3,4-二羟基扁桃酸在大肠杆菌中的生物合成

3,4-二羟基扁桃酸是许多药物和香料合成的重要中间体,具有较强的抗氧化和清除自由基的活性。旨在实现3,4-二羟基扁桃酸在大肠杆菌中的从头合成。通过在大肠杆菌MG1655/ΔA中过表达来源于天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)的对羟基扁桃酸合酶(HmaS)和大肠杆菌的羟化酶(HpaBC)基因,实现了以葡萄糖为原料生物合成3,4-二羟基扁桃酸;并经IPTG和蛋白诱导温度初步优化后,摇瓶发酵36 h 3,4-二羟基扁桃酸的产量达到240 mg/L。     

β-蒎烯合成酶(QH6)在大肠杆菌中的表达及其产β-蒎烯的研究

蒎烯是一种重要的平台化合物,可以用来合成高密度燃料、精细化学品及材料。将来源于黄花蒿的β-蒎烯合成酶基因与外源杂合甲羟戊酸(MVA)途径一起整合到BL21(DE3)中共表达,通过气相色谱-质谱(GC-MS)和气相色谱(GC)对发酵产物进行了定性及定量检测。通过发酵条件优化,对影响发酵产β-蒎烯的因素(诱导温度、诱导剂浓度和N源)进行了考察。结果表明:来自黄花蒿的蒎烯合酶可以在宿主细胞内高效表达,且能高效催化β-蒎烯的合成。通过对重组菌进行发酵条件优化得到最佳培养条件:诱导温度为28℃,IPTG浓度为0.1 mmol/L,最佳有机N源为MD牛肉粉。在此条件下,检测出β-蒎烯产量达到22.89 mg/L,比优化前(4.60 mg/L)提高了3.98倍。     

人乙醛脱氢酶2的原核表达及其条件优化

为实现人乙醛脱氢酶2(ALDH2)基因在原核生物中高效表达,将含有6×His标签和SUMO融合蛋白标签的人乙醛脱氢酶2基因的表达载体转化至宿主菌BL21(DE3)中。在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导下,目的基因在大肠杆菌内高效表达。通过对表达条件的优化,37℃使用终浓度0.3mmol/L的IPTG诱导3h,重组大肠杆菌的表达量可占全菌蛋白的16%。SUMO融合蛋白标签的加入以及较低的诱导温度(16℃)有利于提高人乙醛脱氢酶2基因在大肠杆菌内的可溶性表达。     

野葛糖基转移酶PIUGT2蛋白原核表达及其适宜条件探讨

通过单因素试验分别研究温度和IPTG浓度对重组大肠杆菌BL21(DE3)/pProEXHTa-PIUGT2诱导表达野葛糖基转移酶PlUGT2蛋白量的影响。利用150 ml LB液体培养基培养重组大肠杆菌BL21(DE3),并优化发酵条件。结果表明,在温度20℃和IPTG浓度为0.75 mmol/L条件下,PIUGT2蛋白表达量最高。     

小鼠HSP60基因的克隆与表达条件的优化

目的:克隆小鼠热休克蛋白60(HSP60)基因,在大肠杆菌中表达,并进一步对其表达条件进行优化.方法:采用RTPCR技术克隆出非肥胖性糖尿病(NOD)小鼠HSP60的cDNA序列.构建重组表达载体pET28a- HSP60,以其转化大肠杆菌感受态细胞BL21( DE3),在不同的菌体浓度、不同浓度的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)、不同诱导时间以及不同温度条件下诱导,检测重组蛋白的表达情况.结果:获得一个含有1 721bp的cDNA的片段,重组蛋白HSP60在E.coli BL -21 (DE3)中的最佳表达条件是菌体密度A600nm为0.6,诱导时间为5h,诱导物(IPTG)浓度为4mmol/L,诱导温度为35℃,重组蛋白大小约为60kD.结论:成功克隆了小鼠HSP60基因,并在大肠杆菌中获得高效表达,为重组蛋白的分离纯化及进一步研究其生物学功能奠定了基础.     

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。     

五个3-酮脂酰ACP合成酶同源蛋白的功能鉴定

大肠杆菌的FabB和FabF均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性.除参与长链饱和脂酰链的延伸外,FabB还是合成不饱和脂肪酸的关键酶之一,参与不饱和脂酰ACP的从头合成,最终生成顺-9-十六烯脂酰ACP.而FabF只能将顺-9-十六烯脂酰ACP延伸为顺-11-十八烯脂酰ACP,不参与不饱和脂酰ACP的从头合成.有研究表明,粪肠球菌、乳酸乳球菌、丙酮丁醇梭菌和茄科雷尔氏菌等细菌的FabF同源蛋白,具有类似大肠杆菌FabB和FabF的双功能.为证实该现象是否普遍存在,本研究选取了枯草芽孢杆菌BsfabF、中华苜蓿根瘤菌SmfabF、霍乱弧菌VcfabF、铜绿假单胞菌PafabF1和PafabF2 5个同源基因进行功能鉴定,体外酶学分析表明,5个FabF同源蛋白均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性,异体互补大肠杆菌CL28的脂肪酸组分分析显示,SmfabF、VcfabF、PafabF1和PafabF2具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)活性,遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY242和CY244的研究显示,仅有PafabF2编码的蛋白拥有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性,能互补大肠杆菌fabB的突变.这表明不是所有的FabF同源蛋白均具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅰ和Ⅱ的双重活性.     

白喉毒素DAB389-（Gly4Ser）2-α-促黑激素工程菌发酵条件的初步研究

目的：为了提高融合蛋白白喉毒素DAB389-（Gly4Ser）2-α-促黑激素的表达量,研究工程菌发酵条件的最优化。方法：利用三角瓶模拟小剂量发酵,在不同的受体菌、培养基、培养温度、时间、pH值、诱导剂浓度、诱导时间和温度等因素变化下研究目的蛋白的表达量。结果：工程菌优化的发酵条件为：最佳表达菌种为大肠杆菌BL21（λDE3）,最适宜的培养基为M982,适合的pH值为7．0-7．4,最佳诱导温度为30℃,诱导时间为6h,诱导剂IPTG的最佳用量为1．4mmol/L。结论：获得了DAB389-（Gly4Ser）2-α-促黑素细胞激素工程菌的最优化发酵条件,为中试放大提供了理论依据。     

3-甾酮-9α-羟基化酶基因的表达及其催化合成9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮

研究应用于甾体9α-羟基化的高效催化剂和催化体系是实现甾体药物9α位羟基高效合成的关键。本文中,笔者对来源于分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis) H37Rv和红平红球菌(Rhodococcus erythropolis) SQ1的3-甾酮-9α-羟基化酶基因(reksh A,mtksh A)进行优化,并对2个基因的催化活性进行检测。通过构建工程表达菌株,以雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)为底物,对制备9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9α-OH-AD)的催化反应进行了探索。结果表明:基因序列优化显著提升了Re Ksh A和MtKshA蛋白的可溶性表达,其中Re Ksh A具有较好的雄甾-4-烯-3,17-二酮9α位羟基化活性。用TB培养基培养Re Ksh A的工程表达菌株BL21(DE3)-p ET28a-reksh A-yh,在30℃、500μmol/L底物浓度、0. 8%(体积分数)乙醇为助溶剂、0. 1 mmol/L IPTG诱导浓度、底物与诱导剂同时加入到工程菌液中的条件下,9α-OH-AD得率达到97. 09%。     

大肠杆菌细胞周质底物结合蛋白gsiB基因的克隆及其表达条件的优化

为深入研究大肠杆菌谷胱甘肽转运系统的蛋白质结构和功能, 对该系统中的gsiB基因进行了克隆和表达条件的优化。根据大肠杆菌谷胱甘肽转运系统中底物结合蛋白gsiB基因序列, 利用PCR方法扩增到该基因的编码区序列, 利用SLIC (Sequence and ligation–independent cloning)方法直接将其插入pWaldo-GFPe中, 成功构建了重组表达质粒pWaldo-GFP-GsiB。将重组质粒转化不同的大肠杆菌表达菌株进行诱导表达, 通过改变培养温度和IPTG浓度等条件, 得到了能够大量表达目标蛋白的重组子。结果表明: 大肠杆菌BL21(DE3)是 gsiB基因表达的最佳宿主菌; 18℃低温诱导培养有利于gsiB基因的大量表达; 0.1 mmol/L IPTG足够诱导gsiB基因表达, 增加IPTG浓度(0.1 mmol/L~1.0 mmol/L)并不能明显地促进gsiB基因的表达。Western blotting结果显示目标蛋白质有表达, 其分子量大小与预期相符。     

肝靶向肽-抗肿瘤肽CSP-MDA-7/IL-24融合基因原核表达条件优化

目的:优化肝靶向肽-抗肿瘤肽(CSP-MDA-7/IL-24)在大肠杆菌中诱导表达的相关条件。方法:通过考察CSP-MDA-7/IL-24重组菌生长曲线,选择合适的诱导时机,通过SDS-PAGE检测CSP-MDA-7/IL-24蛋白的表达量,单因素分析诱导时间、培养基p H值、诱导温度和诱导剂IPTG浓度,在此基础上各选取5个水平进行正交实验,摸索最佳诱导表达条件。结果:培养基p H7.0、IPTG浓度0.12 mmol/L、培养温度42℃、诱导表达4 h为重组蛋白的最佳表达条件。结论:为进一步制备重组蛋白CSP-MDA-7/IL-24及评价其生物活性奠定了基础。     

Arthrobacter ureafaciens CZ31丙氨酸脱氢酶可溶性表达及产酶条件优化

【目的】克隆Arthrobacter ureafaciens CZ31丙氨酸脱氢酶的编码基因(alanine dehydrogenase),转化至Escherichia coli Rosetta(DE3)中构建可溶性表达alanine dehydrogenase(ald)的工程菌CZR07并优化产酶条件。【方法】提取A.ureafaciens CZ31菌株的全基因组DNA,设计引物扩增出ald基因,与pET-28a连接后导入E.coli Rosetta中表达并纯化重组蛋白,以单因素实验结果为依据,响应面法优化发酵条件。【结果】ald全长为1119 bp,编码含372个氨基酸残基的蛋白质,分子量约为40 kDa,酶活为2.65 U/mg。响应面分析温度、诱导时间及诱导剂浓度的影响强度为IPTG浓度温度温度×IPTG浓度温度×诱导时间IPTG浓度×诱导时间诱导时间。CZR07摇瓶发酵最佳条件为温度22°C、IPTG 0.7 mmol/L、诱导时间7 h,此条件下重组酶酶活达到15.23 U/mg,与响应面优化的预测值相似,较优化前提高5.75倍。【结论】克隆并实现了CZ31中ald基因的可溶性表达,采用BBD法优化产酶的诱导条件,获得显著的优化效果,为其他工程菌株产酶条件优化提供借鉴。     

黄瓜CsERECTA基因的原核表达及其多克隆抗体制备

ERECTA基因编码一个富含亮氨酸重复序列结构的丝/苏氨酸类受体蛋白激酶,参与调控植物器官的形态建成,在株型控制及抗逆方面也有重要作用。该研究通过构建带有maltose binding protein(MBP)标签的pET21a-CsERECTA融合蛋白原核表达载体,实现了在大肠杆菌(E.coli)BL21(DE3)中的高效表达,并对诱导表达的温度、时间和IPTG浓度进行了优化。利用镍离子螯合层析纯化得到MBP-CsERECTA融合蛋白,再用rTEV蛋白酶对其进行酶切,得到CsERECTA蛋白并制备了该蛋白的多克隆抗体。结果表明,黄瓜CsERECTA蛋白以可溶和包涵体2种形式表达,低温有助于蛋白以可溶性形式大量存在。最佳诱导温度为23℃,诱导时间为6h,IPTG浓度为0.5mmol·L~(-1)。通过Western blot可检测到黄瓜内源的CsERECTA蛋白,说明制备的多可隆抗体具有较好的特异性。多克隆抗体的成功制备为进一步研究CsERECTA的功能奠定了基础。     

基因重组大肠杆菌表达血红素加氧酶-1及培养条件优化

【背景】血红素加氧酶-1 (HO-1)具有抗氧化应激、抗凋亡和抗纤维化等多种生理效应,有望成为一种新型药物应用于临床疾病的治疗。【目的】构建表达HO-1的基因重组大肠杆菌(Escherichiacoli),并优化其表达培养条件,实现HO-1高产率的表达。【方法】PCR法克隆集胞藻(Synechocystissp.)PCC6803的HO-1基因(ho1),构建重组质粒pET-28a-ho1,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,单因素实验优化表达培养基的种类、诱导剂添加时间、诱导培养时间、诱导剂浓度和诱导培养温度。【结果】构建了表达HO-1的基因重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a-ho1菌株,用甘油(GY)培养基培养至菌体浓度OD_(600)约为0.8时,加入终浓度为0.1 mmol/L的IPTG诱导,30°C诱导培养6 h,HO-1的表达量最高,Ni-NTA柱分离纯化得到的HO-1收率占细胞总蛋白的10.9%。【结论】获得了可溶性表达HO-1的基因重组大肠杆菌及其较佳的培养条件,为进一步研究集胞藻来源的HO-1的酶学性质和应用奠定了基础。     

Barnase在大肠杆菌中的分泌表达和诱导条件优化

从解淀粉芽孢杆菌中PCR分别扩增解淀粉芽孢杆菌核糖核酸酶barnase基因及其抑制剂barstar基因,采用将barnase基因置于barstar基因保护下的克隆策略,以pET-22b（＋）质粒为基础,构建大肠杆菌分泌型表达质粒．IPTG诱导表达目的蛋白后将培养基蛋白进行SDS-PAGE分析并从诱导温度、IPTG诱导浓度和诱导时间三方面初步优化诱导表达条件．     

乳糖诱导木聚糖酶基因在大肠杆菌中的可溶性表达

以构建好的大肠杆菌工程菌BL21(DE3)/xylanase为研究对象,研究了以IPTG和乳糖作为诱导剂时重组蛋白的表达规律。在摇瓶发酵条件下研究了诱导剂浓度、诱导时机、诱导培养时间和诱导培养温度对目标蛋白表达的影响。实验结果表明,乳糖作为诱导剂时,重组菌产酶活力33.9 U/mg略高于IPTG作为诱导剂时重组菌产酶活力28.10 U/mg,这为乳糖作为诱导剂应用于重组大肠杆菌生产木聚糖酶提供了参考依据。     

乳糖诱导丙酮酸羧化酶基因在大肠杆菌中的表达及对丁二酸产量的影响

大肠杆菌DC1515是敲除葡萄糖磷酸转移酶(ptsG)、乳酸脱氢酶(ldhA)、丙酮酸甲酸裂解酶(pflA)基因的菌株,具有发酵生产丁二酸的潜力。为进一步提高菌株DC1515的丁二酸生产能力,将枯草芽孢杆菌丙酮酸羧化酶(pyc)基因转入其中。用乳糖代替IPTG诱导pyc表达,确定了最佳乳糖加入时间、乳糖浓度及诱导温度。在此基础上,考察了补加乳糖对丁二酸产量的影响。结果表明:由于ptsG基因缺失,当培养基中葡萄糖浓度达到15g/L时,乳糖诱导作用并不受葡萄糖抑制。优化诱导条件后,pyc过表达菌株的丁二酸产量达15.17g/L,为对照菌株的1.78倍。间歇补加乳糖2次至浓度为1g/L,丁二酸产量可进一步增至17.54g/L。研究结果为以葡萄糖为底物生产丁二酸的过程中乳糖诱导外源基因在大肠杆菌中的表达奠定了基础。乳糖诱导降低了成本,有利于实现丁二酸发酵生产的工业化。     

应用正交实验法优化大肠杆菌表达CTB-PSMA624-632蛋白的条件

通过基因工程方法,将含霍乱毒素B亚单位(CTB)和前列腺特异性膜抗原(PSMA)表位肽的重组质粒pET28a-CTB-PSMA624-632,转化表达宿主菌BL21 (DE3)。CTB蛋白的表达有利于开发粘膜佐剂和霍乱弧菌基因工程疫苗,同时抗原肽疫苗也是肿瘤免疫治疗的理想候选。本研究采用正交实验法,优化条件以增加大肠杆菌中CTB-PSMA624-632蛋白的表达量。选取了5个单因素作为考察因子,分别为:预诱导时间、诱导时间、诱导温度、IPTG浓度、诱导转速。先做了4水平的实验L16(45)。根据极差分析的数据对影响较大的3个因素又做了细调型的3水平实验L9(33)。结果表明,在早期指数生长期的诱导能得到相对高水平的包涵体形式的CTB-PSMA624-632蛋白,并且此蛋白的表达随着诱导温度升高到37℃而逐渐增加;相比于使用正常浓度的IPTG诱导得到的蛋白表达量,用100%μmol/L诱导足以诱导蛋白的表达,这比通常使用的IPTG浓度小10倍;此外,诱导时间5 h与7 h对蛋白的表达量差距甚微,因此选定较短时间的5 h,240 r/min的诱导转速也被认为是能诱导目的蛋白CTB-PSMA624-632具有高表达量的最优条件。     

乙肝e抗原在大肠杆菌中的高效表达和优化

目的:探讨乙型肝炎病毒e抗原基因在大肠杆菌中进行高效融合表达,并对表达条件进行优化和影响因素的分析.方法:从乙肝患者阳性血清中提取DNA,设计引物扩增目的基因,按常规方法克隆入pET-GST载体谷胱甘肽-S-转移酶(GST)基因的下游,获得的重组质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG诱导目的基因片段的表达,经超声处理后SDS-PAGE电泳.对表达条件进行正交试验优化,并分析其影响因素的大小.结果:HBeAg以包涵体形式表达出来,其表达的GST融合蛋白的分子质量大约为44KD.最佳的表达条件为温度为30℃,IPTG浓度为0.6mmol/L,诱导时间为2h.其影响因素大小依次为诱导温度＞诱导时闻＞IPTG浓度.结论:乙肝e抗原基因在大肠杆茵中获得了高效表达.     

猪抵抗素(resistin)表达载体的构建、表达及表达产物的纯化鉴定

用PCR方法扩增到抵抗素基因(RSTN)并将其亚克隆至pET-32a(+)表达载体,获得重组质粒pET-RSTN.将重组质粒转化大肠杆菌BL-21(DE3)感受态细胞,用IPTG诱导表达.SDS-PAGE检测结果表明,重组resistin蛋白分子量大小约30kDa.对表达条件如温度、IPTG浓度及诱导时间进行优化并用SDS-PAGE检测.结果表明,30℃、4h、IPTG浓度为1mmol/L时,可溶性重组resistin的含量最高.表达产物经Western blot检测证实是Resistin蛋白,并用镍离子亲和层析的方法获得纯化的Resistin蛋白.