连接肽对融合蛋白ELP[I]_(30)-linker-eGFP相变的影响

研究G4S和Poly N连接肽对融合蛋白ELP[I]30-linker-eGFP相变的影响.将编码两种不同连接肽G4S和Poly N的绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,eGFP)基因克隆到pET28-ELP[I]30表达载体中,在宿主菌E.coli BLR(DE3)中经IPTG诱导表达ELP[I]30-linker-eGFP,通过可逆相变循环(inverse transition cycling,ITC)及镍柱亲和层析纯化ELP[I]30-linker-eGFP蛋白.结果显示,成功构建、表达具有活性的两种连接肽的融合蛋白ELP[I]30-linker-eGFP,连接肽G4S使融合蛋白产生不可逆相变,而Poly N不影响融合蛋白可逆相变,该研究对类弹性蛋白标签的应用具有指导意义.     

双Intein介导3片段vWF的反式剪接

von Willebrand因子(vWF)基因突变导致血管性血友病(VWD),由于其基因过大在基因治疗研究中难以为多数病毒载体携带.利用双内含肽(intein)的蛋白质反式剪接功能研究断裂成3段的vWF基因分别表达后在蛋白水平的连接,旨在为vWF基因的3载体联合转移应用于VWD基因治疗研究提供依据.将vWF cDNA于满足剪接所需的保守性氨基酸Cys1099、Ser2004的密码子前断裂为3段(N、M和C),分别与splitSspDnaE intein的N端(En)、C端(Ec)和splitSspDnaB intein的N端(Bn)、C端(Bc)编码序列融合,构建到原核表达载体pET-28a(+)中的His-Tag的下游,得到3种表达载体pET-NEn、pET-EcMBn和pET-BcC.分别转化感受态大肠杆菌BL21(DE3)细胞,经IPTG诱导表达后,以SDS-PAGE分析融合蛋白的表达,并进一步用His-Tag的特异性抗体进行分析;亲和层析纯化分别表达的带His-Tag标签的3段蛋白,复性后体外混合进行剪接实验以观察3片段vWF的连接.结果显示,3段预期大小的融合intein的vWF蛋白均有表达,用His-Tag抗体进行的Western印迹得到进一步证实;3段纯化的蛋白混合后可见明显的剪接条带形成,与vWF的预期分子量大小一致,表明双intein通过蛋白质反式剪接可有效连接3个片段的vWF,为进一步应用蛋白质剪接技术的3重载体真核细胞转vWF基因奠定了基础.     

幽门螺杆菌CagA蛋白N端片段的表达、纯化及其与磷脂酰丝氨酸的亲和力检测

目的:表达和纯化幽门螺杆菌不同菌株的CagA蛋白N端片段,检测其与磷脂酰丝氨酸(PS)的相互作用及亲和力。方法:用PCR方法从幽门螺杆菌3个菌株中扩增出CagA蛋白N端基因,并连接到表达载体pET-28a上;转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导可溶性表达CagA蛋白N端880残基片段;经镍柱亲和纯化后,利用PLOA法检测CagA蛋白与PS的相互作用。结果:构建了3种幽门螺杆菌菌株cagA基因的原核表达质粒pET-28a/cagAJ99、pET-28a/cagA11637及pET-28a/cagASS1,并在大肠杆菌中获得可溶性表达,SDS-PAGE和Western印迹证实得到目标融合蛋白,亲和纯化得到高纯度CagA蛋白。PLOA结果表明,CagA蛋白与PS有明显的相互作用。结论:3种幽门螺杆菌菌株CagA蛋白与PS之间存在相互作用,且不同的CagA与PS有不同的亲和力。     

胶质细胞源性神经营养因子(△N39)-R9神经营养活性和透过血脑屏障的研究

为了研究胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)在中枢神经系统疾病中的治疗应用,运用基因突变、蛋白质融合表达和蛋白质纯化技术获得分子质量较小的GDNF(△N39)活性片段.将HIV-1 Tat蛋白转导区(protein transduction domain,PTD)的9个碱性氨基酸49RKKRRQRRR57模拟物9个精氨酸(R9)与GDNF(△N39)活性片段融合表达,获得纯度达95%以上的GDNF(△N39)-R9融合蛋白.将GDNF、GDNF(△N39)、GDNF(△N39)-R9分别加入原代培养的中脑多巴胺能神经元和转染GDNF受体GFRαl和Ret的PC12细胞中,观察它们的神经营养活性和毒性.运用脑微血管内皮细胞株B-Endo 3,观察GDNF(△N39)-R9蛋白穿越血管内皮细胞膜的功能;运用脑血管内皮细胞和Matrigel铺板模拟血脑屏障,Transwell法检测Tat-GDNF(△N39)蛋白穿越脑血管内皮细胞和外周胶质膜的能力.结果显示:GDNF(△N39)-R9蛋白具有类似GDNF的神经营养活性,促进原代培养的中脑多巴胺能神经元和稳定表达GFRα1和Ret受体的PC12-GFRα1-Ret细胞株的存活,没有显示毒性,并且能很好地穿过脑微血管内皮细胞层和模拟的血脑屏障.     

卵泡刺激素受体短肽的表达及纯化

目的:表达人卵泡刺激素受体(follicle-stimulating hormone receptor,FSHR)N端第18-34氨基酸片段.方法:将FSHR N端第18-34氨基酸片段克隆p-pGEX4T-1中,构建成重组质粒pGEX4T-1-FSHRN(18-34位氨基酸).将该重组质粒转化E.coli BL21后,IPTG诱导其表达,经亲和层析进行分离纯化,western blot鉴定.结果:克隆成功,并表达FSHRN端第18-34氨基酸片段,所表达的融合蛋白中60%为可溶性蛋白.结论:成功克隆、表达、纯化了人FSHRN端第18-34氨基酸片段,为后续动物免疫试验提供抗原.     

纤维蛋白肽与低分子量尿激酶原融合蛋白的构建及性质

将人工合成的寡核苷酸片段进行定向连接后, 得到编码纤维蛋白β链N端(β 15～42)多肽的基因片段及连接区片段(linker), 再与低分子量尿激酶原(scuPA-32k) cDNA分子进一步连接后, 得到了Fβ(15～42)/scuPA-32k的融合基因.在大肠杆菌中经过IPTG诱导表达, 经过变性及复性, Zn²⁺螯合层析及Sephacryl S200凝胶层析后, 目的蛋白被纯化.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)显示为一条蛋白质纯化条带, 分子质量为35 ku. 经纤维蛋白平板法测定比活为87 000 U/mg.经纤溶酶活化后的融合蛋白与低分子量尿激酶相比,对显色底物S2444酶促动力学性质相似.同时Fβ(15～42)/scuPA-32k具有较高的纤维蛋白的亲和性并能抑制纤维蛋白凝块的形成.     

重组小鼠canstatin N端片段对鸡胚新生血管生成的抑制作用(英)

为了研究重组小鼠canstatin N端片段的体内抗血管生成活性, 通过PCR扩增小鼠canstatin N端片段cDNA,定向克隆于原核表达载体pET30a(+)中,构建小鼠canstatin N端片段重组表达载体pET-mCanN, 转化E.coli BL21(DE3), IPTG诱导表达,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白质印迹检测小鼠canstatin N端片段的表达. 结果表明,IPTG诱导原核表达载体pET-mCanN在大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中高效表达, 小鼠canstatin N端片段表达量约占菌体总蛋白量的18%, 小鼠canstatin N端片段主要以包涵体形式存在,包涵体经过洗涤、裂解、Ni-spin column亲合柱层析以及蛋白质复性等步骤纯化后,获得了纯度约为92%的重组小鼠canstatin N端片段. 鸡胚绒毛尿囊膜(chicken embryo choriollantoic membrane,CAM)实验表明,原核表达的小鼠canstatin N端片段能有效地按剂量依赖的方式抑制鸡胚新生血管的形成.     

ELP[Ⅰ]50标签在重组硫氧还蛋白分离纯化中的应用及PEG对其相变温度的影响

[目的]使用自行设计的类弹性蛋白(Elastin-like protein,ELP) ELP[Ⅰ]50作为非色谱纯化标签,分离纯化重组硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx),并研究聚乙二醇(Polyethyleneglycol,PEG)对ELP[Ⅰ]50-Trx相变温度(Inverse temperature transition,Tt)的影响.[方法]人工合成Trx基因,将其亚克隆到自行构建的表达载体pET28编码ELP[Ⅰ]50标签下游,转入大肠杆菌BLR(DE3)进行表达.融合蛋白表达后,采用可逆相变循环(Inverse transition cycling,ITC)分离纯化,并检测不同浓度PEG时的Tt值.[结果]成功表达、分离纯化出融合蛋白ELP[Ⅰ]50-Trx,检测出该蛋白浓度为25 μmol/L时,Tt为28.6℃;而当PEG的浓度为5％、10％、15％、20％时,Tt分别降至22.3℃、15.9℃、6℃、0℃.[结论]ELP[Ⅰ]50标签高效纯化重组蛋白具有操作简便、成本较低、易于扩大的优势,而PEG能降低蛋白的Tt值,进一步增强分离纯化效果,扩大使用范围,可望应用于分离纯化多种重组蛋白.     

类弹性蛋白标签在重组蛋白分离纯化中的应用

类弹性蛋白(elastin-like polypeptide,ELP)是一种非常有前途的重组蛋白分离纯化标签.这种人工合成的蛋白质多肽是由五肽重复序列单元(VPGXG)串联组成,具有温度诱导的可逆相变特性.ELP与目的蛋白融合后,赋予重组蛋白相类似的可逆相变性质.多次可逆相变循环(inverse transition cycling,ITC)之后,就可以从蛋白溶液混合液中选择性地分离出ELP融合蛋白,再经特异性酶切或者改变环境条件引发内含肽发生自我剪切去除ELP标签,从而得到单一的目的蛋白,实现简单快速分离纯化重组蛋白.目前,该技术已成功应用于原核大肠杆菌和植物表达系统中.大肠杆菌表达ELP-绿色荧光融合蛋白的最高产量可达1.6 g/L.这种非色谱分离纯化重组蛋白的方法具有技术简单、操作快速、成本低、易于扩大等优点.重点从该技术的原理、技术路线以及发展方向进行综述.     

利用ELP-Intein系统在大肠杆菌中生产抗菌肽DLP4

DLP4 （defensin-like peptide 4）是一种新型昆虫防御素抗菌肽,对革兰氏阳性细菌具有强大的抗菌活性而且不易产生抗药性。本研究利用类弹性蛋白（elastin-like polypeptide, ELP）的相变特性和蛋白质内含子（intein, I）的C端断裂系统,通过构建重组表达质粒pET-ELP-I-DLP4,以大肠杆菌（Escherichia coli）作为宿主细胞,诱导表达后的重组蛋白通过简单的离心、pH和温度转变进行纯化得到DLP4。研究中发现,在表达纯化过程中蛋白质内含子发生了C端提前断裂。为了解决这一问题,将其断裂为N端片段（I0_N）和C端片段（I0_C）后,分别与ELP或DLP4融合,构建了pET-ELP-I0_N和pET-ELP-I0_C-DLP4两种重组表达质粒。分别在大肠杆菌中诱导表达,将表达后的菌液混合,使蛋白质内含子恢复C端断裂活性,最终得到的DLP4的得率约为1.49 mg/L。抑菌试验证明纯化的DLP4表现出预期活性,这为DLP4在原核系统中的表达纯化提供...     

可溶性尿激酶受体的表达、纯化和结晶

克隆尿激酶受体可溶区域(suPAR)到果蝇胚胎细胞分泌表达载体pMT/Bip/v5-his,重组质粒与pCoHygro共转染果蝇S2细胞,筛选多拷贝稳定表达细胞系suPARS2.suPAR表达蛋白经尿激酶N端片段亲和柱、ResourceQ阴离子交换柱两步纯化后,得到高纯度的、稳定的suPAR单体.纯化后的蛋白质,与其抗体ATN615及尿激酶N端片段结构域等摩尔混合,浓缩至10g/L,以透析法进行该三元复合物晶体生长,获得衍射分辨率为1.9#的蛋白质晶体.     

SARS-CoV-2 N蛋白不同片段制备及其在荧光层析中的应用

表达纯化新型冠状病毒核衣壳 (N) 蛋白不同片段,建立新冠病毒总抗体荧光免疫层析方法并评价不同蛋白片段对该方法的影响。利用生物信息学技术对N蛋白序列进行分析、合成及原核表达、纯化,制备不同N蛋白片段;采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺 (1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride,EDC) 法荧光微球偶联抗原建立夹心荧光层析抗体检测方法,并分别进行性能评价。在制备的4个N蛋白片段中优选出全长N蛋白 (N419) 包被,N412加入0.5 mol/L NaCl进行标记作为最优组合;删掉N抗原N端第91–120位氨基酸 (N412) 可减少87.5%的非特异性干扰;线性范围为0.312–80 U/L,最低检出限为0.165 U/L,准确度在95%以上。优选配对N蛋白片段建立的新冠病毒总抗体荧光免疫层析检测方法,与广州万孚试纸条对比总符合率为98%,有望用于新型冠状病毒的辅助检测,同时为新冠抗体检测试剂性能的提升提供实验依据和借鉴。     

分选酶A(SrtA)的GST融合表达、纯化及活性测定

构建GST/金黄色葡萄球菌分选酶A (SrtA)的原核表达载体,在大肠杆菌中表达、纯化分选酶,并利用展示在酵母表面的底物检测分选酶的活性.以pMD20-SrtA为模板,PCR扩增得到SrlA△N59基因,经BamH I和Xho I双酶切,连接到原核表达栽体pGEX-4T-1中,构建重组表达栽体pGEX-SrtA△N59,转化大肠杆菌BL21( DE3),IPTG诱导表达,GST亲和层析分离纯化得到SrtA△N59,与展示在酵母表面的底物序列QALPETGEE-linker-EGFP作用,产生游离的EGFP,通过酶标仪检测EGFP荧光强度确定分选酶的活性.结果显示,重组表达栽体pGEX-SrtA△N59经IPTG诱导,表达出相对分子质量约为42 kD的融合蛋白,SDS-PAGE分析,该融合蛋白是以可溶形式表达.分离纯化得到的分选酶与底物作用,其荧光强度由568.66±12.14增加至921.43±13.02.以上结果表明,成功构建了重组表达裁体pGEX-SrtA△N59,并在大肠杆菌中获得了可溶表达的有活性的分选酶.     

聚乙二醇对ELP[I]40相变温度的影响

目的:研究聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)对类弹性蛋白(elastin-like protein,ELP)ELP[I]40相变温度(inverse temperature transition,Tt)的影响.方法:设计并合成ELP[I]40基因(由40个(VPGIG)五肽单元串联组成),表达纯化后,检测不同浓度PEG条件下ELP[I]40的Tt.结果:在ELP[I]40终浓度为25 μmol/L时,PEG浓度为5％,10％,15％,20％,25％时分别使Tt由29℃降至26.5℃,22℃,15.2℃,8.8℃,2.5℃.结论:PEG可降低ELP的Tt,可通过PEG促进ELP重组蛋白分离纯化.     

ELP[I]50标签在重组硫氧还蛋白分离纯化中的应用及PEG对其相变温度的影响

【目的】使用自行设计的类弹性蛋白(Elastin-like protein, ELP) ELP[I]50作为非色谱纯化标签, 分离纯化重组硫氧还蛋白(Thioredoxin, Trx), 并研究聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG)对ELP[I]50-Trx相变温度(Inverse temperature transition, Tt)的影响。【方法】人工合成Trx基因, 将其亚克隆到自行构建的表达载体pET28编码ELP[I]50标签下游, 转入大肠杆菌BLR(DE3)进行表达。融合蛋白表达后, 采用可逆相变循环(Inverse transition cycling, ITC)分离纯化, 并检测不同浓度PEG时的Tt值。【结果】成功表达、分离纯化出融合蛋白ELP[I]50-Trx, 检测出该蛋白浓度为25 μmol/L时, Tt为28.6 °C; 而当PEG的浓度为5%、10%、15%、20%时, Tt分别降至22.3 °C、15.9 °C、6 °C、0 °C。【结论】ELP[I]50标签高效纯化重组蛋白具有操作简便、成本较低、易于扩大的优势, 而PEG能降低蛋白的Tt值, 进一步增强分离纯化效果, 扩大使用范围, 可望应用于分离纯化多种重组蛋白。     

类弹性蛋白标签在大肠杆菌周质空间中表达研究

旨在研究类弹性蛋白[I]_(40)(elastin-like polypeptide[I]_(40),ELP[I]_(40))在大肠杆菌周质空间的表达。构建表达载体pIG6LH/ELP[I]_(40)及pIG6LH/ELP[I]_(40)+Trx,分别将构建的表达载体转化入表达宿主菌E.coli BLR(DE3),IPTG诱导表达,采用可逆相变循环(Inverse transition cycling,ITC)技术纯化蛋白。测定ELP[I]_(40)及ELP[I]_(40)+Trx蛋白相变温度(T_t),检测ELP[I]_(40)、ELP[I]_(40)+Trx蛋白浓度及NaCl对相变温度的影响。结果显示,经3轮ITC纯化得到了ELP[I]_(40)、ELP[I]_(40)+Trx蛋白。分别测定ELP[I]_(40)和ELP[I]_(40)+Trx在10、25、50、75和100μmol/L浓度下的T_t,其T_t依次为31.5℃、29℃、27℃、26℃、25℃和31.8℃、29.5℃、27.5℃、26℃、25.5℃;测定了不同浓度的NaCl对T_t影响,在ELP[I]_(40)和ELP[I]_(40)+Trx终浓度为25μmol/L,NaCl浓度为0.25、0.5、0.75、1.00和1.25 mol/L时,分别使ELP[I]_(40)的T_t由29℃降至24.5℃、22℃、19℃、15℃和11.5℃,使ELP[I]_(40)+Trx的T_t由29.5℃降至25℃、23℃、20.2℃、15.5℃和11.8℃。在大肠杆菌周质空间表达的ELP[I]_(40)与胞内表达的具有相同的理化性质,ELP可作为在大肠杆菌周质空间表达的蛋白质分离纯化标签。     

一个约30kD膜蛋白作为汉坦病毒候选受体的筛选

目的:筛选汉坦病毒包膜糖蛋白G2可能的候选受体或受体辅助分子,方法:根据汉坦病毒76～118株M基因序列设计引物,PCR扩增和基因重组获得G2全长及各功能片段的GST融合表达质粒,SDS-PAGE检测它们在BL21菌中诱导表达及纯化的效果.生物素标记汉坦病毒易感细胞Vero E6和非允许细胞CHO的细胞膜蛋白.将在BL21裂解上清中有表达的G2蛋白N端81～140位氨基酸片段(G2N81-140)纯化后与含有生物素标记的Vero E6细胞膜裂解液进行孵育,同时以非允许细胞CHO和无关蛋白GST-TLM做为阴性对照.通过GST Pull-down分离与G2蛋白特异性结合的细胞膜蛋白.结果:一个约30kD的Vero E6细胞膜蛋白与G2N81-140片段之间存在着特异性的相互作用.结论:该30kD蛋白可能是汉坦病毒细胞膜候选受体或受体辅助分子之一,是病毒入侵细胞的一个相关分子.     

锥虫早老素蛋白亲水区的克隆和表达纯化

目的体外表达锥虫早老素蛋白亲水区肽段,以制备抗血清用于功能研究。方法根据锥虫早老素蛋白二级结构特性,设计引物分别扩增N端及C端片段的亲水区肽段基因,装入原核表达载体进行表达,并通过变性纯化方法获得足够量表达蛋白,制备兔抗血清。结果成功扩增并克隆锥虫早老素蛋白亲水区片段L2及L7．并分别采用变性磁珠法和变性树脂法进行大量蛋白产物纯化,浓缩纯化产物制备兔抗血清经Westem blot杂交验证,出现目的蛋白大小阳性条带。结论成功表达锥虫早老素蛋推测N端及C端亲水肽段,并成功制备抗血清．可用于锥虫早老素蛋白功能分析。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒S1株GP3蛋白的原核表达与纯化

利用限制性酶切从重组质粒pRSET-GP3中得到缺失N端疏水序列的基因片段tGP3(truncated GP3).将tGP3克隆至原核高效表达载体pRSET,在E.coli BL21细胞中用IPTG诱导表达了猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)重组蛋白(His)6-GP3,并用亲和层析法获得了纯化蛋白.Western-Blottmg结果表明重组蛋白可被PRRSV阳性血清所识别,从而为进一步研究PRRSV GP3结构蛋白的免疫特性和功能奠定了基础.     

人甲状旁腺素(1-34)衍生物在大肠杆菌中表达、纯化及其生物学活性

为研究Gly hPTH(1 34)衍生物的生物学活性 ,用重叠PCR方法合成编码hPTH(1 34)的DNA片段 ,克隆到融合表达载体pGEX 2T的缩短型谷胱甘肽转移酶基因GST6 9△的 3′末端 ,构建正确读码框架的融合基因 .在两个基因间引入蛋白质羟胺切割位点序列 ,转入E .coliJM10 9中 ,IPTG诱导表达 .该融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的 2 0 %以上 ,主要以包涵体形式存在 ,盐酸羟胺切割表达产物 .分析表明 ,80 %左右的融合蛋白被裂解为GST6 9△和Gly hPTH(1 34) .经分子筛柱层析和反相层析分离纯化获得重组Gly hPTH(1 34)衍生物 ,纯度达 98%以上 ,回收率约为 10mg/升发酵液 ,分子量为 4 177,等电点 (pI)为 8 4 0 ,N端 16个氨基酸 ,除第一个为甘氨酸外 ,其余与天然hPTH(1 34)序列一致 .Western印迹结果表明 ,Gly hPTH(1 34)衍生物具有hPTH(1 34)的免疫学活性 .体外活性测定结果表明 ,Gly hPTH(1 34)衍生物能刺激人成骨细胞HOSTE85增殖、增加细胞内胶原合成、ALP活性增高和cAMP生成量增加 ,并呈量效关系 ,提示它具有与化学合成的hPTH(1 34)相同的生物学活性 ,N端多一个Gly对其活性无明显影响 .