人溶菌酶工程菌株培养条件的研究

人溶菌酶在食品工业和医药上具有广泛的用途,最近发现它在癌症的继承性免疫治疗上也有作用。为使人溶菌酶达到工业化生产,我们已成功地人工合成厂人溶菌酶基因,并构建了人溶菌酶基因的重组质粒和工程菌株。为提高该工程菌人溶菌酶的表达水平,我们对影响该工程菌表达人溶菌酶的培养条件进行探讨。     

人源溶菌酶基因LYZL4在毕赤酵母中的重组表达及活性测定

LYZL4是本实验室克隆的一种c型人溶菌酶基因,根据毕赤酵母密码子偏爱性对LYZL4基因进行优化设计,优化后的基因克隆至具有乙醇氧化酶启动子(AOX1)的pPIC9K载体中。通过电转化方法整合到甲醇营养型毕赤酵母表达菌株GS115基因组上,再利用不同浓度梯度的G418抗性YPD固体培养基筛选高拷贝转化子,经摇瓶发酵后,其上清液在SDS-PAGE胶上14.4 kDa处出现明显的蛋白条带,该蛋白条带经质谱鉴定证实是人LYZL4蛋白。以人溶菌酶(164 071U/mg)作为标准品,使用艳红微球菌作为底物,通过比色法测定重组LYZL4溶菌酶蛋白的活性,结果显示重组人溶菌酶LYZL4蛋白具有明显的溶菌活性,其酶活力可达38893U/ml。     

重组人乳铁蛋白和重组人溶菌酶对小鼠溃疡性结肠炎的改善作用研究

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis,UC）是一种发生于直肠和结肠的慢性非特异性炎症疾病,近年来发病率明显上升。为探究转基因牛乳中提取的重组人乳铁蛋白和重组人溶菌酶对改善UC的作用,采用葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium salt,DSS）构建小鼠UC模型,30只雄性C57BL/6N小鼠随机分为空白对照组（CON组）、模型对照组（DSS组）、低浓度乳铁蛋白组（L-rLF组,50 mg·kg^-1·BW^-1）、高浓度乳铁蛋白组（H-rLF组,100 mg·kg^-1·BW^-1）、低浓度溶菌酶组（L-rLZM组,50 mg·kg^-1·BW^-1）和高浓度溶菌酶组（H-rLZM组,100 mg·kg^-1·BW^-1）。造模后用重组乳铁蛋白和溶菌酶分别灌胃1周,取小鼠血清及结肠,观察器官病理变化,测定炎症因子以及肠道菌群等相关指标。研究结果显示,与模型组相比,低浓度乳铁蛋白组和低浓度溶菌酶组小鼠疾病活动指数（disease activity index,DAI）、结肠缩短量、组织病理学评分均显著降低,且结肠组织中促炎因子（IL-6、lL-1β、TNF-α）表达量、血清和肝脏中脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）浓度显著降低,高浓度乳铁蛋白处理组小鼠肠道菌群结构显著改善。表明重组人乳铁蛋白和重组人溶菌酶均可以不同程度地改善小鼠UC,为重组人乳铁蛋白和重组人溶菌酶的未来应用提供了新的思路和理论支持。     

表达人溶菌酶基因牛乳腺特异表达载体的构建

利用高保真PCR法,分别扩增了牛乳腺酪蛋白基因的1.8kb和1.1kb的5'和3'调控 序列,克隆入TA载体.经测序鉴定后,利用DNA重组技术依次亚克隆入改造过的真核表达载体 pcDNA3(切除CMV启动子),并插入人溶菌酶基因(hLYZ)的cDNA, 构建成牛乳腺特异表达 载体.获得的重组载体经限制性内切酶酶切鉴定、PCR验证等表明,成功克隆了酪蛋白基因5 '和3'的调控区,并成功构建了表达人溶菌酶基因的牛乳腺特异表达载体.     

中国明对虾溶菌酶基因克隆、重组表达与性质分析

溶菌酶是机体先天免疫系统中一个重要的效应分子, 参与机体多种免疫反应, 在溶菌过程中形成一个水解体系, 破坏和消除侵入体内的病原, 从而实现机体的免疫防御。从中国明对虾中克隆得到了溶菌酶基因(称为FcLyz基因), 该基因全长709 bp, 其完整的阅读框为477 bp, 编码158个氨基酸, 前18个氨基酸(-1~-18)为信号肽, 成熟肽由140个氨基酸组成(1-140aa), 其分子量为16.2 kD。经SMART分析,该基因具有1个溶菌酶1(LYZ1)结构域(19-130aa)。半定量RT-PCR分析结果表明溶菌酶虽在多种组织中有较低水平的组成性表达, 但在细菌诱导的血细胞、心脏、肝胰腺和鳃等多种组织中表达上调。将中国明对虾溶菌酶基因的成熟肽亚克隆进原核表达载体pET-30a (+)中, 转化大肠杆菌BL21(DE3), 再进行诱导表达和亲和纯化, 得到了纯化的重组溶菌酶, 并进行了抑菌活性检测。结果表明, 重组对虾溶菌酶对革兰氏阳性菌的抑菌能力较强, 最小抑菌浓度达到3.43 mmol/L, 但对革兰氏阴性菌抑制作用较小。上述结果表明, 该溶菌酶作为一种重要的免疫效应分子, 参与了对虾的免疫防御反应。     

中国明对虾溶菌酶基因克隆、重组表达与性质分析

溶菌酶是机体先天免疫系统中一个重要的效应分子, 参与机体多种免疫反应, 在溶菌过程中形成一个水解体系, 破坏和消除侵入体内的病原, 从而实现机体的免疫防御。从中国明对虾中克隆得到了溶菌酶基因(称为FcLyz基因), 该基因全长709 bp, 其完整的阅读框为477 bp, 编码158个氨基酸, 前18个氨基酸(-1~-18)为信号肽, 成熟肽由140个氨基酸组成(1-140aa), 其分子量为16.2 kD。经SMART分析,该基因具有1个溶菌酶1(LYZ1)结构域(19-130aa)。半定量RT-PCR分析结果表明溶菌酶虽在多种组织中有较低水平的组成性表达, 但在细菌诱导的血细胞、心脏、肝胰腺和鳃等多种组织中表达上调。将中国明对虾溶菌酶基因的成熟肽亚克隆进原核表达载体pET-30a (+)中, 转化大肠杆菌BL21(DE3), 再进行诱导表达和亲和纯化, 得到了纯化的重组溶菌酶, 并进行了抑菌活性检测。结果表明, 重组对虾溶菌酶对革兰氏阳性菌的抑菌能力较强, 最小抑菌浓度达到3.43 mmol/L, 但对革兰氏阴性菌抑制作用较小。上述结果表明, 该溶菌酶作为一种重要的免疫效应分子, 参与了对虾的免疫防御反应。     

人源溶菌酶在大肠杆菌中的表达与复性研究

人源溶菌酶(Human lysozyme,HLZ)是一种糖苷水解酶,具有抗菌消炎的作用,其作为抗生素的替代品,已经被广泛应用于食品业、畜牧业和医疗等领域。如何获得高产量、高活性、高纯度的人源溶菌酶一直是亟待解决的技术问题。优化人源溶菌酶编码基因密码子,提高其在大肠杆菌中的适应度和表达量;将优化的基因克隆至大肠杆菌表达质粒pET21a,并将其在大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中诱导表达;利用8 mol/L尿素溶液对包涵体进行溶解变性后,探究一步透析、梯度透析和梯度稀释3种复性方式以及复性液中谷胱甘肽氧化还原对(GSSG/GSH)、精氨酸、甘油等复性物的浓度对重组人源溶菌酶复性的效果,获得最佳的复性方案。研究结果表明:37℃诱导温度下,利用0.5 mmol/L IPTG成功诱导了分子量约为14.7 kD的重组人源溶菌酶的表达,包涵体表达量约为380 mg/L(湿重)。包涵体经一步透析、梯度透析和梯度稀释3种复性方式复性后,测得比活力值分别为147 U/mg、335 U/mg、176 U/mg,表明最佳复性方法为梯度透析复性法。进一步探索了复性液中GSSG/GSH比值、精氨酸浓度、甘油浓度对人源溶菌酶复性效果的影响,表明当复性液中同时添加浓度比为1∶2的GSSG/GSH、4 mmol/L精氨酸和6%甘油时,复性后人源溶菌酶的最佳比活力值为1170 U/mg,显著高于3种复性物均不加时溶菌酶335 U/mg的比活力值,但低于溶菌酶标准品1732 U/mg的比活力值。成功地将人源溶菌酶基因在大肠杆菌中表达,并通过包涵体复性体系成功获得高活性重组人源溶菌酶。     

鸡输卵管暂态表达人溶菌酶的研究

目的:建立暂态表达人溶菌酶(hLYZ)的鸡输卵管生物反应器,以寻求一种生产药用hLYZ的有效方法。方法:将hLYZcDNA克隆入鸡输卵管特异表达载体pOV1和pOV2,将获得的重组表达载体pOV1LYZ和pOV2LYZ与一定比例的聚乙烯亚胺混合,经翅静脉注射产蛋鸡,用微球菌平板溶菌试验检测蛋清中的溶菌酶活性。结果:2个重组载体注射鸡的蛋清中均有rhLYZ的表达,pOV2LYZ的表达水平及维持时间优于pOV1LYZ。设立4个试验组,分别以不同剂量或注射次数的pOV2LYZ注射产蛋鸡,蛋清中重组酶的定量测定结果表明,1mg/2次注射组的表达效果较好,最高表达量达750μg/mL蛋清,有效表达维持7d左右,载体注射对鸡的产蛋等生理指标无明显影响。当初次载体注射鸡蛋清中的rhLYZ含量下降到注射前水平时,用同样的方法和剂量进行再次注射。结论:蛋清中的rhLYZ表达水平较初次载体注射有所提高,表达维持时间有所延长。用hLYZ特异抗体进行的Western印迹结果显示,表达在蛋清中的rhLYZ相对分子质量与天然hLYZ相同。     

抗菌肽Cecropin B-人溶菌酶融合蛋白表达载体的构建

目的是构建抗菌肽B(Cecropin B)和人溶菌酶(hLyso)的融合蛋白表达载体。从pUC118～hLyso上卸下人溶菌酶基因后,通过重叠区扩增法人工合成抗菌肽B基因,并将其融合到人溶菌酶基因的5’端。将抗菌肽B基因和人溶菌酶基因按正确的阅读框架定向克隆至大肠杆菌高效表达载体pET32a,终止子位于人溶菌酶基因的3’端。PCR鉴定及序列分析表明,所转化的BL21(DE3)菌落中含有插入Cecropin B-hLyso基因的重组质粒pET32a-CB-hLyso。     

人LYC5溶菌酶基因在毕赤酵母中的重组表达

LYC5是一种c型人溶菌酶蛋白。根据毕赤酵母密码子的偏爱性,对LYC5的mRNA编码序列进行优化设计,将优化后的基因序列克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,构建重组酵母表达质粒pPIC9K- LYC5 。重组质粒经线性化处理后转化毕赤酵母GS115,应用G418抗性筛选出高拷贝转化子,并对其进行摇瓶诱导表达,产物经SDS-PAGE电泳检测,发现在约15 kDa的位置出现了一条特异蛋白条带,此条带经LTQ Orbitra pelite MS鉴定,证明此蛋白即LYC5溶菌酶蛋白,表达量约为20 mg/L。对表达上清液进行活性分析,发现表达上清对溶壁微球菌具有较好的溶菌活性,活性约为40 000 U/mg,最适酶活反应温度为45℃,最适pH为5.0。采用基因工程方法,首次表达出了有生物学活性的人源LYC5溶菌酶蛋白,为深入探讨人溶菌酶家族成员的抗菌谱及其应用前景的研究奠定了基础。