新生肽链的折叠与重组蛋白可溶性表达

新生肽链的折叠与重组蛋白可溶性表达.崔立斌＠马清钧.中国人民解放军军事医学科学院生物工程研究所新生肽链的折叠与重组蛋白可溶性表达崔立斌马清钧（中国人民解放军军事医学科学院生物工程研究所１００８５０）大肠杆菌表达系统是目前最常用的外源蛋白表达系统［１］。大肠杆菌遗传背景清楚,容易培养,能大规模发酵,以及大量可供选择利用的克隆和高效表达载体,使之成为人们克隆和表达外源基因的首选菌株［２－５］...     

含有昆虫杆状病毒多角体蛋白基因的转运质粒的构建

为了利用苜蓿尺蠖核多角体病毒作为表达外源基因的运载体,我们将含有该病毒多角体蛋白基因的EcoR I I片段克隆在大肠杆菌质粒pBR325中。并对这一片段进行改建,构建成两个可以将外源基因置于多角体蛋白基因启动子控制下的表达质粒。     

外源基因在大肠杆菌中的高效表达

为了提高外源蛋白在大杨杆菌中的表达量,人们对大肠杆菌表达系统进行了许多研究。作者综述了有关外源基因在大肠杆菌中高效表达的研究进展。     

双顺反子翻译偶联表达载体的构建及蚓激酶基因F238在大肠杆菌中的可溶性表达

为了实现外源蛋白在大肠杆菌中的可溶性表达,利用硫氧还蛋白作为分子伴侣构建双顺反子翻译偶联表达载体pDICT。将大肠杆菌硫氧还蛋白基因插入到pET22b载体NdeI和EcoR I位点之间,同时在硫氧还蛋白编码基因的终止密码子前加入核糖体结合位点,构建成双顺反子翻译偶联表达载体pDICT。将蚓激酶基因F238克隆到该载体,转化大肠杆菌BL21(DE3)并诱导表达。SDS-PAGE结果表明,所表达的蚓激酶F238是可溶性蛋白。利用血纤维蛋白法对表达产物进行活性测定,重组蚓激酶F238不仅具有纤溶酶活性,而且具有激活纤溶酶原的激酶活性。该双顺反子翻译偶联表达载体的构建,为在大肠杆菌中可溶性表达外源蛋白提供了新方法。     

大肠杆菌外源蛋白表达载体稳定性的研究进展

构建高产、稳定、可靠的质粒载体成为基因重组表达技术的研究重点之一。宿主细胞代谢反应和质粒不稳定性相关信息的缺乏,仍然阻碍着质粒载体的优化,成为限制外源蛋白在大肠杆菌中高效表达的瓶颈之一。主要论述了大肠杆菌外源蛋白表达载体的稳定性,分别从质粒和外源基因的本身特性、重组质粒转化对宿主细胞造成的影响及其他因素等方面阐述了对质粒载体稳定性的影响,同时介绍了相关的解决办法,从而为大肠杆菌表达系统高效表达外源蛋白提供参考。     

一种含ELP60基因的载体pRELPN促进大肠杆菌的外源基因的高表达

类弹性蛋白多肽（ELP）为含有人工合成的ELP60基因的表达载体pRELPN,能促使外源基因在大肠杆菌中的高表达。当ELP60在大肠杆菌表达载体pET28a的多克隆位点被克隆后,其自身的表达低,也不与目的基因构成ELP融合蛋白质,而是促进克隆在ELP60基因后的含起始密码ATG的外源目的基因独立高表达。外源目的基因表达量占宿主蛋白的20% ～ 60%,比用pET28a载体表达的外源基因表达量高2～10倍。此类表达载体pRELPN适合于表达包括抗体、抗原、酶、重组蛋白质、多肽及ELP融合蛋白质等的外源基因的独立高表达。这些结果表明,pRELPN代表了一种有效的表达载体,有助于解决在原核表达中,所受限的普通载体对外源基因低表达或不表达所导致的不能产业化的问题。     

重组人碱性成纤维细胞生长因子在大肠杆菌中的高效表达*

利用基因改造的方法可以优化外源基因在大肠杆菌中的表达。利用逆转录PCR技术从原代培养的人成纤维细胞中克隆出人碱性成纤维细胞生长因子基因,在不改变氨基酸序列的前提下对该基因的上游部分序列进行改造,并将其插入表达载体pET-3c,转入大肠杆菌阳BL21（DE3）,IPTG诱导表达,表达蛋白占菌体总蛋白的30％以上,并具有良好的生物活性。     

受溶氧浓度调控的新型大肠杆菌表达系统

利用透明颤菌(Vitreoscilla sp.)的血红蛋白基因在大肠杆菌中的转录过程受环境溶氧浓度调控,在贫氧条件下基因转录被激活的性质,构建了一个在贫氧条件下能高效表达外源基因的新型大肠杆菌表达系统。该表达系统包括一个古血红蛋白基因启动子元件控制T7RNA聚合酶基因表达的低拷贝质粒的宿主菌GJ100和另一个T7启动子控制外源基因表达的质粒载体。研究结果表明大肠杆菌本身的硫氧还蛋白,原核生物的金黄色葡萄球菌A蛋白IgG结合区(ZZ),真核生物的蛇神经毒素融合蛋白,鲑鱼降钙素六聚体,人白细胞介素Ⅱ和人尿激酶原等基因均能在该系统中获得高效表达。重组蛋白表达的水平可达细胞总蛋白的30％以上。     

融合表达载体的研究进展

基因工程的实施,主要包括DNA克隆、外源基因的表达及其重组产物的纯化。基因表达是指一个外源基因在表达系统中,既能高效表达又具有原来的生物学活性。目前有三个表达系统,即大肠杆菌、酵母菌和哺乳动物细胞。其中大肠杆菌最早研究应用,但表达质粒转人受体菌（宿主）后,并不都能获得理想的结果,它涉及到许多因素：诸如基因结构的特点、mRNA的转录效率、蛋白质的折叠、宿生蛋白酶对重组产物的水解作用、外源基因和E·COlt基因间所存在的差异以及表达产物对宿主细胞的毒性等;此外,在高效表达的同时,为了更好地获得人们所需要的重…     

新型大肠杆菌高效表达载体pHsh的构建与应用

在现代生物学和生物技术研究中,通过基因的重组表达获得目标蛋白是一种应用最广泛的方法。因其培养简单、操作方便、遗传背景清楚、克隆表达系统成熟完善,大肠杆菌表达系统通常是人们表达重组蛋白的首选,而表达载体在重组蛋白的生产中起决定作用。pHsh及其衍生质粒是近年发展起来的新型大肠杆菌表达载体,其调控外源基因表达的原理不同于所有其他表达系统,并且具有表达水平高、成本低廉等特点。介绍大肠杆菌表达系统的组成和常用表达载体,并对由pHsh系列载体组成的Hsh表达体系的构建策略、表达调控机制及其使用方法进行综述。Hsh表达体系的建立和发展有望从一个不同的角度帮助解决基因的重组表达中常见的表达水平低、诱导剂成本高、包涵体形成等问题。     

外源蛋白在大肠杆菌中的表达定位策略

外源基因在大肠杆菌中表达是对基因重组技术的成功应用。外源基因在不同的大肠杆菌表达系统中表达产物可能定位于大肠杆菌空间结构的不同位置：胞质,胞质膜,胞周质,胞外膜和胞外培养基,五种表达定位方式各有其特点和途径。     

外源蛋白在大肠杆菌中的表达定位策略

外源基因在大肠杆菌中表达是对基因重组技术的成功应用。外源基因在不同的大肠杆菌表达系统中表达产物可能定位于大肠杆菌空间结构的不同位置:胞质,胞质膜,胞周质,胞外膜和胞外培养基,五种表达定位方式各有其特点和用途 。     

外源丙氨酸提高蜘蛛牵引丝蛋白天然基因在原核系统中的表达

蜘蛛丝蛋白天然基因的体外表达受诸多因素的限制。本研究在获得生长于中国的Nephila clavipes蜘蛛牵引丝蛋白Spidroin2 cDNA（Genbank Accession No. AF441245）的基础上,利用限制性内切酶双酶切反应构建含有Spidroin2 cDNA的重组表达质粒pET-28b(+)-Sp。将该质粒转化至大肠杆菌BL21（DE3）宿主细胞感受态菌中,以不同浓度的IPTG进行诱导,并通过诱导时间、培养温度、加入外源丙氨酸等途径提高Spidroin2 cDNA的表达量,同时利用多克隆抗体对表达产物进行Western blot检测。重组质粒pET-28b(+)-Sp的测序结果表明Spidroin2 cDNA基因以正确的阅读框插入到原核表达载体中;SDS-PAGE结果表明菌体表达蛋白中存在着大小约为31 kDa的目的蛋白带（加入外源丙氨酸条件下）,Western blot检测结果进一步证实,目的基因在大肠杆菌中得到正确表达。本研究证实,蜘蛛牵引丝蛋白Spidroin2 cDNA可在原核细胞内正确表达,外源丙氨酸的加入对于提高天然蜘蛛丝蛋白基因在原核系统的表达作用明显。     

大肠杆菌乙酸产生及其控制研究

大肠杆菌表达系统具有许多优点,是表达外源基因常用的宿主菌,然而在培养过程中易发生副产物乙酸的生成和积累,造成碳源浪费,且会抑制菌体生长及外源基因的表达,影响了大肠杆菌的生产能力.介绍了大肠杆菌乙酸产生的原因,分析了乙酸的抑制作用及其机理,并探讨控制乙酸生成和减少乙酸抑制的方法,为利用大肠杆菌生产重组蛋白提供过程控制的参考依据.     

Kunitz蛋白酶抑制剂基因的密码子偏好性分析

目的:分析豆科植物的Kunitz蛋白酶抑制剂(KTI)基因密码子偏好性,确定最适模式植物与外源表达系统。方法:运用Codon W等程序分析密码子偏好性,并用决明KTI基因验证分析结果的可信度。通过聚类分析,确定研究KTI基因功能的最适模式植物,比较决明KTI基因与酵母和大肠杆菌的基因组密码子偏好性,选择最优外源表达系统。结果:KTI基因对以A或U结尾的密码子偏好性强。豆科与茄科植物聚为一簇,表明烟草是研究KTI基因功能的最适模式植物。决明KTI基因和大肠杆菌、酵母基因组对比,有较大密码子使用频率差异的各有28、24个,表明酵母是最优外源表达系统。结论:确定研究KTI基因功能的最佳模式植物是烟草,酵母是最优外源表达系统,对基因改良与育种具有指导意义。     

应用硫氧还蛋白促进外源蛋白在大肠杆菌的可溶性表达

为了观察硫氧还蛋白（ＴｒｘＡ）促进外源蛋白在大肠杆菌中可溶性表达的作用,我们从质粒ｐＥＴ－３２ａ（＋）上克隆了ｔｒｘＡ基因,构建了ＴｒｘＡ表达质粒ｐＴ－ＴｒｘＡ。将该质粒与其它蛋白基因的表达质粒共同转化Ｅ．ｃｏｌｉ并同时获得表达。结果表明,共表达ＴｒｘＡ可以明显促进外源蛋白,如甲状旁腺激素相关蛋白（ＰＴＨｒＰ）、ＰＴＨｒＰ受体（ＰＴＨｒＰ－Ｒ）的血管内皮生长因子（ＶＥＧＦ）的可溶性表达。说明共表达     

丙型肝炎病毒核心蛋白在大肠杆菌和毕赤酵母中表达的比较

为获得丙型肝炎病毒的核心蛋白（Core）,将克隆有Core基因的表达载体pBVIL1-Core转化大肠杆菌HB101,温度诱导表达Core蛋白。同时利用PCR方法以含有丙型肝炎病毒全基因的质粒PBR^TM／HCV为模板扩增Core基因,克隆进表达载体pPICZαA,构建表达载体pPICZαA-Core,转化毕赤酵母（Pichia pastoris）GS115,在甲醇诱导下表达Core蛋白。Western-blot显示Core蛋白在大肠杆菌中高效表达,表达蛋白量占菌体总蛋白的20％;在酵母培养上清中存在Core蛋白,证明Core蛋白在酵母系统中成功表达。     

优化大肠杆菌表达外源蛋白的研究进展

大肠杆菌表达系统是目前表达外源蛋白的首选,利用该表达系统表达重组蛋白有许多优越性,但表达的外源蛋白容易被宿主蛋白酶攻击或未能正确折叠形成包涵体,其表达受到了限制。综述了国内外利用大肠杆菌表达外源蛋白过程中采用的一些优化策略,主要包括表达稀有密码子、应用融合标签,改变表达菌株、降低包涵体形成、单一蛋白技术、自诱导、流加培养以及高密度细胞培养等,以期探索外源蛋白表达的最优策略。     

大肠杆菌中外源基因表达的研究进展

工程技术已使许多生物活性蛋白基因在大肠杆菌中中得到表达,但不同外基因表达效率并异很大,本文综述了影响外源基因表达的一些因素,以便采取有效方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率。     

利用Red重组工程技术解决外源基因在大肠杆菌染色体lac操纵子中的表达

为了应用Red重组工程技术实现外源基因在大肠杆菌染色体上的表达, 寻找染色体上外源蛋白的稳定高效表达位点, 使用Red重组工程系统和kan/sacB无痕迹修饰技术, 将易于定量分析的荧光素酶报告基因替换DY330染色体lac操纵子中的lacZ基因。检测该位点的表达效率结果显示: 大肠杆菌染色体上lac操纵子能够高效稳定表达外源基因, 初步证明了染色体可以作为外源蛋白或抗原的表达载体, 不会影响细菌的生长繁殖。