肠杆菌科丝氨酸蛋白酶自动转运家族研究进展

肠杆菌科丝氨酸蛋白酶自动转运家族(SPATE)蛋白是指致病性肠道杆菌通过自动转运方式产生的一类毒性蛋白。此类蛋白的氨基酸同源性可达35%～55%,均由3个部分组成:N端信号肽序列,协助分泌性毒性蛋白穿越细菌内膜;中部载乘区域,是发挥各种生物学功能的主要结构域;C端转运单位,促使载乘结构域自细菌周浆间隙向胞外分泌。α螺旋的铰链区连接载乘区域和C端转运单位,其中14个氨基酸残基的组成序列EVNNLNKRMGDLRD非常保守,是蛋白酶水解位点,也是整个蛋白中最长的保守氨基酸序列,在SPATE蛋白的分泌和成熟过程中起着十分重要的作用,其改变往往会引起该蛋白家族不能正常分泌和成熟。目前,有研究将其作为药物作用的新靶点。     

一步法RT-PCR克隆水稻线粒体磷转运蛋白基因及其序列特征分析

以水稻广亲和品种Cpslo17幼穗为材料,用一步法RT—PCR（逆转录聚合酶链式反应）克隆了一个长度为1118bp的编码线粒体磷转运蛋白的OsMPT基因。序列分析表明其包含了基因完整的编码序列,编码由368个氨基酸组成的线粒体磷转运蛋白,它与玉米、大豆、Lotus japonicus、Betula pendula、拟南芥的线粒体磷转运蛋白氨基酸序列相似率分别为93．5％,85．6％,83．8％,83．7％,81．1％。氨基酸疏水谱分析显示它有线粒体磷转运蛋白家族高度保守的6个跨膜结构域。水稻线粒体磷转运蛋白N端富含精氨酸（Arginine）、丙氨酸（Alanine）和丝氨酸（Serine）。iPSORT预测其蛋白N端具有定位于线粒体的信号肽序列,进一步分析表明此编码区段有6个外显子和5个内含子。RT—PCR结果表明,OsMPT基因在水稻两个亚种粳稻和籼稻的叶片中均有表达,在Cpslo17营养器官和生殖器官中都有高水平表达。水稻线粒体磷转运蛋白的克隆和表达分析将为研究其结构和生物学功能奠定基础。     

SARS-CoV推测N蛋白功能结构的生物信息学研究

目的:利用生物信息学方法理论分析不同地区来源的SARS冠状病毒(SARSCoV)推断N蛋白的基因组与氨基酸序列的差异及分子生物学特征以及基因突变对蛋白结构功能的影响。方法:针对GenBank上发布的来自不同国家地区的15条SARSCoV基因组序列,采用生物信息学软件分析其推测N蛋白的CDS和氨基酸序列,分别找出突变位点并预测其等电点及功能结构域。结果:SARSCoV推测N蛋白基因组序列存在5个变异位点导致蛋白序列有4个位点发生突变。在该蛋白上发现四个有意义的低成分复杂性区域;未发现卷曲螺旋、跨膜螺旋和信号肽序列。基因突变造成4条序列在功能位点数量上减少,但未影响抗原决定簇。预测发现两个保守的Domain和一个丝氨酸富集区。结论:不同地区来源的15条推测N蛋白序列的变异很少。基因突变导致部分序列功能位点数量发生改变,但未影响抗原决定簇的数量。     

FHL2通过相互作用抑制分化抑制蛋白家族成员的转录抑制活性

目的：探讨FHL2与Id（分化抑制蛋白）家族蛋白之间的相互作用及FHL2对Id蛋白功能的调控效应。方法：用GST-pulldown与免疫共沉淀（CoIP）方法检测FHL2与Id家族蛋白成员之间在体内外的相互作用;用共转染与报告基因驱动的萤光素酶方法检测FHL2对Id蛋白介导转录抑制效应的调控作用。结果：FHL2与Id家族的4个蛋白均存在直接的相互作用关系,表位分析结果显示FHL2蛋白中的第2个LIM结构域在FHL2/Id相互作用中是必需的,Id蛋白N端结构域在介导FHL2/Id相互作用中是必需的,FHL2/Id相互作用不依赖于Id蛋白中的螺旋-环-螺旋结构;通过相互作用,FHL2阻止了Id蛋白对碱性螺旋-环-螺旋转录因子E47转录活性的抑制作用。结论：FHL2是一个新识别的Id蛋白广谱的相互作用因子,通过对Id蛋白功能活性的抑制效应,FHL2可能参与Id介导的多种生物学效应以及肿瘤发生与进展。     

茶树CsDREB-A1转录因子基因的克隆及其特性分析

基于茶树品种‘迎霜’（Camellia sinensis‘Yingshuang’）的转录组数据,采用PCR方法从其基因组DNA中克隆获得编码DREB转录因子的CsDREB-A1基因。结果显示：该基因的开放阅读框（ORF）长度为585 bp,编码194个氨基酸,该氨基酸序列即为CsDREB-A1转录因子。CsDREB-A1转录因子的N端含有AP2/ERF家族转录因子典型的AP2 DNA保守结合结构域,其中包含保守的YRG元件和WLG基序,且其第14位和第19位分别为缬氨酸和谷氨酸,该结构域的上、下游分别有PKK/RPAGRx KFx ETRHP和DSAW特征序列。通过进化分析可知CsDREB-A1转录因子属于AP2/ERF家族中DREB亚族的A1组,其与茶树CBF转录因子的相似性较高,与拟南芥〔Arabidopsis thaliana（Linn.）Heynh.〕等植物的DREB类转录因子也有较高的相似性。CsDREB-A1转录因子为亲水性蛋白,理论相对分子质量为21 165.4,理论等电点为p I 9.56,碱性、酸性、芳香族和脂肪族氨基酸比例分别为18%、10%、6%和18%;该转录因子只有1个包含53个氨基酸的无序化区域,且大部分无序化氨基酸位于AP2DNA保守结合结构域内,无序化氨基酸的比例为27.32%;在CsDREB-A1转录因子的三级结构中,N端有1个α螺旋、C端有3个β折叠。研究结果显示：CsDREB-A1转录因子可能与茶树的抗寒性相关。     

马铃薯卷叶病毒中国株(PLRV-Ch)复制酶基因结构研究

用设计合成的两对特异性引物,以马铃薯卷叶病毒中国分离株PLRV-Ch RNA为模板,经反转录PCR扩增,将复制酶基因3′端0.6 kb和5′端1.2 kb,克隆于pUC19中,分别构建了重组质粒pLR3和pLR5,并分五段进行了序列分析.将获得的核苷酸序列及氨基酸序列与国外报导的四个PLRV分离株的相应区段的序列同源性进行了比较.结果表明具有高度同源性.文中对核苷酸序列中存在的可能移码序列和其下游的茎环结构或假节结构、以及特征性三次重复区及氨基酸序列中复制酶蛋白N端的碱性氨基酸序列以及C端区域中包括GDD在内的8个特征序列进行了讨论.作者发现移码序列上游的三次重复的核苷酸序列可以形成连续折叠的互补双链区和发夹结构,这一结构可能和转译移码有关.此外PLRV复制酶蛋白N端部分氨基酸序列易变,而C端氨基酸序列十分保守,可能和复制酶功能有更重要关系.     

一株Sanguibacter sp.C4产几丁质酶基因的克隆与表达

Chi58是Sanguibacter sp．strain C4产生的一种胞外几丁质酶。通过chiA的特异性PCR引物探测到菌株C4中存在几丁质酶,并将扩增到的几丁质酶基因片段（chiA-F）克隆、测序后,提交GenBank数据库进行同源性搜索。对从GenBank中获得的高同源性序列进行比对,并根据保守区域设计2对PCR引物进行嵌套PCR,扩增出Chi58基因的开放阅读框（ORF）。测序结果表明该酶的ORF由1692个核苷酸组成,编码563个氨基酸,在N端有23个氨基酸的信号肽,其成熟蛋白的分子量应为58．544kDa。对其推导氨基酸的序列分析表明Chi58与沙雷氏菌的几丁质酶（如徂）有高度同源性（88．9％-99．6％）,其结构主要包括信号肽序列、PKD结构域和18家族糖苷水解酶结构域。将该基因克隆到pET32a（＋）载体构建重组质粒pChi58,转入大肠杆菌BL-21（DE3）进行融合表达。经IPTG诱导后,可见分子量约81．1kDa的融合蛋白的表达。     

猪JARID1C基因的cDNA克隆、生物信息学及组织表达谱分析

JARID1C是高度保守的ARID蛋白家族的成员,该家族的蛋白参与并引起一系列生物学效应,如染色质重塑、细胞增殖与分裂、个体发育以及基因转录调控。JARID1C在人脑中表达丰富,对脑的发育和维持正常功能具有重要作用,突变可引起智力迟钝。本研究采用电子克隆（insilicocloning）的方法并结合5′末端快速扩增技术（RACE）,从猪卵巢中克隆到JARID1C的全长cDNA序列（GenBank登录号：EF139241）。猪JARID1C基因的cDNA全长5,908bp,包括4,551bp的开放阅读框（ORF）、522bp的5′非翻译区（5′UTR）和835bp的3′非翻译区（3′UTR）,polyA加尾信号序列AATAAA位于5,881bp和5,886bp之间。生物信息学分析揭示JARID1C蛋白含有1517个氨基酸残基,定位于细胞核中,该蛋白含有5个保守的结构域：JmjN结构域、ARID结构域、JmjC结构域、C5HC2锌指结构域和PHD锌指结构域。应用ClusterW程序分别对猪、狗、小鼠、大鼠、人和猿的JARID1C核苷酸序列和氨基酸序列进行多重序列比对,发现猪的JARID1C与其他哺乳动物具有很高的相似性。借助Mega3.1软件,采用N-J算法构建JARID1亚家族蛋白的系统进化树,揭示不同物种的进化关系。应用实时荧光定量PCR技术分析该基因在不同组织的表达差异,结果表明该基因在各组织均不同程度地表达,其中在肺和骨骼肌表达水平最低,而在脑和性腺表达水平最高。     

重组GST-HBx蛋白在表达过程中断裂状况的研究

目的 在对乙型肝炎病毒非结构蛋白HBx研究的过程中,发现体外表达HBx蛋白产物的稳定性存在差异.为了了解其中的原因,拟通过原核表达方式进行分析.方法 以包含全长HBV DNA的质粒pEco63为模板,通过PCR反应,扩增HBV X基因全长序列（1～154氨基酸）和截短序列（48～104氨基酸,48～146氨基酸,98～146氨基酸）,将这几种不同长度和位置的HBX DNA序列克隆到pGEX4T-2原核表达载体中,并通过下游引物设计中引入6×组氨酸标签序列.结果 最终成功构建N端融合GST蛋白标签序列和C端融合6×组氨酸标签序列的4种HBx重组表达载体.将4种包含不同长度HBx的重组质粒转化大肠埃希菌Rosetta,培养至菌液浓度A值大约0.6左右,加入终浓度0.1 mmol/L的IPTG进行诱导表达.提取全菌蛋白通过Western印迹对HBx各重组蛋白产物的N端和C端进行检测.结论 在分段表达的HBx重组蛋白中发生了多处局部的断裂,而断裂部位主要集中于GST蛋白上.而造成这一结果的原因可能与HBx蛋白功能区域暴露后与GST相互作用有关.     

海南黄牛HSF1 cDNA全长的克隆与序列分析

目的：根据人、小鼠HSF1cDNA保守区序列设计引物,通过PCR方法扩增海南黄牛HSF1cDNA,并进行序列分析。方法：利用RT-PCR、半巢式PCR以及3＇-RACE技术分段扩增得到了海南黄牛HSF1cDNA序列,测序正确后进行拼接。用DNAMAN 生物信息学软件分析海南黄牛HSF1 cDNA与赫里福德牛、人、小鼠同源性和海南黄牛HSF1蛋白的氨基酸组成、等电点、亲/疏水区等蛋白质性质,并根据各种动物HSF1蛋白绘制进化树。结果：（1）海南黄牛的HSF1 cDNA序列全长为1 993bp,包括150bp的5＇非翻译区,1 578bp的开放阅读框以及264bp（不含poly（A）尾）的3＇非翻译区,编码524个氨基酸,分子量为56.42 kD,等电点（pI）为 4.79。（2）海南黄牛的HSF1 cDNA与赫里福德牛、小鼠和人HSF1 cDNA的同源性分别为98.99 %、81.78 %、87.82 %,相应编码蛋白氨基酸序列的同源性分别为98.86 %、83.84 %、89.06 %,其中N-末端和C-末端高度保守,而中间区域存在缺失或替换。（3）根据氨基酸序列构建不同动物HSF1蛋白的进化树,与采用经典遗传分类法构建的进化树基本一致。结论：首次克隆了海南黄牛 HSF1 cDNA全长,分析表明：海南黄牛HSF1蛋白是亲水性蛋白,在8种动物中,其同源性大于73 %,高度保守。海南黄牛与赫里福德牛HSF1蛋白同源性高达98.86 %,在三聚体化区域、转录调节域和激活域存在6个位点的单氨基酸突变,这些发现为进一步揭示海南黄牛抗热性状形成的分子机制提供了重要依据。     

人热激因子-1突变体hHSF190/2在大肠杆菌和毕赤酵母中的表达及其活性研究

目的：在大肠杆菌和毕赤酵母中表达人热激因子（hHSF）-1突变体hHSF190/2,并对其活性进行研究。方法：利用分子克隆技术分别构建了hHSF190/2的原核表达质粒pET45b-hHSF190/2和真核表达质粒pPICZaA-hHSF190/2,分别转入大肠杆菌BL21（DE3）pLysS和毕赤酵母GS115进行诱导表达;经纯化除去杂蛋白后,采用蛋白免疫印迹、电泳迁移率变动分析和蛋白转导等方法研究表达产物的功能和活性。结果：hHSF190/2在2个系统中均得到有效表达,都具有与热激元件（HSE）结合的活性,但真核表达产物与HSE的结合能力明显高于原核表达产物;原核及真核系统表达的hHSF190/2都能激发热激蛋白（HSP）70的表达,但真核表达的hHSF190/2活性更高。结论：hHSF190/2有望成为有治疗作用的蛋白药物。     

新型冠状病毒RBD蛋白原核表达及多克隆抗体的制备

为原核表达严重急性呼吸综合征冠状病毒2（简称新型冠状病毒,severe acute respiratory syndrome-coronavirus 2,SARS-CoV-2）S蛋白受体结合域（receptor binding domain, RBD）并制备多克隆抗体,利用基因克隆技术将RBD基因连接到原核表达载体pGEX-6p-1和pET-32a(+)上,电转化至大肠杆菌XL1-Blue感受态细胞,利用优化后的表达条件大量表达重组蛋白,经亲和层析纯化后通过SDS-PAGE检测蛋白的表达情况。利用GST-RBD融合蛋白作为免疫抗原免疫小鼠制备多克隆抗体,ELISA和Western blot分析抗血清的效价和特异性。PCR鉴定和序列测定结果显示,成功构建了重组载体pGEX-RBD和pET-RBD,在大肠杆菌中实现了GST-RBD和RBD-His融合蛋白的可溶性高效表达。研究获得的多克隆抗体的滴度达到约1∶3 000,并具有良好的结合特异性。原核表达的可溶性新型冠状病毒RBD重组蛋白具有良好的免疫原性,为后续制备基因工程抗体奠定了实验基础。     

人促肾上腺皮质激素释放因子Ⅰ型受体EC1片段在原核系统中的可溶性表达

目的:研究人促肾上腺皮质激素释放因子Ⅰ型受体(hCRFR1)EC1区蛋白片段在原核表达系统中可溶性表达的影响因素。方法:以pcDNA3.1-hCRFR1全长质粒为模板,PCR扩增EC1区分别编码118和88个氨基酸残基(分别对应融合蛋白GST-EC1118和GST-EC188)的片段,将其插入pGEX-4T2载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导目标蛋白表达;采用GSTrap FF亲和纯化柱对目标蛋白进行纯化,并用Western印迹证实。结果:与GST-EC1118相比,GST-EC188可溶性表达增加,为下一步hCRFR1相关研究的开展奠定了基础。结论:hCRFR1的EC1区M1～N19及N108～V118两个片段影响该区域在原核系统中表达的可溶性,推测可能与富含疏水性氨基酸有关。     

鞭毛蛋白FliC突变体／HPV18L2N融合蛋白的表达与纯化

目的：人乳头瘤病毒（HPV）的持续性感染导致女性宫颈癌的发生。HPV的次要衣壳蛋白L2可以诱发交叉中和多种型别HPV的中和抗体,但是单独免疫L2诱发的抗体滴度较低。鼠伤寒沙门氏茵鞭毛蛋白FliC是一种有效的佐剂。删除FliC超变区域的突变体可与外源抗原融合表达并且显著增强外源抗原特异性抗体的产生。本研究旨在构建鞭毛蛋白FliC超变区删除突变体与HPV18L2N（aa．13—154）的融合基因,通过大肠杆菌原核表达系统表达F1ic突变体与HPV18L2N的融合蛋白并纯化,为研究鞭毛蛋白的佐剂活性及新型HPV18L2疫苗奠定基础。方法：以鼠伤寒沙门氏菌鞭毛蛋白编码基因fliC为模板,通过重叠PCR法构建删除fliCD3区域（fliCAD3）、D3＋CD2a区域（fliCAD3CD2a）、D3＋D2区域（fliCAD2D3）的突变体,同时将HPV18L2N基因插入置换突变体的超变区删除区域。含有重组基因的表达载体在大肠杆菌中诱导表达,经SDS—PAGE及Westernblot鉴定分析。表达的融合蛋白经Ni—Sepharose亲和层祈纯化及Q-Sepharose离子交换层析去除内毒素。纯化后的融合蛋白经Native—PAGE鉴定分析,通过鲎试剂凝胶法测量蛋白溶液中的内毒素含量。结果：构建了pET22b．fliCAD3／18L2N、pET22b—nic△D3cD2a／18L2N、pET22b—fliCAD2D3／18L2N重组载体。重组载体在大肠杆菌以包涵体形式高效表达,且主要以单体形式存在。结论：通过原核表达及层析法纯化,成功获得了无热源、高纯度的鞭毛蛋白FliC突变体与HPV18L2N的融合蛋白,为增强HPVL2免疫原性提供了一种新的途径,为进一步研制HPV18L2疫苗奠定了基础。     

人细小病毒B19 VP1u多克隆抗体的制备及其保守区外N端氨基酸对sPLA2活性影响的初步研究

【目的】制备人细小病毒B19-VP1u的多克隆抗体,探究VP1u多克隆抗体及其保守区外N端氨基酸对病毒磷脂酶A2活性的影响。【方法】首先通过分子克隆方法构建相应原核表达载体;利用原核表达系统纯化含MBP标签的VP1u全长及N端系列截短突变融合蛋白;接着免疫新西兰大白兔制备全长VP1u蛋白的多克隆抗体;最后利用磷脂酶A2活性检测试剂盒检测了纯化蛋白的磷脂酶A2活性。【结果】Western blot及免疫荧光实验证实制备的多克隆抗体具有较高的特异性;磷脂酶A2活性检测发现全长VP1u-MBP融合蛋白具有一定的活性,该活性可以被VP1u的抗体抑制;N端保守区外截短系列蛋白的酶活检测发现,N端截掉12个氨基酸时酶活降低53%,截掉67个氨基酸时酶活性几乎完全丧失。【结论】首次发现VP1u保守区外N端氨基酸,尤其是第12个氨基酸前的区域以及第22-67个氨基酸之间的区域,对sPLA2活性的保持具有重要意义,推测该区域可能对维持正常的蛋白构象起重要的作用;而其特异性多克隆抗体的制备也为进一步研究B19病毒VP1u在病毒复制周期的作用奠定基础。     

猴B病毒被膜糖蛋白gC的原核表达及诊断价值评价

目的:原核表达猴B病毒糖蛋白gC胞外区片段,评价其在猴B病毒血清学检测中的特异性和敏感性,为猴B病毒检测奠定基础。方法:利用PCR方法扩增gC胞外区基因片段,同时合成该片段的优化密码子序列,将其插入表达载体pET-28b(+)形成重组质粒,转化至大肠杆菌BL21(DE3)并进行诱导表达;纯化蛋白先以Western印迹进行验证,再以ELISA方法和标准阳性、阴性血清评价其诊断价值。结果:直接从病毒DNA模板上获得的基因片段未能表达,而优化后的基因片段表达水平较高,表达蛋白的相对分子质量约为48×103,为包涵体形式,占菌体总蛋白的30%左右;Western印迹显示,重组蛋白能与猴B病毒阳性血清和His单克隆抗体发生免疫反应;34份标准阳性血清和25份阴性血清的ELISA检测结果显示,重组蛋白的敏感性和特异性分别为94.1%(32/34)和100%(25/25)。结论:利用原核表达系统制备的gC胞外区重组蛋白,可作为猴B病毒血清学检测抗原,其特异性和敏感性都较好。     

两种血吸虫病DNA疫苗的候选抗原基因研究

目的：以日本血吸虫基因SjFABP和SjGST原核表达产物检测二价DNA疫苗pVIVO2-SjFABP-SjGST在体内诱发的特异性抗体。方法：克隆日本血吸虫抗原基因SjFABP和sjGST,构建重组原核表达载体pET30a-SjFABP、pET30a-SjGST及真核表达载体pVIVO2-SjFABP-SjGST;将pET30a-SjFABP和pET30a-sjGST进行原核表达,并将表达产物用镍亲和柱分离纯化;采用Western印迹对日本血吸虫DNA疫苗pVIVO2-SjFABP-SjGST免疫4周后的BALB／c小鼠血清进行特异性抗体检测。结果：克隆了日本血吸虫抗原基因SjFABP（399bp）和町GST（657bp）,并构建了pET30a-SjFABP、pET30a-SjGST及pVIVO2-SjFABP-SjGST重组质粒;经Western印迹检测,pET30a-SjFABP及pET30a-SjGST原核表达的抗原蛋白均能够与经日本血吸虫二价DNA疫苗pVIVO2-SjFABP-SjGST免疫的小鼠的血清产生特异性免疫反应。结论：日本血吸虫町尉即和町GST基因的原核表达系统成功建立;原核表达的抗原蛋白具有免疫原性;以原核表达产物可检测日本血吸虫DNA疫苗pVIVO2-SiFABP-SiGST在体内诱发的特异性抗体。     

人IL-3基因原核表达载体的构建及表达

目的：构建人IL-3基因原核表达载体pET32a-IL-3,并在大肠杆菌中诱导表达。方法：通过佛波酯（TPA）和植物球血凝素（PHA）刺激人T淋巴细胞系Jurkat细胞,增加IL-3mRNA表达水平,提取mRNA,逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）获得cDNA,以Jurkat细胞cDNA为模板,通过PCR方法扩增得到人IL-3基因,将其克隆入原核表达载体pET32a（＋）中,将重组质粒转化入大肠杆菌宿主菌株BL21中,以异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导融合蛋白表达,并通过改变IPTG浓度,诱导时间,诱导温度等条件最终实现蛋白的可溶性表达。表达产物用SDS-PAGE检测表达情况。结果：酶切鉴定和测序结果证明成功构建了原核表达载体pET32a．IL-3。SDS-PAGE检测结果证明实现了人IL-3基因在大肠杆菌中的可溶性表达。结论：成功构建了人IL-3基因的原核表达载体并在大肠杆菌中获得了良好的表达。     

重组酶Exo、Beta和Gam在大肠杆菌中的表达与纯化

目的:构建exo、beta和gam基因的原核表达质粒,在大肠杆菌中表达、制备重组酶Exo、Beta和Gam。方法:将exo、beta和gam基因分别构建在原核表达载体pEGKG和pET28a上,分别转化大肠杆菌BL21(DE3)和DH5α,经IPTG诱导后,在大肠杆菌中获得可溶性表达蛋白,用柱层析方法纯化蛋白。结果:构建了原核表达质粒pET28a-exo、pET28a-beta、pET28a-gam和pEGKG-exo、pEGKG-beta、pEGKG-gam;SDS-PAGE结果表明重组酶融合蛋白His-Exo、GST-Exo、His-Beta、GST-Beta、His-Gam、GST-Gam得到可溶性表达;用His标签抗体和GST标签抗体通过Western印迹方法检测到纯化后的融合蛋白。结论:在大肠杆菌中诱导表达了λ噬菌体重组酶,并纯化获得了一定量的纯度较好的蛋白,为下一步制备检测用多克隆抗体奠定了基础。