棉铃虫单核衣壳核多角体病毒几丁质酶基因的克隆与表达

根据棉铃虫单核衣壳核多角体病毒(HaSNPV)几丁质酶基因的序列,设计引物,引入适当的酶切位点,利用PCR扩增出不含N末端信号肽以及C末端内质网定位肽的几丁质酶基因片段.将该基因片断克隆至原核表达载体pProEXHTb,经IPTG诱导,在大肠杆菌DH5α中获得了高效表达,表达产物的大小为60kD,含量占菌体总蛋白量的40%.利用来源于AcMNPV 几丁质酶的抗体对表达蛋白进行检测,获得特异性的显色信号,证实所获原核表达产物与杆状病毒的几丁质酶具有同源性.     

棉铃虫单核衣壳核多角体病毒几丁质酶基因的克隆与表达

根据棉铃虫单核衣壳核多角体病毒 (HaSNPV)几丁质酶基因的序列 ,设计引物 ,引入适当的酶切位点 ,利用PCR扩增出不含N末端信号肽以及C末端内质网定位肽的几丁质酶基因片段。将该基因片断克隆至原核表达载体 pProEXHTb ,经IPTG诱导 ,在大肠杆菌DH5α中获得了高效表达 ,表达产物的大小为 6 0kD ,含量占菌体总蛋白量的 4 0 %。利用来源于AcMNPV几丁质酶的抗体对表达蛋白进行检测 ,获得特异性的显色信号 ,证实所获原核表达产物与杆状病毒的几丁质酶具有同源性     

青蒿鲨烯合酶基因的克隆、结构分析与大肠杆菌表达

用RT-PCR方法从青蒿(Artemisia annua L.)中克隆了一个1 539 bp全长鲨烯合酶cDNA.青蒿鲨烯合酶氨基酸序列与拟南芥、烟草、人类、酵母鲨烯合酶的一致性分别为70%、77%、44%和39%.青蒿鲨烯合酶基因组DNA结构很复杂,包括14个外显子和13个内含子.全长的或C末端截短的鲨烯合酶cDNA被克隆进原核表达载体pET30a并在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)中诱导表达.但在含有全长的鲨烯合酶cDNA的大肠杆菌中并没有观察到预期大小的鲨烯合酶表达,而C末端截短疏水区30个氨基酸的鲨烯合酶可在大肠杆菌中过量表达.     

青蒿鲨烯合酶基因的克隆、结构分析与大肠杆菌表达

用RT-PCR方法从青蒿(Artemisia annua L.)中克隆了一个1539bp全长鲨烯合酶cDNA。青蒿鲨烯合酶氨基酸序列与拟南芥、烟草、人类、酵母鲨烯合酶的一致性分别为70％、77％、44％和39％。青蒿鲨烯合酶基因组DNA结构很复杂,包括14个外显子和13个内含子。全长的或C末端截短的鲨烯合酶cDNA被克隆进原核表达载体pET30a并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中诱导表达。但在含有全长的鲨烯合酶cDNA的大肠杆菌中并没有观察到预期大小的鲨烯合酶表达,而C末端截短疏水区30个氨基酸的鲨烯合酶可在大肠杆菌中过量表达。     

重组蛋白融合信号肽在大肠杆菌周质空间表达的研究进展

重组蛋白在大肠杆菌中表达时,往往面临着形成包涵体的问题,而重组蛋白若是分泌至周质空间则基本解决了这一问题,周质空间的周质蛋白不仅能帮助重组蛋白正确折叠还有利于二硫键的生成。信号肽是一段由15-30个氨基酸组成,被融合在重组蛋白N端的短肽,按照结构、功能的不同可以划分为N区、H区和C区,具有引导重组蛋白转运至细胞周质空间的作用。本文综述了信号肽的结构组成、作用机理和基本分泌途径,讨论了信号肽的高效转运和筛选方法,总结了在大肠杆菌中重组蛋白融合信号肽实现周质表达的新进展,并对未来高效信号肽选择方面的研究进行了探讨。     

青藏高原不同高寒草地类型土壤酶活性及其影响因子

土壤酶活性作为生态系统养分循环的关键因素, 是反映土壤质量和生态系统功能的重要指标, 但是关于高寒草地生态系统中不同草地类型间酶活性的差异研究还很少。因此, 该研究在藏北高寒草地选择高寒草甸、高寒草原、高寒草甸草原、高寒荒漠草原和高寒荒漠5种草地类型进行野外原位调查和采样, 测定了涉及碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的14种酶的活性, 并建立了高寒草地酶活性与土壤微生物和土壤理化性质等环境因子的关系。结果表明: C循环酶(蔗糖酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和过氧化物酶)和P循环酶(碱性磷酸酶)在不同高寒草地类型间活性差异明显, N循环酶中仅芳香氨基酶和亚硝酸盐还原酶两种酶在不同高寒草地类型间活性差异明显。同时, C、N和P循环酶之间存在一定的相关关系, 其中, 蔗糖酶和碱性磷酸酶、纤维素酶和α-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著正相关, 多酚氧化酶与亚硝酸还原酶和β-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著负相关。在测定的19个环境指标中, 土壤有机质(SOM)含量、革兰氏阴性菌数量、土壤N和P含量计量比、革兰氏阳性菌数量、细菌数量、放线菌数量、全氮含量、真菌数量是影响土壤酶活性的关键因子, 且SOM含量的影响最大(解释量为11.9%)。综上所述, 不同高寒草地类型间C循环酶、P循环酶和两种N循环酶(芳香氨基酶和亚硝酸还原酶)活性差异显著, SOM含量、微生物数量和N含量等是影响高寒草地生态系统土壤酶活性的关键因子。     

金纹细蛾几丁质酶基因生物信息学分析

本文从生物信息学角度对克隆获得的金纹细蛾几丁质酶进行分析,通过课题组提交到GenBank的数据,采用在线分析及相应软件分析预测金纹细蛾几丁质酶(LrCHI)基因核苷酸和氨基酸序列的组成、理化性质、信号肽、糖基化位点、磷酸化位点、疏水性、二级结构和三级结构等,并构建系统发育树。结果表明:LrCHI开放阅读框由1737bp组成,推导578个氨基酸;此序列所编码的蛋白属于几丁质酶18家族,其N端含有信号肽和几丁质酶18家族活性位点,C端为几丁质结合区,无跨膜结构域区域;预测LrCHI为亲水性蛋白;金纹细蛾与鳞翅目的棉铃虫、甜菜夜蛾进化关系最近。分析结果可为LrCHI的科学研究提供有价值的信息,为进一步研究其高级结构与功能的关系提供理论依据。     

大肠杆菌Tat转运酶的研究进展

TatA、TatB和TatC是大肠杆菌Tat转运酶的组成成分.研究表明各Tat蛋白具有不同的功能区域, TatA和TatB蛋白功能重要的位点位于N末端的穿膜片断、其后的双极性α-螺旋和铰链区.TatC的序列保守性低,N末端穿膜片断和位于胞质内的第一环区对转运是必需的.Tat转运酶各成分相互结合成复合物形式并相互依赖.TatA在细胞中高表达并自身聚合形成数量不等的同聚物,具有稳定TatBC复合物的作用,TatB有稳定TatC的功能,TatB和TatC两者结合形成二聚体.实验表明,TatA复合物形成转运通道,TatBC复合物通过TatC蛋白识别底物的信号肽并与底物结合, 再在TatB介导下与TatA复合物结合形成具有活性的转运酶.     

簇毛麦HMW-GS及其启动子基因的克隆与序列分析

利用2对特异引物,从簇毛麦(Dasypyrum villosum)基因组中分离克隆出一个簇毛麦HMW-GS基因VHG-2(GenBank登录号为FJ600492)及其启动子序列VHGp-1(GenBank登录号为FJ600489).VHGp-1序列长度为1 099 bp,从5′至3′方向依次有E-box、N-box、G-box、HMW谷蛋白特异38 bp增强子和TATA-box等典型的HMW-GS基因启动子作用调控元件,说明VHGp-1为簇毛麦HMW-GS的启动子基因.VHG-2序列长度为1 572 bp,具有单一完整的、可编码498个氨基酸的开放阅读框(ORF),该ORF推导的氨基酸序列结构分析表明,编码区依次包含由21个氨基酸残基组成的信号肽、105个氨基酸残基组成的N-末端区、330个氨基酸残基组成的中部重复区和42个氨基酸残基组成的C-末端区;中部重复区主要重复单元为6肽(PQQGQQ)和9肽(GYYPTSP/LQQ);有6个半胱氨酸残基(Cys),其中5个分布在N-末端区,1个分布在C-末端区,第3、4个相邻.这些特征与报道的y-型HMW-GS多肽结构基本一致,说明VHG-2是簇毛麦的y-型HMW-GS基因.系统进化分析表明,簇毛麦HMW-GS启动子序列(VHGP-1)与智利大麦(H.chilense)H基因组的D-hordein基因、拟鹅观草和阿拉善鹅观草St基因组的HMW-GS基因的启动子具有比较近的同源关系,簇毛麦HMW-GS基因(VHG-2)与冰草、拟鹅观草和中间偃麦草的y-型HMW-GS基因具有较近的同源关系.     

三明野生蕉β-1,3葡聚糖酶基因克隆及其低温下SA处理后的表达分析

以三明野生蕉(Musaspp.AB group)为材料,利用RT-PCR和RACE技术,克隆获得β-1,3葡聚糖酶5个基因(Mugsp1.2~Mugsp5)的cDNA和DNA序列。序列和生物信息学分析表明Mugsp1.2、Mugsp2、Mugsp3、Mugsp4和Mugsp5的ORF长度分别为1 020、1 047、999、1 023和960bp,分别编码339、348、332、340和319个氨基酸;Mugsp1.2、Mugsp2和Mugsp4蛋白具有N端和C端(CTPP)信号肽结构,推测为Ⅰ类β-1,3葡聚糖酶,而Mugsp3只含有N端信号肽,无CTPP结构,Mugsp5则不具有信号肽结构;构建Mugsp1.2、Mugsp2、Mugsp4瞬时表达载体并转化洋葱表皮的亚细胞定位观察结果显示,常温下Mugsp1.2、Mugsp2和Mugsp4主要在细胞膜、细胞质上表达,而经过8℃低温处理后Mugsp1.2、Mugsp2和Mugsp4均能够转移至细胞核表达;β-1,3葡聚糖酶基因在不同低温处理下的实时荧光定量(qRT-PCR)检测结果显示,β-1,3葡聚糖酶基因均能响应低温胁迫,是低温胁迫相关基因,但基因间表达水平存在差异;低温下SA处理后的定量结果显示,SA处理会推迟β-1,3葡聚糖酶基因的表达。     

一个受褐飞虱取食诱导的水稻GST类似蛋白基因的克隆

BpHi006AcDNA长度为1943bp,具有一个795bp组成的完整的读码框,其表达受褐飞虱取食的诱导。BpHi006A蛋白含有谷胱苷肽S转移酶(glutathione Stransferase)的N末端结构域和C末端结构域,为谷胱苷肽S转移酶超家族的成员。BpHi006A蛋白与拟南芥四氯氢醌还原性脱卤素酶相关蛋白有61％的一致性,序列分析表明这两种蛋白质构成一类新的植物GST。     

棉铃虫保幼激素环氧水解酶基因的克隆及其原核表达

通过兼并引物PCR结合RACE技术,克隆了棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)保幼激素环氧水解酶(juven-ile hormone epoxide hydrolase,JHEH)的基因,该基因的开放阅读框为1389 bp,编码463个氨基酸.预测蛋白分子量为52 kD,等电点为6.39.N末端存在由20个氨基酸组成的疏水性信号肽序列,存在组成JHEH催化三联体的氨基酸Asp(227)、Glu(403)和His(430)以及组成阴氧离子洞的氨基酸Tyr(298)、Tyr(373)和HGWP花样结构.其氨基酸序列与其它鳞翅目昆虫有很高的同源性.在大肠杆菌中表达JHEH基因的编码区,Western blot结果表明,棉铃虫JHEH已被成功表达.利用该基因序列可以在分子水平上研究棉铃虫JHEH基因的时空表达情况,进一步研究保幼激素(juvenile hormone,JH)的代谢途径及其功能.     

棉铃虫幼虫中肠非糖基磷酯酰肌醇锚着氨肽酶N基因的克隆和测序

通过对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫中肠氨肽酶N的克隆和测序,鉴定了1个氨肽酶N基因APN1,其cDNA序列具有3 220个核苷酸,具有3 042 bp的开放阅读框,编码产生1 014个氨基酸的蛋白质。其推定的氨基酸序列具有氨肽酶N所共有的锌结合模体HEXXHX₁₈E和N末端20个氨基酸的疏水性信号序列,但C末端没有糖基磷酯酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI）锚添加信号序列。该氨肽酶N的cDNA序列已提交GenBank,登录号为AY358034。     

在大肠杆菌中拓展合成途径合成异胡椒醇北大核心

天然异胡椒醇作为一种植物来源香料,具有很高的经济价值。目前国内外还未见利用大肠杆菌工程菌株转化生产异胡椒醇的报道。【目的】构建工程菌,采用生物合成方法获得天然香料异胡椒醇。【方法】对来自胡椒薄荷的细胞色素P450家族的柠檬烯-3-羟化酶(LIM3H)基因PM2进行改造,截短LIM3H的N端疏水区,分别添加17α短肽或2B1短肽增加其亲水性,采用CO差示光谱法检测LIM3H活性;将N端疏水区截短后的来自拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NADPH-细胞色素P450还原酶基因(trATR)和修饰后LIM3H基因(Modi-LIM3H)融合后表达,最终以柠檬烯为底物进行全细胞转化。【结果】3种N端修饰LIM3H基因均检测到LIM3H表达和异胡椒醇生成,其中17α短肽修饰后的蛋白表达量最高,异胡椒醇产量达到1.94 mg/L。【结论】本研究在大肠杆菌中增加外源LIM3H与ATR,成功催化柠檬烯生成异胡椒醇,为天然异胡椒醇的生产提供了新的方法。     

杆状病毒几丁质酶基因结构与功能的研究进展*

杆状病毒几丁质酶基因是杆状病毒的非必需基因 ,是高度保守的基因。该基因在杆状病毒复制晚期表达产生几丁质酶 ,该酶N端具信号肽 ,中部是酶的活性区 ,C端是酶的内质网结合区。杆状病毒几丁质酶同时具有内切和外切几丁质酶活性 ,主要功能是水解昆虫体内的组成型几丁质。杆状病毒几丁质酶对于虫体液化是必需的 ,同时它还是原组织蛋白酶 (pro V Cath)的分子伴侣 ,并与病毒侵染机制相关联。杆状病毒的几丁质酶基因与细菌的几丁质酶基因可能源于共同的祖先。     

真核生物α-甘露糖苷酶生物信息学分析

α-甘露糖苷酶(α-mannosidase,α-Man)是真核生物蛋白质N-聚糖修饰的关键酶,其对甘露糖残基的修剪过程是糖蛋白N-糖链复杂化的必要步骤,对蛋白质的合成及正确构象的折叠起决定性作用。根据α-Man的功能特异性,其一般被分为糖基水解酶38家族(glycosyl hydrolase 38 family,GH38)、糖基水解酶47家族(glycosyl hydrolase 47 family,GH47)两个家族。利用生物信息学分析GH38家族与GH47家族在进化上的关系和氨基酸序列保守性以及不同物种内质网Ⅰ型甘露糖苷酶(endoplasmic reticulum ManⅠ,ERManⅠ)的理化性质、结构特点、功能特征后发现,GH47家族比GH38家族在进化上更早且保守性更好;α-Man基因在不同物种中长度存在明显差异,物种越高等基因平均长度越长;真核生物ERManⅠ均为亲水性不稳定蛋白质,其氨基酸序列存在跨膜螺旋并含有信号肽,且蛋白质空间构像为桶状,包含Ca~(2+)结合位点。文中对α-Man的生物信息学分析可以为研究α-Man在生命过程中的作用提供重要的信息。     

棉花两个β-甘露糖苷酶cDNA的克隆及其特征

从陆地棉纤维cDNA文库中分离出两个B-甘露糖苷酶的cDNA克隆,GhManAl和GhManA2.它们的开放读码框编码长度分别为834个氨基酸和976个氨基酸的多肽序列,这两个多肽C-末端的747个氨基酸残基是完全一致的,而N-末端的序列差异较大.GhManAl和GhManA2均属于糖基水解酶家族2的成员,它们与其它植物来源的该家族中β-甘露糖苷酶之间具有较高的同源性,而与非植物来源的β-甘露糖苷酶之间的同源性较低,但不同蛋白序列中均存在糖基水解酶家族2的酶催化活性所需的两个Glu保守残基.这两个多肽的N-末端均没有信号肽序列,因此可能为胞内酶.从表达特征来看,GhManA1属于组成型表达基因,而GhManA2则为纤维细胞优势表达基因.     

DrwH类信号肽序列对其抗氧化功能的影响

耐辐射异常球菌疏水性LEA5C家族蛋白DrwH参与细胞耐受氧化和盐胁迫过程。前期研究发现,DrwH蛋白N端存在19个氨基酸组成的类信号肽序列,为探索该序列对DrwH发挥抗氧化功能的影响,本研究通过对DrwH蛋白进行分段截短,构建含有不同区段的重组大肠杆菌菌株,比较分析重组菌株在正常培养和氧化胁迫下的生长能力。结果表明,含有类信号肽序列的融合蛋白过量表达不仅抑制了大肠杆菌的生长,而且使DrwH蛋白失去抗氧化能力。荧光定量PCR显示经IPTG诱导后,含类信号肽全长蛋白DrwH和结构域蛋白WHy在转录水平大量累积,蛋白在过量积累条件下发挥其生物学功能。由此表明,类信号肽对全长蛋白DrwH表达及其发挥抗氧化功能具有重要影响。     

杆状病毒几丁质酶基因结构与功能的研究进展

杆状病毒几丁质酶基因是杆状病毒的非必需基因,是高度保守的基因。该基因在杆状病毒复制晚期表达产生几丁质酶,该酶N端具信号肽,中部是酶的活性区,C端是酶的内质网结合区。杆状病毒几丁质酶同时具有内切和外切几丁质酶活性,主要功能是水解昆虫体内的组成型几丁质。杆状病毒几丁质酶对于虫体液化是必需的,同时它还是原组织蛋白酶(pro-V-Cath)的分子伴侣,并与病毒侵染机制相关联。杆状病毒的几丁质酶基因与细菌的几丁质酶基因可能源于共同的祖先。     

里氏木霉细胞表面表达系统的构建

[目的]烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的AfMp1p是一种通过糖基磷脂酰肌醇( glycosylphosphatidylinositol,GPI)修饰定位于细胞壁上的蛋白,其细胞壁定位信号位于蛋白质的C末端.里氏木霉(Trichoderma reesei)是一种重要的工业生产菌种.构建里氏木霉的细胞表面表达系统具有十分重要的意义.[方法]我们将AfMp1p的细胞壁定位GPI信号肽和烟曲霉几丁质酶AfChiB1的N端信号肽分别与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的C末端和N末端融合并转化里氏木霉.本文首先对木霉遗传转化系统进行了优化;随后通过Real-time PCR和蛋白定量,对GFP融合蛋白在里氏木霉中不同时期的表达情况进行了研究;最后对里氏木霉表达的GFP融合蛋白进行细胞定位研究.[结果]荧光观察结合Western blot的结果表明,在平台期中期和后期,带有GPI信号的GFP融合蛋白定位于细胞壁.[结论]烟曲霉来源的GPI信号可被里氏木霉识别,本论文所构建的表达系统可用于外源蛋白在里氏木霉中的细胞壁定位表达.