融合基因的基因融合模式和表达剪接方式不同。新大陆猴TRIMCyp融合基因是由CypA假基因的cDNA序列通过LINE-1逆转座子介导的逆转座方式插入至TRIM5α基因的第7和第8外显子之间的内含子中形成,而旧大陆猴TRIMCyp融合基因则是由CypA假基因的cDNA序列以相似的逆转座方式插入至TRIM5基因的3’非翻译区(untranslatedregions,UTR)形成。TRIMCyp融合基因在不同灵长类动物中的存在比例、基因型、TRIMCyp融合蛋白的表达以及对逆转录病毒的限制活性均有所差异。鹰猴和平顶猴的TRIMCyp融合基因研究较多,鹰猴TRIMCyp融合蛋白可能以与TRIM5α相似机制限制HIV-1的感染,而平顶猴TRIMCyp融合蛋白则丧失了限制HIV-1的作用。这两个功能截然不同的融合基因为TRIM5α作用机制研究提供了难得的实验材料,也为建立HIV-1感染的新型灵长类动物艾滋病模型奠定了科学依据。该文综述了TRIMCyp融合基因在灵长类动物中的分布、存在形式及其限制逆转录病毒复制的作用机制等方面的研究情况。     

Mpl与绿色荧光蛋白融合基因的真核载体构建及表达

目的:探索Mpl与绿色荧光蛋白GFP基因共同转粢哺乳动物细胞NIH3T3的方法.方法:采用PCR方法将GFP基因与Mpl基因构建融合荧光蛋白的真核表达载体,用脂质体介导转染NIH3T3细胞和筛选稳定细胞系,使用荧光显微镜方法和Westernblotting检测转染效果.结果:利用PCR方法有效扩增了Mpl基因,构建了融合荧光蛋白的真核表达载体,序列分析表明所构建的含Mpl基因的质粒与设计相同,使用荧光显微镜方法和Western blotting检测Mpl融合绿色荧光蛋白表达载体成功转染NIH3T3细胞.结论:成功构建了Mpl荧光表达载体,融合基因可以在NIH3T3细胞中稳定表达,为进一步研究Mpl的生物学活性及其与hNUDC蛋白相互作用提供了重要的理论依据.     

丙型肝炎病毒抗原决定簇与霍乱毒素B亚基的融合表达以及融合蛋白的抗原性

通过固相化学合成法,合成了编码丙型肝炎病毒（ＨＣＶ）结构区和非结构区的４个抗原决定簇基因,这些抗原决定簇基因片段以不同方式串朕后与ｃｔｘＢ基因融合,构建了１２种表达不同嵌合蛋白的重组质粒。各重组质粒转化大肠杆菌后均能高效分泌性表达融合蛋白,表达产量随所融合的抗原决定簇不同在１０～５０μｇ／ｍｌ之间,表达水平主要与抗原决定簇的氨基酸组成有关,而与抗原决定簇的大小及串联次数关系不大。融合蛋白通过亲和层析纯化达到了电泳纯。对１１种融合蛋白中ＨＣＶ抗原决定簇的反应原性的研究表明,多数融合蛋白中ＨＣＶ抗原决定簇均能与对应的ＨＣＶ抗体结合。其中以融合蛋白９５０８２为抗原研制的抗－ＨＣＶＥＬＩＳＡ试剂具有良好的灵敏度和特异性。     

大肠杆菌肠毒素的基因融合及其免疫原性的研究

应用重组基因工程技术,将热敏肠毒素Ｂ亚基（ＬＴ－Ｂ）基因与含有部分前体的耐热肠毒素（ｐｒｏ－ＳＴ）基因融合在一起,构建了表达ＬＴ－Ｂ／ｐｒｏ－ＳＴ融合蛋白的重组质粒．该融合蛋白不仅保持结合神经节苷脂（ＧＭ１）的能力,而且具有热敏肠毒素和耐热肠毒素的抗原性．乳鼠实验证明,融合蛋白虽然含有野生耐热肠毒素,但不具耐热肠毒素的生物毒性．腹腔免疫和鼻饲免疫均能激发产生抗ＥＴＥＣ两种肠毒素的抗体．     

利用融合蛋白EDDIE在大肠杆菌中高效表达抗菌肽Cecropin AD

本研究采用猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)定点突变外壳蛋白(EDDIE)为融合蛋白,对抗菌肽Cecropin AD(CAD)基因进行了高效融合表达,获得了有抗菌活性的抗菌肽CAD。首先采用重叠PCR基因合成技术将编码抗菌肽的CAD基因与猪瘟病毒定点突变外壳蛋白EDDIE编码基因合成为e-cad融合基因,接着将融合基因e-cad采用定点同源重组的方法连接到载体pET30a上,构建成pETED表达载体,然后转化大肠杆菌BL21(DE3)表达,表达的融合蛋白在大肠杆菌中主要以包涵体形式存在,表达量占菌体总蛋白的40%以上。蛋白质在体外复性,融合蛋白中EDDIE自我剪切,产生抗菌肽CAD。抑菌试验表明抗菌肽CAD能有效地抑制大肠杆菌和藤黄八叠球菌的生长,并且对酵母菌的生长也有微弱地抑制作用。以EDDIE为融合蛋白是在大肠杆菌中高效表达抗菌肽的一种好方法。     

PTD融和蛋白的原核表达及其抗体制备

目的:为制备凋亡素重组蛋白抗体,首先获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,而且通过原核表达系统表达重组蛋白并制备其抗体,为进一步利用凋亡素重组蛋白导向治疗肿瘤的检测奠定基础.方法:应用重叠延伸的基因融合技术将LHRH(黄体生成激素释放激素)基因、TAT(HIV-1反式转录激活因子)基因和凋亡素基因重组,构建成凋亡素重组蛋白原核表达载体pET-28a-LTA,随后将表达质粒转入BL21菌株,经IPTG诱导表达重组融合蛋白,将已表达的重组蛋白通过Ni-NTA亲和色谱柱进行纯化,并制备LTA凋亡素重组蛋白抗体.结果:表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,LTA蛋白融合基因获得高效表达,凝胶薄层扫描分析表明表达蛋白占菌体蛋白12.6%.LTA蛋白经Ni-NTA亲和色谱柱柱纯化,以纯化蛋白为抗原免疫獭兔制备凋亡素重组蛋白抗血清.结果表明抗体的效价为1: 12800.结论:应用重叠延伸的基因融合技术获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,通过原核表达系统表达重组蛋白并制备其抗体.     

精子发生相关基因片段CG14的克隆及其蛋白的表达

为研究与精子发生相关的基因并探讨其功能 ,用差异显示法发现了 1个与精子发生相关的基因片段CG14 .将该基因片段克隆到表达载体pGEX 3X上 ,在大肠杆菌中表达了融合蛋白 .通过谷胱甘肽 Sepharose 4B亲和柱纯化该融合蛋白 .经Xa因子酶切后Western印迹方法证明 ,靶蛋白分子量约为 8kD ,与预期分子量相符 .用融合蛋白免疫家兔获得抗血清 .免疫印迹实验表明 ,血清中含有CG14蛋白的特异性抗体 ,为进一步研究CG14基因及其表达蛋白的功能打下基础     

PTD融合蛋白的原核表达及其抗体制备

目的：为制备凋亡素重组蛋白抗体,首先获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,而且通过原恢表达系统表达重组蛋白并制备其抗体,为进一步利用凋亡素重组蛋白导向治疗肿瘤的检测奠定基础。方法：应用重叠延伸的基因融合技术将LHRH（黄体生成激素释放激素）基因、TAT（HW—1反式转录激活因子）基因和凋亡素基因重组,构建成凋亡素重组蛋白原核表达载体pET-28α～LTA,随后将表达质粒转入BL21菌株,经IPTG诱导表达重组融合蛋白,将已表达的重组蛋白通过Ni—NTA亲和色谱柱进行纯化,并制备LTA凋亡素重组蛋白抗体。结果：表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测．LTA蛋白融合基因获得高效表达,凝胶薄层扫描分析表明表达蛋白占菌体蛋白12．6％。LTA蛋白经Ni—NTA亲和色谱柱柱纯化,以纯化蛋白为抗原免疫獭兔制备凋亡素重组蛋白抗血清。结果表明抗体的效价为1：12800。结论：应用重叠延伸的基因融合技术获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,通过原核表达系统表达重组蛋白并制备其抗体。     

大肠杆菌肠毒素ST1、LTB基因融合及其免疫原性研究

目的:构建大肠杆菌肠毒素ST1-LTB融合基因,并研究其表达产物的免疫原性。方法:采用PCR和基因突变技术,从大肠杆菌C83902质粒中扩增ST1突变基因和LTB基因,通过基因分离、纯化、内切酶酶切、连接和转化,构建含ST1-LTB融合基因表达载体的重组菌株,并用酶切和DNA序列分析鉴定重组质粒,同时用ST1-LTB融合蛋白粗提物免疫小鼠,观察免疫攻毒保护效果。结果:构建了含ST1-LTB融合基因表达载体的重组菌株BL21(DE3)(pXSL1),ST1-LTB融合基因的序列和阅读框架均正确,其表达的ST1-LTB融合蛋白能够被ST1单抗和LTB抗体识别,且该融合蛋白已丧失天然ST1肠毒素的活性。ST1-LTB融合蛋白能够诱发小鼠产生抗体,该抗体具有中和天然ST1肠毒素的毒性作用。结论:构建的重组菌株BL21(DE3)(pXSL1)可以高效表达ST1-LTB融合蛋白,其表达产物ST1-LTB融合蛋白具有良好的免疫原性,为更有效地预防仔猪黄痢提供了一种新型基因工程菌苗候选菌株。