白喉毒素突变体CRM197在大肠杆菌中表达纯化及性质研究

CRM197是一种白喉毒素突变体,作为载体蛋白广泛用于疫苗开发。将合成的CRM197基因片段克隆到表达载体pET25b中,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,CRM197获得高效表达,达到菌体总蛋白的20%。目的蛋白主要以包涵体形式存在,变性、复性后经DEAE阴离子交换、S-100分子筛纯化获得纯度高于95%的CRM197样品,用该蛋白样品免疫新西兰大白兔,免疫兔血清中检测到特异性抗体应答。急性毒性试验中,每只豚鼠皮下注射200μgCRM197纯化样品,未出现明显毒性反应症状,与之相比较,注射后48h内,20ng白喉毒素阳性对照组动物全部死亡。结果表明,利用本试验的表达策略,CRM197得到高效表达,并且具有良好的免疫原性和安全性,为其进一步生产及应用奠定基础。     

白喉毒素突变体CRM197在大肠杆菌中的高效可溶表达、纯化及免疫原性分析

CRM197(Cross-reacting material 197)是白喉毒素的无毒突变体,在生物制药领域具有非常广泛的应用前景。为了实现CRM197在大肠杆菌中的无标签、可溶表达,以替代现有昂贵、复杂的白喉杆菌分泌发酵工艺,文中对目的蛋白的序列进行优化,转化大肠杆菌经IPTG诱导,目的蛋白获得了可溶性高表达,目的蛋白约占碎菌上清总蛋白的40%。超声破菌后、经阴离子交换、肝素亲和以及脱盐三步柱上层析获得纯度高于95%的CRM197样品。细胞毒性实验证明,CRM197的IC_(50)值是白喉毒素IC_(50)值的2.1×10~7倍,是白喉类毒素IC_(50)值的9.6倍,表明文中表达的CRM197是安全无毒的。随后,比较了高、低剂量的CRM197在小鼠体内的免疫原性,发现2μg组三免后的抗体滴度与20μg组的相当,可达1︰409 600。文中建立了CRM197的无标签、高效、可溶表达的大肠杆菌表达系和快速纯化体系,获得了具有较好免疫原性和安全性的重组蛋白,为该蛋白的进一步应用奠定了基础。     

白喉毒素无毒突变体CRM197基因的克隆与表达

目的构建白喉毒素(Diphtheria toxin)无毒突变体CRM197(Cross-reacting materials 197)的原核表达载体,并在大肠杆菌中表达重组蛋白。方法以白喉杆菌(ATCC39255)基因组DNA为模版,采用聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增CRM197基因,插入表达载体pET11b中,构建重组原核表达质粒pET11b-CRM197。经双酶切及测序鉴定正确后,重组质粒被转化入大肠杆菌Rosetta 2(DE3)pLysS,IPTG诱导表达,表达产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒经双酶切及测序鉴定,结果表明与预期一致;表达的重组蛋白相对分子质量约58 000,并可与鼠抗CRM197单克隆抗体特异性结合。结论已成功构建了重组原核表达载体pET11b-CRM197,重组的CRM197蛋白在大肠杆菌中得到了表达,为以该重组突变体作蛋白载体制备结合疫苗奠定了基础。     

朝圣者接种四价脑膜炎球菌TT结合疫苗前后施用Tdap对脑膜炎球菌多糖抗体应答的影响

<正>朝圣者易受多重严重感染,需要接种多种疫苗。多糖蛋白结合疫苗含有破伤风类毒素(TT)、白喉类毒素或白喉类毒素突变体(CRM197)等载体蛋白。这些载体蛋白可能会与其他结合疫苗或含有破伤风或白喉的联合疫苗在同时或连续给药时发生相互作用。作者研究了在2015年参加朝圣前的澳大利亚成年朝圣者中单独和联合使用破伤风/白喉/无细胞百日咳(Tdap)疫苗与四价脑膜炎球菌TT结合疫苗(MCV4)与13价肺炎球菌CRM197结合疫苗(PCV13)联合使用时的免疫相互作用。将每个参     

分子伴侣对白喉毒素无毒突变体CRM197重组蛋白在大肠杆菌中可溶性表达的促进作用

为了获得有活性的白喉毒素突变体蛋白 (Cross-reacting material 197,CRM197),本研究利用分子伴侣pG-KJE8与重组质粒pET28a-CRM197在大肠杆菌原核表达系统中进行共表达,来促进目的蛋白的正确折叠,进而提高CRM197蛋白的可溶性表达。将质粒转化至大肠杆菌后并诱导其表达目的蛋白,再通过SDS-PAGE胶染色、Western blotting等技术对所得蛋白进行检测分析。结果发现：利用体外重组技术成功得到了pET28a-CRM197重组蛋白原核表达质粒,且CRM197重组蛋白在原核表达系统中主要以包涵体形式表达;通过探索和优化,确定了诱导蛋白的最佳浓度和温度,当加入终浓度为1.0 mmol/L IPTG、0.5 mg/mL L-阿拉伯糖、5.0 ng/mL四环素,在20 ℃条件下诱导16 h时,目的蛋白的可溶性表达得到显著提高;可溶性表达的CRM197重组蛋白可以与CRM197一抗发生特异性结合,免疫反应性良好。因此,研究发现分子伴侣pG-KJE8可以促进CRM197重组蛋白在大肠杆菌中以可溶性形式表达,且能很好地与CRM197一抗发生特异性结合,证实CRM197重组蛋白具有良好的免疫反应性,为CRM197蛋白的工业化生产及应用奠定了一定的基础。     

流感病毒M2e与白喉毒素无毒突变体CRM197融合蛋白的抗原性和免疫原性分析

流感病毒严重威胁人类健康且流行株不断变化,传统疫苗对流感预防具有局限性。流感病毒M2蛋白胞外区(M2e)氨基酸序列高度保守,可诱导产生特异性抗体,是通用流感疫苗研究的主要靶标之一。白喉毒素突变体(CRM197)是一种理想的蛋白载体,可增强小分子抗原的免疫原性,商业化的肺炎球菌疫苗采用CRM197结合形式提高多糖分子的免疫原性。本实验通过重组蛋白融合的方式,将M2e与CRM197(aa 1~535)、CRM197-N190(aa 1~190)、CRM197-N389(aa 1~389)的C端或N端进行融合表达,并考察融合蛋白的反应活性以及免疫原性。融合蛋白中的M2e和CRM197均具有反应活性;超速离心分析和四聚体特异构象单抗反应均表明融合蛋白(CRM197-N190)-M2e及M2e-(CRM197-N190)主要以类似M2e天然构象的四聚体形式存在;融合蛋白可与多株流感M2e特异性单抗以及CRM197特异性单抗反应,M2e融合至CRM197N末端形成的重组蛋白的反应活性高于C端融合蛋白;相比融合GST,与CRM197-N190的融合显著增强了M2e蛋白的免疫原性,为流感通用疫苗研究提供了新思路。     

炭疽芽孢杆菌EA1蛋白的融合表达和纯化

目的：原核表达重组炭疽芽孢杆菌EA1蛋白。方法：用PCR方法从炭疽芽孢杆菌A16R疫苗株染色体中扩增编码EA1蛋白的eag基因序列,经过纯化、酶切后克隆到含有GST标签的原核表达载体pGEX-6P-2中,构建重组载体pGEX-EA1;将空载体（作为对照）、重组载体转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株获得表达工程菌株,对其表达和纯化条件进行优化;利用Western印迹检测融合蛋白的表达。结果：构建了EA1蛋白的融合表达载体,并在大肠杆菌中获得高效表达;经Glutathione Sepharose 4B纯化获得了EA1蛋白;Western印迹表明,此蛋白可与GST标签抗体反应。结论：在原核表达系统中表达并纯化得到EA1融合蛋白,为进一步对其进行功能研究奠定了基础。     

紫外分光光度法测定白喉毒素无毒突变体CRM197的蛋白含量

目的 基于紫外分光光度法,建立一种测定白喉毒素无毒突变体CRM197蛋白含量的方法。方法 在天然折叠状态和非折叠状态(CRM197蛋白经盐酸胍变性)下,分别测定相同含量的CRM197蛋白A_{280 nm}值,再根据朗伯-比尔定律c=A/εL计算其折叠状态消光系数。同时,使用当前建立的方法与BCA法分别测定CRM197蛋白的含量,并对2种方法的差异和检测特点进行比较分析。结果 根据CRM197蛋白的氨基酸一级序列与相对分子质量计算出其理论消光系数为0.934 mL/(mg·cm),在280 nm处的实验消光系数为(0.959±0.006)mL/(mg·cm)。2种方法测定同一蛋白样本的结果一致,分别为(2.17±0.02) mg/mL和(2.14±0.09)mg/mL;本方法检测值的CV为0.70%,BCA法检测值的CV为4.15%。结论 本研究建立的CRM197蛋白含量测定方法准确性高、线性范围宽、获取数据快,可用于CRM197蛋白含量的测定,同时为其他载体蛋白的含量测定提供了参考。     

应用纤维素结合域标签构建谷氨酸棒状杆菌表达系统

为优化谷氨酸棒状杆菌表达系统的纯化工艺,合成里氏木霉的CBD基因,将其与谷氨酸棒状杆菌分泌表达载体pXMJ19-sp连接,构建以CBD为纯化标签的重组载体pXMJ 19-sp-CBD.在该载体中插入GFP基因并转化至谷氨酸棒状杆菌,可获得分泌表达融合蛋白GFP-CBD的重组菌.该菌经IPTG诱导后的发酵液在紫外灯下显示强烈的绿色荧光,重组蛋白的分泌表达量达200 mg/L.利用CBD标签对纤维素柱的可逆性吸附,可直接对谷氨酸棒状杆菌分泌到培养基中的重组蛋白进行纯化,从而简化工艺和降低成本,为工业化大生产奠定基础.     

白喉毒素突变体CRM197的应用研究进展

CRM197(cross reacting material 197)是一种无毒的白喉毒素突变体,主要用作疫苗蛋白载体及药物透过血脑屏障的载体,其在抗肿瘤方面也有一定的应用。     

内生多粘类芽胞杆菌纤溶酶基因PPFE-Ⅰ在大肠杆菌中融合表达及活性分析

以内生多粘类芽胞杆菌EJS-3基因组DNA为模板,PCR扩增PPFE-Ⅰ基因,并克隆到pMD19-T载体上,构建克隆载体pMD-PPFE-Ⅰ,经测序正确后,将PPFE-Ⅰ基因克隆至表达载体pET-DsbA上构建重组表达质粒pET-DsbA/PPFE-Ⅰ,将其转化至E.coli BL21(DE3),在IPTG诱导下实现了融合蛋白DsbA-PPFE-Ⅰ的表达,表达产物酶活性达228 IU/mL.表达产物用SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定.SDS-PAGE电泳检测表明融合蛋白主要以可溶形式表达,占菌体总蛋白的18.4%.Western blotting结果表明在相应分子量处有一条特异性条带,证实该蛋白为DsbA-PPFE-Ⅰ融合蛋白.表达产物通过Ni亲和柱、凝血酶酶切及Scphadex G-100等步骤进行分离纯化,并用MALDI-TOF质谱对重组酶进行了鉴定.纯化后的表达产物在纤维蛋白平板上表现出明显的纤溶活性.     

新模式植物短柄二叶草SGT1 和RAR1 基因沉默和蛋白纯化载体构建

短柄二叶草作为一种新型的模式植物,已成为当前研究热点.其具有基因组小、生长周期短、生存环境简单和容易人工转化等重要生理和遗传特性,被认为是一种潜力巨大的人类研究能源和粮食作物的重要模式植物.SGT1和RAR1基因是高度保守的并与植物抗病功能紧密相关的重要基因.本文采用Gateway克隆技术构建了SGT1和RAR1的基因沉默表达载体.阳性克隆载体经PCR、酶切和测序鉴定.为进一步研究SGT1和RAR1互作蛋白及其功能,采用该克隆技术将基因cDNA全长克隆至串联亲和纯化蛋白表达载体pEarleyGate205中,为纯化SGT1和RAR1及其互作蛋白提供了基础.正确的阳性克隆载体经农杆菌介导转化至短柄二叶草Bd21获得转化株,以期进一步研究SGT1和RAR1基因及蛋白互作对于短柄二叶草抗病功能的影响.     

炭疽杆菌噬菌体裂解酶基因在大肠杆菌中的表达及鉴定

利用PCR方法扩增炭疽杆菌噬菌体裂解酶 (γlysin)基因 ,克隆至大肠杆菌表达载体pET2 2b中 ,经菌落PCR筛选、序列测定和酶切鉴定证实表达载体pET22b-γlysin构建成功 ,并在EscherichiacoliBL21(DE3)中获得了高表达。目的蛋白约占菌体总蛋白的40% ,5L发酵罐中的产酶水平高达 15g L。菌体经超声破碎 ,制备无细胞抽提液 ,StreamlineSP和SPHP柱层析以及SephacrylS-100凝胶过滤三步纯化 ,得到分子量为 2 7kD单一条带的目的蛋白 ,薄层扫描分析显示其纯度大于 95 %。目的蛋白的收率为19.1% ,纯化倍数为350。生物活性鉴定重组的γ噬菌体裂解酶具有特异性 :可快速裂解炭疽杆菌 ,比活为 1400u mg左右 ;而对大肠杆菌、枯草杆菌及蜡样芽孢杆菌没有裂解活性。     

青霉素酶基因异源表达及该酶分解牛奶中残留青霉素的研究

以获得大量青霉素酶并将其用于分解牛奶中残留青霉素为目的, 通过PCR方法从蜡样芽孢杆菌ATCC10987基因组中获得了青霉素酶基因, 将该基因克隆至表达载体pET28a(+)中, 并转化到E. coli BL21中; 在IPTG诱导下对目的蛋白进行SDS-PAGE和酶活分析, 结果显示最大酶活力可达到480.0 U/mL; 利用Ni2+亲合层析柱纯化目的蛋白, 纯化后的目的蛋白纯度超过90%; 采用高碘酸钠氧化法制备固定化的青霉素酶, 并利用该固定化酶将牛奶(含0.5 U青霉素G/mL)中的青霉素分解到浓度小于4 ppb程度。     

炭疽芽胞杆菌A16R株FtsE蛋白的可溶性表达和纯化简

目的：构建炭疽芽胞杆菌FtsE蛋白的原核表达载体,实现其在原核表达系统中的可溶性表达,并纯化融合蛋白。方法：用PCR方法从炭疽芽胞杆菌A16R株扩增得到厅sE基因片段,酶切后连接到pET28a原核表达载体,构建重组表达质粒pET28a-ftsE,转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株,筛选可溶性诱导表达与纯化融合蛋白的条件,以获得高纯度融合蛋白。结果：构建了FtsE蛋白的融合表达载体,并在大肠杆菌中获得高效表达;在20℃下,经0．1mmol/LIPTG诱导3h表达的产物主要是可溶性蛋白,经Ni-NTA亲和层析纯化获得了高纯度的FtsE融合蛋白,经Western印迹检测,目的蛋白表达正确。结论：实现了炭疽芽胞杆菌FtsE蛋白原核表达系统的可溶性表达并获得了高纯度融合蛋白,为后续研究奠定了基础。     

内生多粘类芽胞杆菌纤溶酶基因PPFE-I在大肠杆菌中融合表达及活性分析

以内生多粘类芽胞杆菌EJS-3基因组DNA为模板,PCR扩增PPFE-I基因,并克隆到pMD19-T载体上,构建克隆载体pMD-PPFE-I,经测序正确后,将PPFE-I基因克隆至表达载体pET-DsbA上构建重组表达质粒pET-DsbA/PPFE-I,将其转化至E. coli BL21(DE3),在IPTG诱导下实现了融合蛋白DsbA-PPFE-I的表达,表达产物酶活性达228 IU/mL。表达产物用SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定。SDS-PAGE电泳检测表明融合蛋白主要以可溶形式表达,占菌体总蛋白的18.4％。Western blotting结果表明在相应分子量处有一条特异性条带,证实该蛋白为DsbA-PPFE-I融合蛋白。表达产物通过Ni亲和柱、凝血酶酶切及Sephadex G-100等步骤进行分离纯化,并用 MALDI-TOF 质谱对重组酶进行了鉴定。纯化后的表达产物在纤维蛋白平板上表现出明显的纤溶活性。     

青霉素酶基因异源表达及该酶分解牛奶中残留青霉素的研究

以获得大量青霉素酶并将其用于分解牛奶中残留青霉素为目的,通过PCR方法从蜡样芽孢杆菌ATCC10987基因组中获得了青霉素酶基因,将该基因克隆至表达载体pET28a( )中,并转化到E. coli BL21中;在IPTG诱导下对目的蛋白进行SDS-PAGE和酶活分析,结果显示最大酶活力可达到480.0 U/mL;利用Ni2 亲合层析柱纯化目的蛋白,纯化后的目的蛋白纯度超过90%;采用高碘酸钠氧化法制备固定化的青霉素酶,并利用该固定化酶将牛奶(含0.5 u青霉素G/mL)中的青霉素分解到浓度小于4 ppb程度.     

炭疽芽胞杆菌A16R株FtsE蛋白的可溶性表达和纯化

目的:构建炭疽芽胞杆菌FtsE蛋白的原核表达载体,实现其在原核表达系统中的可溶性表达,并纯化融合蛋白。方法:用PCR方法从炭疽芽胞杆菌A16R株扩增得到ftsE基因片段,酶切后连接到pET28a原核表达载体,构建重组表达质粒pET28a-ftsE,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,筛选可溶性诱导表达与纯化融合蛋白的条件,以获得高纯度融合蛋白。结果:构建了FtsE蛋白的融合表达载体,并在大肠杆菌中获得高效表达;在20℃下,经0.1 mmol/L IPTG诱导3 h表达的产物主要是可溶性蛋白,经Ni-NTA亲和层析纯化获得了高纯度的FtsE融合蛋白,经Western印迹检测,目的蛋白表达正确。结论:实现了炭疽芽胞杆菌FtsE蛋白原核表达系统的可溶性表达并获得了高纯度融合蛋白,为后续研究奠定了基础。     

克雷伯杆菌甘油脱氢酶基因的克隆表达与纯化

以克雷伯杆菌(Klebsiella pneumoniae)基因组DNA为模板, 运用PCR扩增得到编码甘油脱氢酶(GDH)的基因(gldA), 并克隆到pMD-18T载体上, 构建克隆载体pMD-gldA。经测序正确后, 将gldA亚克隆至表达载体pET-32a(+)上构建表达质粒pET-32gldA。在乳糖诱导下, 携带pET-32gldA的E. coli BL21 (DE3)高效表达分子量约为54 kD的可溶性蛋白。表达产物带有His6-tag标记, 选用Ni柱对表达产物进行纯化, 纯化后酶液的比活为188 u/mg, 纯化倍数和回收率分别为3倍和67.5%。     

克雷伯杆菌甘油脱氢酶基因的克隆表达与纯化

以克雷伯杆菌(Klebsiella pneumoniae)基因组DNA为模板, 运用PCR扩增得到编码甘油脱氢酶(GDH)的基因(gldA), 并克隆到pMD-18T载体上, 构建克隆载体pMD-gldA。经测序正确后, 将gldA亚克隆至表达载体pET-32a(+)上构建表达质粒pET-32gldA。在乳糖诱导下, 携带pET-32gldA的E. coli BL21 (DE3)高效表达分子量约为54 kD的可溶性蛋白。表达产物带有His6-tag标记, 选用Ni柱对表达产物进行纯化, 纯化后酶液的比活为188 u/mg, 纯化倍数和回收率分别为3倍和67.5%。