大肠杆菌外源蛋白表达载体稳定性的研究进展

构建高产、稳定、可靠的质粒载体成为基因重组表达技术的研究重点之一。宿主细胞代谢反应和质粒不稳定性相关信息的缺乏,仍然阻碍着质粒载体的优化,成为限制外源蛋白在大肠杆菌中高效表达的瓶颈之一。主要论述了大肠杆菌外源蛋白表达载体的稳定性,分别从质粒和外源基因的本身特性、重组质粒转化对宿主细胞造成的影响及其他因素等方面阐述了对质粒载体稳定性的影响,同时介绍了相关的解决办法,从而为大肠杆菌表达系统高效表达外源蛋白提供参考。     

重组基因表达对大肠杆菌生理的影响

重组基因在表达外源蛋白质时常常会耗用大量的宿主细胞资源,从而对宿主造成代谢负荷,代谢负荷使得宿主的生化和生理产生很大的变化,甚至损害宿主正常的代谢功能。而过重的代谢负荷会影响目标蛋白的表达量和表达质量。综述了产生代谢负荷的原因,宿主细胞对代谢负荷的应激反应、以及减轻代谢负荷的策略。     

外源基因在真核细胞中的表达

这是分子生物学和细胞生物学交接的一个重要课题。将外源克隆的基因导人到真核细胞中进行有效的表达,不仅能在完整细胞内研究基因的精细结构和表达的调控机制,而且更重要的能探讨改变细胞遗传性的问题。     

杆状病毒介导外源基因在哺乳动物细胞中表达的研究进展

杆状病毒(Baculovirus)是一种以昆虫为唯一宿主的病毒, 可用做生物杀虫剂或作为表达载体在昆虫细胞中大量表达外源蛋白, 制备疫苗。研究发现, 在哺乳动物细胞中携带哺乳动物启动子的重组杆状病毒能启动下游外源基因的表达但病毒不能在哺乳动物细胞中增值, 对细胞毒性小, 转导成功的细胞可以稳定传代并有效表达外源基因, 哺乳动物细胞比昆虫细胞对蛋白质具有更好的翻译后修饰, 表达出的蛋白结构更接近天然蛋白。因此, 杆状病毒可作为一种新型的哺乳动物细胞基因转移载体, 用于表达外源基因及作为一种基因治疗载体, 具有巨大潜力, 日益受到人们的关注。本文对杆状病毒作为一种表达载体在哺乳动物细胞中表达的研究进展进行了综述。     

MPST基因慢病毒载体的构建及在SH-SY5Y细胞中的表达

为构建MPST基因慢病毒表达载体,获得稳定表达外源MPST基因的SH-SY5Y细胞株,本研究通过PCR扩增出MPST目的基因,将其克隆到慢病毒表达载体p EB-GFP (T2A) PURO上,将重组慢病毒表达载体和慢病毒包装质粒系统(pLP/VSVG, pLP1, p LP2)共转染293T细胞,用获得重组的慢病毒液感染SH-SY5Y细胞,嘌呤霉素筛选稳定表达MPST基因的(SH-MPST)细胞株。采用Real-time PCR和Western blotting以及ELISA等方法对筛出来的SH-MPST中的MPST的表达及功能进行鉴定。与空转染组(SH-PEB)相比,SH-MPST细胞中MPST mRNA及蛋白的表达水平显著增加,且细胞内MPST酶活性、酶含量及细胞释放硫化氢的水平均显著增加(p0.05)。以上研究表明,MPST基因慢病毒表达载体成功构建,并获得稳定表达外源MPST基因的SH-SY5Y细胞株,这将为MPST功能的深入研究提供依据。     

外源蛋白在中国仓鼠卵巢细胞中高效表达的策略

高效表达外源蛋白,在生物制药中有重要意义.中国仓鼠卵巢细胞（Chinese hamster ovary cell）是表达外源蛋白的最佳真核表达系统之一.影响外源蛋白在CHO细胞表达的因素甚多,主要包括载体、宿主细胞和外源基因几方面.深入了解和灵活运用它们之间的关系,有助于获得外源基因在CHO细胞中的高效表达.     

昆虫杆状病毒载体的细胞培养和重组蛋白生产

昆虫杆状病毒表达载体已用来表达了多种外源基因,其宿主细胞的种类、培养条件和对表达产物的修饰加工是直接影响表达水平、表达产物的生物活性和生产可行性的重要因素。近几年,随着对杆状病毒载体的深入研究,对其宿主细胞这些方面的研究也获得可喜进展,本文将对这些研究现况进行概述。     

重组微生物生理学

重组微生物生理学主要研究外源基因与宿主的相互作用以及细胞生理状态对这种相互作用的影响。宿主与外源基因的相互作用可发生在复制、分配、表达、代谢等各种水平,主要的分子机制为核酸-核酸、核酸-蛋白质的相互作用,一些小分子化合物可作为信号或效应子参与大分子的相互作用。重组微生物生理学研究主要包括下列三方面工作:1.噬菌体、质粒与宿主的相互作用以及基因工程菌中目的基因的复制、分配和表达规律。2.微生物响答系统的响答及适应的分子机制及其对外源基因调控的影响。3.细胞生长速率对宿主基因和外源基因调控的影响。这些工作融合了分子水平和细胞水平的研究,模糊了分子生物学和生理学的界限,成为基因工程的理论基础之一。美国微生物学会自1987年起把重组微生物生理学列为年会的一个独立专题。 外源基因与宿主的相互作用 噬菌体和质粒等染色体外基因与宿主基因处于一种依赖、互补和竞争的复杂关系。     

重组杆状病毒：一种新型哺乳动物细胞基因转移载体

昆虫杆状病毒表达载体系统已广泛应用于表达重组蛋白。近年来研究显示,含有哺乳动物细胞启动子元件的重组杆状病毒可有效地转导多种哺乳动物原代和传代细胞。借助于杆状病毒载体,已成功实现了外源基因在哺乳动物细胞内的瞬时或稳定表达;而在体内,杆状病毒可被血清中的补体成份所灭活,从而抑制了转导效率,但是通过对杆状病毒进行修饰（如伪型杆状病毒）,可以抵抗补体的灭活作用。研究人员对杆状病毒转导机制进行了探索,但是至今尚未完全弄清。杆状病毒基因转移系统最大特点是,杆状病毒能在昆虫细胞内大量繁殖,而不能在哺乳动物细胞内复制,因而具有很高的生物安全性;同时,此系统还具有操作简便、插入外源基因容量大等优点,使得杆状病毒作为哺乳动物细胞的基因传递载体,具有广泛的应用前景。     

人源跨膜蛋白43(TMEM43)的检测、细胞内定位及体外真核表达

为探究人源跨膜蛋白43(TMEM43)基因含量、定位分布及体外真核表达情况,利用RT-PCR及Western blot方法分别检测内源MRC-5和HEK293细胞内TMEM43基因及其蛋白表达情况,采用间接免疫荧光实验进一步分析其在MRC-5细胞内的分布;构建重组表达载体pcDNA3.1-EGFP-TMEM43,转染至HEK293细胞内检测外源TMEM43在HEK293细胞内的基因和蛋白表达情况。结果显示,基因水平TMEM43在MRC-5细胞内的表达明显高于HEK293细胞,蛋白水平仅能检测到MRC-5细胞内TMEM43的表达。重组表达质粒pcDNA3.1-EGFP-TMEM43转染HEK293细胞后,基因水平TMEM43表达显著升高, Western blot可检测到转染后细胞内TMEM43蛋白成功表达。结果表明,不同细胞表达TMEM43含量存在差异,肺来源细胞内TMEM43的表达明显高于肾来源的细胞;构建的重组载体pcDNA3.1-EGFP-TMEM43可成功转染HEK293细胞并表达。该研究为TMEM43结构及功能、与疾病相关机理的进一步探究提供了实验依据。     

反转录病毒基因转移载体

80年代初期,以反转录病毒作载体进行基因转移的技术迅速发展起来。以反转录病毒作载体进行基因转移具有以下几个方面的特点:宿主细胞范围广;病毒感染滴度高;病毒感染宿主细胞后,细胞不发生病变,可以稳定地表达外源基因;基因转移效率高,病毒基因往往以低拷贝整合,易于外源基因表达的研究;反转录病毒较小,易于操作,容纳的外源基因较大(10kb左右);基因转移后不发生重排;经特殊构建的反转录病毒载体,不易产生感染性病毒粒子,比较安全。为了构建一个基因转移效率高、宿主范围广、安全的反转录病毒基因转     

MAR的结构、功能及其应用研究现状

真核细胞表达外源基因克服了原核细胞表达外源基因的种种不足(如mRNA的成熟、翻译后的加工),因而得到广泛应用。但真核细胞表达外源基因也有不足之处,即表达效率低。造成真核细胞外源基因表达效率低的原因有很多,如基因结构、表达载体、调控元件等,而宿主细胞染色质DNA对外源基因的影响是一个不可忽视的原因。人们在通过载体将外源基     

非随机方法构建酿酒酵母基因工程菌

酿酒酵母是基因工程产品研究和生产的一个重要表达系统,表达载体和宿主细胞是构成表达系统的两大要素,虽然外源基因表达的方式、强度主要由表达载体控制．但宿主细胞的选择对最终获取产品的质量和数量也具有十分关键的作用。酿酒酵母基因工程宿主菌除要求具有高的DNA转化效率、细胞生长密度和稳定性、低的内源蛋白水解酶活性外,还必须具备与表达载体相对应的营养缺陷筛选标记,用传统随机诱变方法得到的营养缺陷变异株,因含有本底和隐性突变,在细胞生长密度和稳定性方面往往不能满足基因工程产品研究和生产的要求,甚至不能有效地表达外源基因。本文报道用重组技术,通过非随机方法构建了酿酒酵母基因工程宿主茁。研究表明用该方法得到的宿主菌在细胞生长密度、稳定性和表达外源基因方面优于用传统随机诱变方法得到的宿主菌。     

人GNAS1基因克隆、真核表达载体的构建及瞬时转染Hela细胞

目的:克隆人GNAS1基因编码区序列、构建真核表达载体并瞬时转染Hela细胞。方法:通过RT-PCR克隆GNAS1基因编码序列,亚克隆至pMD19载体,测序鉴定正确后,通过酶切连接至真核表达载体pEGFP-N1,通过菌液PCR和酶切鉴定获得pEGFP-GNAS1重组质粒;表达载体以Lipofectamine2000介导转染Hela细胞,并用实时定量PCR检测外源基因在Hela细胞中的表达。结果:克隆到GNAS1基因并获得了pEGFP-GNAS1表达载体,在Hela细胞中获得了GNAS1的过量表达。结论:成功克隆了GNAS1基因编码序列,并构建其真核表达载体,瞬时转染至Hela细胞,为进一步深入研究Gsα蛋白生物学作用奠定基础。     

一种含ELP60基因的载体pRELPN促进大肠杆菌的外源基因的高表达

类弹性蛋白多肽（ELP）为含有人工合成的ELP60基因的表达载体pRELPN,能促使外源基因在大肠杆菌中的高表达。当ELP60在大肠杆菌表达载体pET28a的多克隆位点被克隆后,其自身的表达低,也不与目的基因构成ELP融合蛋白质,而是促进克隆在ELP60基因后的含起始密码ATG的外源目的基因独立高表达。外源目的基因表达量占宿主蛋白的20% ～ 60%,比用pET28a载体表达的外源基因表达量高2～10倍。此类表达载体pRELPN适合于表达包括抗体、抗原、酶、重组蛋白质、多肽及ELP融合蛋白质等的外源基因的独立高表达。这些结果表明,pRELPN代表了一种有效的表达载体,有助于解决在原核表达中,所受限的普通载体对外源基因低表达或不表达所导致的不能产业化的问题。     

整合型vgb基因载体的构建和研究

运用染色体-质粒同源基因重组的方法将外源Vitreoscilla血红蛋白基因(vgb)整合在大肠杆菌JM105染色体的苏氨酸操纵子位置上,构建单拷贝的vgb表达载体VGl。VGl保持了vgb基因的生理功能,可在低氧条件下表达Citreoscilla血红蛋白使细胞适应贫氧环境;同时它克服了以质粒作为表达载体时vgb基因剂量和表达量过高带来的生理负担,因此可作为一种适于高密度培养的基因工程宿主菌。实验结果还显示vgb基因的表达使VGl与普通大肠杆菌相比在低氧条件下仍能维持较高的呼吸强度,说明vgb基因产物参与了细胞处于低氧水平时的代谢过程。     

鱼腥藻7120遗传转化的研究进展

鱼腥藻7120作为模式生物被广泛用于光合、固氮、进化、代谢等基本生命现象的研究。近几年, 对其基因工程的研究使人们看到它在医药、环保、能源等方面的应用潜力, 但表达效率低是其发展的瓶颈。为了提高其表达效率, 研究者从鱼腥藻7120的载体(包括启动子、复制子、选择标记基因等)的改进、目的基因的优化(密码子和SD序列)、宿主的改善、转化方法的改变等方面进行了大量探索, 除了用于功能基因的研究, 已经有几十个外源基因在鱼腥藻7120中表达。除了研究载体, 诱变鱼腥藻7120形成有利于外源基因表达的突变体和摸索转基因蓝藻最佳生长条件和表达条件, 可能是新的发展方向。     

构建LEF1基因毛囊特异表达载体并稳定转染胎儿成纤维细胞

旨在构建内蒙古白绒山羊(Capra hircus)淋巴样增强因子-1(Lymphoid enhancer factor,LEF1)基因真核表达载体并转染胎儿成纤维细胞,获得稳定表达红色荧光蛋白及毛囊特异性表达LEF1的转基因细胞克隆。以pCDsRed2载体为基本骨架将LEF1基因亚克隆到KAP6-1启动子下游,连接红色荧光蛋白表达元件,构建LEF1基因毛囊特异表达载体pCDsRed-KL。外源表达载体以lipofectamineTM2000介导转染胎儿成纤维细胞,通过G418筛选获得稳定转染的细胞克隆。PCR鉴定外源基因在细胞基因组中的整合。测序显示构建的表达载体pCDsRed-KL序列中,LEF1基因正确连接在KAP6-1启动子下游,顺序连接CMV启动子和红色荧光蛋白基因,载体构建正确。脂质体介导的稳定转染效率约为14.0%,经G418筛选得到高效表达红色荧光蛋白转基因细胞克隆。PCR检测显示外源KAP6-1启动子和LEF1基因整合到胎儿成纤维细胞基因组中。     

复制缺陷型人泡沫逆转录病毒载体构建和外源基因表达

在人泡沫逆转录病毒 (humanfoamyvirus ,HFV)原病毒全长克隆pHRSV13的基础上 ,缺失病毒基因组的env基因和bel基因 ,构建了一个表达标记基因neo和报道基因 gfp的重组人泡沫病毒载体质粒pGPSNI GFP。在与辅助质粒 p△GP共转染情况下 ,得到复制缺陷型的重组病毒颗粒GPSNI GFP。该病毒颗粒可以感染多种宿主细胞 ,将携带的外源基因整合于细胞染色体DNA上并实现表达