金黄色葡萄球菌类肠毒素K与GFP融合蛋白工程菌的构建及其表达蛋白生物学活性分析

目的:构建携带金黄色葡萄球菌类肠毒素K(staphylococcal enterotoxin-like K,SElK)和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)融合基因的工程菌,并对SElK-GFP融合蛋白进行初步生物学活性分析。方法:利用PCR和Overlap PCR克隆获得SElK-GFP融合基因,并插入pET28a表达载体中,通过菌落PCR,质粒双酶切及测序验证后,将构建成功的pET28a-SElK-GFP质粒转化到E. coli BL21菌株中进行诱导表达,通过Ni+亲和磁珠试剂盒纯化获得SElK-GFP融合蛋白;并利用MTT法检测SElK-GFP刺激小鼠脾淋巴细胞增殖; ELISA法检测SElK-GFP尾静脉注射后小鼠血清中细胞因子IL-2和IFN-γ的分泌水平。结果:成功构建能够表达SElK-GFP融合蛋白的工程菌,纯化获得高纯度的SElK-GFP融合蛋白可观测到明显的绿色荧光,融合蛋白生物学活性分析表明,SElK-GFP能够呈剂量依赖性地显著刺激小鼠脾淋巴细胞增殖;同时ELISA检测发现SElK-GFP可显著增加小鼠血清中细胞因子IL-2及IFN-γ的分泌水平。结论:成功克隆、表达及纯化获得高纯度的SElK-GFP融合蛋白,其不仅保留了SElK的超抗原活性,同时兼具GFP绿色荧光的可视性,为深入研究SElK生物学活性提供有利工具。     

基于FRET技术MMP-9生物传感器的构建及鉴定

为了构建包含有增强青色荧光蛋白-MMP-9-黄色荧光蛋白(ECFP-MMP-9-YPet)融合蛋白的真核表达质粒MMP-9生物传感器,利用原有质粒Src biosensor和通用载体p MD-18T,通过基因工程的方法构建ECFP-MMP-9-YPet生物传感器并进行鉴定,转染293T细胞24 h后观察转染效率,然后加MMP-3刺激293T细胞,运用荧光共振能量转移(flurorescence resonance energy transfer,FRET)技术在荧光显微镜下观察MMP-9生物传感器的荧光共振能量转移现象。PCR和双酶切鉴定显示,ECFP-MMP-9-YPet生物传感器构建成功,293T细胞转染效率约40%。用免疫荧光法检测MMP-9生物传感器融合蛋白在293T细胞表面膜表达,用MMP-3刺激转染细胞可以检测到FRET现象。结果表明,基于FRET构建的MMP-9生物传感器可以敏感而准确地监测活细胞中MMP-9的表达情况。     

GFP工程酵母菌的构建及其对Cu2+的荧光响应

从酿酒酵母基因组DNA中克隆到金属硫蛋白启动子(PCUP1)片段,将绿色荧光蛋白(GFP)基因置于PCUP1的调控下,构建重组质粒pCUP9K-GFP,并通过氯化锂法转化毕赤酵母,获得工程菌株。工程菌细胞及其发酵液中可检出GFP荧光,表明PCUP1能启动外源基因GFP转录,使工程菌表达并分泌GFP。研究发现,工程菌培养液中分别加入10μmol/L的铜、铬、镉和砷离子后,铜处理组GFP荧光强度明显增加,其余三种离子对工程菌荧光强度影响不大;用铜离子诱导后,工程菌发酵上清液的荧光强度明显增强,并与铜离子浓度(0～1mmol/L)呈正相关。研究表明,该工程菌中启动子PCUP1受铜离子诱导,GFP的表达对铜离子具有剂量依赖性,在一定浓度范围内,GFP荧光强度与铜离子浓度呈正相关。     

甘菊DFL::EGFP高效融合蛋白表达载体的构建

增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)是一种优化的突变型GFP,DFL是从甘菊中分离出的LFY基因的同源序列。为了研究DFL基因的功能和表达模式,研究利用小片段克隆法将linker序列插入到EGFP基因5′端启始密码子前面,在pBI121载体的CaMV35S启动子的3′端后面插入一段多克隆位点,成功地构建了pBI-DFL-EGFP表达载体。通过设计特异引物,利用PCR技术扩增得了到拟南芥LFY基因的启动子序列,用粘性末端PCR技术将pBI-DFL-EGFP表达载体中CaMV35S启动子替换成LFY基因启动子,构建成了pLFY-DFL-EGFP表达载体。用含有pBI-DFL-EGFP和pLFY-DFL-EGFP质粒的农杆菌侵染洋葱表皮细胞,在荧光显微镜下分别用蓝光激发,均观测到了荧光。这一结果表明,融合蛋白DFL∷EGFP表达载体构建成功,同时还证明了通过PCR技术克隆到的LFY启动子序列具有启动子功能。     

γ射线对副溶血性弧菌辐射效应的PCR检测

目的:研究γ射线对副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的辐射效应。方法:采用0kGy~7.0kGy内不同剂量的60Co-γ对浓度为2.0×108CFU/mL的副溶血性弧菌进行辐射,通过菌落计数计算该菌的致死率与存活率,并采用菌液PCR和常规PCR间接检测DNA浓度研究其致死效应。结果:菌落计数表明,在0kGy~3.0kGy内,该菌致死率随辐射剂量增加而呈线性增长;3.0kGy以上可全部杀灭试验浓度的副溶血性弧菌。常规PCR和菌液PCR结果表明,PCR扩增条带亮度都随着辐射剂量的增大而增强。常规PCR中,辐射剂量3.0kGy以上,电泳条带的亮度明显增加。结论:γ射线辐射剂量与存活副溶血性弧菌数、DNA的释放量都有明显的剂量-反应关系,辐射致死的主要原因是由射线对菌体细胞膜造成损伤、DNA外流造成的。     

变形链球菌F-ATPase启动子荧光蛋白载体的构建及表达

目的构建由质子移位膜ATP酶(membrane-bound proton-translocating ATPase,F-ATPase)启动子启动的绿色荧光蛋白报告基因穿梭表达载体,观察其在大肠埃希菌中的表达同时鉴定表达产物。方法以变形链球菌(UA159)基因组为模板,扩增F-ATPase启动子片段,构建由F-ATPase启动子启动的绿色荧光表达载体pFgfp,酶切F-ATPase启动子及绿色荧光蛋白编码基因,连接到穿梭质粒pDL276,构建重组载体pLFgfp。结果重组质粒pLFgfp酶切及基因序列分析证实目的片段成功插入,重组载体转化后的大肠埃希菌有绿色荧光蛋白的表达,并能随着细菌传代继续表达。结论 F-ATPase启动子启动的绿色荧光蛋白穿梭表达载体pLFgfp构建成功,为研究生物膜环境中耐酸菌F-ATPase毒力因子的表达奠定基础。     

心肌特异性启动子表达载体的构建及其功能鉴定

本研究构建了心肌特异性α-肌球蛋白重链(α-MHC)启动子表达载体,并对其功能进行了鉴定。以小鼠基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到α-MHC启动子,插入pGEM-TEasy载体,酶切后回收目的片段,置换pcDNA3.1(+)-EGFP-hygro中的CMV启动子,成功构建出α-MHC-EGFP表达载体。对其进行酶切鉴定后,通过电穿孔法转染原代小鼠心肌细胞,转染阳性的心肌细胞出现绿色荧光,而非心肌细胞无荧光出现。α-MHC-EGFP表达载体具有心肌特异性表达特性,可用于纯化胚胎干细胞来源的心肌细胞。     

双效表达载体的构建及其U6启动子的功能效率鉴定

利用pBudcE4.1双表达载体构建shRNA与蛋白共表达载体,为双效疫苗的研制提供新的研究思路.以含U6启动子的载体为模板,PCR扩增得到U6启动子,用其置换载体pBudcE4.1内的CMV启动子的核心部分构建shRNA与蛋白共表达载体.用干扰绿色荧光蛋白表达的方法鉴定重组载体中的U6启动子能否启动shRNA的表达.经PCR扩增、双酶切鉴定及DNA测序证明成功构建了载体pBudcE4.1-U6.用干扰载体pBudcE4.1-U6-eGFPshRNA与含eGFP的载体共转染293T细胞后,荧光显微镜观察显示eGFP的表达量下降;流式细胞仪检测细胞的转染效率降低.研究结果证明U6启动子正常发挥作用. 成功构建RNAi与蛋白共表达载体,为利用该载体研制动物双效疫苗奠定了基础.     

survivin启动子驱动的shRNA在宫颈癌SiHa细胞中的特异性表达

研究survivin启动子驱动的小发夹RNA(shRNA)在宫颈癌SiHa细胞中的特异性表达.PCR扩增survivin启动子,构建以survivin启动子驱动增强绿色荧光蛋白(EGFP)表达的真核表达载体pEGFP-C1/Surv,并检测survivin启动子的活性;构建针对EGFP的shRNA真核表达载体pGenesil-1-EGFP-shRNA/U6,并检测shRNA在U6启动子驱动下的干扰效果;用有活性的survivin启动子取代pGenesil-1-EGFP-shRNA/U6载体中的U6启动子,从而获得新的shRNA真核表达载体pGenesil-1-EGFP-shRNA/Surv;将pGenesil-1-EGFP-shRNA/Surv转染到宫颈癌SiHa细胞及正常人脐静脉内皮HuVEC细胞,观察EGFP在两种细胞中的表达变化.结果表明,成功扩增survivin启动子并验证该启动子具有活性;成功构建EGFP shRNA真核表达载体pGenesil-1-EGFP-shRNA/U6,并验证shRNA在U6启动子驱动下具有较好的干扰效果;成功构建pGenesil-1-EGFP-shRNA/Surv载体,分别转染SiHa及HuVEC细胞,在SiHa 细胞中观察到较少的绿色荧光蛋白表达,而在HuVEC细胞中观察到较多的绿色荧光蛋白表达.survivin启动子能驱动shRNA在宫颈癌SiHa细胞中特异性表达,而在正常HuVEC细胞中不表达.     

转化生长因子β信号转导通路的生物传感器的构建

为构建转化生长因子β信号转导通路的下游蛋白Smad3的生物传感器,根据已发表的人类Smad3基因序列设计引物,利用PCR扩增得到了一个长度约为1.3 kb的Smad3基因全长序列.序列分析结果表明与数据库公布的人类序列(Genebank登录号:NM_005902.3)一致.通过基因工程的方法,构建含有增强的青色荧光蛋白-Smad3-黄色荧光蛋白变体(ECFP-Smad3-Citrine)融合蛋白的真核表达载体即:Smad3生物传感器.转染293T细胞并观察转染效率和融合蛋白表达情况.在荧光显微镜下,应用MetaFlour FRET 4.6软件测量Smad3生物传感器的荧光能量共振转移(flurorescence resonance energy transfer,FRET).经过PCR和双酶切鉴定结果表明:成功构建Smad3生物传感器质粒.细胞转染后转染效率达40%,并检测到FRET现象.分析表明:Smad3生物传感器能够作为活细胞分子探针研究转化生长因子β信号转导通路.     

Reaction electrophoresis

The differential mobilities of compounds in an electric field are important analytical criteria and we can use them to bring electrophoretically pure components of a mixture medium on which they are separated. To this end, the compound undergoing reaction are brought into positions on the carrier to assure optimal contact between selected fractions, within a predetermined domain of time and distance. The appearance of a product defines their reactivities, and the product's continued migration on the same carrier can provide the first key to its identity as is demonstrated and discussed. The method is called reaction electrophoresis and it will be of particular use in studies with labile components. It is illustrated here with the coupling reaction of the sodium salt of 1,4-naphthol sulfonic acid and tetrazotized o-dianisidine.     

Plastein Reaction

α-Glucosidase (α-d-glucoside glucohydrolasc; EC: 3.2.1.20) has been extracted from bovine spleen and separated into two fractions (Fractions A and B) by gel filtration on Sephadex G-200. Fraction B which was retarded on Sephadcx columns contained only an acid α-glucosidase. This enzyme catalyzed hydrolysis of maltose and glycogen at comparable rates. Glycogen was hydrolyzed almost completely to glucose. The results of heat-treatment and of inhibition bv turanose demonstrated that Fraction A contained both acid if and neutral α-glucosidases. The neutral enzyme in Fraction A was further separated into four different components on preparative polyacrylamide gel electrophoresis. All of these neutral enzymes showed similar catalytic properties each other, and hydrolyzed maltose much more rapidly than glycogen. The acid enzyme in Fraction A was inactivated on the electrophoresis and was not further characterized.     

PCR法

PCR法自1985年公布后一下子就成为了一项基础技术。能够从极微量的DNA中进行扩增的PCR法，也开始向RNA研究以及定量分析方面发展。现在也被广泛用于诊断、动植物育种等实用过程中。此讲由宝生物制品开发中心主任向井博之执行董事讲解。[编者按]