大肠杆菌启动基因的重组和表达——Ⅱ.不同启动基因对抗四环素基因表达的影响

质粒pHE5为pBR322的EcoRI—HindⅢ片段由噬菌体T4基因37的EcoRI-HindⅢ片段取代、构建而成,抗Tc基因的启动基因被破坏。在抗Tc结构基因前插入新的启动基因,可以使抗Tc功能恢复,以此可以筛选各种启动基因。我们用pHE5构建了含大肠杆菌启动基因的重组质粒800株,对它们抗四环素程度的分布作了测定,制作了重组质粒pTP210、pTP213的限制性酶切图谱,并且就应用这二个质粒作为真核基因表达运载体的可能性进行了初步讨论。     

植物β-半乳糖苷酶

β-半乳糖苷酶是一个与细胞壁降解相关的酶,广泛分布于植物组织中,参与一系列的生理生化过程,如植物的花粉发育、果实成熟及生长过程中多糖的裂解。目前,已从多种植物中分离到β-半乳糖苷酶基因。β-半乳糖苷酶基因属于多基因家族,随着研究的深入,其不同水平的转录本在不同植物的不同组织中被发现。但目前β-半乳糖苷酶在植物发育中确切的作用机制尚不明确。现介绍目前这一领域内细胞与分子生物学方面的研究进展,并结合所在课题组的研究结果进行相关探讨,为进一步研究β-半乳糖苷酶在植物中的作用机制提供新的线索。     

植物β-半乳糖苷酶

β-半乳糖苷酶是一个与细胞壁降解相关的酶,广泛分布于植物组织中,参与一系列的生理生化过程,如植物的花粉发育、果实成熟及生长过程中多糖的裂解。目前,已从多种植物中分离到β-半乳糖苷酶基因。β-半乳糖苷酶基因属于多基因家族,随着研究的深入,其不同水平的转录本在不同植物的不同组织中被发现。但目前β-半乳糖苷酶在植物发育中确切的作用机制尚不明确。现介绍目前这一领域内细胞与分子生物学方面的研究进展,并结合所在课题组的研究结果进行相关探讨,为进一步研究β-半乳糖苷酶在植物中的作用机制提供新的线索。     

大肠杆菌的β-半乳糖苷酶高产菌株的组建

目前酶免疫测定法已成为医学及免疫学研究领域中一种新的重要测试手段。常用来作为酶标的酶主要有碱性磷酸酯酶,辣根过氧化物酶及β-半乳糖苷酶。 β-半乳糖苷酶一般都从大肠杆菌品系(E.coli K12)中提取制备,所用菌株有CSH66即     

β-半乳糖苷酶的研究进展

对β半乳糖苷酶的性质及作用机理作概述,同时对利用生物技术进行β半乳糖苷酶基因克隆和表达的研究概况进行了简要介绍。     

β-半乳糖苷酶基因在猕猴桃果实成熟过程的表达

从成熟中华猕猴桃果实中克隆到了一个 β 半乳糖苷酶基因cDNA片段 ,其长度为 747bp ,有一由 2 49个氨基酸组成的开放阅读框架 ,它与苹果、芦笋、绿花椰菜、番茄中 β 半乳糖苷酶基因cDNA相应区段的核苷酸同源性为 6 7.3 %～ 70 .3 %,氨基酸同源性为6 9.1%～ 72 .7%。用该片段为探针进行Northern分析表明 ,果实采收时 ,β 半乳糖苷酶mRNA水平最高 ,随后呈下降变化 ,同时 β 半乳糖苷酶基因的表达可为外源乙烯所诱导 ,但在果实乙烯跃变期间 β 半乳糖苷酶基因的表达信号无显著变化。文中对 β 半乳糖苷酶在猕猴桃果实成熟衰老过程的作用进行了讨论     

枣果实β-半乳糖苷酶基因的克隆及表达分析

采用3-′RACE技术获得了梨枣果实β-半乳糖苷酶(-βGal)基因的部分cDNA片段,并运用实时荧光定量PCR技术和PNPG反应比色法,研究了梨枣不同生长期及采后常温贮藏过程中ZJGAL基因的相对表达量和β-Gal活性的变化,以探索β-半乳糖苷酶在枣(Ziziphus jujubaMill.)果实生长及采后软化中的分子调控机制.结果表明,克隆的-βGal基因序列长2 584 bp(GenBank登录号HQ827769),其中包含2 193 bp的最大阅读框,编码730个氨基酸,将该基因命名为ZJGAL.Blastn和Blastp序列比对分析发现,该ZJGAL基因与已登录的其他物种的β-Gal基因相似性达到60%～80%.随着果实的生长、成熟及采后衰老,ZJGAL基因的表达量和-βGal活性在果实采收前后均呈先上升后下降的趋势,两者的采前高峰均在幼果膨大期,但是采后贮藏过程中虽然基因的表达量较高,但是-βGal活性一直较低.     

草莓β-半乳糖苷酶基因FaTβgal的克隆与表达分析

利用SSH和RACE技术,从‘丰香’草莓果实中分离了1个草莓β-半乳糖苷酶(β-Gal)基因,命名为FaTβgal。FaTβgal基因cDNA序列全长2 891bp,ORF区2 448bp,编码815个氨基酸,含有保守序列GGPIILSQIENEY和凝集素结构域。FaTβgal推导氨基酸序列与已报道的3个草莓β-Gal基因Faβgal1(CAC44500)、Faβgal2(CAC44501)、Faβgal3(CAC44502)氨基酸序列有47.1%~48.1%的相似性。与其它物种24个β-Gal基因聚类分析表明,FaTβgal聚在一个独立的分枝上。采用实时荧光定量PCR技术,对FaTβgal基因在果实发育成熟过程中的表达分析表明,该基因在果实中特异表达,随着果实成熟表达量升高,粉红期达到峰值,全红期迅速下降;2个软硬不同的品种表达模式趋于一致。研究认为,FaTβgal基因是β-Gal基因家族的一个新基因,该基因可能在果实成熟软化过程中发挥作用。     

海栖热袍菌耐高温β-半乳糖苷酶基因的克隆和表达

本文主要研究了在大肠杆菌中克隆和表达海栖热袍菌(Thermotoga maritima)MSB8的一个β-半乳糖苷酶基因 (TM_0310).以海栖热袍菌基因组 DNA(GenBank登录号 AE000512)为模板,设计特异性引物带有 NcoI-HindⅢ酶切位点,克隆得到的该基因全序列为2019 bp,编码672个氨基酸,分子量为78.972 kD.该基因编码的蛋白质属于42族,根据氨基酸同源性分析,该β-半乳糖苷酶与 Thermotoga petrophila RKU-1 来源的假想的β-半乳糖苷酶(GenBank 登录号 ABQ46628.1)以及Thermotoga sp.RQ2来源的β-半乳糖苷酶(GenBank 登录号 EDQ29256.1)同源性最高,均为95%.重组转化子经诱导酶比活可达2.08 U/mg 蛋白.粗酶液经过80℃热处理10 min,酶活残留70%以上,表明该酶有很好的耐热性,在高温工业环境中有良好应用前景.     

海栖热袍菌耐高温β-半乳糖苷酶基因的克隆和表达

本文主要研究了在大肠杆菌中克隆和表达海栖热袍菌(Thermotoga maritima) MSB8的一个b-半乳糖苷酶基因 (TM_0310)。以海栖热袍菌基因组DNA(GenBank登录号AE000512)为模板, 设计特异性引物带有NcoI-HindIII酶切位点, 克隆得到的该基因全序列为2019 bp, 编码672个氨基酸, 分子量为78.972 kD。该基因编码的蛋白质属于42族, 根据氨基酸同源性分析, 该b-半乳糖苷酶与Thermotoga petrophila RKU-1来源的假想的b-半乳糖苷酶(GenBank登录号ABQ46628.1)以及Thermotoga sp. RQ2来源的b-半乳糖苷酶(GenBank登录号EDQ29256.1)同源性最高, 均为95％。重组转化子经诱导酶比活可达2.08 U/mg蛋白。粗酶液经过80℃热处理10 min, 酶活残留70％以上, 表明该酶有很好的耐热性, 在高温工业环境中有良好应用前景。     

耐热重组β-半乳糖苷酶的制备及酶稳定性研究

编码嗜热脂肪芽孢杆菌β—半乳糖苷酶基因的重组枯草芽孢杆菌WB600／pMA5—bgαB,经5L发酵罐发酵收集菌体超声波破壁,冷冻离心后再经过热处理和盐析纯化,比活力达80．3U／mgpr,回收率73．6％,纯化倍数12．4倍。β—半乳糖苷酶在细胞内及破壁后都具有较好的稳定性,60℃热处理对酶构象的影响不大。     

大肠杆菌β-D-半乳糖苷酶的纯化与鉴定

大肠杆菌β-D-半乳糖苷酶的两种纯化方法:DEAE A50和sepharose 6B两次层析法、与底物类似物的亲和层析法均可获高纯度酶,后者方法简便,适于大量制备。酶在PAGE上显示六条区带;主区带与其余三条活性带迁移率分别为13.5,7.5,6.3和4.6mm。酶主区带分子量130000。酶与其相应抗体的免疫电泳呈两条沉淀线。酶米氏常数为4.348×10~(-4)M。其SH基含量18.5个/克分子蛋白。酶悬液于4℃保存稳定性较好。活力500u/mg蛋白。可达美国Sigma Ⅵ型规格。该酶可用于抗原、抗体。如某些激素药物半抗原物质的酶免疫分析。     

β-半乳糖苷酶基因在正常人及白血病人骨髓细胞的表达

为探索组织化学方法检测标志基因在正常骨髓细胞及白血病细胞的表达,本研究利用脂质体介导将ＮｅｏＲ基因和ＬａｃＺ基因共转移正常人及白血病人骨髓细胞。然后,采用Ｘ－ｇａｌ染色的方法,我们观察了ＬａｃＺ基因在转导细胞的表达。结果显示：ＬａｃＺ基因在正常人及白血病人骨髓细胞表达的阳性率分别为１３．３３％±２．６８％和１５．３９±３．６９％。经Ｇ４１８筛选后,转导阳性细胞率达到４６．０６％±３．４７％和４８．２２％±４．４７％。提示：经脂质体介导ＬａｃＺ基因在正常骨髓细胞及白血病细胞可获得高效的转移率。同时表明,利用组织化学方法可有效地检测标志基因的表达。     

香蕉果实软化相关β-半乳糖苷酶基因的克隆及其表达分析

β-半乳糖苷酶（β-galactosidase）通过分解细胞壁半纤维素切除半乳糖键而参与果实软化。为了阐明香蕉（Musasp．）果实成熟过程中的软化与细胞壁代谢酶β-半乳糖苷酶基因表达之间的关系,采用RT-PCR方法,从成熟香蕉果实果肉中分离了编码β-半乳糖苷酶基因的部分cDNA（MA-Gal）,序列分析表明,MA-Gal包含927bp,编码309个氨基酸,包含5个β-半乳糖苷酶结构域（典型真核生物中β-半乳糖苷酶包含7个结构域）,推导的MA-Gal蛋白质中有β-半乳糖苷酶蛋白的催化活性部位GGPIILSQIENEY（F）;系统进化树分析结果表明MA-Gal属于第一类β-半乳糖苷酶基因（该类主要在果实中表达）;β-半乳糖苷酶活性和硬度的变化表明其与香蕉果实硬度变化密切相关;Northern分析显示,跃变前期的果肉中,MA-Gal基因的表达量很低,后随着果实的软化表达量不断增加,并在呼吸跃变后达到最高。所有结果表明,MA-Gal参与香蕉果实成熟过程中的软化。     

2型猪链球菌β-半乳糖苷酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌β-半乳糖苷酶(BgaC)编码基因,并测定其酶活性。方法:根据05ZYH33基因组序列设计引物,PCR扩增bgaC基因,构建重组表达质粒pET28a-bgaC,转化E.coli BL21,筛选阳性转化子进行IPTG诱导表达,产物通过SDS-PAGE鉴定;最后对表达产物进行亲和层析纯化,获得BgaC纯化蛋白后测定其酶活性。结果:bgaC基因在原核细胞中得到高效表达,重组表达的BgaC分子质量约为69kDa,其酶促反应最适温度为42℃,最佳反应时间为30min,最适反应pH为5.5,最佳底物浓度为10mmol/L。2型猪链球菌BgaC的体外酶活为1615U/ml,酶比活为1076U/mg。结论:2型猪链球菌强毒力株05ZYH33中含有bgaC基因,在原核系统高效表达的BgaC具有良好的酶学活性。     

产β-半乳糖苷酶菌株的分离和筛选

β-半乳糖苷酶(EC_(3.2.1.23))俗称乳糖酶,它可催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。有的婴儿在肠道中先天性缺乏此酶,对乳制品中的乳糖消化吸收极差,以致产生腹胀、腹泻等症状,称之为乳糖不耐症。又因乳糖在水中的溶解度较     

大肠杆菌ATCC 15224胞内β-半乳糖苷酶生成的动力学研究

本文报道了用补料分批培养方法控制限制生长底物的补料速率,获得一个限制生长底物浓度由10Ks缓慢地渐降的可控培养过程,以保证获得足够数量的准确的(Si,μi),从而得到Ks值。用该法测定了E．Coli ATCC 15224在葡萄糖限制生长培养中的Ks值及Monod方程表达式。通过该菌胞内β-半乳糖苷酶生成与细胞比生长速率相互关系的研究,导出描述该酶生成与培养液中限制生长底物浓度相互关系的曲线方程。它很好地表明了菌体生长的环境因子与胞内酶生成的相互关系及影响,并提示可获得最多胞内酶的培养途径。     

重组α-半乳糖苷酶的制备工艺研究

α-半乳糖苷酶是B→O血型改造研究中的关键工具酶。在获得了可分泌表达α-半乳糖苷酶的基因工程毕赤酵母菌株的基础上,进行了工程菌株在5L发酵罐中的发酵。发酵液上清中α-半乳糖苷酶活性为80～150U／mL,蛋白浓度为3～4.5mg／mL,比活性约为20-30U／mg。发酵液采用超滤、阳离子交换层析、疏水层析和阴离子交换层析等纯化方法,建立起了规模化生产重组α-半乳糖苷酶的工艺。制备的重组酶纯度经鉴定达98％以上,符合新生物制品的纯度要求。制备的重组α-半乳糖苷酶可有效地将B型红细胞改造成O型红细胞,从而解决了应用此酶开展B→O血型改造研究的关键问题。