绿色荧光蛋白及其在植物研究中的应用

绿色荧光蛋白(GFP)是海洋生物水母(Aequorea victoria)体内的一种发光蛋白,分子量27kD,由238个氨基酸组成。该蛋白65~67位Ser-Tyr-Gly三种氨基酸环化加氧形成特殊的生色团结构。野生型GFP发光较弱,而且gfp-cDNA含有隐蔽型剪切位点,而加工改造的GFP在植物中能够正常表达并且加强了荧光信号。GFP作为新的报告基因和遗传标记被广泛应用于植物研究之中。     

截短和融合的绿色荧光蛋白的表达及其荧光特性

水母Aequoreavictoria的绿色荧光蛋白 (GFP)是一种能发射强烈荧光的特殊蛋白质 ,其荧光的产生是由于内部第 6 5～ 6 7位的Ser -Tyr- Gly自身环化和氧化形成生色基团的缘故 .Ser6 5→Thr(简称S6 5T)突变型的荧光强度较野生型GFP高出6倍 ,并且其激发波更长 ,肉眼可见发出的强烈荧光 .将 gfp_S65TP基因从 3′端截短 36bp ,不影响GFPS65T的荧光特性 ,但当截短到 2 2 5bp时 ,几乎失去了荧光特性 .将HBVe抗原基因与突变型 gfp_S65TP融合 ,发现其激发光谱又回复到野生型状态 .虽然其荧光强度与 gfp_S65TP相似 ,但发射波谱变宽且肉眼不能观察 .若将表达这种融合蛋白的菌落在低温下存放数日 ,则又恢复了它肉眼可见的绿色荧光 .以上结果说明GFP的发光机制除与生色基团有关外 ,也与GFP分子的构象完整性和分子内微环境有关 ,野生型GFP与HCVCore抗原的融合也证实了这一点 .     

神经脊来源许旺细胞的体外培养研究

目的:探讨坐骨神经中神经脊来源的许旺细胞所占的比率。方法:将Wnt1-Cre+/-与Rosa-EGFP+/-小鼠杂交,获取Wnt1/EGFP小鼠,其所有起源于神经脊的细胞都有EGFP蛋白表达。取其坐骨神经,经过消化分离纯化,获得许旺细胞。进行抗GFP免疫荧光染色和流式分析的检测。结果:根据P1代许旺细胞的形态学观察,其纯度约为60%。抗GFP免疫荧光染色显示,并非所有的许旺细胞均呈阳性。P3代许旺细胞的纯度约为99%,流式细胞术分析显示约65%左右的GFP阳性率。结论:小鼠坐骨神经中的许旺细胞在体外培养提纯后,神经脊起源的许旺细胞占总许旺细胞的比例约为65%。     

一种通过GFP结合蛋白强化三分子荧光互补方法的建立

[目的]将改造后的GFP(super-fold GFP,简写为sf GFP)作为三分子荧光互补技术的基础,通过应用多种GFP结合蛋白(GFP binding protein,GBP),筛选并验证可强化荧光互补作用的GFP结合蛋白。[方法]将sf GFP拆分为三部分(GFP1-9,GFP10和GFP11),建立GFP三分子荧光互补技术体系,利用多种GFP结合蛋白对GFP三分子荧光互补技术进行试验,通过观察荧光变化筛选可强化荧光互补作用的GFP结合蛋白。[结果]发现DARPin-GFP、GFP-enhancer和Nbsf GFP这三种GFP结合蛋白能够与GFP共定位并对GFP三分子重组装有增强效果,其中GFP-enhancer与Nbsf GFP增强效果约为原荧光强度4倍,DARPin-GFP约为2倍。[结论]GFP结合蛋白可作为一种新手段,使以GFP三分子荧光互补技术为基础的蛋白质-蛋白质相互作用研究的检测效率和灵敏度得到提高。     

农杆菌介导Ds转座因子转化番茄群体的构建

以番茄Micro-Tom子叶为试材,绿色荧光蛋白GFP基因为报告基因,利用农杆菌介导的遗传转化法将构建的激活表达标签pAcGFP导入番茄Micro-Tom,获得转基因番茄群体.对转化群体进行了GFP基因活性及分子检测,结果表明,GFP已经整合到番茄基因组中.以GFP基因设计引物进行PCR检测表明,阳性率为91.43%.通过Southern杂交分析,31.25%的个体为一个插入位点,56.25%为2个插入位点,T-DNA在基因组中的平均拷贝数为1.8个.     

RNA干扰技术抑制内源性绿色荧光蛋白的表达

目的建立稳定表达绿色荧光蛋白(GFP)的细胞株;构建短发夹RNA(shRNA)表达质粒并观察其对内源性GFP的抑制作用。方法转染pEGFP-N1至HepG2细胞,利用G418筛选获得稳定表达GFP的细胞株(HepG2.GFP);设计合成针对GFP基因的siRNA对应的DNA片段,插入转录载体pTZU6 1,构建shRNA表达载体pSHGFP,转染HepG2.GFP,荧光显微镜观察细胞荧光强度,以western blot检测GFP蛋白水平,以RT-PCR检测mRNA水平。结果利用PCR方法从HepG2.GFP细胞基因组DNA中检测到GFP基因;pSHGFP能够显著抑制该细胞中GFP的表达。结论GFP基因成功整合至HepG2细胞基因组中,pSHGFP能够显著抑制内源性GFP的表达,该系统能够用于RNA干扰机制等研究中。     

新型瞬时报告载体pRSET-EGFP的构建及表达

目的：利用分子生物学技术和方法将pRSET-B质粒改建为带有绿色荧光蛋白(GFP)突变体基因(GFP-S65T)的新型瞬时表达载体pRSET-EGFP,并在E．coli．BL21中得到GFP基因的高效表达。方法：PCR法从pEGFP质粒克隆GFP-S65T cDNA并在5’末端引入KpnⅠ的位点。将扩增出来的GFP-S65T基因和pRSEY-B质粒用HindⅢ和KpnⅠ双酶切后连接构成重组质粒。用化学法把重组质粒转化到E．coli．BL21中,培养发酵液。OD540=0．4时加入IPTG诱导GFP-S65T基因转录和表达,合成绿色荧光蛋白。还对诱导条件进行了优化,发酵液OD540=0．4加入IPTG可以得到最优表达。结果：通过Ni^2 柱亲和层析,纯化得到绿色荧光蛋白,SDS-PAGE电泳检测,分子量为27kDa,与文献报道值一致。这说明Ni^2 柱能够有效的纯化表达产物。结论：成功构建了新型瞬时表达载体pRSET-EGFP,并且在E．coli．BL21中得到高效表达。     

SV40 PolyA序列及其AATAAA信号对上游GFP基因表达及转录终止的影响

SV40 PolyA(猴空泡病毒PolyA,简称PolyA)序列是有转录终止作用和使转录的mRNA添加PolyA尾的DNA序列(240 bp),含有AATAAA六核苷酸多腺苷化信号(Polyadenylation signal)。在pEGFP-C1质粒的GFP基因下游插入14个同向串联的Alu序列(Alu14),构建pAlu14质粒,瞬时转染HeLa细胞,用Northern blot检测和荧光显微镜观察GFP RNA和GFP蛋白表达,发现Alu串联序列强烈抑制GFP基因表达,该序列没有转录终止作用产生高分子量GFP融合RNA。又在pAlu14质粒GFP基因和Alu串联序列之间按正、反方向插入PolyA序列及去除AATAAA信号的PolyA序列,插入的这些PolyA序列均能部分解除Alu14对GFP基因的抑制作用;去除AATAAA信号的PolyA正、反序列仍然引起转录终止。将PolyA反序(PolyAas)分为4段每段60 bp,中间的2段分别称为2F2R和3F3R,将2F2R或3F3R插在pAlu14质粒的Alu串联序列的上游,随着插入2F2R片段拷贝数的增加转录的GFP融合RNA的分子量增加;2F2R的下游如果依然是2F2R那么2F2R可以支持转录延伸,如果2F2R下游是Alu串联序列则2F2R导致转录终止。无论插入一个3F3R或插入64个3F3R,均产生低分子量GFP RNA。     

甲醇固定导致绿色荧光蛋白的荧光消失

发现用甲醇固定转染了绿色荧光蛋白(GFP)基因的细胞会导致GFP的荧光消失,而当用聚甲醛固定时,GFP的荧光就没有失去。因此建议避免用甲醇对有GFP表达的细胞进行免疫组化前的固定。     

绿色荧光蛋白

来源于水母Aequorea victoria的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)现已成为在生物化学和细胞生物学中研究和开发应用得最广泛的蛋白质之一. 其内源荧光基团在受到紫外光或蓝光激发时（λ_max=395 nm, 小峰在479 nm）可高效发射清晰可见的绿光. GFP的高分辨率晶体结构为了解和研究蛋白质结构和光谱学功能关系提供了一个极好的机会. GFP已成为一个监测在完整细胞和组织内基因表达和蛋白质定位的理想标记. 通过突变和蛋白质工程构建的GFP嵌合蛋白在生理指示剂、生物传感器、光化学领域以及生产发光纤维等方面展示了广阔前景.     

蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-2在乳腺癌细胞移动及粘附中的作用

探讨蛋白酪氨酸磷酸酶SHP 2在乳腺癌细胞MCF 7的移动及粘附中的作用 .利用基因重组技术分别将野生型SHP 2与突变型SHP 2与绿色荧光蛋白GFP的基因片段构成重组质粒 (SHP 2 GFP、SHP 2C >S GFP) .脂质体转染法分别转入MCF 7中 ,表达成功后筛选并建立SHP 2 GFP和SHP 2C >S GFP细胞株 .荧光显微镜观察细胞移动情况 ,免疫印迹法检测粘附分子E 钙粘蛋白和金属蛋白酶MMP 1及MMP 9的表达 .实验后建立SHP 2 GFP及SHP 2C >S GFP细胞株 ,同时观察到SHP 2C >S GFP细胞的形态发生明显改变 :从梭形状态变成圆形状态 .荧光显微镜发现 ,MCF 7细胞和SHP 2 GFP、SHP 2C >S GFP转染的细胞在 3h、6h、9h的移动情况分别是MCF 7为 10 %、2 3%、5 4% ,SHP 2 GFP为 15 %、4 9%、98% ,SHP 2C >S GFP为 4 %、11%、30 % .免疫印迹结果表明 ,SHP 2C >S GFP细胞的E 钙粘蛋白表达比SHP 2 GFP细胞明显升高 (P <0 0 5 ) .MMP 1及MMP 9的表达量在SHP 2 GFP细胞中有所增强 (P <0 0 5 ) .实验表明 ,SHP 2可能通过调节粘附分子和基质金属磷酸酶而在细胞移动、粘附中发挥重要作用     

烟曲霉蛋白质分泌载体的构建及酸性磷酸酯酶的细胞定位

[目的]在酵母细胞中蛋白质的糖基磷酸肌醇化(GPI)修饰是将GPI定位于细胞膜或细胞壁的信号.目前已对酵母GPI蛋白的细胞定位信号有一定了解,但对丝状真菌GPI蛋白的定位则了解甚少.AfPhoA是丝状真菌烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的酸性磷酸酯酶,是GPI修饰的蛋白.该蛋白首先分离自细胞膜,随后又发现该蛋白与细胞壁结合.分析其C-端序列也未发现已知的定位信号,因此目前还不能确定其细胞定位.[方法]我们以绿色荧光蛋白(GFP)作为报告分子,将AfPhoA的C-端序列与GFP的C-端融合后检测融合GFP的细胞定位.[结果]我们用烟曲霉几丁质酶AfChiB1的启动子和N-端信号肽构建了可在烟曲霉中分泌表达GFP的表达载体pchiGFP.在此基础上将AfPhoA的C-端与GFP融合,融合质粒与pCDA14共转化烟曲霉后筛选到一株转化子.该转化子可表达融合GFP,在诱导和非诱导条件下,融合GFP均主要分布在细胞膜上,随培养时间的延长,融合GFP在细胞壁上也有少量分布;在培养上清液中只能检出约30KD的GFP融合蛋白,而没有完整的GFP融合蛋白,推测为从GPI锚上水解释放的.[结论]我们的研究结果表明,AfPhoA蛋白GPI修饰的作用是使该蛋白定位于细胞膜.本研究不仅初步确定了AfPhoA蛋白GPI修饰的细胞膜定位功能,而且为烟曲霉基因与蛋白质功能的研究建立了一个有效表达系统.     

绿色荧光蛋白表达载体pXS75－GFP的构建及在嗜热四膜虫中的应用

为获得能够用于构建嗜热四膜虫蛋白定位的载体,该研究将GFP基因与镉（Cd2＋）诱导的四膜虫金属硫蛋白基因（MTTl）启动子序列和终止子序列融合,获得表达载体pXS75-GFP。通过同源重组和抗性筛选,pXS75-GFP载体携带的目的基因整合入四膜虫MTTl位点,在cd2＋诱导下实现GFP融合蛋白的可控表达。将α－tubulin基因ATUl克隆JN－pXS75－GFP中,重组质粒pXS75－GFP－ATUl通过基因枪转化入四膜虫细胞,在巴龙霉素筛选下获得稳定的α-tubulin－GFP过表达细胞株。激光共聚焦显微镜观察α－tubulin．GFP的定位,结果显示,α－tubulin—GFP融合蛋白在四膜虫细胞中表达并分布于皮层上,表明pXS75．GFP载体可用于嗜热四膜虫功能蛋白的定位分析。     

基于绿色荧光蛋白的RNAi技术在细胞生物学实验课程中的应用实例

RNAi和GFP报告基因的转染技术是细胞生物学领域常用的研究手段,我们以GFP作为靶基因,设计了适合在本科生课程中开设的RNA干扰技术实验项目,本教改研究将GFP荧光观察、基因转染技术及RNA干扰技术融合在一个实验中,并且对该实验项目的实例应用做了细致的设计和具体实践,结果表明RNAi技术对细胞中GFP报告基因表达的抑制效果明显。此外本文还阐述了该实验项目在本科生的细胞生物学实验课程中开展的可行性和必要性。这种将传统技术与新技术交叉组合型实验项目的开展对于学生综合科研能力的培养具有良好的效果,也为细胞生物学实验课程的改革提供了新思路。     

Kozak序列+4G提高绿色荧光蛋白在HEK293细胞中的表达

构建含不同Kozak序列的绿色荧光蛋白(GFP)基因真核表达载体, 并检测它们在HEK293细胞中的表达差异。 通过设计突变的PCR引物改变目的基因GFP的Kozak序列, +4 位碱基分别为A和G, 且不改变氨基酸编码, 将PCR扩增的GFP片段与载体pcDNA3.1进行酶切、连接、转化、鉴定。成功构建的pHGFP-A, pHGFP-G质粒采用脂质体法转染HEK293细胞, 荧光显微镜下观察绿色荧光表达, 流式细胞术检测目的蛋白GFP的荧光表达阳性率, Western blot检测目的蛋白GFP的表达。构建的两质粒均能有效转染 HEK293细胞, 其中流式细胞术分析显示: pHGFP-A组GFP阳性率约为15%, pHGFP-G组GFP阳性率约为45%; Western blot 显示pHGFP-G的GFP表达量约为pHGFP-A的GFP表达量3.87倍。结果表明, Kozak序列+4G(?3位为嘌呤碱基时)在蛋白表达中发挥重要作用, 可以使绿色荧光蛋白GFP在HEK293细胞中的表达量提高约4倍。     

Kozak序列+4G提高绿色荧光蛋白在HEK293细胞中的表达

构建含不同Kozak序列的绿色荧光蛋白(GFP)基因真核表达载体, 并检测它们在HEK293细胞中的表达差异。 通过设计突变的PCR引物改变目的基因GFP的Kozak序列, +4 位碱基分别为A和G, 且不改变氨基酸编码, 将PCR扩增的GFP片段与载体pcDNA3.1进行酶切、连接、转化、鉴定。成功构建的pHGFP-A, pHGFP-G质粒采用脂质体法转染HEK293细胞, 荧光显微镜下观察绿色荧光表达, 流式细胞术检测目的蛋白GFP的荧光表达阳性率, Western blot检测目的蛋白GFP的表达。构建的两质粒均能有效转染 HEK293细胞, 其中流式细胞术分析显示: pHGFP-A组GFP阳性率约为15%, pHGFP-G组GFP阳性率约为45%; Western blot 显示pHGFP-G的GFP表达量约为pHGFP-A的GFP表达量3.87倍。结果表明, Kozak序列+4G(?3位为嘌呤碱基时)在蛋白表达中发挥重要作用, 可以使绿色荧光蛋白GFP在HEK293细胞中的表达量提高约4倍。     

人CUIAA重组腺病毒载体的构建及其在PC-12细胞中的表达特点

目的构建并鉴定带有绿色荧光蛋白（green fluorescence protein,GFP）报告基因的人源CUL4A（hCUIAA）基因腺病毒表达载体Ad—hCUIAA—GFP,探求bCUIAA在PC-12细胞中的表达特点。方法扩增hCUIAA基因,并通过In—FusionPCR克隆技术构建穿梭质粒pDC315-EGFP—hCUIAA,利用AdMaxTM腺病毒包装系统将该穿梭质粒与腺病毒表达载体骨架质粒pBHGloxAEl,E3Cre共转染HEK293细胞,经GFP荧光检测和Western印迹检测确认hCUIAA的表达后,进一步通过病毒扩增及纯化得到hCUL4A重组腺病毒载体Ad—hCUIAA—GFP。将该载体转染Pc—12细胞,观察hCUIAA—GFP融合蛋白在Pc-12细胞中的表达情况。结果成功获得了较高滴度的腺病毒载体Ad—hCUIAA—GFP（1．6×10^12pfu／m1）。荧光检测表明,Ad—hCUIAA—GFP转染Pc-12细胞后72h内,病毒转染率随着时间和病毒转染滴度的增加而增加。DAPI细胞核荧光染色结果表明,hCUIAA—GFP的表达主要集中在细胞质部分。GFP荧光检测及Western印迹检测结果显示,hCUIAA—GFP在Pc-12细胞中的表达量随时间和病毒转染滴度的增加而增加。结论带GFP的hCUIAA重组腺病毒载体Ad—hCUIAA—GFP构建成功,掌握了其转染Pc-12细胞的最佳滴度及其在Pc-12细胞中的时空表达特点,为今后对hCUIAA在PC-12细胞中的功能性研究奠定了基础。     

利用GFP/RFP双荧光指示载体鉴定特异性启动子功能

在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。     

超正电荷绿荧光蛋白+36GFP作为核酸载体的细胞穿透性分析

旨在通过原核表达纯化超正电荷绿色荧光蛋白+36GFP,研究其与核酸的结合作用及作为核酸载体的细胞转导功能。将pET+36GFP-HA2质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株中,然后表达纯化+36GFP蛋白。将得到的目的蛋白在特定浓度下分别转导293细胞、HepG2细胞、A549细胞和B16细胞,流式细胞仪检测+36GFP的转导效率;+36GFP蛋白(100 nmol/L)转导A549细胞,激光共聚焦显微镜观察结果;将+36GFP蛋白与质粒DNA按不同比例孵育,凝胶阻滞实验检测+36GFP与DNA的结合能力;激光共聚焦显微镜和流式细胞仪检测+36GFP蛋白携带质粒DNA转导细胞后报告基因的表达。结果显示,+36GFP蛋白具有较高的细胞转导效率,且随浓度升高转导效率增加,呈浓度依赖性。凝胶阻滞实验显示,+36GFP能够与质粒DNA结合,阻滞DNA在凝胶中迁移,且呈现一定的浓度依赖性。+36GFP包裹质粒转导细胞后,可高效携带质粒DNA转导进入细胞,使质粒报告基因得到表达。本研究成功表达纯化了+36GFP蛋白,证实该蛋白具有较高的细胞转导效率,可将外源核酸携带入细胞使外源基因得到表达。