利用噬菌体展示技术筛选Cry2Ab毒素受体表位的方法

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的内毒素具有杀虫活性,Cry2Ab毒素作为Bt棉花的杀虫活性蛋白,其在靶标昆虫体内的结合受体及作用位点尚不清楚,本研究采用噬菌体展示(phage display)的方法,经4轮的"吸附—洗脱—扩繁"筛选,并对阳性克隆所携带的外源DNA片段进行序列测定后,得到2段能够与活化Cry2Ab毒素相互作用的多肽序列,通过酶联免疫结合试验(ELISA)进一步证明,这2段多肽序列与活化Cry2Ab毒素具有较高的亲和力和特异性,结果表明,利用该方法能够由噬菌体随机肽库中高效捕获亲和序列,筛选到与活化Cry2Ab毒素具有高亲和力的多肽,该序列可以模拟Cry2Ab毒素的受体表位,为进一步研究Cry2Ab毒素作用机制奠定了基础,并为今后田间抗性基因频率检测,以及毒素—受体作用机制研究工作提供更有力的技术支持。     

蜘蛛多肽毒素JZTX-51和JZTX-26的重组表达和纯化

为建立一种简便、快速且能大量获得富含二硫键的蜘蛛多肽毒素JZTX-26 (35 aa)和JZTX-51 (27 aa)的有效方法,利用PCR的方法克隆成熟肽编码基因并插入至大肠杆菌Escherichia coli表达载体pMAL-p2x中与MBP(麦芽糖结合蛋白)标签融合,构建重组表达质粒pMAL-jz26和pMAL-jz51。在受体菌TB1和BL21(DE3)中对两个重组表达质粒分别进行IPTG诱导表达,通过Amylose亲和层析柱纯化并进行SDS-PAGE分析;采用因子X对融合蛋白进行酶切后通过分子筛以及反相高效液相色谱对两种重组蛋白进行纯化。通过MALDI-TOF-TOF质谱鉴定,表达产物的分子量与预期的多肽理论分子量一致。1L表达培养液中能获得大约5mg纯化的目的蛋白JZTX-26或JZTX-51。结果表明利用该原核表达体系可对蜘蛛毒素基因jztx-26和jztx-51进行融合表达,并对重组蛋白进行亲和层析,为采用基因工程的手段大量获得蜘蛛多肽毒素奠定了基础。     

Hainantoxin-Ⅱ的分离纯化及其结构与功能分析(英文)

从分布于我国海南省的海南捕鸟蛛(Haplopelma hainanum)毒素中,利用阳离子交换色谱和反相高效液相色谱分离得到一种多肽神经毒素,命名为Hainantoxin-Ⅱ(HnTx-Ⅱ)。MALDI-TOF质谱分析表明该多肽毒素相对分子质量为4253.135,其氨基酸序列经Edman降解测序为LFECS VSCEI EKEGN KDCKK KKCKG GWKCK FNMCV KV,其中的6个Cys形成3对二硫键。同源性搜索表明,HnTx-Ⅱ与Huwentoxin-Ⅱ(HwTx-Ⅱ)的同源性高达91%,仅有3个氨基酸残基不同。HwTx-Ⅱ为从虎纹捕鸟蛛中提取的杀虫肽,该多肽具有独特的结构模体。活性分析表明HnTx-Ⅱ与HwTx-Ⅱ具有相似的生物学活性。经腹腔注射HnTx-Ⅱ,美洲蜚蠊可被麻痹,其ED50为16μg/g;而当剂量增加到60μg/g时,可立即杀死美洲蜚蠊,其杀死昆虫活性明显强于HwTx-Ⅱ。此外,HnTx-Ⅱ经脑室注射可杀死小鼠,其LD50为1.41μg/g,该活性却明显低于HwTx-Ⅱ。这两种多肽毒素的结构与功能的差异为进一步阐明多肽毒素的结构与功能之间的关系提供良好的研究模型。     

嗜线虫致病杆菌HB310菌株杀虫蛋白的纯化及活性鉴定

嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila HB310是从河北省土壤中筛选出的一株昆虫病原线虫体内分离纯化获得的共生菌,该菌的发酵液对多种昆虫有较高的杀虫活性。利用85％饱和度的硫酸铵盐析分别获得胞内蛋白提取物和上清液中胞外蛋白提取物,生测结果表明这两种蛋白提取物中都含有胃毒素和血腔毒素。通过制备型非变性凝胶电泳对蛋白提取物进行分离和纯化,得到了3种有杀虫活性的毒素蛋白（毒素Ⅰ、毒素Ⅱ和毒素Ⅲ）,胞内的毒素蛋白与分泌到胞外上清液中的毒素蛋白是同种蛋白。毒素Ⅰ和毒素Ⅱ对棉铃虫初孵幼虫有明显的胃毒活性,但没有血腔毒性;毒素Ⅲ对大蜡螟幼虫有很强的血腔毒性,LD₅₀为0.18 μg/头。SDS-PAGE图谱显示毒素Ⅰ和毒素Ⅱ是由多个多肽组成的复合蛋白,而毒素Ⅲ只分离出一条多肽。毒素Ⅱ在50℃处理10 min,其杀虫活性没有显著变化;70℃处理10 min对毒素Ⅲ杀虫活性没有显著影响。     

B型肉毒毒素轻链的高效制备及活性鉴定

目的:在大肠杆菌中高效表达B型肉毒毒素轻链(BoNT/BLC)并纯化,研究其生物学活性。方法:根据报道的BoNT/B LC基因序列设计引物,从肉毒梭菌中扩增BoNT/BLC基因片段,将其克隆至原核表达载体pET-22b中,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)Rosetta感受态细胞,构建重组大肠杆菌pET-22b BoNT/BLC/BL21(DE3)Rosetta,在20℃条件下用IPTG诱导目的蛋白表达,表达产物经His Trap FF柱纯化,用SDS-PAGE对目的蛋白进行鉴定,并利用相应底物对纯化产物进行生物活性分析。结果与结论:构建了重组大肠杆菌pET-22b BoNT/BLC/BL21(DE3)Rosetta,BoNT/BLC表达量达到了细菌总蛋白的30%左右,通过一步亲和纯化目的蛋白后经SDS-PAGE检测其纯度在95%以上,制备的重组LC的酶活略高于B型肉毒毒素全毒素,可作为试剂用于BoNT/BLC抑制剂高通量体外检测方法的研究。     

人α防御素5在大肠杆菌中的可溶性表达与纯化研究

采用PCR扩增大肠杆菌偏好的人α防御素5成熟肽(mHD-5)密码子序列, 并将其克隆至pMAL-p2x质粒, 构建pMAL-p2x-mHD-5表达载体, 转化大肠杆菌BL21(DE3), 诱导表达, SDS-PAGE分析目的蛋白表达量并优化表达条件。经亲和层析、酶切和离子交换层析等方法分离、纯化重组mHD-5(rmHD-5)多肽。采用浊度法测定rmHD-5对细菌的抑制活性。通过优化表达条件, 获得约30%的可溶性目的蛋白表达量, 并成功纯化rmHD-5。rmHD-5对大肠杆菌标准菌株(ATCC25922)具有较强的抑制活性, 在终浓度为62.5mg/mL时, 90%以上的细胞被抑制。结果表明采用可溶性融合表达策略, 在原核表达系统中诱导表达并纯化具有生物活性的防御素是可行的途径之一。     

昆虫神经毒素LqhIT2的表达、抗血清制备及活性分析

根据毕赤酵母密码子偏爱性,不改变毒素蛋白质一级结构,设计合成了昆虫神经毒素LqhIT2基因,并分别克隆至大肠杆菌融合表达载体pPET30-a( )和毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K.在IPTG的诱导下,神经毒素在大肠杆菌中融合表达,表达产物经镍亲和层析纯化后,用于免疫BALB/c小鼠,制备了特异性较高的抗血清,抗体滴度超过1:128 000.利用制备的抗血清,采用斑点杂交,筛选得到了较高水平分泌表达重组LqhIT2的酵母转化子,摇瓶条件下,毒素表达量约9 mg/L.大肠杆菌表达产物没有生物活性,酵母表达产物经注射蝗虫表现出杀虫活性.     

荧光发光杆菌TT01品系pirA2B2 基因的克隆表达与杀虫活性

【目的】Photorhabdus luminescens TT01基因组中的一对ORF plu4437-plu4436(简称pirA2B2)的预测氨基酸序列与另一对已证明编码产物有口服杀虫活性的ORF plu4093-plu4092(简称pirA1B1)有50%和45%的一致性,本文旨在研究pirA2B2基因座的表达产物是否也有杀虫活性。【方法】PCR扩增并克隆了pirA2,pirB2和pirA2B2基因,构建了重组表达载体pQE-pirA2,pQE-pirB2和pQE-pirA2B2并分别转入M15菌株表达,经SDS-PAGE和Western blot检测证明,3个重组菌株经IPTG诱导后,分别成功表达了可溶的PirA2,PirB2和PirA2B2蛋白。用亲和层析结合脱盐技术对3个重组菌株表达的外源蛋白分别进行纯化,并通过生物测定确定纯化蛋白的杀虫活性。【结果】生物测定结果显示联合表达的PirA2B2对大蜡螟和斜纹夜蛾五龄幼虫均有明显的血腔杀虫活性,LD50分别为每虫4.0和2.8μg,单独表达的PirA2或PirB2对上述2种害虫没有血腔杀虫活性,但两者的混合物具有与两者联合表达相似的杀虫活性;PirA2B2对大蜡螟和斜纹夜蛾初孵幼虫均无口服杀虫活性。【结论】pirA2B2是P.luminescens TT01菌株基因组中的另一个二元杀虫毒素基因。【意义】pirA2B2的成功克隆表达和杀虫功能的确定为进一步研究其与pirA1B1的关系以及该基因的表达调控等打下了基础。     

B型肉毒毒素受体结合区C片段在大肠杆菌中的表达及免疫原性研究

目的:在大肠杆菌中表达、纯化B型肉毒毒素受体结合区C片段(BHc-C),研究其免疫原性。方法:将BHc-C基因克隆到原核表达载体pGEX-4T-1中,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达GST-BHc-C融合蛋白并通过亲和纯化;以纯化的融合蛋白免疫BALB/c小鼠制备免疫血清,采用ELISA检测免疫血清的效价并测定其抗B型肉毒毒素中和活性。结果:在大肠杆菌中表达了GST-BHc-C融合蛋白;以该融合蛋白免疫小鼠获得高效价免疫血清,且该免疫血清具有中和活性。结论:获得了GST-BHc-C融合蛋白,并证实其具有免疫原性。     

芋螺毒素ImI的化学合成及其杀虫活性研究

为研究芋螺毒素Im I的杀虫活性,本研究采用化学方法合成芋螺毒素线性肽,经氧化折叠后质谱鉴定获得芋螺毒素Im I,采用MTT法和昆虫注射法研究其杀虫活性。结果表明采用化学合成法可以成功合成芋螺毒素线性肽,经氧化折叠后质谱鉴定形成2个二硫键;活性实验表明芋螺毒素Im I具有抑制昆虫细胞sf9生长的活性,半数有效量为0. 13 n M;对黄粉虫具有杀虫活性,半数致死剂量为0. 11μg/mg。通过化学合成法可以有效合成芋螺毒素Im I,其具有良好的杀虫活性,可为研发新型多肽类生物杀虫剂奠定基础。     

重组芋螺毒素GeXIVAWT的表达、纯化和鉴定

芋螺毒素GeXIVAWT是来自食虫将军芋螺(Conus generalis Lonnaeus)毒管中,具有两对二硫键的28肽.通过化学合成这种芋螺毒素产量低、成本高、难以纯化.利用简单快速的重组表达来生产富含二硫键的芋螺毒素有可能成为有效的新途径.通过对芋螺毒素GeXIVAWT的基因进行密码子优化,人工合成引物来构建表达载体pET22b(+)/pelB-GeXIVAWT.融合了信号肽的重组芋螺毒素以包涵体的形式在大肠杆菌中获得了高效表达.利用低浓度尿素洗涤和超滤管进行纯化无组氨酸标签的重组芋螺毒素pelB-GeXIVAWT,再利用稀释复性的方法将无活性的包涵体转变成具有活性的重组芋螺毒素.复性后的重组蛋白采用反相高效液相色谱进一步纯化后进行了质谱鉴定.活性实验表明重组芋螺毒素pelB-GeXIVAWT具有抑制昆虫细胞Sf-9的生长,为研究芋螺毒素作为生物杀虫剂奠定基础.     

整合素αMβ2 I-结构域的基因合成和蛋白表达

目的：利用大肠杆菌表达系统表达整合素αMβ2 I-结构域,并对其进行纯化。方法与结果：利用DNAWorks在线引物程序设计经过密码子优化的整合素αMβ2 I-结构域的寡核苷酸序列;采用PCR介导的基因拼装法合成αMβ2 I-结构域DNA模板,将其克隆至原核表达载体pET11d-6h上,并转化大肠杆菌,获得表达菌株;经IPTG诱导,αMβ2 I-结构域在大肠杆菌BL21（DE3）中获得高效表达,表达产物经Ni-NTA琼脂糖层析柱纯化后,纯度达到90％以上;电喷雾电离质谱测定表明纯化所得的蛋白精确的相对分子质量为23720.0,与预期值相符;肽指纹质谱图谱鉴定其为目的蛋白。结论：αMβ2 I-结构域的高效表达,为进一步研究其与配体的结合及其复合物晶体结构奠定了基础。     

人ppGalNAc-T2的原核表达、纯化及其蓖麻蛋白样结构域的结构预测

多肽∶N乙酰氨基半乳糖转移酶(ppGalNAcT)是催化O糖基化的起始酶,在O聚糖的形成中起着关键的作用.为更好地研究该家族酶的结构与功能,采用PCR技术从pDONR201T2得到ppGalNAcT2全长编码序列,亚克隆至原核表达载体pGEX4T1,转化大肠杆菌BL21,获得相应表达产物,用谷胱甘肽S转移酶(GST)亲和层析柱进行纯化,并进行了Western印迹检测和初步的酶活测定.为进一步研究其功能还在结构研究上利用网络结构模拟SWISSMODEL服务器对ppGalNAcT2的蓖麻蛋白样结构域进行结构模拟.成功构建了原核表达载体pGEX4T1T2,获得有效表达和纯化,并初步鉴定了其活性,同时预测了其可能的三维结构和活性位点.     

人α防御素5在大肠杆菌中的可溶性表达与纯化研究

采用PCR扩增大肠杆菌偏好的人α防御素5成熟肽(mHD-5)密码子序列, 并将其克隆至pMAL-p2x质粒, 构建pMAL-p2x-mHD-5表达载体, 转化大肠杆菌BL21(DE3), 诱导表达, SDS-PAGE分析目的蛋白表达量并优化表达条件。经亲和层析、酶切和离子交换层析等方法分离、纯化重组mHD-5(rmHD-5)多肽。采用浊度法测定rmHD-5对细菌的抑制活性。通过优化表达条件, 获得约30%的可溶性目的蛋白表达量, 并成功纯化rmHD-5。rmHD-5对大肠杆菌标准菌株(ATCC25922)具有较强的抑制活性, 在终浓度为62.5mg/mL时, 90%以上的细胞被抑制。结果表明采用可溶性融合表达策略, 在原核表达系统中诱导表达并纯化具有生物活性的防御素是可行的途径之一。     

来源于大肠杆菌的6-磷酸己酮糖合成酶和6-磷酸果糖异构酶的原核表达与活性测定

同源性搜索显示大肠杆菌中存在核酮糖单磷酸途径关键酶6-磷酸己酮糖合成酶(HPS)和6-磷酸果糖异构酶(PHI)基因的同源序列,但没有其相关活性和功能方面的报道.本研究利用PCR方法从大肠杆菌的基因组中扩增hps和phi的同源序列(分别简称为Ehps和Ephi),构建了大肠杆菌Ehps和Ephi基因的原核表达载体pDEST17-Ehps和pDEST17-Ephi,表达和纯化了重组蛋白EHPS和EPHI,酶活性检测结果表明EHPS和EPHI具有活性.     

苏云金芽胞杆菌Vip3AaAdAa嵌合蛋白的构建及其杀虫活性分析

Vip3A类杀虫蛋白是一类新型杀虫蛋白,在氨基酸序列上与研究较为深入的Cry蛋白没有同源性,且昆虫受体结合位点与Cry蛋白也没有竞争关系。利用同源重组技术针对对甜菜夜蛾具有高活性的Vip3Aa39与无活性的Vip3Ad开展研究,成功构建了三个vip3AaAdAa型嵌合基因,将其转入大肠杆菌中表达嵌合蛋白Vip3AaAdAa1、Vip3AaAdAa2、Vip3AaAdAa3,并将这三种嵌合蛋白对甜菜夜蛾进行了杀虫活性测定。研究表明,三种嵌合蛋白对甜菜夜蛾具有杀虫活性,Vip3AaAdAa3蛋白的LC_(50)值比Vip3Aa39增加了1.4倍,Vip3AaAdAa1蛋白的LC_(50)值比Vip3Aa39增加了2.7倍,嵌合蛋白Vip3AaAdAa1和Vip3AaAdAa3的杀虫活性均低于Vip3Aa39;Vip3AaAdAa2的杀虫活性与Vip3Aa39差异不显著。     

艰难梭菌毒素B羧基端的表达与卵黄抗体制备

目的:在大肠杆菌中可溶性表达艰难梭菌毒素B羧基端(TcdB-c),免疫产蛋鸡,获得针对TcdB-c的卵黄抗体(IgY)。方法:人工合成TcdB-c的基因,将其克隆至pET32b(+)载体中,转化大肠杆菌BL21(DE3),诱导表达产物经金属螯合层析纯化,凝血酶酶切后得到目的蛋白TcdB-c;利用兔红细胞凝集和兔肠袢实验检测目的蛋白活性,用TcdB-c免疫产蛋鸡制备鸡卵黄抗体,分离纯化卵黄抗体并经ELISA测定抗体效价,用兔肠袢实验检测抗体的中和活性。结果:构建了TcdB-c的重组表达载体,诱导表达的融合蛋白相对分子质量约为79 000,经凝血酶酶切后的相对分子质量约65 000;目的蛋白免疫产蛋鸡后获得效价为1∶20 000的抗TcdB-c卵黄抗体,且该抗体可以中和TcdB-c对兔小肠的毒性作用。结论:获得了具有生物学活性的TcdB-c,并制备了针对TcdB-c的鸡卵黄抗体,为利用基因工程方法防治艰难梭菌感染打下了基础。     

内毒素结合肽的原核表达、纯化及生物学活性鉴定

重组人内毒素结合肽 (endotoxinbindingpeptide ,EBP)融合蛋白在大肠杆菌中表达 ,分离和纯化后对其进行生物学活性观察 .将构建好的PinpointⅩa3 EBP生物素融合表达载体转化大肠杆菌DH5α ,IPTG诱导表达菌株 ,亲和层析法纯化表达产物 ,因子Ⅹa(factorⅩa)切割分离内毒素结合肽 ,采用凝胶过滤和反相液相高效色谱法两步纯化 ,从相对分子质量、N端 1 0个氨基酸的序列分析等方面进行鉴定 ;利用人单核细胞U937对重组内毒素结合肽进行了生物学活性的检测 .结果发现 ,内毒素结合肽以包涵体形式存在 ,因子Ⅹa酶切融合蛋白后得到 3 5kD的内毒素结合肽 ,纯化后内毒素结合肽纯度达 99%以上 ,N端 1 0个氨基酸的分析结果与预期相符 ;初步证实内毒素结合肽具有较好的LPS结合活性 ,能够抑制LPS的作用 .经原核表达及纯化复性 ,获得了具有较好生物学活性的内毒素结合肽 ,为进一步研究其功能奠定了良好的基础     

大鼠肝tRNA~(Ⅱe)基因在大肠杆菌中的表达及分离纯化

利用T7RNA聚合酶／启动子表达系统在大肠杆菌JM109（DE3）中表达化学合成的大鼠肝tRNAⅡe基因．经酚抽提、DEAE-52离子交换柱层析及HPLC层析,分离纯化大鼠肝tRNAⅡe．变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和Northern-blot鉴定表明,大鼠肝tRNAⅡe基因成功地获得表达．氨酸化活性检测表明：纯化后,每1A260单位（40μg）的tRNAⅡe可负载约650pmol的Ⅱe,纯度为54．2％．说明从大肠杆菌中分离纯化出具有一定生物学活性,一定纯度的合成基因表达产物．     

α-银环蛇毒素基因的克隆与表达

与传统的捕蛇或养蛇提毒的方法相比,利用基因工程方法生产蛇神经毒素具有明显的潜在优势。本研究结合国内外的研究现状,以α-银环蛇毒素(α-bungarotoxin,α-BgTx)为例子来探讨蛇神经毒素基因在大肠杆菌表达体系中的表达情况及其规模生产的可行性。首先根据文献报道α-银环蛇毒素的氨基酸序列,推导出其DNA序列并设计成部分互补的4条寡核苷酸片段,利用DNA合成仪人工合成、纯化其寡核苷酸片段,通过片段退火、切口补平、连接、克隆、测序鉴定获得了α-银环蛇毒素基因;然后将α-银环蛇毒素基因克隆至pGEX-2T质粒中分别转化大肠杆菌DH5(和JM109进行表达分析,融合蛋白约占细菌总蛋白的30％～40％,其中部分为可溶性表达,部分以包含体的形式表达;对可溶性表达的条件进行了优化。最后以天然纯化的α-银环蛇毒素作为对照,分析融合方式表达的重组α-银环蛇毒素的活性,ELISA结果显示其与天然的α-银环蛇毒素比较具有相似的抗原性。