几丁质酶基因的克隆表达及酶学性质

【背景】几丁质是自然界中储藏量仅次于纤维素的有机物,几丁质酶能降解几丁质生成几丁寡糖,实现废弃物的高值化利用,目前菌株产几丁质酶能力低限制了它的生产应用。【目的】克隆弧菌(Vibrio sp.)GR52的几丁质酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,对分离纯化的重组几丁质酶进行酶学性质研究。【方法】以弧菌GR52菌株基因组DNA为模板,克隆得到几丁质酶基因GR52-1,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-chi GR52-1,诱导表达的产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应pH为6.0,在pH5.0-10.0范围内37°C保温1 h仍能保持85%以上的相对酶活力,具有较好的pH稳定性;最适反应温度为50°C,在45°C保温1 h其酶活力基本没有损失,在50°C保温1 h其残余酶活力仍达60%;在1 mmol/L浓度下,Cu~(2+)、Ca2+对该酶具有促进作用,Hg+对该酶具有明显的抑制作用;在5 mmol/L浓度下,Ni+对该酶具有一定的促进作用,Mn~(2+)、Co~(2+)、Li~+、Fe~(2+)、Hg~+、SDS(十二烷基硫酸钠)对该酶具有明显的抑制作用。以胶体几丁质为底物时,动力学参数Km、Vmax、kcat分别为0.85 mg/m L、0.19μmol/(m L·min)和7.02 s-1。底物特异性分析表明该重组酶能特异性降解几丁质。【结论】重组几丁质酶具有良好的酶学性质,为几丁质酶的开发应用奠定基础。     

灵芝多糖糖供体合成途径中关键酶的异源表达及其酶学性质

【背景】灵芝多糖(Ganoderma lucidum polysaccharide,GLP)是一种具有多种生物活性的大分子物质,已有研究者通过发酵调控优化或菌种改良使灵芝多糖产量得到一定的提高。但由于灵芝多糖糖供体合成途径并未完全明晰,其中关键酶特性解析也不完善,使得灵芝多糖产量的大幅度提高仍存在瓶颈。【目的】通过异源表达大量制备灵芝中含量较少的磷酸葡萄糖变位酶(Phosphoglucomutase,PGM)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucosepyrophosphorylase,UGPG)和磷酸甘露糖异构酶(Phosphomannose isomerase,PMI),并分别探究和比较其酶学性质,深入了解灵芝多糖的糖供体合成途径中关键酶的特性信息,为灵芝多糖合成发酵策略的高效制定提供依据。【方法】以灵芝菌株CGMCC5.26的c DNA为模板,克隆得到关键酶基因gl-pgm、gl-ugpg和gl-pmi,分别在E. coli BL21(DE3)中诱导表达,产物通过Co-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】纯化酶GLpgm、GLugpg和GLpmi均在E. coli中实现大量表达。GLpgm的最适反应pH为8.5,GLugpg和GLpmi的最适pH同为7.5;GLpgm、GLugpg和GLpmi最适反应温度依次为35、40和30°C;1mmol/L的Ag+和Cu2+对3种酶均具有强烈抑制作用,Mn2+、Mg2+对GLpgm和GLpmi均有激活作用,其中Mn2+对GLpgm的激活作用高达2.7倍。GLpgm、GLugpg和GLpmi的kcat/Km值分别为196.08、818.60和1 105.22 mmol/(L·s)。【结论】在最适反应pH、温度及金属离子作用方面,GLpgm、GLugpg和GLpmi与植物及真菌来源的这3种酶较为相似,对底物的催化效率相对其他来源的酶高,为基于灵芝多糖合成途径的调控提供了更完善的信息。     

重组人成骨生长肽的表达、纯化和活性的研究

将人工合成的人成骨生长肽基因 (hOGPgene) ,与质粒pTYB2 重组 ,转化大肠杆菌E .coliBL2 1 (DE3) .经异丙基硫代 β D 半乳糖苷 (IPTG)诱导 ,融合蛋白在E .coli中得到表达 .菌体经超声破碎 ,一步亲和层析纯化得到重组人成骨生长肽 (recombinanthumanosteogenicgrowthpeptide ,rhOGP) .体外实验证明 :rhOGP对成纤维细胞 (NIH3T3)的增殖有促进作用 .体内实验证明 :rhOGP加速兔移植骨成活 ,使血清中碱性磷酸酶活性增高 ,骨钙素增高 .重组人成骨生长肽促进成骨 ,有可能成为治疗骨移植及骨折愈合的有效药物     

核盘菌角质酶的克隆、表达及活性分析

角质酶可降解脂肪族或芳香族聚酯,对聚对苯二甲酸乙二醇酯也具有较好的降解作用,但目前市面上角质酶产品非常稀缺,因此寻求一种高效表达的角质酶用于工程酶的开发非常有必要.本研究从核盘菌中克隆得到8个角质酶基因,利用PCR结合RT-PCR技术筛选出主效基因SsCut-52,利用大肠杆菌Escherichia coli BL21...     

褐藻胶裂解酶基因的克隆表达及重组酶酶学性质

【目的】克隆交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)BYS-2的褐藻胶裂解酶基因,实现其在大肠杆菌细胞中异源表达,对分离纯化的重组酶进行酶学性质研究。【方法】以交替假单胞菌BYS-2菌株基因组DNA为模板,克隆得到褐藻胶裂解酶基因alg738,构建重组基因工程菌BL21(DE3)/p ET22b-alg738,诱导表达,表达产物通过Ni-NTA树脂纯化后进行酶学性质研究。【结果】重组酶的最适反应p H为8.0,在p H 6.0-9.0范围内37°C保温1 h仍能保持84%以上的相对酶活力,具有较好的p H稳定性;最适反应温度为45°C,热稳定性实验显示在37°C下保温60 min其残余酶活力仍达66.6%;在5 mmol/L浓度下,Na~+、Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶具有明显的促进作用,Ni~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)、Zn~(2+)、EDTA、β-巯基乙醇、SDS具有明显的抑制作用。动力学参数Km、Vmax分别为1.11 g/L和0.011 g/(L·min),底物特异性分析表明该重组酶为偏好聚甘露糖醛酸钠(Poly M)裂解作用的双功能酶。【结论】重组褐藻胶裂解酶具有良好的酶学特性,为褐藻胶裂解酶的开发应用打下基础。     

重组人肠激酶轻链的原核表达、纯化及活性分析

【目的】在原核表达系统中实现人肠激酶轻链(Human enterokinase light chain,hEKL)的表达和纯化。【方法】通过PCR扩增得到编码hEKL的基因片段,利用基因重组技术构建原核表达质粒pMAL-s-hEKL,在Escherichia coli中进行诱导表达,菌体经超声破碎后利用Amylose亲和柱对目标蛋白进行纯化,并利用Tricine SDS-PAGE检测酶的切割活性。【结果】目的基因能够以可溶形式表达,每升发酵液可纯化得到40 mg纯度在97%以上的MBP-hEKL蛋白,活性检测表明该酶可以对含有肠激酶识别序列的蛋白进行特异性切割,酶活力达到6.0×105U/mol。     

高效表达N-乙酰高丝氨酸内酯酶-木聚糖酶融合蛋白及其酶学性质

摘要: 【目的】构建N-乙酰高丝氨酸内酯酶-木聚糖酶双酶活性表达毕氏酵母重组菌株,并对经纯化的重组蛋白SL2B 进行N-乙酰高丝氨酸内酯酶及木聚糖酶酶学性质的研究。【方法】利用PCR 拼接技术得到N-乙酰高丝氨酸内酯酶基因aiiA-B546 和木聚糖酶基因xynAS27cd 融合而成的基因Sl2b。构建重组表达载体pPIC9 / Sl2b 转化毕氏酵母,筛选得到同时具有木聚糖酶和N-乙酰高丝氨酸内酯酶活性的重组子,随后对经硫酸铵沉淀、分子筛纯化后得到的重组蛋白SL2B 进行N-乙酰高丝氨酸内酯酶及木聚糖酶     

芽孢杆菌N1碱性蛋白酶的克隆表达及酶学性质

【背景】蛋白酶广泛应用于制革行业中,酶法脱毛对环境污染较小,但蛋白酶对化学试剂的不稳定性及胶原降解活性限制了其工业应用。【目的】克隆芽孢杆菌(Bacillussp.)N1基因组的碱性蛋白酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,并对重组酶酶学性质及脱毛作用进行研究。【方法】利用基因组文库法克隆获得蛋白酶基因aprG,构建重组大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3)pLysS/pET-28a-aprG。异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达该重组酶,以福林酚显色法对其酶学性质进行研究,并将AprG作用于羊皮、兔皮和羽毛。【结果】克隆得到蛋白酶基因aprG,并实现其在大肠杆菌中的表达。重组酶AprG最适反应温度为50°C,最适反应pH为10.0。各种金属离子对AprG活性影响较小,且AprG对表面活性剂和氧化剂、还原剂的耐受性较强。底物特异性分析表明,该酶胶原活性较低。AprG对羊皮和兔皮作用显著,且降解羽毛效果明显。【结论】蛋白酶AprG在制革行业中具有良好的应用前景。     

非对称二甲基精氨酸水解酶的表达纯化及其酶学性质的研究

非对称二甲基精氨酸水解酶(dimethylarginine Dimethylaminohydrolase,DDAH)是酶学循环法检测早期急性心肌梗塞(acute myocardial infarction,AMI)的生物标记物——非对称二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine,ADMA)的重要工具酶.为获得高活性DDAH,从绿脓杆菌的基因组中扩增目的基因,构建高效表达DDAH的重组菌E.coli BL 21(pET-28a-DDAH).该菌的可溶性DDAH表达量达100mg/L,经超声破碎后的上清液通过镍柱纯化,可获得纯度达到95％以上的重组DDAH.Q柱的精制可提高它的稳定性,使其能够在常温下长期保持酶活.该重组酶的单位酶活,Km值和Vmax分别为0.5U/mg,3.04 mM和8.07mM/h.最适反应温度和pH分别为35℃和pH =6,在10℃～40℃和pH5.0～ pH9.0的范围内稳定.该重组酶可形成多聚体,但并不影响酶活.最后,利用发酵罐扩大生产规模,有望进行克级生产,为新型ADMA检测试剂盒的开发和药物筛选模型提供材料基础.     

不同基因型新城疫病毒HN基因保守区域的克隆表达及免疫活性的比较

对于NDV不同基因型毒株的HN基因的氨基酸序列比较后发现,基因Ⅶ型的毒株在第65~75位的氨基酸序列较为保守,而其他各基因型在该区域则不尽相同。因此本文克隆了NDV基因Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ型的代表毒株La Sota、GX-2、F48E9的含有该区域的序列,并进行蛋白表达,通过特异性抗血清对表达肽段进行抗原性测定。应用表达的蛋白免疫SPF鸡,用ELISA检测各组的抗体水平。结果表明3个毒株在反应原性上存在差异。应用NDV F48E9强毒株攻毒,结果显示各多肽蛋白的保护率不同,表明在该区域这3个毒株之间存在着免疫原性差异。     

ATP依赖的人Lon蛋白酶的表达、纯化及其活性鉴定

ATP依赖的人Lon蛋白酶是一种同质寡聚、环状的蛋白酶,主要位于细胞线粒体基质中。许多研究表明,Lon蛋白酶对于维护细胞的内环境稳定起着重要作用,并参与线粒体蛋白质量控制和代谢调控。将pPROEX1 His6-Lon重组质粒在Escherichia coli Rosetta 2菌株中诱导表达用Ni2＋柱亲和层析法纯化,获得纯度较高的目的蛋白。经纯化后,Lon蛋白酶的比酶活达到0.17 U/mg。通过多肽底物Rhodamine 110、bis-（CBZ-L-alanyl-L-alanine amide）[（Z-AA）2 Rh110]的降解检测显示,Lon蛋白酶具有肽酶活性,并被ATP所刺激。Casein和线粒体转录因子A降解实验表明,纯化的Lon蛋白酶具有蛋白水解活性,而且蛋白水解活性依赖于ATP。     

2型猪链球菌葡萄糖胺-6-磷酸脱氨酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌葡萄糖胺-6-磷酸脱氨酶(NagB)编码基因,并测定其酶反应体系活性。方法:根据2型猪链球菌05ZYH33基因组序列,全合成nagB基因(ssu05_0195),并将其克隆至pET32a载体,在大肠杆菌中表达;利用Ni亲和层析柱纯化表达产物,获得纯化的NagB蛋白,Western印迹鉴定后测定其酶反应体系活性。结果:在大肠杆菌中高效表达了nagB基因,重组NagB相对分子质量约为56×10~3;在25℃、pH9.5、底物浓度为15 mmol/L、反应40 min时,NagB酶促反应体系表现出最大活性;在最适条件下,2型猪链球菌中NagB酶促反应体系的体外活性为3.73 U/mL,酶比活为12.43 U/mg。结论:2型猪链球菌05ZYH33中含有编码NagB的nagB基因,在原核系统中表达的NagB蛋白具有酶学活性。     

拟南芥PKA催化亚基基因的克隆、原核表达及其催化活性的鉴定

蛋白质的磷酸化与脱磷酸化是生物体内存在的一种普遍的调节方式，几乎参与所有的生命活动过程。利用Blast2.0分析拟南芥基因组序列发现存在一个与动物蛋白激酶cDNA同源性的序列。在GenBank中比较发现它与动物的依赖cAMP的蛋白激酶（PKA）的催化亚基（C亚基）有相似的特征序列。提取拟南芥（Arabidopsis thaliana (L.)Heynh.)的总ＲＮＡ，通过ＲＴ－ＰＣＲ克隆得到这一cDNA片段，经序列测定证实它具有完整的阅读框架，将其克隆至pET30a原核表达载体，结果表明在大肠杆菌（E.coli)BL21(DE3)中该表达质粒在IPTG诱导下表达产生大量带寡聚组氨酸标记的重组蛋白，该蛋白在37℃表达时主要以包含体形式存在，而在22℃表达时主要以可溶性蛋白形式存在，经过与组氨酸结合金属螯合树脂亲和柱层析纯化后，得到纯化的目的蛋白，其纯度达到87%以上。活性鉴定表明其具有依赖于cAMP的蛋白激酶活性。而加入PKA的抑制剂（H-8）后，其活性显著下降。从而证实它确实是拟南芥的PKA催化亚基。Western blot结果显示它几乎不受ABA，NaCl等逆境的诱导。     

拟南芥PKA催化亚基基因的克隆、原核表达及其催化活性的鉴定

蛋白质的磷酸化与脱磷酸化是生物体内存在的一种普遍的调节方式,几乎参与所有的生命活动过程.利用Blast 2.0分析拟南芥基因组序列发现存在一个与动物蛋白激酶cDNA同源性的序列,在GenBank中比较发现它与动物的依赖cAMP的蛋白激酶(PKA)的催化亚基(C亚基)有相似的特征序列.提取拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)的总RNA,通过RT-PCR克隆得到这一cDNA片段,经序列测定证实它具有完整的阅读框架,将其克隆至pET30a原核表达载体,结果表明在大肠杆菌(E. coli) BL21 (DE3)中该表达质粒在IPTG诱导下表达产生大量带寡聚组氨酸标记的重组蛋白, 该蛋白在37 ℃表达时主要以包含体形式存在, 而在22 ℃表达时主要以可溶性蛋白形式存在.经过与组氨酸结合金属螯合树脂亲和柱层析纯化后, 得到纯化的目的蛋白, 其纯度达到87%以上.活性鉴定表明其具有依赖于cAMP的蛋白激酶活性,而加入PKA的抑制剂(H-8)后,其活性显著下降.从而证实它确实是拟南芥的PKA催化亚基.Western blot结果显示它几乎不受ABA、NaCl等逆境的诱导.     

组织因子膜外区融合蛋白基因的表达及产物的分离纯化与活性分析

 为构建表达组织因子 (TF)膜外区的融合载体 ,制备组织因子膜外区 ,抽提人胎盘组织的总RNA,通过 RT- PCR法扩增出 TF的 c DNA克隆至 p UC1 8并测定全序列 .然后以此为模板 ,再次PCR扩增出 TF膜外区 (soluble TF,s TF) c DNA,并将其插入到谷胱甘肽巯基转移酶融合表达载体 p GEX4T- 1 ,构建了 tac启动子控制下的 GST- s TF融合蛋白的表达载体 .表达的融合蛋白经亲和层析、凝血酶切得到纯化的 s TF.表达产物经 ELISA验证 ,能特异性地与 TF抗体结合 .重新脂化后 ,该产物具有较大凝血活性 .以上说明采用融合蛋白表达系统可以大量制备组织因子膜外区 ,为研制国产重组凝血活酶试剂和研究 s TF的结构和功能创造条件 .     

人Leptin基因的cDNA的克隆和表达

克隆人Leptin基因的cDNA并获取表达的Leptin蛋白,为进一步研究新的Leptin相关蛋白打下基础。以人基因组DNA为模板,用引物悬挂延伸PCR法,克隆与6个组氨酸（6×His）密码子相连的人Leptin基因的cDNA,并将其克隆到体外表达载体pIVEX23MCS上,通过体外快速翻译系统(Roche公司的RTS500环状模板试剂盒和RTS500 ProteoMaster仪器)在体外表达了带有6×His的Leptin融合蛋白。经SDSPAGE及Western blot方法鉴定,融合蛋白大小正确,有172个氨基酸,分子量为1946kD,具有特异的抗原性,且主要以可溶形式存在于反应液上清中。     

重组人可溶性B淋巴细胞刺激因子细菌表达、纯化及其对B淋巴细胞的增殖作用

采用PCR法从人胎盘cDNA文库中扩增出人B淋巴细胞刺激因子（hBLyS）的cDNA;再用巢式PCR法（Nest-PCR）扩增出hBLyS的膜外可溶性功能部分hBLyS,152aa）的DNA片段,经过纯化及测序鉴定后,双酶切法定向插入原核表达载体pET-30a（＋）;然后转化λDE3溶原宿主菌并诱导其高效表达（分析得知靶蛋白约占总蛋白质的46％）出带有His-tag的重组融合蛋白。采用本室自行研制的能与His-tag特异性结合的固定化Ni^2 亲和层析胶（Ni^2-IDA）纯化重组融合蛋白,经SDS－PAGE鉴定为单一区带。生物学功能检测得知,在anti-hIgM的协同作用下,hsBLyS具有明显地刺激人B淋巴细胞的增殖作用。     

人sTNFR1基因的克隆、融合表达与生物学活性

采用RT-PCR,从Hela细胞的mRNA中扩增人sTNFR1基因,构建含有目的片段的T载体克隆及原核表达载体pMAL-c2x重组质粒亚克隆,转化入大肠杆菌,测序证实其序列与基因数据库中sTNFR1基因一致。经异丙基-β-D半乳糖苷酶（IPTG）诱导表达,淀粉树脂亲和层析法纯化,得到融合蛋白sTNFR1-MBP。结果显示：经Western-blotting检测,sTNFR1-MBP具有免疫活性;MTT检测目的蛋白可有效地封闭TNFα对QSG7701的细胞毒性作用;流式细胞术检测目的蛋白对TNF-α诱导QSG7701凋亡有抑制作用;sTNFR1-MBP具有良好的生物活性,为今后的研究打下了基础。     

人血管形成素在大肠杆菌中的融合表达、纯化及活性测定

RT-PCR获取的血管形成素Angiogenin cDNA片段,克隆入融合表达载体pRSETB中,表达产物为N端融合了His6的融合蛋白,以包涵体形式存在,占菌体总蛋白的10%。用8mol/L脲溶解包涵体,利用His6与过渡态金属离子Ni⁺²高亲合力结合的性质,经Ni+2NTA亲和树脂一步法纯化,获得纯度达98%以上His6-ANG融合蛋白,Western-blot结果表明在相应分子量处有一条特异性条带。重组蛋白复性后活性测定表明,在体外可促进鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)血管形成,并可降解tRNA。