腾冲嗜热厌氧菌6-磷酸果糖激酶的克隆、表达及其生物活性

6_磷酸果糖激酶(PFK)是糖酵解途径一个关键酶。基于腾冲嗜热厌氧菌基因组中的注释,基因TTE1816可能是PFK的一种,但是,它是否确有生物活性还必须有实验数据的支持。腾冲嗜热厌氧菌在最适温度培养后,提取细菌全蛋白,并采用双向电泳将可溶性蛋白质分离,然后运用质谱鉴定若干染色斑点。实验表明,TTE1816在高温条件下能够表达蛋白质。将TTE1816基因体外克隆至细菌表达载体,并在BL_21大肠杆菌中表达为可溶性蛋白。酶动力学实验表明,重组蛋白TTE1816具有PFK的催化活性,最适反应温度在60℃。它还能够催化葡萄糖、果糖、甘露糖和6_磷酸葡萄糖的磷酸化反应。另外,在高底物浓度和酶浓度的条件下,TTE1816还表现果糖二磷酸酶的特性。结果证明,TTE1816是腾冲嗜热厌氧菌中PFK家族的一个新成员。     

腾冲嗜热厌氧杆菌tte0732基因的表达及生物信息学分析

腾冲嗜热厌氧杆菌tte0732(Galu)基因编码的TTE0732是温度依赖性蛋白。为研究其在热适应中的作用,应用PCR技术克隆腾冲嗜热厌氧菌tte0732基因,构建原核表达载体pET-28a::tte0732并在大肠埃希菌BL21表达TTE0732;通过qRT-PCR分析tte0732基因在50、60、75和80℃的RNA表达量;应用生物信息学软件分析Galu在嗜热菌和常温菌中编码氨基酸的基本理化性质。成功构建了原核表达载体pET-28a::tte0732并在大肠埃希菌BL21中得到高效表达,TTE0732分子质量大小为35 ku,主要以可溶性形式存在;qRT-PCR显示tte0732 mRNA在75和80℃高表达;生物信息学分析得出tte0732基因完整的ORF全长909 bp,编码302个氨基酸,其中Ile(I)、Leu(L)含量高于常温菌,编码蛋白为酸性亲水性蛋白,等电点为5.22,含有18个潜在的磷酸化位点,不存在跨膜结构、信号肽和糖基化位点。预测其蛋白质二级空间结构以α-螺旋、无规则卷曲、β-折叠为主。腾冲嗜热厌氧杆菌TTE0732蛋白是一种亲水性蛋白,在原核系统能高效表达,本研究结果对嗜热蛋白质的热稳定性机制的研究具有一定的参考。     

腾冲嗜热厌氧菌热休克蛋白60及其基因表达的热激动态变化分析

热休克蛋白60(HSP60)是细菌体内一种非常重要的分子伴侣,其可以协助蛋白质或肽链的正确折叠和构型,防止变性和降解。基于本实验室的早期观察,腾冲嗜热厌氧菌的HSP60是一个典型的温度相关蛋白质,在80℃的表达水平最高。为了进一步了解嗜热菌应急的分子机制,继续进行了在热激后HSP60基因表达的动态研究。将最适温度(75℃)下培养的腾冲嗜热厌氧菌迅速地转移至80℃继续培养,然后在不同的时间点上分别取样,并通过双向电泳、Western blot和Real_time PCR等方法,分析了HSP60在mRNA和蛋白质水平上的表达量的改变。试验结果表明,在80℃热处理4h内的短期应急过程中,HSP60蛋白水平一直呈上升趋势,而它的mRNA水平则表现为先升高后下降的一个非对称性的峰形变化。HSP60的mRNA和蛋白质的对温度的应答快慢程度是不同的。HSP60的mRNA水平的显著变化在1h内便可观察到,而蛋白质水平的显著改变要延迟3h左右。此外,HSP60的mRNA和蛋白质对温度的应答量变大小也是不同的。     

腾冲嗜热厌氧杆菌Cas2原核表达及生物信息学分析

为研究CRISPR/Cas系统及其相关蛋白Cas2(TTE2657)在腾冲嗜热厌氧杆菌热适应中的作用,应用PCR技术构建了原核重组质粒pET-28a::cas2,并在大肠埃希菌BL21表达Cas2蛋白;结合生物信息学软件对cas2编码蛋白的基本理化性质、氨基酸同源性、空间结构及蛋白质相互作用网络进行预测和分析。结果显示,成功构建了原核表达载体pET-28a::cas2并在大肠埃希菌BL21中得到表达,Cas2分子质量大小为9.9 ku,主要以可溶性形式存在;qRT-PCR显示cas2 mRNA在60℃和75℃高表达;生物信息学分析显示cas2基因其完整的ORF全长264 bp,编码88个氨基酸,其中Ile(14)、Ser(14)、Phe (12)含量较高,等电点为9.31,不存在跨膜结构。其蛋白质二级空间结构以α-螺旋、无规则卷曲、β-折叠为主,蛋白互作预测网络显示Cas2与Cas3、Cas5、Cas7等其家族大部分蛋白存在相互作用。进化树分析显示腾冲嗜热厌氧杆菌cas2基因与厌氧菌芽胞杆菌B7M1同源性最高(39.5%)。腾冲嗜热厌氧杆菌cas2编码蛋白是一种亲水性蛋白,在原核系统能高效表达。本研究为嗜热蛋白质的热稳定性机制的研究提供参考。     

腾冲嗜热杆菌热稳定海藻糖磷酸化酶的基因表达与酶的分子生物学性质研究

分离克隆了腾冲嗜热杆菌(Thermoanaerobacter tengcongensis)海藻糖磷酸化酶(TreP)的编码基因(treP), 该酶可催化以葡萄糖和α-1-磷酸葡萄糖为底物的海藻糖合成反应及其逆向的分解反应. 反向mRNA点杂交实验表明, 腾冲嗜热杆菌中treP基因在高盐胁迫条件下表达量增加, 而在海藻糖诱导条件下表达量降低. 将该基因导入不含TreP的大肠杆菌中进行诱导表达, SDS-PAGE表明, 异源表达的TreP分子量约为90 kD, 与预期值相同. 通过葡萄糖氧化酶法测定分解产物葡萄糖的产率表明: TreP催化海藻糖分解反应的最适温度是70℃, 最适pH值为7.0; 通过HPLC检测合成产物海藻糖的产率表明: TreP催化合成反应的最适温度为70℃, 最适pH值为6.0. 在最适反应条件下, 50 μg的TreP粗酶可催化25 mmol/L α-1-磷酸葡萄糖与葡萄糖在30 min合成11.6 mmol/L海藻糖; 而同量的酶在同样时间内仅能将250 mmol/L海藻糖分解生成1.5 mmol/L葡萄糖. 以上体内胁迫和诱导表达分析及体外酶学性质分析均证明该酶的主要功能是催化海藻糖的合成反应. 热稳定性实验表明, 该酶性质比较稳定, 在50℃下温育7 h还能保持77%以上的活性, 是一个有潜在工业用途的新的热稳定海藻糖合成酶.     

脊髓全横断损伤后差异表达蛋白的蛋白质组学分析

 对脊髓全横断损伤前后的大鼠脊髓全蛋白质进行双向凝胶电泳,借助PDQuest软件从中找出差异表达蛋白质点.应用基质辅助激光解吸电离串联质谱,对差异表达的蛋白质点进行鉴定,成功鉴定出18种蛋白质.脊髓损伤3 d后表达上调的蛋白质有巨噬细胞游走抑制因子、S期激酶相关蛋白 1、热休克蛋白 27、多配体蛋白聚糖 3、T细胞受体β链可变区、膜联蛋白Ⅲ、腺苷酸激酶 1、半乳凝素 3、丙酮酸脱氢酶、磷脂酶 B、嗜铬粒蛋白 A、热休克蛋白70凝结蛋白 1;同时表达下调的蛋白质有磷酸丙糖异构酶、神经鞘氨醇磷酸化受体、热休克蛋白10、肽酰 脯氨酰 顺反式异构酶 A多数差异蛋白质涉及到神经细胞的增殖、凋亡、应激反应等过程,为进一步阐明中枢神经系统的损伤和修复机制提供了理论依据.摘要 对脊髓全横断损伤前后的大鼠脊髓全蛋白质进行双向凝胶电泳,借助PDQuest软件从中找出差异表达蛋白质点.应用基质辅助激光解吸电离串联质谱,对差异表达的蛋白质点进行鉴定,成功鉴定出18种蛋白质.脊髓损伤3 d后表达上调的蛋白质有巨噬细胞游走抑制因子、S期激酶相关蛋白 1、热休克蛋白 27、多配体蛋白聚糖 3、T细胞受体β链可变区、膜联蛋白Ⅲ、腺苷酸激酶 1、半乳凝素 3、丙酮酸脱氢酶、磷脂酶 B、嗜铬粒蛋白 A、热休克蛋白70凝结蛋白 1;同时表达下调的蛋白质有磷酸丙糖异构酶、神经鞘氨醇磷酸化受体、热休克蛋白10、肽酰 脯氨酰 顺反式异构酶 A多数差异蛋白质涉及到神经细胞的增殖、凋亡、应激反应等过程,为进一步阐明中枢神经系统的损伤和修复机制提供了理论依据.     

嗜热真菌纤维素酶的CBD与海栖热袍菌的纤维素酶融合表达

将嗜热真菌毛壳菌纤维素酶Cel7A的纤维素结合结构域编码区与极端嗜热厌氧菌海栖热袍菌的纤维素酶CelB基因进行融合, 构建重组质粒pHsh-CBD-CelB, 并在大肠杆菌中表达。对融合蛋白进行纯化, 通过热处理和离子交换层析, 纯化到的融合蛋白SDS-PAGE 电泳图谱显示为单一条带。对融合蛋白的特性研究, 结果表明融合蛋白降解CMC的最适反应温度为90°C, 结晶纤维素吸附实验表明该融合蛋白具有结合结晶纤维素的能力, 并且融合蛋白降解CMC与结晶纤维素的能力得到提高。     

假激酶结构域的结构与功能

近年来在多种蛋白质结构中发现一个特定的结构域,假激酶结构域。假激酶结构域由于缺少一些对于激酶催化活性绝对必要的氨基酸残基而不具有激酶催化活性。以往同源建模的结果表明,一些假激酶结构域与激酶催化结构域的结构相似。已有的研究表明,蛋白质假激酶结构域一般可通过与激酶催化结构域相互作用而调节激酶的活性。     

GAPDH基因克隆及其作为毕赤酵母内标物的可靠性研究

为了测定GAPDH在巴斯德毕赤酵母中作为内参蛋白的有效性,利用PCR鉴定巴斯德毕赤酵母中GAPDH基因,分别在含葡萄糖、甲醇、甘油培养基及不同温度下培养巴斯德毕赤酵母,采用SDS-PAGE、Western blotting和催化活性检测。测序结果与已报道的巴斯德毕赤酵母GAPDH基因完全一致。SDS-PAGE结果显示,表达蛋白分子量为35.4 kD,与预期分子量相符。Western blotting和催化活性测定显示,在葡萄糖诱导下GAPDH表达最高,甲醇次之,甘油最低。37℃下GAPDH表达略高于28℃。在同一诱导物或温度下,GAPDH表达不会随浓度或培养时间发生明显变化。结果表明,在同一种诱导方式下,GAPDH可以作为异源蛋白表达的内参对照。     

腾冲嗜热厌氧菌丙氨酸消旋酶底物通道氨基酸位点的功能

【目的】通过定点突变探究腾冲嗜热厌氧菌MB4中生物合成型丙氨酸消旋酶Tt Alr底物通道内氨基酸位点A172和S173的功能。【方法】利用定点突变PCR技术构建突变体,通过亲和层析法纯化酶蛋白,采用D-氨基酸氧化酶偶联法检测各突变蛋白的活性及其稳定性。【结果】通过定点突变PCR成功得到8个突变体,酶学特性分析发现,A172位点突变为丝氨酸(S)后酶蛋白的相对活性有所提升,但含有该位点突变的酶蛋白稳定性均大幅下降;S173位点突变为天门冬氨酸(D)后导致突变体蛋白的最适反应温度提升了15°C,半衰期大幅延长,但相对活性明显下降。【结论】丙氨酸消旋酶Tt Alr底物通道内A172和S173位点均是影响酶蛋白催化活性和稳定性的关键位点。     

Fine regulation of cI857-controlled gene expression in continuous culture of recombinant Escherichia coli by temperature.

The expression at different temperatures of the lacZ gene, which is controlled by the lambda pL and pR tandem promoters and the cI857 temperature-sensitive repressor, was studied in Escherichia coli continuous cultures. At temperatures between 30 and 42 degrees C, beta-galactosidase activity behaved according to an exponential equation. By inducing a culture at a temperature within this range, predefined, nearly constant submaximal levels of gene expression and recombinant product yield can be obtained.     

乳糖代替IPTG诱导己糖激酶在大肠杆菌中的表达

构建了己糖激酶GLK高效表达的工程菌株BL21(DE3)/pET-glk,考察了乳糖代替IPTC诱导己糖激酶GLK在大肠杆菌BL21(DE3)中表达的可行性.实验结果表明,工程菌对数生长中期(OD<,600>约为1.0)添加终浓度为10 g/L的乳糖于25℃的条件下诱导6 h能获得最大量的目的蛋白和菌体量,目的蛋白表达...     

Glucokinase contributes to glucose phosphorylation in d-lactic acid production by Sporolactobacillus inulinus Y2-8

Sporolactobacillus inulinus, a homofermentative lactic acid bacterium, is a species capable of efficient industrial d-lactic acid production from glucose. Glucose phosphorylation is the key step of glucose metabolism, and fine-tuned expression of which can improve d-lactic acid production. During growth on high-concentration glucose, a fast induction of high glucokinase (GLK) activity was observed, and paralleled the patterns of glucose consumption and d-lactic acid accumulation, while phosphoenolpyruvate phosphotransferase system (PTS) activity was completely repressed. The transmembrane proton gradient of 1.3–1.5 units was expected to generate a large proton motive force to the uptake of glucose. This suggests that the GLK pathway is the major route for glucose utilization, with the uptake of glucose through PTS-independent transport systems and phosphorylation of glucose by GLK in S. inulinus d-lactic acid production. The gene encoding GLK was cloned from S. inulinus and expressed in Escherichia coli. The amino acid sequence revealed significant similarity to GLK sequences from Bacillaceae. The recombinant GLK was purified and shown to be a homodimer with a subunit molecular mass of 34.5?kDa. Strikingly, it demonstrated an unusual broad substrate specificity, catalyzing phosphorylation of 2-deoxyglucose, mannitol, maltose, galactose and glucosamine, in addition to glucose. This report documented the key step concerning glucose phosphorylation of S. inulinus, which will help to understand the regulation of glucose metabolism and d-lactic acid production.     

新喀里多尼亚弧菌CGJ02-2中四氢嘧啶合成基因簇ectABC的克隆及其功能鉴定

研究旨在克隆新的四氢嘧啶合成基因簇,并对其功能进行鉴定,为应用于四氢嘧啶的生产奠定基础。从新喀里多尼亚弧菌CGJ02-2中克隆获得四氢嘧啶合成基因簇ectABC,ectABC与表达载体pBAD连接后转化至大肠杆菌BW25113中,通过L-阿拉伯糖诱导表达。采用SDS-PAGE和液质联用鉴定重组表达蛋白,利用全细胞催化合成四氢嘧啶,通过高分辨质谱鉴定四氢嘧啶,并从天冬氨酸浓度、KCl浓度、温度和pH 4个方面优化催化条件。结果表明,来自新喀里多尼亚弧菌CGJ02-2基因组的ectABC大小为2 235 bp。SDS-PAGE显示表达产物中有3个重组蛋白产生,液质联用鉴定表明其分子量分别与ectA、ectB、ectC的理论分子量一致。高分辨质谱分析发现全细胞催化上清中有四氢嘧啶产生。优化后的最适全细胞催化条件为：天冬氨酸浓度100 mmol·L^-1,KCl浓度100 mmol·L^-1,温度30℃,pH 7.0,最优条件下产量为1.11 mg·mL^-1。研究从弧菌中克隆了四氢嘧啶合成基因簇ectABC,并在大肠杆菌BW2511...     

Construction and properties of pseudorabies virus recombinants with altered control of immediate-early gene expression.

To investigate how altered control of expression of the essential immediate-early (IE) gene of pseudorabies virus influences virus replication and virulence, we replaced the IE promoter with the tissue-specific promoters of the bovine cytokeratin IV gene (CKIV), the bovine cytokeratin VIb gene (CKVIb), or the inducible promoter of Drosophila heat shock gene HSP70. We compared expression of the IE gene of the wild-type virus and recombinant viruses in different cell types and at different temperatures and found that IE expression had become cell type or temperature dependent. When a recombinant virus was titrated on nonpermissive cells or was titrated at nonpermissive temperatures in vitro, the plating efficiency was reduced by more than 99%. Mice were inoculated subcutaneously (s.c.), intraperitoneally (i.p.), or intranasally (i.n.) with a dose equal to 100 times the 50% lethal dose of the wild-type virus. After inoculation with temperature-sensitive recombinant N-HSP, two (s.c.), two (i.p.), and four (i.n.) of five mice died. However, at this dose, recombinant N-CKIV, which contains a promoter specific for stratified epithelial tissue of the tongue mucosa, was not lethal when inoculated s.c. or i.p. but killed four mice when inoculated i.n. Recombinant N-CKVIb, which contains a promoter specific for the suprabasal layers of the epidermis, was not lethal after inoculation by any of the three routes. In explant cultures of nasal mucosa of pigs, replication of N-CKIV and N-CKVIb was not markedly reduced in the epithelium. However, in contrast to results obtained with wild-type virus, infection of the stroma was not observed. We conclude that the replicative ability and virulence of pseudorabies virus can be influenced by altering control of expression of the IE gene.