抗菌肽CM4与人可溶性B淋巴细胞因子hsBAFF在大肠杆菌中的融合表达

为进一步探讨抗菌肽CM4的原核表达及其生物学功能,本实验研究了抗菌肽CM4与人可溶性B淋巴细胞刺激因子hsBAFF的融合表达及抗菌肽CM4的生物学活性。运用PCR把B淋巴细胞因子hsBAFF和家蚕抗菌肽CM4进行基因融合,构建了融合表达载体pET28a (+)/CM4-hsBAFF,并在大肠杆菌中获得高可溶性表达的融合靶蛋白,且存在于超声破碎后的上清,经分子筛Sephadex G-75纯化后的重组融合蛋白用SDS-PAGE和Western blot分析鉴定.SDS-PAGE分析表明：可以通过分子筛一步纯化得到融合蛋白,该重组融合蛋白的分子量约22.0 KDa。Western blot结果显示该重组蛋白能与鼠抗人hsBAFF的抗体发生特异性反应.运用基因工程的方法获得CM4-hsBAFF重组融合蛋白,并具有很好的抑菌生物学活性。     

新型抗菌肽Perinerin在大肠杆菌中的融合表达

为了获得新型抗菌肽 perinerin在大肠杆菌中的高效和可溶表达,实验首先采用SOE 法(重叠 PCR 法)获得的 perinerin 基因序列,对目的基因密码子优化,然后将其连接到 pET32a 载体中获得重组表达载体 pET32a-PEN,通过改变诱导时间和温度、诱导剂 IPTG 浓度以及诱变工程菌株等条件和方法,观察重组蛋白的表达效果,并运用金属螯合层析对融合蛋白进行纯化.SDS-PAGE 显示重组菌诱导后表达的融合蛋白分子量约为 26kD,采用变异重组菌株 MUT 3诱导表达,在 2×YT 培养基培养条件下,30 ℃诱导4 h 可获得高效表达的 perinerin 融合蛋白,其表达量约占菌体总蛋白的 50 % 左右,重组蛋白主要以可溶性表达形式存在,可溶性产物最高可达重组蛋白总表达量的 60 %.融合蛋白运用金属螯合层析一步纯化,纯度可达 90 % 以上.     

津田芜菁MYB77蛋白的原核表达及纯化

目的:建立津田芜菁转录因子MYB77的原核表达系统,并在大肠杆菌中获得表达。方法:RT-PCR获得MYB77的编码序列,将其克隆至pGEM-T载体中,在上下游引物中分别引入HindⅢ和EcoRⅠ酶切位点,PCR获得带酶切位点的目的片段并将其连接到重组表达载体pGEX-KG中,转化大肠杆菌DE3工程菌株,IPTG诱导重组质粒pGEX-KG-MYB77在大肠杆菌DE3中表达带有GST标签的融合蛋白,超声裂解大肠杆菌,用MagneGST ProteinPurification System纯化目的蛋白,通过SDS-PAGE和Western印迹验证GST-MYB77融合蛋白的表达。结果:重组菌株可以表达GST-MYB77融合蛋白,用Western印迹鉴定纯化的融合蛋白,在相对分子质量为55.56×103处检测到目的条带。结论:利用大肠杆菌表达系统获得了较高纯度的GST-MYB77融合蛋白,为进一步研究津田芜菁MYB77蛋白的功能奠定了基础。     

迟眼蕈蚊抗菌肽BhSGAMP-1-S在大肠杆菌中的优化表达及其活性分析(英文)

【目的】BhSGAMP-1 是迟眼蕈蚊唾液腺抗菌肽,为了能够更好的了解其分子特性,我们将其表达、纯化并进行了活性测定。【方法】依据大肠杆菌稀有密码子设计并合成了抗菌肽基因 BhSGAMP-1-S,以 pMAL-c2X 作为表达载体在大肠杆菌 TB1 中进行融合表达,融合蛋白通过麦芽糖亲和层析柱进行纯化,获得的融合蛋白经肠激酶切割后,混合物通过分子筛凝胶层析和反相高效液相色谱来获得单体重组抗菌肽 BhSGAMP-1-S,对获得的抗菌肽进行活性测定。【结果】在最优的表达条件下融合蛋白以可溶的形式表达,100 mL 诱导菌液经多步纯化后可得 0. 38 mg 的重组抗菌肽 BhSGAMP-1-S,抑菌活性测定表明所获得的抗菌肽对部分测试革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和真菌有较强的抑菌活性。【结论】本研究第一次成功的在大肠杆菌中诱导表达了修饰合成的抗菌肽 BhSGAMP-1-S,纯化后的抗菌肽具有很好的抑菌活性,这为进一步研究和应用奠定了基础。     

抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达

抗菌肽作为新一代抗生素的潜在应用价值使其备受关注,大量高纯度的抗菌肽是开展基础及临床实验的关键。天然来源的抗菌肽资源有限、纯化困难,化学合成抗菌肽成本高、活性不稳定,因此通过基因重组表达得到大量抗菌肽是低成本、高效益的方法。目前采用大肠杆菌表达系统获得抗菌肽已成为研究者的首选,通常以形成融合蛋白的方式表达,这不仅可避免抗菌肽对宿主的杀伤作用,也保护了抗菌肽免受蛋白酶降解。文章结合课题组的研究工作,综述了近年来抗菌肽在大肠杆菌中表达的融合载体、融合蛋白的裂解方法及表达条件优化的研究进展。     

颗粒裂解肽G13结构域的重组表达及蛋白质结构预测

基因工程构建表达是获得抗菌肽的一种成本较低的方法,本实验人工合成G13结构域编码DNA序列,PCR扩增后,用T-A克隆法与pBAD/TOPO ThioFusion表达载体连接,通过PCR鉴定筛选出正确重组质粒,在大肠杆菌Top10中对目的蛋白进行表达,大肠杆菌工程菌经阿拉伯糖诱导后取样,用SDS-PAGE检测表达情况,采用生物信息学方法对表达蛋白的结构特征进行模拟分析。结果显示：目的蛋白在原核系统中实现了高效表达,表达量高达67%以上,主要以包涵体形式表达。蛋白结构预测结果显示,目的蛋白原有的α螺旋活性结构无改变,从而为抗菌肽高效生产提供了有效可靠的研究途径。     

鸡源抗菌肽Fowlicidin-2在大肠杆菌中的 重组表达及其生物学活性鉴定

【目的】对抗菌肽Fowlicidin-2基因进行克隆与表达,并鉴定其生物学活性。【方法】根据抗菌肽Fowlicidin-2氨基酸序列,依照大肠杆菌(E.coli)密码子的偏爱性,人工设计合成其编码基因。与质粒pET-32a连接,构建重组表达载体,转化表达宿主菌E.coliBL21(DE3),IPTG诱导表达,融合蛋白经溴化氰裂解后进行纯化,测定重组抗菌肽的抑菌活性。【结果】Fowlicidin-2融合蛋白以包涵体形式表达,经溴化氰裂解后,成功释放出Fowlicidin-2,获得的重组Fowlicidin-2对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有明显的抑菌效果。【结论】实现了抗菌肽Fowlicidin-2的重组表达,为抗菌肽的重组量化制备提供了理论基础与技术手段。     

杂合抗菌肽牛乳铁蛋白素-天蚕素在大肠杆菌中的高效表达及其活性鉴定

【目的】菌株耐药性问题日益突出,研制新型安全高效的抗菌药物成为目前的研究热点之一。抗菌肽具有多种优良特性,高活性抗菌肽的开发及其重组表达对解决菌株耐药性问题具有重要意义。【方法】根据牛乳铁蛋白素与天蚕素的结构,设计一种新型的杂合抗菌肽牛乳铁蛋白素-天蚕素(LfcinB-Cecropin),根据Escherichia coli密码子偏爱性合成其编码基因,利用同尾酶法构建含有不同LfcinB-Cecropin基因片段拷贝数的重组表达载体,转化到E.coli BL21(DE3)进行重组表达。【结果】经IPTG诱导,LfcinB-Cecropin融合蛋白成功获得表达。经超声破碎、包涵体纯化、甲酸裂解后,获得具有明显抑菌活性的杂合肽LfcinB-Cecropin。【结论】获得一种高活性的新型抗菌肽LfcinB-Cecropin,并实现了在E.coli中的高效重组表达。     

光滑鳖甲抗菌肽的原核表达条件优化及其抗菌活性

【目的】本研究旨在探索光滑鳖甲Anatolica polita borealis抗菌肽Ap AMP1015的最佳原核表达条件及其抗菌活性。【方法】利用生物信息学方法对得到的Ap AMP1015基因序列和蛋白结构进行分析,运用原核表达技术表达Trx A-Ap AMP1015融合蛋白,通过Western blot方法鉴定蛋白,并利用亲和层析的方法获得纯化的Trx A-Ap AMP1015融合蛋白,抑菌圈实验验证蛋白抗菌活性。【结果】克隆得到光滑鳖甲抗菌肽基因Ap AMP1015,其开放阅读框长387 bp,编码128个氨基酸,其中包含由19个氨基酸组成的信号肽和75个氨基酸组成的成熟肽。NCBI数据库同源序列比对结果显示该蛋白属Coleoptericin抗菌肽家族。确定了蛋白表达的最佳条件:0.1 mmol/L IPTG 150 r/min 25℃诱导4 h。肠激酶切割后的Ap AMP1015能够有效抑制大肠杆菌Escherichia coli的生长。【结论】克隆得到光滑鳖甲抗菌肽基因Ap AMP1015,获得了其编码蛋白的最优表达条件,研究发现Ap AMP1015能够有效抑制大肠杆菌的生长。本研究为光滑鳖甲抗菌肽Ap AMP1015的应用和进一步研究奠定了基础。     

rSalmosin-Mel融合蛋白在毕赤酵母中表达及活性研究

[目的]构建rSalmosin-Mel融合蛋白毕赤酵母真核表达载体,建立表达纯化工艺并初步评价其抗肿瘤活性。[方法]rSalmosin-Mel基因同pPIC9K相连,构建pPIC9K/rD-M真核表达载体,电转化至毕赤酵母菌GS115中。对重组菌的发酵时间、甲醇浓度及培养基pH进行优化。采用QSepharose HP和Sephadex G-75层析技术纯化重组蛋白rD-M。通过MTT比色法检测rD-M对MCF-7细胞增殖的抑制作用。[结果]获得了高效分泌表达rD-M融合蛋白的酵母工程菌株,确定了在28℃、pH 6.0、浓度为1.5%甲醇诱导96 h发酵条件。通过层析纯化出纯度大于95%的重组蛋白。MTT实验结果表明,0.25、0.5、1、2和4 nmol/L的rD-M对MCF-7细胞增殖具有明显的抑制作用。[结论]实现了rSalmosin-Mel融合蛋白在毕赤酵母中最优条件下的分泌型表达,为其作为基因工程抗肿瘤药物奠定基础。     

Antiendotoxin activity of protegrin analog IB-367 alone or in combination with piperacillin in different animal models of septic shock

The therapeutic efficacy of protegrin peptide IB-367 was investigated in three rat models of septic shock: (i) rats injected intraperitoneally with 1mg Escherichia coli 0111:B4 lipopolysaccharide, (ii) rats given an intraperitoneal injection of 2 X 10(10) CFU of E. coli ATCC 25922, and (iii) rats in which intra-abdominal sepsis was induced via cecal ligation and puncture. All animals were randomized to receive parenterally isotonic sodium chloride solution, 1mg/kg of IB-367, 60mg/kg piperacillin and 1mg/kg of IB-367 plus 60mg/kg piperacillin. The peptide demonstrated lower level of antimicrobial activity than piperacillin, nevertheless it exhibited the dual properties of antimicrobial and antiendotoxin agent. Finally IB-367 and piperacillin association showed to be the most effective therapeutic approach.     

黄鳍金枪鱼抗菌肽YFGAP在大肠杆菌中融合表达及其活性检测

【目的】抗菌肽YFGAP由32个氨基酸组成,分子量为3.4 kD,对革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G?)表现出强效的抑制作用,不具有溶血活性。在大肠杆菌中表达抗菌肽YFGAP,分离纯化抗菌肽并鉴定其生物学活性。【方法】化学合成EK-YFGAP和L-EK-YFGAP基因序列,构建表达载体pET22b-ELP20-EK-YFGAP、pET22b-ELP40-EK-YFGAP和pET22b-ELP40-L-EK- YFGAP,分别转化至大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,可逆相变循环纯化融合蛋白。肠激酶酶切,经Vivaspin Turbo纯化柱纯化,测定重组抗菌肽的抑菌活性和溶血活性。【结果】纯化出两种融合蛋白ELP40-EK-YFGAP和ELP40-L-EK-YFGAP,肠激酶酶切纯化后获得重组抗菌肽YFGAP,对4种病原菌均有抑制效果,溶血活性较低。【结论】以ELPs作为非色谱纯化标签,实现了抗菌肽YFGAP的融合表达,具有操作简单、成本低、易于扩大的优势,为重组抗菌肽的量化制备及应用提供了理论基础和技术支持。     

结核分枝杆菌esat6-rpfD融合基因的原核表达及产物纯化

目的：构建结核分枝杆菌融合基因esat6-rpfD的原核表达载体,表达和纯化ESAT6-RpfD融合蛋白。方法：从结核分枝杆菌H37Rv株基因组中经PCR分别扩增esat6和慢周基因,克隆入pMD19-T载体,测序后克隆入原核表达载体pProExHTB,酶切重组质粒,转化大肠杆菌DH5α,IPTG诱导表达融合蛋白,亲和层析纯化融合蛋白。结果：PCR扩增的esat6、rpfD基因序列与GenBank报道一致;诱导表达后,经SDS-PAGE和Western blot分析,在相对分子质量约30000处有目的条带,融合蛋白以包涵体形式表达。结论：构建了esat6-rpfD融合基因原核表达载体,并在大肠杆菌中表达并纯化得到ESAT6-RpfD融合蛋白。     

抗人AFP单链抗体与藻胆蛋白融合蛋白的构建、表达与活性分析

目的:构建多基因表达载体,在大肠杆菌中同时表达AFP单链抗体(scFv)和蓝藻别藻蓝蛋白α亚基脱辅基蛋白(apcA)组成的融合蛋白(scFv-apcA)、藻胆蛋白裂合酶(cpcS)及藻红蛋白生物合成酶(Ho1和pebS),获得共价结合藻红胆素的融合蛋白(scFv-apcA-PEB)。方法:利用融合PCR将scFv和apcA基因连接起来,形成scFv-apcA融合基因,并将该融合基因与cpcS克隆到表达载体pCDFDuet-1中;将Ho1和pebS基因克隆到表达载体pRSFDuet-1中。将两种载体共转化到大肠杆菌中,IPTG诱导重组蛋白表达,经亲和层析获得重组蛋白,通过光谱学分析和抗体竞争性抑制法,测定重组蛋白的生物学活性。结果:成功表达融合蛋白scFv-apcA-PEB,分子质量约为45kDa,与理论值相符,其最大吸收峰为549.5nm,最大荧光发射峰为560nm,竞争抑制ELISA法初步鉴定活性,竞争抑制率达到48%。结论:利用大肠杆菌表达系统,获得了同时具有荧光特性和免疫学活性的重组蛋白。     

Expression of random peptide fused to invasin on bacterial cell surface for selection of cell-targeting peptides

The protein invasin expressed on the cell surface of the pathogenic bacteria Yersinia pseudotuberculosis mediates the entry of this bacterium into cultured mammalian cells. We have developed a system for expression of random peptides on the cell surface of Escherichia coli (E. coli) by creation of a fusion hybrid between a peptide and the invasin protein. The fusion protein constructs consist of part of the outer membrane domain of the invasin protein, six proline spacers, and a decamer of random peptides flanked by cysteine residues (CX(10)C). Peptides were constitutively expressed on the cell surface in the resulting random decamer peptide library, which we designated as ESPEL (E. coli Surface Peptide Expression Library). The ESPEL was systematically screened for its binding affinity toward human cultured cells. Several bacterial clones were identified whose binding to human cells was mediated by peptides expressed on the bacterial cell surface. Flow cytometric analysis showed that both the identified bacterial clones and these corresponding chemically synthesized peptides bound to human cells specifically. The techniques described provide a new method that uses E. coli random peptide library to select targeting peptides for mammalian cells without any knowledge of the human cellular receptors.     

Expression of a Neurospora crassa metallothionein and its variants in Escherichia coli.

The Neurospora crassa metallothionein (NC) synthesis gene was cloned and expressed in Escherichia coli in two different expression vectors (pING2 and pUA7), both under the regulation of the Salmonella typhimurium arabinose operon. Upon induction with arabinose, the pING2-NC vector expressed as inclusion body-localized AraB'::NC fusion protein of 21 kilodaltons. The pUA7-NC vector expressed a 5.3-kilodalton Lpp::NC fusion protein anchored to the outer membrane of the cell. Cells expressing the NC fusion proteins accumulated Cd2+ and Cu+ (between 2.3- and 11-fold) compared with nonexpressing cells. To generate novel forms of metal-binding peptides, a set of specific mutant genes for N. crassa NC was designed in which each cysteine residue was replaced with a subset of amino acids implicated in peptide-metal coordination (Asn, Asp, His, Lys, or Tyr residues). These mutant NC sequences were cloned into the two vectors and expressed in E. coli. One of the mutant proteins (containing His residues) showed accumulation of Cd2+ and Cu+ (threefold) from a mixture of 16 heavy metals species. None of the other heavy metals present in the culture was accumulated.     

Expression of a Neurospora crassa metallothionein and its variants in Escherichia coli

The Neurospora crassa metallothionein (NC) synthesis gene was cloned and expressed in Escherichia coli in two different expression vectors (pING2 and pUA7), both under the regulation of the Salmonella typhimurium arabinose operon. Upon induction with arabinose, the pING2-NC vector expressed as inclusion body-localized AraB'::NC fusion protein of 21 kilodaltons. The pUA7-NC vector expressed a 5.3-kilodalton Lpp::NC fusion protein anchored to the outer membrane of the cell. Cells expressing the NC fusion proteins accumulated Cd2+ and Cu+ (between 2.3- and 11-fold) compared with nonexpressing cells. To generate novel forms of metal-binding peptides, a set of specific mutant genes for N. crassa NC was designed in which each cysteine residue was replaced with a subset of amino acids implicated in peptide-metal coordination (Asn, Asp, His, Lys, or Tyr residues). These mutant NC sequences were cloned into the two vectors and expressed in E. coli. One of the mutant proteins (containing His residues) showed accumulation of Cd2+ and Cu+ (threefold) from a mixture of 16 heavy metals species. None of the other heavy metals present in the culture was accumulated.     

肽类抗生素生物合成基因簇在Escherichia coli中的异源表达

微生物能够产生众多结构和生物活性多样的次生代谢产物,而其生物合成基因簇的挖掘和异源表达是药物创新和产量提高的必要前提. 在过去20年里,大量重要天然产物的生物合成基因簇在微生物中被不断的发现. 在这些被挖掘的基因簇中,肽类抗生素的生物合成基因簇占了很大比重.肽类抗生素因具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物学活性而备受化学家和药物学家的重视. 如能了解它们的生物合成机制,实现其基因簇的异源表达,将使合理化遗传修饰生物合成通路获取结构类似物（药物开发）和提高产量成为可能. 大肠杆菌作为最广泛、最成功的表达体系,常用来表达外源基因,但一般只能表达一个或几个基因,却很少有用它来表达整个生物合成基因簇. 2001年,Khosla和Cane在E.coli中成功异源表达了一个复杂聚酮天然产物（红霉素苷原6dEB）基因簇. 这是首个有关在E.coli中异源表达天然产物生物合成基因簇的研究. 至此之后,大肠杆菌开始作为生物合成基因簇的异源表达宿主,越来越受到相关领域的重视. 紧接着核糖体肽和非核糖体肽生物合成基因簇也相继在大肠杆菌中成功异源表达. 本文对肽类抗生素生物合成基因簇在E.coli中的异源表达进行了综述.