hK1-L-Fc融合蛋白在CHO细胞中的表达及其活性研究

为进一步改造重组人激肽释放酶1(hK1),以期提高其生物活性,制备了通过柔性接头相连接的重组人激肽释放酶1-L-IgG1 Fc融合蛋白(hK1-L-Fc)。采用重叠延伸PCR技术构建hK1-L-Fc融合基因,克隆至表达载体pcDNA3.1,在中国仓鼠卵巢细胞(CHO-S)中表达。利用Protein A 亲和层析柱纯化融合蛋白,SDS-PAGE、Western blotting、飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、HPLC检测表达产物,底物法检测融合蛋白的体外活性。结果显示:成功构建pcDNA3.1-hK1-L-Fc重组表达载体;获得稳定表达融合蛋白的细胞株;无血清悬浮批式培养的表达量在0.7 mg/L以上;纯化的蛋白其纯度在95%以上,分子量约60 kDa;活性检测显示其比活性在9.2 U/mg以上,较hK1-Fc蛋白提高了18%以上。     

rhEPO-L-Fc融合蛋白的表达、生物活性和初步药动学分析

为了延长人促红细胞生成素(hEPO)体内半衰期以达到更好的药效,制备通过柔性接头相连接的重组人红细胞生成素-IgG1 Fc融合蛋白(rhEPO-L-Fc),并对其生物学活性和体内药动学进行初步研究.利用PCR技术构建rhEPO-L-Fc融合基因,克隆至表达载体pOptiVEC-TOPO ,在二氢叶酸还原酶缺陷型中国仓鼠卵巢细胞(CHO-dhfr-)表达.Protein A亲合层析柱纯化融合蛋白,SDS-PAGE、质谱、Western blotting鉴定表达产物,细胞增殖实验检测融合蛋白的体外活性,动物实验检测融合蛋白的体内活性和半衰期.成功构建pOptiVEC-TOPO -rhEPO-L-Fc重组子,实现了在CHO细胞表达,纯化后的rhEPO-L-Fc融合蛋白经鉴定,其分子量和特异性均与理论值相符,能刺激体外培养的EPO依赖型细胞生长,ED50为2 ng/mL,且明显增加大鼠外周血网织红细胞数,体内消除半衰期达到27 h.rhEPO-L-Fc融合蛋白能延长hEPO体内半衰期,为其临床研究奠定了基础.     

TAT-Cytoglobin融合蛋白的原核表达、纯化及生物活性分析

旨在利用细胞穿膜肽TAT的穿膜作用和细胞珠蛋白(Cytoglobin,Cygb)的抗衰老、抗纤维化的功能,将二者通过基因工程的手段融合在一起,以期获得能够穿透细胞屏障的Cygb。通过两次重叠PCR技术获得了TAT-Cygb DNA,将其插入原核表达载体pET22b质粒中,转化至大肠杆菌BL-21,筛选出可表达TAT-Cygb融合蛋白的大肠杆菌工程菌株。经乳糖诱导表达TAT-Cygb,CM阳离子交换层析(CM Sepharose Fast Flow Protocol)获得纯度高达95%的TAT-Cygb融合蛋白,分子量约23 kDa。生物活性实验显示,TAT-Cygb过氧化物酶比活力达到(422.30±0.36)U/mg。TAT-Cygb预处理的Hacat细胞可免受H2O2氧化应激的损伤(RGR=100%),同时TAT-Cygb可治疗已被H2O2氧化损伤的细胞(RGR=98%),与Cygb处理组相比具有显著差异(RGR=79%)。该研究首次成功利用大肠杆菌表达系统表达了可穿透细胞膜的、有生物活性的TAT-Cygb融合蛋白,为继续开展Cygb在抗衰老、抗纤维化和抗癌领域的研究奠定了基础。     

TAT-aFGF融合蛋白在大肠杆菌中的表达及其生物活性测定

构建表达Tat与人酸性成纤维细胞生长因子（acidic fibroblast growth factor, aFGF）融合蛋白的重组质粒pET3c–Tat-aFGF14-154和pET3c-Tat-aFGF27-154,并转化大肠杆菌BL21（DE3）中。37℃,l mmol/L的IPTG诱导4 hrs后,获得分子量约为18 kDa的融合蛋白,表达量分别占菌体总蛋白的42%和24%。利用阳离子交换（CM-Sepharose FF）、肝素亲和层析（Heparin-Sepharose CL-6B）以及分子筛（Sephadex G-25）联用的方法可获得纯度大于95%的目的蛋白,得率分别为93和78 mg/L。Tat-aFGF14-154及其对照蛋白aFGF14-154对Balb/c 3T3细胞有明显促细胞增殖的作用,最佳作用浓度分别为1280 ng/ml和160 ng/ml。而Tat-aFGF27-154 及其对照蛋白aFGF27-154则几乎没有促细胞增殖活性。免疫荧光分析结果表明,Tat-aFGF14-154及Tat-aFGF27-154均能穿过PC12、Balbc/3T3、HaCaT和海马神经元细胞的细胞膜,并主要定位于细胞浆中。此外,四种重组蛋白均能降低Aβ25-35对大鼠海马神经元细胞的毒性,在剂量为1000 ng/ml时,Tat-aFGF14-154、Tat-aFGF27-154、aFGF14-154及aFGF27-154细胞存活率分别为90.66%、81.87%、85.71%和78.02%,而Aβ25-35模型组的存活率仅为56.87%。     

家蚕表达人表皮生长因子gp67信号肽融合蛋白及生物活性的研究

人表皮生长因子(hEGF), 一种由53个氨基酸残基组成的单链多肽, 具有广阔的应用前景。本文主要探讨家蚕表达人表皮生长因子gp67信号肽融合蛋白的生物活性。采用家蚕杆状病毒表达系统来表达该信号肽融合蛋白。构建了重组质粒pBacPAKS-hEGF, 将该重组质粒与线性化病毒Bm-BacPAK6 DNA共转染家蚕细胞, 筛选获得重组病毒vBacPAK-SEGF, 用vBacPAK-SEGF感染家蚕BmN细胞和五龄蚕, Western blot检测表明在家蚕细胞、五岭幼虫的血淋巴和蛹中均有约12 kD的目的蛋白表达。ELISA检测发现在家蚕细胞中的表达量为23 mg/ 106细胞, 五龄幼虫中的表达量可达到82 mg/mL血淋巴。利用小鼠成纤维细胞Balb/c3T3分析家蚕表达的hEGF信号肽融合蛋白的生物活性, 结果表明表达产物能显著促进Balb/c3T3细胞的增值。另外, 研究还发现hEGF信号肽融合蛋白可使新生ICR小鼠体重增 加, 睁眼和萌齿时间提前。本研究为进一步开发利用家蚕表达的hEGF提供理论基础。     

蜂毒溶血肽前体蛋白cDNA的克隆及其融合蛋白的表达

从蜜蜂毒腺中提取总RNA ,通过RT PCR扩增得到了蜂毒溶血肽前体蛋白的cDNA ,将扩增产物克隆到 pT7Blu T载体上 ,再进一步将插入片段酶切并连接到 pUC1 1 8载体上 ,构建了重组质粒pUMP。DNA序列分析结果表明 ,克隆得到的cDNA序列与所发表序列完全相同 ,且与 β 半乳糖苷酶部分序列构成正确的读码框。含重组质粒 pUMP的大肠杆菌DH5α表达了与β 半乳糖苷酶部分序列融合的蜂毒溶血肽前体蛋白     

人神经生长因子融合蛋白的纯化及其生物活性的研究

用一株基因工程菌Ｅ．ｃｏｌｉ２４２６／ｐＭＮ表达了麦芽糖结合蛋白－人神经生长因子融合蛋白,菌体超声破碎后,上清液经直链淀粉亲和柱一步即可获ＳＤＳ－ＰＡＧＥ纯融合蛋白,为麦芽糖结合蛋白与人神经生长因子的络合物,产率约１０％。产物用鸡胚背根神经节检测生物活性,１ＢＵ不大于１０ｎｇ,与小鼠颌下腺β神经生长因子具有类似生物活性。     

人组织激肽释放酶成熟蛋白在大肠杆菌中的高效表达

将编码人组织激肽释放酶成熟蛋白的基因片段扩增并分别克隆到原核表达载体pET2 8(b)及分泌型表达载体pET2 0 (b)中 ,使其C端融合 6×HisTag序列 .转化不同受体菌 ,IPTG诱导表达后利用SDS PAGE、免疫印记等方法对重组蛋白进行分析 .在 6株基因工程菌株中 ,均表达出分子量约30kD的激肽释放酶融合蛋白 ,其中激肽释放酶在pET2 8载体中的表达水平高于pET2 0载体 .pET2 8和pET2 0载体表达的重组激肽释放酶蛋白分别占菌体总蛋白约 2 6 %和 10 % .Western印迹分析表明 ,目的蛋白可与抗人血清KK单克隆抗体发生特异性反应 .未经纯化的激肽释放酶融合蛋白具有一定的水解苯甲酰精胺酸乙酯 (BAEE)的能力 .在大肠杆菌中获得了人组织激肽释放酶的高效表达 ,表达产物具有免疫原性和生物活力 ,这为研究其生物功能和开发基因工程药物奠定基础     

化学修饰对胰激肽释放酶稳定性及其性质的影响

以自制高活性ＰＰＫ为材料，在氰基硼氢化钠存在下经水溶性乙醛酸修饰其表面氨基，使基抗不可逆热失活稳定性有显著提高，结果表明，修饰ＰＰＫ在等电点等基本性质方面都有变化，修饰ＰＰＫ的ＢＡＥＥ活性为天然酶的８２％，氨基修饰度为５８％，抗蛋白酶水解，贮藏和冻干稳定性都有加强。     

人激肽释放酶-1在甲醇酵母中高水平表达、纯化与鉴定

将自肾脏cDNA中获得的人激肽释放酶-1(Human kallikrein 1, hK1)基因插入到pPICZαA载体中, 构建甲醇酵母分泌型表达载体pPICZα-hK1, 该载体转化毕赤酵母(Pichia pastoris)宿主菌X33, 通过提高YPD平板和培养液中抗生素Zeocin的浓度(500~700 μg/mL), 筛选能高水平表达重组人激肽释放酶-1(Recombinant human kallikrein 1, rhK1)的P. pastoris工程菌株。在30 L发酵罐中发酵的表达条件为30oC、pH 6.0, 诱导64 h时, 发酵上清中rhK1产量达到6500 u/L(约1.25 g/L)。表达的rhK1有N-型糖基化程度不同的两种类型, 分别是分子量偏大的rhK1-H和分子量略小的rhK1-L。通过苯基疏水作用、Cu2+螯合以及阴离子交换层析纯化, 从每升发酵上清中可获得0.28 g的rhK1-H和0.62 g的rhK1-L, 纯化的总得率约为72%, 纯度不低于96%。到目前为止, 该研究获得的rhK1产量高于其他研究者的结果。     

Rational design of a fusion partner for membrane protein expression in E. coli

We have designed a novel protein fusion partner (P8CBD) to utilize the co‐translational SRP pathway in order to target heterologous proteins to the E. coli inner membrane. SRP‐dependence was demonstrated by analyzing the membrane translocation of P8CBD‐PhoA fusion proteins in wt and SRP‐ffh77 mutant cells. We also demonstrate that the P8CBD N‐terminal fusion partner promotes over‐expression of a Thermotoga maritima polytopic membrane protein by replacement of the native signal anchor sequence. Furthermore, the yeast mitochondrial inner membrane protein Oxa1p was expressed as a P8CBD fusion and shown to function within the E. coli inner membrane. In this example, the mitochondrial targeting peptide was replaced by P8CBD. Several practical features were incorporated into the P8CBD expression system to aid in protein detection, purification, and optional in vitro processing by enterokinase. The basis of membrane protein over‐expression toxicity is discussed and solutions to this problem are presented. We anticipate that this optimized expression system will aid in the isolation and study of various recombinant forms of membrane‐associated protein.     

重组rHSA-hFGF21融合蛋白在毕赤酵母中的表达纯化及活性分析北大核心CSCD

人成纤维细胞生长因子21(human fibroblast growth factor 21,hFGF21)已成为改善血糖和脂质代谢的候选药物,但却存在半衰期短和易被体内代谢等缺点,导致靶组织利用率低,限制了其临床应用。本研究通过柔性连接肽(GGGGS)_(3)将hFGF21的N端连接至人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)的C端,经过毕赤酵母密码子优化后,将重组基因片段rHSA-hFGF21连入pPIC9k和pPICZαA两种载体,并转化到X33、GS115和SMD1168三种不同酵母菌株中。通过加压筛选得到高表达的X33-pPIC9K-rHSA-hFGF21工程菌株,并优化摇瓶诱导条件如OD值、甲醇浓度和诱导时间进一步提高rHSA-hFGF21的表达效率。培养上清经中空纤维膜切向流技术粗分离、Blue亲和层析和Q离子交换层析纯化获得纯度约98.18%的rHSA-hFGF21蛋白。与hFGF21相比,rHSA-hFGF21具有更好的热稳定性和抗胰蛋白酶降解的能力,其血浆半衰期也延长了约27.6倍;中高浓度条件下rHSA-hFGF21刺激HepG2细胞摄取葡萄糖的能力优于hFGF21;在2型糖尿病动物中rHSA-hFGF21比hFGF21具有更好的长效降糖效果。本研究将为FGF21蛋白的大规模生产奠定基础。     

一种表征蛋白质可分泌性的结构融合度特征

选择适宜的信号肽是实现外源蛋白高效分泌表达的一个重要因素。本研究利用生物信息学方法分析信号肽与外源蛋白之间的相容程度,将其定义为结构融合度,并从数学角度分析拼接信号肽与目的蛋白邻近残基之间的相互作用,提出了信号肽拼接区域与目标蛋白之间的数学模型,利用该模型进行结构融合度特征提取,以此来表征外源蛋白质的可分泌性。模拟结果显示结构融合度特征能有效区分枯草芽孢杆菌宿主的可分泌和不可分泌蛋白。研究结果有助于信号肽的选择,对目的蛋白分泌表达的优化具有一定的指导意义。     

GST/ AEP 融合蛋白原核表达载体的构建、表达及鉴定

目的：为进一步研究抗癫痫肽（And—epilepsy peptide,AEP）的抗痫机制及筛选其相关作用蛋白,进行GST／AEP融合蛋白原核表达载体的构建及融合蛋白的表达。方法：通过PCR基因扩增对AEP基因进行扩增,并将其克隆于谷胱甘肽-S-转移酶（GST）融合蛋白表达质粒pGEX-4T-1中,经酶切、序列鉴定分析后,用该重组质粒转化大肠杆菌B121（DE3）,经IPTG诱导获得表达,并采用Western Blot进行检测。结果：成功构建了AEP原核表达载体,并在大肠杆菌B121中获得表达。结论：成功构建了GST／AEP原核表达载体,并表达了GST／AEP融合蛋白。     

Gene analysis of an antiviral protein SP-2 from Chinese wild silkworm, Bombyx mandarina Moore and its bioactivity assay

The cDNA encoding an antiviral protein SP-2 against BmNPV was cloned from the midgut of Chinese wild silkworm, Bombyx mandarina Moore (GenBank access AY945210) based on the available informa- tion of the domesticated silkworm. Its cDNA was 855 bp encoding 284 amino acids with predicted mo- lecular weight of 29.6 kDa. Its full length in genomics was 1376 bp, including 5 exons and 4 introns. The expression analysis indicated that it was only expressed in midgut, and its expression level was higher during feeding stage of larval instars while very lower during the moltism and mature stages. The de- duced amino acid sequence of this protein showed eight-amino-acid variation compared with the counterpart of domesticated silkworm. Its antiviral activity was assayed through in vitro test. The re- sults indicated that it showed strong bioactivity against BmNPV, and its activity was 1.6 fold higher that the counterpart of domesticated silkworm.     

Cell-based analysis of Chikungunya virus E1 protein in membrane fusion

Background

Chikungunya fever is a pandemic disease caused by the mosquito-borne Chikungunya virus (CHIKV). E1 glycoprotein mediation of viral membrane fusion during CHIKV infection is a crucial step in the release of viral genome into the host cytoplasm for replication. How the E1 structure determines membrane fusion and whether other CHIKV structural proteins participate in E1 fusion activity remain largely unexplored.

Methods

A bicistronic baculovirus expression system to produce recombinant baculoviruses for cell-based assay was used. Sf21 insect cells infected by recombinant baculoviruses bearing wild type or single-amino-acid substitution of CHIKV E1 and EGFP (enhanced green fluorescence protein) were employed to investigate the roles of four E1 amino acid residues (G91, V178, A226, and H230) in membrane fusion activity.

Results

Western blot analysis revealed that the E1 expression level and surface features in wild type and mutant substituted cells were similar. However, cell fusion assay found that those cells infected by CHIKV E1-H230A mutant baculovirus showed little fusion activity, and those bearing CHIKV E1-G91D mutant completely lost the ability to induce cell-cell fusion. Cells infected by recombinant baculoviruses of CHIKV E1-A226V and E1-V178A mutants exhibited the same membrane fusion capability as wild type. Although the E1 expression level of cells bearing monomeric-E1-based constructs (expressing E1 only) was greater than that of cells bearing 26S-based constructs (expressing all structural proteins), the sizes of syncytial cells induced by infection of baculoviruses containing 26S-based constructs were larger than those from infections having monomeric-E1 constructs, suggesting that other viral structure proteins participate or regulate E1 fusion activity. Furthermore, membrane fusion in cells infected by baculovirus bearing the A226V mutation constructs exhibited increased cholesterol-dependences and lower pH thresholds. Cells bearing the V178A mutation exhibited a slight decrease in cholesterol-dependence and a higher-pH threshold for fusion.

Conclusions

Cells expressing amino acid substitutions of conserved protein E1 residues of E1-G91 and E1-H230 lost most of the CHIKV E1-mediated membrane fusion activity. Cells expressing mutations of less-conserved amino acids, E1-V178A and E1-A226V, retained membrane fusion activity to levels similar to those expressing wild type E1, but their fusion properties of pH threshold and cholesterol dependence were slightly altered.     

融合蛋白TAT-RIG-I-GFP的原核表达及其跨膜递送

本研究旨在探讨融合蛋白TAT-RIG-I-GFP原核表达载体的构建并验证TAT在跨膜递送中的作用。首先设计了4对特异性引物,克隆了绿头鸭AnasplatyrhynchosRIG-I基因,构建了pET-TAT-RIG-I-GFP和pET-RIG-I-GFP原核表达载体;转化至感受态DE3细胞,经IPTG诱导表达,利用His60镍亲和层析柱纯化,进行SDS-PAGE;然后,将纯化后的上述两种表达蛋白分别孵育DF-1细胞;最后利用荧光显微镜观察是否在DF-1细胞产生相应的荧光。结果证实,携带有TAT的pET-TAT-RIG-I-GFP融合蛋白在DF-1细胞中显示出明显的绿色荧光;而不具有TAT的pET-RIG-I-GFP蛋白却不能显示绿色荧光。这表明携带TAT的融合蛋白已成功进入DF-1细胞,并在跨膜递送过程中发挥了关键作用。上述为进一步研制家禽的抗病毒药物奠定了基础。     

一种抗菌肽和aFGF融合蛋白的构建和表达

利用PCR技术扩增出带有凝血酶Xa因子切割位点的天蚕素蜂毒素杂合肽和aFGF的融合基因,插入大肠杆菌表达载体pET-3c中,构建出表达质粒pET-aF-CM,并转化至大肠杆菌BL21（DE3）中,氨苄青霉素抗性筛选重组转化子。IPTG诱导4h后,以包涵体形式表达的融合蛋白约占菌体总蛋白的17%。将包涵体溶解后透析复性,并利用肝素亲和层析纯化,得到电泳纯的融合蛋白。Western blot分析表明,该蛋白能与aFGF抗体产生免疫反应。MTT法检测显示,融合蛋白具有促3T3Bal/b细胞分裂活性,其比活为1.471×106IU/mg。利用凝血酶Xa因子裂解融合蛋白,可以获得抗菌肽和含凝血酶Xa因子裂解序列的aFGF蛋白。分子筛回收含杂合抗菌肽,抑菌活性检测表明其对大肠杆菌K12D31具有明显抑菌活性。微量稀释法检测结果表明,回收的抗菌肽对大肠杆菌DH5α、大肠杆菌K12D31、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和绿脓杆菌的MIC分别达6.25μg/ml、10μg/ml、2.5μg/ml、1.25μg/ml、0.625μg/ml和5μg/ml。     

一种真核细胞分泌型重组融合蛋白rPC的构建、表达与纯化

抑制性免疫检查点PD-1或CTLA-4靶向治疗药物已用于肿瘤的临床治疗,但单一靶点药物会有耐药发生,联合使用同时封闭多个靶点可提高疗效,因此拟构建一个可封闭多个靶点的新型重组蛋白。首先设计并合成了一个由人类PD-1和CTLA-4两个受体的胞外功能域组成并且C端带6×His标签的分泌型重组融合蛋白rPC编码序列,插入真核细胞表达载体pLVX-IRES-ZsGreen1,稳定转染HEK293细胞,收集细胞培养上清,以亲和方法纯化重组蛋白rPC,通过实时荧光定量PCR检测多个人类肿瘤细胞系中PD-1配体PD-L1、PD-L2和CTLA-4配体CD80、CD86的表达,以选择相对高表达的细胞,利用细胞免疫荧光染色方法检验rPC与肿瘤细胞的结合能力,并用CCK-8法检测rPC是否对肿瘤细胞的生长有影响。结果表明,重组融合蛋白rPC可由稳定转染表达载体的HEK293细胞表达并分泌,纯化后的rPC可以与PD-1和CTLA-4配体表达相对较高的肺癌细胞NCI-H226结合,并且rPC处理对其生长并无直接影响,与预期一致。成功获得的重组融合蛋白rPC可用于进一步的体内外功能研究,也为今后研发新型多靶点肿...     

可溶性肿瘤坏死因子受体II-脂联素球部融合蛋白的真核表达及生物学活性检测

本研究设计和构建了一种人肿瘤坏死因子受体II胞外区与人脂联素球部的融合基因sTNFRII-gAD,且相应的融合蛋白在哺乳动物细胞BHK-21S的无血清培养体系中实现了表达,并对该融合蛋白进行了初步鉴定。首先,用RT-PCR方法从人的外周血淋巴细胞总RNA中扩增人肿瘤坏死因子II型受体胞外区基因片段,与脂联素球部基因片段融合,克隆至pAAV2neo表达载体中,构建成pAAV2neo-sTNFRII-gAD。随后,用pAAV2neo-sTNFRII-gAD转染BHK-21S细胞获得G418抗性细胞BHK-21S/pAAV2neo-sTNFRII-gAD;然后,将原来含有血清的培养液换成无血清的化学成分限定的培养液,细胞从贴壁培养方式转换成悬浮培养方式;最后,收集BHK-21S/pAAV2neo-sTNFRII-gAD无血清悬浮培养24h后的培养上清,进行sTNFRII-gAD融合蛋白的鉴定分析。酶切鉴定和测序结果显示,所构建的pAAV2neo-sTNFRII-gAD质粒结构正确,sTNFRII-gAD序列与预期一致;分别用抗人肿瘤坏死因子受体II和抗人脂联素球部的单克隆抗体检测pAAV2neo-sTNFRII-gAD瞬时转染的BHK-21S细胞,免疫荧光呈现阳性;免疫印迹分析在pAAV2neo-sTNFRII-gAD稳定转染的BHK-21S细胞上清中检测到sTNFRII-gAD融合蛋白的表达,并以单体、三聚体和三聚体以上的多聚体形式存在。活性测定结果表明,sTNFRII-gAD融合蛋白具有显著抑制TNFα杀伤L929细胞的活性。因此,本研究为下一步大量制备sTNFRII-gAD融合蛋白用于体内外功能研究提供了良好基础。