裂殖酵母Pmt3蛋白的原核表达纯化与结晶研究

[目的]克隆裂殖酵母pmt3基因,利用大肠杆菌过量表达Pmt3重组蛋白,并进行Pmt3蛋白的纯化及晶体培养。[方法]利用PCR体外扩增pmt3基因的编码序列,通过NdeⅠ和Bam HⅠ限制性酶切和SolutionⅠ连接技术将其克隆至p ET28a载体,利用大肠杆菌Rosetta(DE3)表达Pmt3重组蛋白,利用Ni-NTA亲和层析柱His Trap(5 m L)和分子筛层析柱Superdex 75(16/60)依次纯化目的蛋白,利用超滤离心管进行蛋白质的浓缩,采用48孔板坐滴气相扩散法进行蛋白晶体初筛。[结果]在16℃恒温条件下经0. 3 mmol/L IPTG诱导后Pmt3蛋白过量表达。经Ni-NTA亲和层析和Superdex 75分子筛层析纯化得到了高纯度的Pmt3蛋白,最终蛋白浓缩至9. 5 mg/m L。经96条件蛋白结晶条件筛选,在18℃恒温稳定条件下获得了Pmt3蛋白晶体。结晶条件为:0. 1 mol/L sodium acetate trihydrate,p H 4. 6,8%polyethylene glycol 4 000。[结论]裂殖酵母Pmt3蛋白在16℃条件下...     

SARS病毒S蛋白片段的克隆表达和纯化

以大肠杆菌表达载体pET22b为载体,直接表达SARS病毒S蛋白425-569及894-1033等2片段。表达所获得的包涵体形式蛋白经尿素溶解后分别经过2次离子交换层析,获得初步纯化。在酸性和低尿素浓度环境中,2种S蛋白片段极易沉淀。Western印迹鉴定显示其与抗SARS病毒血清呈阳性反应。获得的纯化蛋白可用于检验受体结合能力等研究。     

辣椒疫霉PcCRN20-C蛋白的表达纯化及结晶

CRN(crinkling and necrosis-inducing protein)为疫霉菌在与寄主互作过程中分泌的一类特有胞质效应因子,干扰寄主细胞正常的生理代谢和功能。采用PCR法从辣椒疫霉LT1534菌株c DNA中克隆PcCRN20-C基因。该基因序列长783bp,编码261个氨基酸。构建重组表达载体,并转化大肠杆菌BL21(DE3)。在优化条件下诱导表达重组蛋白,利用Ni-NTA金属螯合层析、离子交换层析、分子筛层析和胰蛋白酶酶解技术获得高纯目的蛋白,SDS-PAGE分析表明,蛋白质分子量约为25kDa。采用座滴气相扩散法进行晶体制备和筛选,成功获得了蛋白质晶体,并通过X-射线衍射仪收集了晶体衍射花样。结合蛋白质晶体学方法,获得了有衍射的辣椒疫霉PcCRN20-C蛋白晶体,为进一步研究CRN蛋白的结构与病原菌致病机制提供参考资料。     

小鼠热休克蛋白gp96羧基端片段的克隆、表达及纯化

热休克蛋白(Heat shock protein)gp96(Grp94)是近年来新发现的一类糖蛋白,除了分子伴侣的功能外,现有越来越多的献报道了它在先天性免疫和获得性免疫中的重要作用。gp96可以促进抗原呈递细胞的成熟以及细胞因子的分泌。热休克蛋白抗原肽复合体可以引起特异性的细胞毒T淋巴细胞效应,应用这个特点可以设计抗病毒及抗肿瘤药物。但是gp96全长分子量大,蛋白在大肠杆菌中表达量低,不稳定,难纯化。组织提取的gp96又受组织来源和样品量的限制。对gp96的结构和功能的研究带来困难。克隆并表达了小鼠热休克蛋白gp96的羧基端560．751aa约四分之一长的功能片段,该段包含gp96的一个肽结合区和二聚化位点。将该功能片段在大肠杆菌中进行融合表达,纯化后将融合的片段切掉,并对目的片段进行了分析,结果表明该段可能是形成二聚体密切相关的片段,为进一步研究其结构和功能打下基础。     

小鼠热休克蛋白 gp96羧基端片段的克隆、表达及纯化

休克蛋白（Heat shock protein）gp96(Grp94)是近年来新发现的一类糖蛋白,除了分子伴侣的功能外,现有越来越多的文献报道了它在先天性免疫和获得性免疫中的重要作用。Gp96可以促进抗原呈递细胞的成熟以及细胞因子的分泌。热休克蛋白抗原肽复合体可以引起特异性的细胞毒T淋巴细胞效应,应用这个特点可以设计抗病毒及抗肿瘤药物^［１］。但是gp96全长分子量大,蛋白在大肠杆菌中表达量低,不稳定,难纯化。组织提取的gp96又受组织来源和样品量的限制。对gp96的结构和功能的研究带来困难。克隆并表达了小鼠热休克蛋白gp96的羧基端560751aa约四分之一长的功能片段,该段包含gp96的一个肽结合区和二聚化位点^［２］。将该功能片段在大肠杆菌中进行融合表达,纯化后将融合的片段切掉,并对目的片段进行了分析,结果表明该段可能是形成二聚体密切相关的片段,为进一步研究其结构和功能打下基础。     

SUA41蛋白表达和纯化及其多克隆抗体制备

旨在制备特异性SUA41多克隆抗体,为深入研究其在植物生长发育中的功能提供有力的分子生物学和生物化学的工具。PCR扩增拟南芥SUA41基因中编码280个氨基酸(401-680位氨基酸)的特异片段,经过GATEWAY的DNA重组技术构建了原核表达载体pDEST17-SUA41,用热休克法转化到E.coliBL21(DE3)star感受态细胞,以异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达出6×His-SUA41融合蛋白,用8 mol/L尿素缓冲液溶解包涵体并且经过水逐级去除尿素获得提纯的融合蛋白,并利用Western blotting鉴定确认。融合蛋白经Ni金属螯合柱亲和层析得以纯化,用SDS-PAGE进一步纯化。纯化的融合蛋白经过SDS-PAGE后切胶回收,免疫小白兔,制备多抗血清,然后用Western blotting进行检测,鉴定血清特异性和效价。结果显示,融合蛋白6×His-SUA41免疫兔,产生特异性的SUA41兔抗血清,可以检测到细菌和拟南芥组织中SUA41蛋白。用水提纯变性剂尿素溶解的包涵体蛋白具有可行性。制备的特异性SUA41兔抗血清效价高,能够有效地识别大肠杆菌表达的和拟南芥的SUA41蛋白。在有合适的对照情况下,该兔抗血清可以用于分析植物中SUA41蛋白的功能。     

巴豆毒蛋白的分离、结晶及其性质研究

巴豆种子用PBS抽提,多次低溫离心去除大量油脂,经硫酸铵沉淀,从Sophadex G-75柱分离出巴豆毒蛋白Ⅰ和Ⅱ(CrotinⅠ,Ⅱ)SDS-PAGB测得其分子量为40kD和15kD;等电点分别为8.0和6.7,并测定了它们的氨基酸组成。巴豆毒蛋白Ⅱ用汽相扩散悬滴法获得结晶,蛙卵试验表明它具有较强的抑制蛋白质合成的活性。     

SARS冠状病毒S蛋白片段2的表达纯化与多克隆抗体的制备

采用RTPCR技术从SARS冠状病毒基因组扩增编码S蛋白的S2基因片段(第2170到2814位碱基),克隆到pMD18T载体并测序。用限制性内切酶消化后,S2基因亚克隆至表达载体pGEX4T2,转化大肠杆菌JM109,筛选鉴定阳性菌落。扩增培养含pGEXS2质粒的JM109大肠杆菌,经IPTG诱导,超声破菌,GSHSepharose亲和层析纯化目的蛋白,Westernblot检测SARS患者血清可以识别纯化的蛋白。用此蛋白免疫NIH小鼠,获得了高滴度抗GSTS2抗体的血清,为进一步研究SARS冠状病毒的亚单位疫苗奠定基础。     

肺炎链球菌SP0306蛋白的表达纯化及结晶研究

SP0306蛋白是肺炎链球菌TIGR4菌株中的一种假想的转录因子,但其蛋白三维结构及生物学功能尚未明了,生物信息学分析提示其可能调控碳水化合物代谢相关基因的表达。成功构建了SP0306蛋白的全长表达载体PET28a-sp0306,利用大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行原核表达,获得了以可溶形式表达的目的蛋白。经Ni-NTA柱亲和层析及DEAE阴性离子交换层析纯化后,获得了高纯度的目的蛋白。采用悬滴气相扩散法获得了质量较好的SP0306蛋白晶体,并初步进行了晶体X射线衍射,为其最终的三维结构解析及生物学功能研究奠定了基础。     

SidK-VatA蛋白复合物的表达和纯化

军团菌以吞噬泡的形式进入宿主细胞,借助宿主细胞环境进行自身的繁殖传代。为避免被宿主识别,通过分泌自身效应蛋白来逃避宿主对含病原菌液泡（legionella containing vacuoles,LCVs）的识别和消化,军团菌通过分泌效应蛋白SidK结合宿主v-ATPase,抑制v-ATPase对吞噬泡的酸化,以实现吞噬泡不被溶酶体消化。在大肠杆菌中表达了效应蛋白SidK,利用昆虫细胞表达了VatA（v-ATPase）蛋白,得到了均一性较好的SidK-VatA蛋白复合体,为进一步解析这个复合体的结构奠定了基础。     

The Stable Interaction Between Signal Peptidase LepB of Escherichia coli and Nuclease Bacteriocins Promotes Toxin Entry into the Cytoplasm

LepB is a key membrane component of the cellular secretion machinery, which releases secreted proteins into the periplasm by cleaving the inner membrane-bound leader. We showed that LepB is also an essential component of the machinery hijacked by the tRNase colicin D for its import. Here we demonstrate that this non-catalytic activity of LepB is to promote the association of the central domain of colicin D with the inner membrane before the FtsH-dependent proteolytic processing and translocation of the toxic tRNase domain into the cytoplasm. The novel structural role of LepB results in a stable interaction with colicin D, with a stoichiometry of 1:1 and a nanomolar K_d determined in vitro. LepB provides a chaperone-like function for the penetration of several nuclease-type bacteriocins into target cells. The colicin-LepB interaction is shown to require only a short peptide sequence within the central domain of these bacteriocins and to involve residues present in the short C-terminal Box E of LepB. Genomic screening identified the conserved LepB binding motif in colicin-like ORFs from 13 additional bacterial species. These findings establish a new paradigm for the functional adaptability of an essential inner-membrane enzyme.     

GST-HRB融合蛋白的表达与纯化

构建GST-HRB重组质粒,进行融合蛋白的表达、纯化及鉴定.利用PCR扩增及基因重组技术,以pcDNA-3.1-HRB为模板扩增出HRB全基因序列,并将其插入带有GST(谷胱甘肽巯基转移酶)标签的原核表达载体pGEX-6P-1中,构建GST-HRB融合蛋白表达质粒.然后,将重组质粒GST-HRB转化至大肠杆菌Rosseta进行融合蛋白的表达.利用GST琼脂糖珠进行融合蛋白的纯化,最后应用SDS-PAGE电泳和Western blotting鉴定纯化的融合蛋白.结果表明,成功构建pGEX-6P-1-HRB原核表达载体,表达及纯化了GST-HRB融合蛋白.     

The Legionella pneumophila GTPase Activating Protein LepB Accelerates Rab1 Deactivation by a Non-canonical Hydrolytic Mechanism

GTPase activating proteins (GAPs) from pathogenic bacteria and eukaryotic host organisms deactivate Rab GTPases by supplying catalytic arginine and glutamine fingers in trans and utilizing the cis-glutamine in the DXXGQ motif of the GTPase for binding rather than catalysis. Here, we report the transition state mimetic structure of the Legionella pneumophila GAP LepB in complex with Rab1 and describe a comprehensive structure-based mutational analysis of potential catalytic and recognition determinants. The results demonstrate that LepB does not simply mimic other GAPs but instead deploys an expected arginine finger in conjunction with a novel glutamic acid finger, which forms a salt bridge with an indispensible switch II arginine that effectively locks the cis-glutamine in the DXXGQ motif of Rab1 in a catalytically competent though unprecedented transition state configuration. Surprisingly, a heretofore universal transition state interaction with the cis-glutamine is supplanted by an elaborate polar network involving critical P-loop and switch I serines. LepB further employs an unusual tandem domain architecture to clamp a switch I tyrosine in an open conformation that facilitates access of the arginine finger to the hydrolytic site. Intriguingly, the critical P-loop serine corresponds to an oncogenic substitution in Ras and replaces a conserved glycine essential for the canonical transition state stereochemistry. In addition to expanding GTP hydrolytic paradigms, these observations reveal the unconventional dual finger and non-canonical catalytic network mechanisms of Rab GAPs as necessary alternative solutions to a major impediment imposed by substitution of the conserved P-loop glycine.     

Cotranslational Translocation and Folding of a Periplasmic Protein Domain in Escherichia coli

In Gram-negative bacteria, periplasmic domains in inner membrane proteins are cotranslationally translocated across the inner membrane through the SecYEG translocon. To what degree such domains also start to fold cotranslationally is generally difficult to determine using currently available methods. Here, we apply Force Profile Analysis (FPA) – a method where a translational arrest peptide is used to detect folding-induced forces acting on the nascent polypeptide – to follow the cotranslational translocation and folding of the large periplasmic domain of the E. coli inner membrane protease LepB in vivo. Membrane insertion of LepB’s two N-terminal transmembrane helices is initiated when their respective N-terminal ends reach 45–50 residues away from the peptidyl transferase center (PTC) in the ribosome. The main folding transition in the periplasmic domain involves all but the ~15 most C-terminal residues of the protein and happens when the C-terminal end of the folded part is ~70 residues away from the PTC; a smaller putative folding intermediate is also detected. This implies that wildtype LepB folds post-translationally in vivo, and shows that FPA can be used to study both co- and post-translational protein folding in the periplasm.     

肺炎链球菌SPD1587蛋白的表达纯化及晶体生长研究

SPD1587蛋白是肺炎链球菌D39菌株中的一种转录因子,其在鼻咽部定植和肺部感染过程中发挥着重要作用。生物信息学分析提示其具有与A群链球菌的转录因子Mga蛋白相似的结构,目前其三维结构尚未被解析。成功构建了SPD1587蛋白的全长表达载体PET28a-spd1587,利用大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行原核表达,获得了以可溶形式表达的目的蛋白。经Ni-NTA柱亲和层析及DEAE阴离子交换层析纯化后,获得了高纯度的目的蛋白。采用悬滴气相扩散法获得了SPD1587蛋白晶体。     

沙粒病毒聚合酶C端的表达纯化与结晶条件筛选 *

拉沙病毒和马秋波病毒同属于沙粒病毒科,人类感染后病死率很高,对人类生命健康造成了严重威胁。沙粒病毒在基因组转录过程中存在与其他分节段负链RNA病毒相似的抢帽机制,位于病毒聚合酶N端的核酸内切酶结构域负责切割宿主mRNA,而其C端负责结合宿主mRNA帽子。目前对哺乳动物沙粒病毒聚合酶C端的特征知之甚少。为此构建了拉沙病毒和马秋波病毒聚合酶C端的重组表达载体,并利用E.coli原核系统进行表达和后续纯化,获得了不同聚体形式的C端蛋白,通过分析超速离心实验和负染电镜观察对其不同的聚体形式进行了表征。最后通过大量筛选结晶条件,得到了拉沙病毒聚合酶C端的晶体,为进一步研究其三维结构和功能机制奠定了基础。     

HIV-1 Vpu蛋白的原核表达、鉴定和纯化

目的：克隆、表达、纯化人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-1）Vpu蛋白,为其功能及免疫学研究奠定基础。方法：PCR扩增Vpu基因,纯化、酶切后克隆到原核表达载体pET32a中,转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株获得表达工程菌株,IPTG诱导蛋白表达,免疫印迹鉴定目的蛋白,亲和层析纯化蛋白。结果：构建了HIV-1Vpu蛋白的原核表达载体Vpu-pET32a,并在大肠杆菌中高效表达,目的蛋白呈可溶性形式存在,免疫印迹检测显示为目的蛋白,经Ni—NTAAgarose纯化获得了高纯度的目的蛋白。结论：在原核表达系统中表达了可溶性HIV-1Vpu蛋白,为进一步进行HIV-1Vpu蛋白的免疫原性和功能研究奠定了基础。