蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14中赖氨酸脱羧酶基因的克隆、表达及功能

【目的】阿尔茨海默症治疗药物石杉碱甲(Huperzine A,Hup A)的生物合成途径起始于赖氨酸脱羧酶(Lysine decarboxylase,LDC)。本研究克隆及表达了来源于产Hup A的植物内生真菌的LDC基因,并研究了其功能。【方法】采用RT-PCR扩增法,从一株产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14获得LDC基因,构建表达质粒p ET-22b-LDC与p ET-32a-LDC,转化感受态细胞E.coli BL21,加入IPTG至终浓度为1×10~(–3) mol/L,于24°C、200 r/min培养8 h,诱导表达LDC蛋白质;通过Ni~(2+)金属亲和层析纯化重组LDC并建立酶促反应体系,利用TLC检测了LDC催化活性。利用生物信息学软件分析了LDC的理化性质及蛋白质的空间结构。【结果】成功克隆并异源表达出重组蛋白LDC与Trx-LDC,经SDS-PAGE电泳鉴定分子量分别为24.4 k Da和42.7 k Da,与预计大小相符。TLC结果表明LDC与Trx-LDC均具有赖氨酸脱羧酶活性。【结论】本研究从产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14中成功克隆到LDC基因并进行了异源表达,检测到了其催化活性,为丰富LDC分子信息及阐明内生真菌中Hup A生物合成机制提供参考数据。     

一个外切菊粉酶基因的克隆表达及酶学性质

从马克斯克鲁维酵母（Kluyveromycesmarxianus）DSM5418中克隆出外切菊粉酶（INU）的成熟肽编码区域,在毕赤酵母（Pichiapastoris）GS115中实现了高效分泌表达,体积酶活力达到15．27U／mL,进一步对重组酶进行了纯化与表征。经过（NH4）2SO4沉淀、透析和分子筛过滤后,得到了纯度大于95％的纯化重组酶,SDS-PAGE分析发现INU的表观相对分子质量为9．0×10^4,大于理论预测值6．0×10^4。纯化酶液的表征结果表明,INU的最适温度和最适pH分别为55℃和5．0,在此条件下INU对菊粉的K。值和比酶活分别为1．90mmol／L和433．86U／mg,对蔗糖的K。值和比酶活分别为27．81mmol/L和1249．49U／mg,I/S值为0．34;HPLC分析表明,INU酶解菊粉的产物由果糖和葡萄糖组成;金属离子Mn2＋、Fe3｜、K｜和Co2＋对酶有促进作用,而Zn2＋、Cu2＋、Ni2＋、SDS和EDTA对酶活力有不同程度的抑制作用。     

蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14全基因组序列分析

内生真菌Shiraia sp. Slf14是从植物蛇足石杉(Huperzia serrata)中分离出来的一株能产生石杉碱甲和竹红菌素A的菌株。为了解菌株Shiraia sp. Slf14的基因特征,对该菌株进行全基因组测序。基于二代测序技术对蛇足石杉内生真菌Shi-raia sp. Slf14的全基因组进行测序分析,通过生物信息学相关软件进行质量控制及组装、功能注释、比较基因组学分析及系统发育分析和次生代谢产物分析。内生真菌Shiraia sp. Slf14的基因组大小为32 067 383 bp, N50的值为525 954 bp, G+C含量为47.96%;预测得到基因组中共有11 242个编码序列(coding sequences, CDS)、 106个tRNA和27个rRNA;在GO、 KEGG、 KOG和CAZY中分别注释到3 822个、 3 223个、 8 837个和563个基因;系统发育结果表明内生真菌Shiraia sp. Slf14属于竹黄菌属(Shiraia)。预测结果表明,内生真菌Shiraia sp. Slf14中存在50个次生代谢产物合成基因簇,具有合成多种...     

蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14化学成分及其抑菌活性研究

利用多种现代色谱方法从药用植物蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14发酵提取物的石油醚、乙酸乙酯萃取部位中分离纯化获得9个化合物,借助ESI-MS、NMR等波谱技术鉴定其结构分别为齿孔醇(1)、9,12-十八二烯酸-2,3-二羟基丙酯(2)、十八烷酸-2,3-二羟基丙酯(3)、十六烷酸-2,3-二羟基丙酯(4)、竹红菌甲素(5)、竹红菌乙素(6)、痂囊腔菌素B(7)、痂囊腔菌素C(8)和亚油酸(9)。其中化合物1~4、7和9为首次从该属真菌中分离得到。并在对石油醚萃取部位的GC-MS分析中,首次在该属真菌中检测到1-甲基-2吡咯烷酮、十五烷酸乙酯、9-十六烯酸乙酯、十六烷酸乙酯、9,12-十八碳二烯酸乙酯、9-十八烯酸乙酯和十八烷酸乙酯7种化合物。抑菌实验结果表明化合物2~5对指示菌均有不同程度的抑制作用,具有较高的药用价值和开发前景。     

重组人表皮生长因子包涵体的表达、纯化及复性

目的:通过优化人表皮生长因子(hEGF)基因序列,利用大肠杆菌大量表达重组hEGF(rhEGF)包涵体,经过包涵体纯化复性获得高活性的rhEGF。方法:采用全基因合成优化后的序列,克隆至pET-30a表达载体中,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达,将rhEGF包涵体用尿素溶解后过Ni柱纯化并稀释复性,根据药典对得到的rhEGF进行纯度及活性测定。结果:构建了rhEGF的表达载体pET-30a-rhEGF,表达出的蛋白主要存在于包涵体中,相对分子质量为6.5×10~3,包涵体经过纯化复性后获得的rhEGF纯度可达92.8%,生物活性约4.94×10~7IU/mg。结论:得到了具有较高活性的rhEGF。     

蛇毒蛋白原核表达包涵体复性研究进展

外源基因在大肠杆菌中表达后常形成不溶性的无活性包涵体。包涵体的形成已经成为研究和应用活性蛋白质生产的主要障碍。然而,在合适的条件下,包涵体经过溶解、纯化、复性过程后可在体外重新折叠成有活性的蛋白质。迄今,已对蝰科、眼镜蛇科11种毒蛇的18个基因(包括金属蛋白酶、PLA₂、β-银环蛇毒素、心脏素素、丝氨酸蛋白酶、神经生长因子、C-型凝集素等)成功进行了原核表达,采用稀释复性、透析复性和层析复性三种方法成功进行了包涵体复性。着重就蛇毒蛋白原核表达后包涵体复性所用的方法予以综述。     

榛子产紫杉醇内生真菌Penicillium aurantiogriseum中GGPP合酶基因的克隆与表达

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶是产紫杉醇内生真菌紫杉醇合成下游途径中的关键步骤之一,在榛子产紫杉醇内生真菌中进行紫杉醇生物合成研究时首先要确认GGPP合酶的存在。该研究通过RT-PCR方法克隆得到了榛子产紫杉醇内生真菌Penicillium aurantiogriseum中GGPP合酶基因Pa GGPPS(Gen Bank登录号为KM881430)的c DNA开放阅读框(Open reading frame,ORF)。利用生物信息学方法,我们分析了该基因的序列,并对其编码的氨基酸序列进行了预测。结果发现该基因ORF长度为1 113 bp,预计蛋白分子量为40.98k D,等电点为6.168,表明该蛋白呈酸性。对其进行亲疏水性分析发现肽链整体呈现为亲水性。Pa GGPPS的主要二级结构元件为α-螺旋,并且包含一个异戊二烯类化合物合酶功能域。对榛子产紫杉醇内生真菌与其他物种的GGPPS进行氨基酸同源性分析,发现其与娄地青霉、曲霉菌和费氏新萨托菌的一致性较高,分别为94%、76%和76%。进化树分析表明来自动物、真菌和酵母的GGPPS聚为一类,来自植物的GGPPS聚为一类,其中榛子产紫杉醇内生真菌的GGPPS和青霉菌的进化关系最近,与植物的GGPPS的进化关系最远。对其进行基础生物信息学分析后,我们构建了原核表达载体,成功诱导其表达并得到可溶性蛋白。该研究结果为下一步深入研究GGPPS基因在内生真菌Penicillium aurantiogriseum紫杉醇合成途径中的作用及和构建高产紫杉醇基因工程菌株奠定了一定的基础。     

大肠杆菌表达的重组琼胶酶包涵体的纯化与复性条件研究

琼胶酶(agarase)是一类能够降解琼脂糖的糖苷水解酶,在保健食品、医药、化妆品等行业极具应用价值。本研究旨在纯化大肠杆菌BL21(DE3)ply Ss表达的以包涵体状态存在的重组琼胶酶rAga0917,并对纯化的包涵体蛋白的复性条件进行优化,以获得大量高活性的琼胶酶蛋白。用单因素实验,每次以单一复性条件为变量,用透析复性法探索了初始蛋白浓度、透析时间、温度、非离子去垢剂Triton X-100、甘油等对重组琼胶酶rAga0917包涵体复性的影响。实验结果显示,通过Ni~(2+)柱亲和层析,获得了纯度95%以上的蛋白。纯化蛋白浓度低于65μg/m L时,复性蛋白的酶活性与初始蛋白浓度成正比;4℃复性的蛋白,其琼胶酶活性明显高于25℃;随着透析时间的增长,复性效果越来越好;实验还同时发现复性液中的甘油能有效地辅助重组琼胶酶rAga0917复性。     

菊粉酶基因的异源表达、分离纯化及酶学性质

为进一步提高菊粉酶在生物技术领域的应用,研究了来源于马克斯克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus YX01的菊粉酶性质。通过在毕赤酵母GS115宿主细胞中异源表达该菊粉酶基因(inu),获得了一种外切型菊粉酶,经聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)验证其分子量为86.0 k Da。进一步在该菊粉酶上增加6个His标签,采用聚乙二醇(PEG)20 000透析浓缩和Ni-NTA Agarose静态亲和吸附作用的方法,完成菊粉酶的分离纯化,纯化倍数和酶回收率分别为3.6和33.1%。比较发现粗酶液与纯酶的酶学性质相似,且菊粉酶的最适反应温度为60℃,最适p H值为4.62,并测得该酶的Km和Vmax值,以菊粉为底物时,Km和Vmax值分别为80.53 g/L和4.49 g/(L·min);以蔗糖底物时,Km和Vmax值分别为183.10 g/L和20.20 g/(L·min)。金属离子Mn2+、Ca2+、Cu2+、Zn2+和Fe2+对酶活力具有不同程度的抑制作用,其中Cu2+、Zn2+和Fe2+的抑制作用最为显著。这些研究为进一步提高菊粉酶在工业化的应用奠定了基础。     

VISTA-Ig融合蛋白的表达及其包涵体复性研究

[目的]构建VISTA-Ig融合蛋白表达载体,进行诱导表达获得VISTA-Ig融合蛋白。[方法]以C57BL/6小鼠脾脏细胞c DNA为模板,扩增小鼠VISTA胞外段基因,利用重叠延伸PCR的方法合成VISTA-Ig融合基因,构建重组质粒p ET-22b-VISTA-Ig,在大肠杆菌表达菌株E.coli BL21(DE3)中诱导表达。[结果]VISTA-Ig融合蛋白主要以包涵体的形式存在。变性后,利用镍柱纯化,通过采用氧化型/还原型谷胱甘肽(GSH/GSSG)复性体系,复性效率达到80%以上,提高了复性效率。利用r Protein A柱对目标蛋白进一步纯化,Western Blot鉴定结果显示,能与Ig G Fc(HRP)抗体特异性结合。[结论]成功构建了重组质粒p ET-22b-VISTA-Ig,纯化的VISTA-Ig包涵体蛋白复性效率得到明显提高,为后续VISTA-Ig免疫学功能的研究奠定了基础。     

SARS冠状病毒Mc区原核表达及包涵体复性的研究

构建SARS冠状病毒M蛋白膜内区(Mc蛋白)基因(Mc区)融合表达载体,表达并复性该蛋白。克隆Mc区,构建融合表达载体pET-32a(+)/Mc,融合表达Mc蛋白。纯化表达蛋白,采用逐步透析、降低蛋白浓度、加入氧化还原剂复性融合蛋白。用复性蛋白免疫兔产生抗血清,复性蛋白与SARS患者血清和健康人血清反应鉴定复性结果。结果显示,复性蛋白免疫家兔后产生抗血清,该复性蛋白与SARS患者血清特异结合,表明已成功复性该表达蛋白。为SARS疫苗和诊断试剂的研制奠定基础。     

HSV-1UL-12基因的克隆、表达及产物复性

目的:克隆及表达单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV-1)UL12基因,对其表达产物HSV-1碱性核酸酶(AN)进行复性,为建立抗HSV-1药物的分子筛选模型奠定了基础,对于寻找抗病毒药物具有重要意义.方法:从HSV-1感染的Vero细胞中提取HSV-1基因组DNA,通过PCR克隆出UL12基因并对其测序;然后将HSV-1 UL12基因先克隆至pMD19-T载体,再亚克隆到pET32a表达载体上,并将重组载体转化到E.coli Rosetta菌中进行表达;最后用梯度盐酸胍对表达出的包涵体进行复性.结果:成功构建了pET32a-UL12重组载体,经序列比对,与GenBank上公布的HSV-1国际标准毒株17株的UL12基因序列的同源性达到了99.2%.在E.coli Rosetta菌中以包涵体的形式表达,经复性得到有活性的HSV-1碱性核酸酶(AN).AN同时具有核酸外切酶和核酸内切酶的活性,与核酸作用60min时酶活性最高.结论:重组载体pET32a-UL12经表达、复性可获得有活性的HSV-1 AN.     

EC-SOD包涵体的柱上复性、纯化及稳定性研究

利用H is-tag与金属离子的特异结合作用,通过金属(N i)亲和层析对EC-SOD包涵体进行柱上复性。考察蛋白上样量、尿素脱除速率和复性温度对复性效率的影响。利用N i-sepharose和Heparin-sepharose亲和柱对重折叠后的蛋白进行纯化,并研究复性蛋白的稳定性。结果表明,利用N i-sepharose亲和柱可以对EC-SOD进行复性,上样量越大,尿素脱除速率越快,复性效率越低;温度升高,复性效率增加。N i-sepharose对复性后蛋白具有纯化作用,经Heparin-sepharose亲和柱纯化后蛋白比活明显提高。复性蛋白在10℃~50℃温度范围内活性稳定,pH低于5大于10时,其稳定性显著降低,在尿素和盐酸胍溶液中复性蛋白的稳定性较弱。     

重组N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶包涵体的稀释复性

N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶（N-Acetylornithine deacetylase,NAO）是一种重要的用于手性拆分的酶,具有广泛的底物选择性,常用于多种活性氨基酸的酶法拆分。采用稀释复性法研究了重组NAO包涵体的复性条件,如蛋白浓度、复性液中尿素浓度、pH、GSH浓度及c（GSH）/c（GSSG）比例,同时对稀释操作方式进行了考察,得到了较为适宜的复性条件。结果表明,尿素能有效抑制复性过程中蛋白质的聚集,随着蛋白质浓度的增加,复性效果变差。当复性缓冲液中尿素浓度为2 mol/L,GSH浓度为5 mmol/L,c（GSH）/c（GSSG）为2.5,pH为8.5,在4℃下进行分批稀释复性操作,复性后重组NAO的活性为1.077 U/mL,比酶活达到14.943 U/mg,与可溶性表达的NAO比较,复性率达到21.48%。     

热休克蛋白基因的克隆表达及与包含体蛋白复性的研究

用基因工程技术在原核细胞中高效表达的外源基因常常形成不溶性的包含体,目前常用的方法对包含体蛋白的复性效率很低,极大地降低了目的蛋白的生物活性,限制了生物技术的开发应用,成为当今分子生物学快速发展的一大障碍。目前研究的大多数热休克蛋白都具有分子伴侣的作用,参与细胞内新生蛋白分子的正确折叠,其本身并不成为成熟蛋白分子的一部分。PKhsp是在日本Kagoshima Kodakara一温泉中分离到的一株耐热古细菌KOD1中发现的热休克蛋白,经初步证实该蛋白具有分子     

菊粉酶基因在酿酒酵母中的表达及乙醇发酵

以乙醇耐受力较强的酿酒酵母为受体菌,构建了能够分泌菊粉酶的基因工程菌并进行了菊芋粉的生料发酵。首先,以马克斯克鲁维酵母Kluyveromyces marxianus中的基因组DNA为模板,PCR扩增菊粉酶编码基因inu,分别使用菊粉酶自身启动子和酵母磷酸甘油激酶 (Phosphoglycerate kinase,pgk) 启动子,构建重组表达质粒HO/p-inu和HO/pgk-inu。经NotⅠ线性化后,采用电击法转化酿酒酵母工业菌株Saccharomyces cerevisiae 6525,分别得到含菊     

包涵体蛋白的层析复性技术研究进展

包涵体蛋白的复性是生物工程下游技术中的一个重要难题。层析法用于蛋白质复性是一种较新的、适用于大多数蛋白的方法。其原理是将层析技术应用于蛋白质复性和纯化,使变性蛋白质在层析柱上重折叠为正确的空间构象,在洗脱的同时实现部分纯化。本文详细介绍了蛋白质在5种层析柱上的复性方法、原理、应用及研究的新进展,为层析法对蛋白质复性的进一步应用提供依据。     

几丁质酶基因的克隆表达及酶学性质

【背景】几丁质是自然界中储藏量仅次于纤维素的有机物,几丁质酶能降解几丁质生成几丁寡糖,实现废弃物的高值化利用,目前菌株产几丁质酶能力低限制了它的生产应用。【目的】克隆弧菌(Vibrio sp.)GR52的几丁质酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,对分离纯化的重组几丁质酶进行酶学性质研究。【方法】以弧菌GR52菌株基因组DNA为模板,克隆得到几丁质酶基因GR52-1,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-chi GR52-1,诱导表达的产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应pH为6.0,在pH5.0-10.0范围内37°C保温1 h仍能保持85%以上的相对酶活力,具有较好的pH稳定性;最适反应温度为50°C,在45°C保温1 h其酶活力基本没有损失,在50°C保温1 h其残余酶活力仍达60%;在1 mmol/L浓度下,Cu~(2+)、Ca2+对该酶具有促进作用,Hg+对该酶具有明显的抑制作用;在5 mmol/L浓度下,Ni+对该酶具有一定的促进作用,Mn~(2+)、Co~(2+)、Li~+、Fe~(2+)、Hg~+、SDS(十二烷基硫酸钠)对该酶具有明显的抑制作用。以胶体几丁质为底物时,动力学参数Km、Vmax、kcat分别为0.85 mg/m L、0.19μmol/(m L·min)和7.02 s-1。底物特异性分析表明该重组酶能特异性降解几丁质。【结论】重组几丁质酶具有良好的酶学性质,为几丁质酶的开发应用奠定基础。     

重组蛋白ApSerpin-FA72的包涵体复性及活性研究

[目的]原核表达及制备重组光滑鳖甲丝氨酸蛋白酶抑制剂(Ap Serpin-FA72),探索包涵体最优复性条件与最适酶反应条件。[方法]采用超声破碎获得大量包涵体,通过包涵体的洗涤、包涵体的溶解方法对包涵体进行纯化,获得高纯度的包涵体进行复性液成分与复性方法的摸索。测定Trx A-Ap Serpin-FA72对胰蛋白酶的IC50、最适反应p H和最适反应温度。[结果]在32℃、180 r/min、0. 4 mmol/L IPTG浓度下以沉淀形式表达大量蛋白,通过包涵体复性在含有L-精氨酸复性液中获得有生物活性的Trx A-Ap Serpin-FA72,对胰蛋白酶的IC50为0. 48μmol/L,p H在7～9,温度在60℃时有较高的抑制活性。[结论]L-精氨酸是复性液中重要的组成部分,复性的重组蛋白Trx A-Ap SerpinFA72对胰蛋白酶有较强的抑制能力,是一种热稳定较好的弱碱性胰蛋白酶抑制剂。     

人血小板衍生生长因子BB的原核高表达及其包涵体复性

目的:在原核系统内获得高表达的人血小板衍生生长因子BB(PGDF-BB),并对形成的包涵体进行复性。方法:对PGDF-BB核酸编码序列进行优化,构建pET-22b-PGDF-BB表达载体,以提高PCDF-BB的表达量;优化PGDF-BB包涵体复性条件,提高蛋白复性率和生物活性。结果:构建了pET-22b-PGDF-BB高效表达载体,原核表达的重组人PGDF-BB占细菌总蛋白的25%,PGDF-BB包涵体复性率达到15%。结论:对表达序列的优化设计可显著提高蛋白的表达量,复性方法的改良提高了蛋白的复性率和生物活性。