大肠杆菌-链霉菌穿梭载体的构建及应用

pIJ6021和pIJ4123是链霉菌的高拷贝表达载体,它们携带有受硫链丝菌素诱导的强启动子P_tipA。分别在它们的合适位点插入大肠杆菌质粒的复制子和在大肠杆菌中选择用的抗性标记基因(bla),得到了两个能在大肠杆菌和链霉菌中穿梭复制、并保持结构稳定的链霉菌表达载体：pHZ1271和pHZ1272。将透明颤菌(Vitreoscillia sp.)血红蛋白基因(vhb)克隆到pHZ1272中,用它转化变铅青链霉菌(Streptomyces lividans),经Western blotting分析和CO结合实验表明,在变铅青链霉菌中表达出了有生物活性的透明颤菌血红蛋白,从而证明所构建的pHZ1272载体具有在链霉菌中表达外源基因的功能。     

HER2胞外区基因的克隆及其在大肠杆菌中的可溶性表达

采用反转录PCR和PCR方法分别克隆P185^HER2/neu胞外区基因和噬菌体M13K07g3p—N1结构域基因,然后将二偶联入pET-22b( )载体中,在大肠杆菌中进行融合表达。可溶性目的蛋白表达量占细菌可溶性表达产物总量的30％72右．并通过镍亲和层析纯化出目的蛋白。以上结果为从噬菌体抗体库中筛选抗P185^HER2/neu的抗体奠定了基础。     

外源基因在大肠杆菌中的高效表达

为了提高外源蛋白在大杨杆菌中的表达量,人们对大肠杆菌表达系统进行了许多研究。作者综述了有关外源基因在大肠杆菌中高效表达的研究进展。     

人甲状旁腺激素在大肠杆菌中的表达及鉴定

化学合成人甲状旁腺激素（hPTH）全长基因,克隆到大肠杆菌表达载体pBV220和pET22b中,获得了高表达。经破菌、阳离子交换层析、反相层析纯化获得了纯度大于95%的纯品。N端测序、质谱分析结果表明重组hPTH 结果完整,N端无Met或fMet。生物活性试验证明重组hPTH具有激活腺苷酸环化酶、增加骨质量和骨密度等作用。     

原核系统可溶性表达策略

获得大量目的蛋白的最简单最经济的方法是利用原核表达系统表达外源基因.但由于原核系统的自身特点,使所表达的蛋白常常形成无活性的包涵体.多年来世界各国的研究为解决这一问题尝试了多种方法.本简单介绍原核表达系统的特点及提高蛋白可溶性表达的常用方法.     

磷脂酰丝氨酸合成酶基因pss的克隆与表达

磷脂酰丝氨酸合成酶能催化转酯反应,是定向合成特定磷脂类物质特别是磷脂酰丝氨酸的工具酶,但出发菌株产量低,很大程度上限制了酶法合成磷脂酰丝氨酸的工业化应用。利用表达载体pET-22b,实现了大肠杆菌磷脂酰丝氨酸合成酶基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的同源高效表达。利用镍亲和柱对表达产物进行纯化,并用HPLC法对纯化后的重组酶的活力进行检测。结果表明,目的蛋白可在短时间内进行大量表达,蛋白含量是出发菌株的100倍,同时经6h的转酯反应转化率达到33%,重组磷脂酰丝氨酸合成酶活力达到69U/mg蛋白。     

鲤鱼生长激素基因的改造及其在大肠杆菌中的表达

用聚合酶链式反应（ＰＣＲ）改造了锂鱼生长激素基因,扩增出编码锂鱼生长激素成熟肽的序列,并将此序列克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ Ⅱ ＫＳ质粒中,序列分析后,亚克隆到大肠杆菌表达载体ｐＢＶ２２０中。经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和薄层扫描,结果表明锂鱼生长激素基因已大肠杆菌中获得表达。锂鱼生长激素成熟肽的分子量为２２０００道尔顿,表达率占细胞总蛋白的１８％以上％。     

Streptomyces hygroscopicus谷氨酰胺转胺酶酶原基因的鉴定及在大肠杆菌中的表达

[目的]鉴定来源于吸水链霉菌的谷氨酰胺转胺酶基因;研究其在大肠杆菌系统的克隆与表达;分析该酶与其同源酶的活性中心氨基酸序列.[方法]从本实验室筛选的吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus;CCTCC M203062)发酵液中,分离纯化得到谷氨酰胺转胺酶酶原(pro-MTGase),测得N-端前十个氨基酸序列并与其它链霉菌来源的相应基因序列比较设计引物,扩增得到pro-MTGase 基因,将该基因插入到表达载体pET-20b( )信号肽pelB下游,构建分泌型表达载体pET/pro-MTG,并转化不同的大肠杆菌宿主BL21(DE3)和Rosetta(DE3)pLysS.[结果]获得了pro-MTGase的完整基因序列,多重碱基序列比对表明其与S.platensis和S.caniferus的pro-MTGase基因同源性高达92%.利用Rosetta(DE3)pLysS通过降温至24℃诱导策略,获得部分胞外表达的酶原.SDS-PAGE显示,胞外表达重组蛋白的分子量约为44kDa,与吸水链霉菌表达的天然酶原相符.诱导4 h后发酵液中的重组酶原经胰蛋白酶活化为成熟酶后测得最高酶活为0.24U/mL.[结论]该研究是对吸水链霉菌的谷氨酰胺转胺酶基因的首次报道,也是国内首次利用大肠杆菌实现pro-MTGase的胞外可溶性表达.     

改善大肠杆菌胞内氨基酰tRNA池提高外源基因表达水平

大肠杆菌是研究和高效表达异源蛋白的常用宿主细胞。由于大肠杆菌和真核生物及大部分古细菌在同义密码子上的使用有很大的差异,来源于真核或古细菌的外源基因在大肠杆菌中表达时,常常由于其带有稀有密码子而带来翻译方面的问题,如产生移码突变和表达量下降等,从而改变异源蛋白的表达质量和表达水平。在研究常见嗜热菌tRNA结构和组成的基础上,以古细菌α淀粉酶基因为例,采用增加有argU、ileY和leuWtRNA基因的大肠杆菌DE3为表达宿主,改善了胞内氨基酰tRNA池的大肠杆菌表达异源蛋白,表达量提高约9倍。     

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。     

人Hepcidin融合表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达

为了在大肠杆菌中表达生产hepcidin,根据大肠杆菌密码子偏好性,化学合成了人hepcidin的基因序列,并构建了hepcidin的融合表达载体pET -hpc。pET- hpc在大肠杆菌BL2 1 (DE3)中表达的hepcidin融合蛋白以包涵体形式存在,其N端带有 6个组氨酸。通过优化诱导表达条件,该融合蛋白表达水平显著提高,占总蛋白的 2 5 . 2 %。表达的包涵体经 1 %TritonX 1 0 0洗涤后溶于8mol L尿素,在变性条件下采用金属螯合层析进行纯化,所得融合蛋白纯度大于 95 %。     

枯草杆菌中性蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达

蛋白酶是枯草杆菌(Bacillus subtilis)产生的具有重要工业价值的水解酶。对蛋白酶基因的分离与高效率表达一直是基因工程研究领域的重要内容之一^[1-4]。蛋白酶基因的筛选可采用不同的方法,如“免疫法”、“DNA 杂交法”、“遗传互补法”等。大肠杆菌(Escherichia coli)是基因工程中最常用的宿主菌, 若能以E．Coli作为筛选蛋白酶基因的宿主苗,那么使用E．Coli的常规载体,便可直接获得完整的蛋白 酶基因。枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达．则是实现这一目标的关键。Koide等人^[5]报道过枯草杆菌的胞内丝氨酸蛋白酶基因在大肠杆菌中的表达。转化细胞在含有脱脂牛奶的平板上可产生十分微弱的水解圈。Ikeraara等人^[6]将Subtilisin E(枯草杆菌蛋白酶E)插人大肠杆菌的表达载体,具有活性的Subtilisin E便可分泌到大肠杆菌的细胞周质中。吴汝平撰文指出^[7]。克隆的枯草杆菌蛋白酶基因不能在大肠杆菌中表达。是因为大肠杆菌不能转录枯草杆菌的促使生长调节基因。Wang等人^[8]则认为,在大肠杆菌中观察不到野生型的中性蛋白酶基因E(nprE)的表达。是因为nprE的表达产物对大肠杆菌有致死作用．除去该基因上的核糖体结合位点,nprE便能在大肠杆菌中低水平表达,并能将表达产 物分泌至胞外。由上可知．枯草杆菌的蛋白酶基因能否在大肠杆菌中表达以及表达的位置仍然是一个众说纷纭的问题,这一问题也正是能否用大肠杆菌作为宿主菌筛选蛋白酶基因的关键。     

纳豆激酶基因在大肠杆菌中活性表达的比较研究

实现纳豆激酶基因 (nattokinasegene)在大肠杆菌中高活性表达 ,并说明前肽 ( pro序列 )对纳豆激酶的活性表达必不可少。以纳豆芽孢杆菌基因组DNA为模板 ,采用PCR方法分别扩增编码信号肽、前肽及成熟肽的序列 ( pre pro NK)和编码前肽、成熟肽的序列 (pro NK) ,构建了大肠杆菌表达质粒 pTYB1 0 1 ,pTYB1 0 2 ,转化大肠杆菌ER2 5 66。在IPTG诱导下 ,分别在 1 5℃ ( 1 4h) ,3 0℃ ( 3h)和 3 7℃ ( 2h)培养。结果可见 ,pTYB1 0 2能表达有活性的纳豆激酶。SDS PAGE表明 ,1 5℃表达杂蛋白更少。薄层扫描显示表达的纳豆激酶占菌体总蛋白的 3 0 %以上。成功制备了表达纳豆激酶的工程菌。     

牛流行热病毒G1抗原表位基因在大肠杆菌中的表达、纯化及抗原性鉴定

从包含牛流行热病毒G蛋白基因的质粒pMD-G中克隆G1抗原表位区基因,与表达载体pGEX-4T-1连接,成功构建重组质粒pGEX-G1。重组质粒转化BL21(DE3),以IPTG进行诱导,并确定了最佳表达条件的IPTG浓度为0.1mmol/L、反应温度为16℃、诱导时间为18h。可溶性表达的目的蛋白经Glutathione Sepharose TM4B介质纯化,纯度达80%;以包涵体形式存在的重组蛋白以2%的脱氧胆酸钠洗涤、0.5%的N-十二烷基肌氨酸钠溶解、透析复性、Glutathione Sepharose TM4B纯化后,纯度达85%以上。Western blot试验表明纯化的目的蛋白有良好的反应原性。经间接ELISA检测,测得牛流行热病毒12份阳性血清的OD490值平均为1.813±0.231,12份阴性血清的OD490值平均为0.359±0.032,差异极显著(P<0.01)。将重组蛋白作为抗原免疫兔子,试验兔均产生了高滴度的抗体,证实该蛋白有免疫原性。将目的蛋白作为包被抗原,测得8份狂犬病病毒阳性血清的OD490值平均为0.324±0.031,与所测12份阴性血清的OD490值接近,说明不存在交叉反应。以上结果均证实纯化后的重组蛋白有良好的生物学活性和特异性,可作为包被抗原,开发ELISA试剂盒。     

Molecular cloning and expression of the glucose/xylose isomerase gene from Streptomyces sp. NCIM 2730 in Escherichia coli

Abstract A partial genomic library of Streptomyces sp. NCIM 2730 was constructed in Escherichia coli using pUC8 vector and screened for the presence of the d-glucose/xylose isomerase (GXI) gene using an 18-mer mixed oligonucleotide probe complementary to a highly conserved six-amino acid sequence of GXI from actinomycetes. Eight clones which hybridized with the radiolabelled oligoprobe showed the ability to complement xylose isomerase-defective E. coli mutants. The restriction map of the insert from one (pMSG27) of the eight GXI-positive clones showing detectable GXI activity was constructed. GXI-deficient strains of E. coli were able to utilize xylose as the sole carbon source for their growth upon transformation with pMSG27. E. coli JM105 (pMSG27) and E. coli JC1553 (pMSG27) were inducible by IPTG suggesting that the expression of the cloned gene was under the control of the lacZ promoter. Western blot analysis revealed that the cloned gene is expressed as a fusion protein of M _r 110. This is the first report of expression of a catalytically active GXI from Streptomyces in Escherichia coli .