信号肽序列及其在蛋白质表达中的应用

信号肽在蛋白分泌的过程中起重要作用,分泌性蛋白质合成后由信号肽引导其穿过合成所在的细胞到其他组织细胞中。可以利用因特网在线工具和信号序列捕获系统来判定基因序列中是否含有信号肽序列。外源蛋白的表达形式多为细胞内不溶性表达(包涵体),少数为细胞外分泌表达。利用信号肽来引导外源蛋白分泌可避免因包涵体复性带来的困难。研究表明,多种外源基因连接上信号肽后在原核表达系统如大肠杆菌、L型细菌、芽孢杆菌和乳酸杆菌中等都得到了分泌表达;信号肽也广泛应用于真核表达系统如毕赤酵母和昆虫杆状病毒表达系统,以提高蛋白的表达量。     

信号肽对酵母外源蛋白质分泌效率的影响

根据酵母表达系统在表达外源蛋白方面的独特优势,利用酵母表达系统高效分泌并纯化具有生物学活性的蛋白质,已受到广泛关注。信号肽在蛋白质的分泌中起着重要作用,可引导蛋白分泌至胞外,大大提高蛋白的表达量,在工业化生产外源蛋白的纯化工艺方面具有重要意义。该文将从酵母表达系统中对信号肽的选择、改造、偏爱密码子和增强子的应用等几个方面进行优化的探讨,以提高蛋白质在酵母系统中的分泌效率。     

信号肽对外源蛋白分泌效率的影响

信号肽在引导外源蛋白分泌过程中具有重要作用,本文从信号肽疏水性结构、构建分泌型载体以及分泌增强子、定位信号等几个方面介绍了信号肽对外源蛋白分泌效率的影响,在大量生产以酵母为表达宿主的治疗性蛋白方面具有广泛的应用前景。     

信号肽对外源蛋白分泌效率的影响

信号肽在引导外源蛋白分泌过程中具有重要作用,从信号肽疏水性结构、构建分泌型载体以及分泌增强子、定位信号等几个方面介绍了信号肽对外源蛋白分泌效率的影响,在大量生产以酵母为表达栽体的治疗性蛋白方面具有广泛的应用前景。     

一种表征蛋白质可分泌性的结构融合度特征

选择适宜的信号肽是实现外源蛋白高效分泌表达的一个重要因素。本研究利用生物信息学方法分析信号肽与外源蛋白之间的相容程度,将其定义为结构融合度,并从数学角度分析拼接信号肽与目的蛋白邻近残基之间的相互作用,提出了信号肽拼接区域与目标蛋白之间的数学模型,利用该模型进行结构融合度特征提取,以此来表征外源蛋白质的可分泌性。模拟结果显示结构融合度特征能有效区分枯草芽孢杆菌宿主的可分泌和不可分泌蛋白。研究结果有助于信号肽的选择,对目的蛋白分泌表达的优化具有一定的指导意义。     

酵母表达系统及其应用研究

酵母表达系统是研究真核蛋白质表达和分析的有力工具,拥有转录后加工修饰功能,适合于稳定表达有功能的外源蛋白质。与昆虫表达系统和哺乳动物表达系统相比,酵母表达系统操作简便,成本低廉,可大规模进行发酵,是最理想的重组真核蛋白质生产制备用工具。介绍了酵母表达系统的特点、常用酵母表达系统(载体和菌株)、酵母表达的一般步骤、实现高效表达的策略以及酵母表达系统的应用成果等。     

毕赤酵母蛋白表达系统研究进展

选择合适的蛋白表达系统是外源基因能否成功表达的关键.毕赤酵母(Pichia pastoris)蛋白表达系统是近些年来发展起来的一种真核表达系统,与其他表达系统相比,该系统所具有的诸多优势使其研究价值和应用价值越来越广泛,已经成功表达了多种蛋白质.简要综述其特点、表达宿主菌、表达载体以及其元件、外源蛋白的表达及其影响因素等方面的基础研究和最新进展.     

毕赤酵母表达系统研究进展

毕赤酵母表达系统是目前最为成功的外源蛋白表达系统之一。该表达系统不存在原核表达系统的内毒素难以除去的问题 ,也不存在哺乳动物细胞表达系统的病毒和支原体污染等问题 ;并能够对目的蛋白进行类似高等真核生物的信号肽剪切、二硫键形成、糖基化等过程的翻译后蛋白加工。至今已有多种外源蛋白在该表达系统中成功表达。下面对毕赤酵母表达系统的特点及研究进展作一简要综述。     

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…     

杆状病毒表达系统——有效的VLP构建工具

杆状病毒表达系统是以杆状病毒为外源基因载体,昆虫细胞或活体昆虫为受体的真核表达系统。相对于其他表达系统,杆状病毒表达系统具有特殊的优势:杆状病毒基因组作为表达载体可以容纳更多外源基因;杆状病毒极晚期启动子能有效调控外源蛋白的表达;昆虫细胞作为受体能够对外源蛋白进行加工修饰;杆状病毒通常只感染节肢动物,不会对人畜构成危害。因此,该系统越来越受到人们的重视,并已应用于亚单位疫苗的研发与生产,特别其对于构建病毒样颗粒,即由一种或多种病毒结构蛋白自行装配而成且不含病毒基因组的蛋白颗粒,具有不可比拟的优势。对此做详细评述并展望病毒样颗粒疫苗的发展趋势。     

Production of a biologically active human basic fibroblast growth factor using silkworm-baculovirus expression vector system

As a therapeutic treatment, recombinant human basic fibroblast growth factor (rhbFGF) is usually employed in tissue regeneration, and as an essential component in culture medium for maintaining the induced pluripotent stem (iPS) cell and embryonic stem (ES) cell in an undifferentiated state. Therefore, a large amount of biologically active rhbFGF is required. In this study, silkworm-baculovirus expression vector system (silkworm-BEVS) is employed to achieve a high productivity of recombinant rhbFGF with two small affinity tags (His-tag and STREP-tag) at the N or C-terminus. It is observed that rhbFGF with 30?K signal peptide of silkworm were successfully expressed but are not sufficiently secreted into the culture medium of cultured insect cells. Then we purified the N- or C-tagged intracellular rhbFGF protein and obtained a yield of about 0.7?mg/larva and 1.2?mg/larva, respectively. Although the final yield of the C-tagged rhbFGF is higher than that of the N-tagged, rhbFGF with N-tag demonstrated promising and comparable biological activity, which is evaluated through a mammalian cell proliferation assay. Taken together, these results indicate that silkworm-BEVS could contribute to the mass-production of the biologically active rhbFGF for medical uses.     

现代系统生物技术与图式遗传学

基因组程序化表达调控与生物体形态结构发生的相互对应是图式遗传学和系统生物技术研究复杂生物系统的核心。基因-蛋白质表达与神经-内分泌信号,构成生物系统发生演变的双向调控过程是生物信息控制系统的结构、功能和演变的基础。细胞信号传导与基因差异表达调控是从基因、细胞到器官的细胞动力学转换系统,是基因、蛋白质、脂类等生物高分子相互作用与细胞再生、分化、迁移、凋亡的程序化调控节律,也就是基因定位图谱-细胞定位图谱的基因组-蛋白质组与生物体的细胞节律-形态的发生转换过程。     

Transport of heterologous proteins to the periplasmic space of <Emphasis Type="Italic">Pseudomonas fluorescens</Emphasis> using a variety of native signal sequences

Bacterial expression of recombinant proteins containing disulfide bonds is facilitated by transport of the proteins to the periplasmic space. Several Pseudomonas fluorescens signal sequences have been identified that efficiently direct proteins to the periplasm and provide solubility and yield advantages over the production of proteins fused to the PelB signal sequence in E. coli. For a single chain antibody fragment, the final yield varied from about 1 g/l to 10 g/l when expression in P. fluorescens involved fusion to various P. fluorescens signal sequences.     

一种酿酒酵母附加型分泌表达载体pYES2/CT/α-factor的构建及鉴定

以pPIC9为模板,通过PCR扩增获得酿酒酵母的α-交配因子（α-factor）,并克隆至酿酒酵母胞内表达载体pYES2/CT中,构建了一种新型酿酒酵母附加型分泌表达载体pYES2/CT/α-factor（pYCα）。再将甘露聚糖酶基因（mannase,man）通过酶切、连接克隆至pYCα的α-factor的下游,构建了pYCα-man重组载体检验pYCα的分泌性能和稳定性。结果显示α-factor可引导甘露聚糖酶基因在胞外分泌表达,在曲利本兰培养基上形成明显的水解圈,进一步分析重组菌胞外和胞内酶活,结果显示对照INVSc1/pYCα的两种酶活都未检测到,而INVSc1/pYCα-man具有明显的胞外酶活,未检测到胞内酶活,说明构建的pYCα具有良好的分泌性能;稳定性实验表明重组质粒连续培养150 h仍具有良好的稳定性。     

脱落酸在植物体细胞胚胎发生中的调控作用

脱落酸是一种具有全面生理功能的植物激素,在植物体细胞胚胎发生发育过程中具有重要的作用。根据国内外最新的研究文献,从脱落酸对植物体细胞胚胎发生的影响、植物体细胞胚胎发生过程中内源脱落酸含量的变化、脱落酸对体细胞胚胎发生过程中基因表达、信号转导的调控和转基因的表达调控入手,概述了脱落酸在植物体细胞胚胎发生中的调控作用。     

不同调控元件驱动下菊欧氏杆菌纤维素酶celY基因在大肠杆菌中表达的研究

目的:以菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)基因组DNA为模板,通过PCR方法找到了该菌的β-1,4-内切葡聚糖酶celY基因及其调控元件并克隆至pUC19载体。为提高纤维素酶celY基因在原核细胞中的分泌表达量,比较了由不同启动子和信号肽调控的celY基因在大肠杆菌中的表达水平。方法:分别构建了由脂蛋白启动子、T7启动子、果胶酶信号肽调控的多种表达载体与由纤维素酶celY基因自身的启动子和信号肽调控的表达载体相比较。结果:由脂蛋白启动子、T7启动子、果胶酶信号肽调控的表达载体都不同程度提高了celY基因的分泌表达量。结论:脂蛋白启动子、T7启动子、果胶酶信号肽都不失为构建强分泌表达载体的可选元件。     

一种新型酿酒酵母附加型分泌表达载体的构建

用化学法合成克鲁维酵母的菊粉酶基因的信号肽序列(INU),将其嵌入酵母附加型表达质粒pYES2,得到一套新型的分泌表达载体pYES2I,pYES2Ⅱ,pYES2Ⅲ。然后用PCR方法分别扩增大肠杆菌的天冬酰胺酶基因(ASN)和短芽孢杆菌α乙酰乳酸脱羧酶(ALDC)基因,连接到INU下游,得到重组质粒pASN和pALDC。分别将这两个重组质粒转化酿酒酵母菌株INVScⅠ中表达,胞内和胞外的酶活分析表明ASN和ALDC基因都能在酿酒酵母中分泌表达,表明菊粉酶信号肽序列能很好地将酿酒酵母中的重组蛋白分泌到胞外。稳定性分析表明,重组酵母菌株在没有选择压力的条件下连续接种培养100h,未发现重组质粒的不稳定性。     

心肌细胞肥大的信号转导通路

心肌肥厚是肥大刺激诱导核内基因异常表达的结果,细胞内信号转导通路是肥大刺激与核内基因转录活化的偶联环节。然而,淡同刺激诱导的心肌肥大可能具有不同的“分子表型”,这主要取决于它们启动的信号转导通路。对心肌肥大信号转导通路的深入认识,不仅胡助于阐明心肌肥厚的细胞分子机制,而且可为药物干预防治心肌肥厚提供新思路。     

人可溶性晚期糖基化终产物受体的酵母表达及其生物活性分析

将人可溶性晚期糖基化终产物受体(human soluble Receptor for advanced glycation end product,hsRAGE)cDNA插入巴斯德毕赤酵母组成型表达载体pGAPZαA,构建重组表达载体pGAPZαA-hsRAGE,并转化到毕赤酵母X-33中,利用含抗生素Zeocin的YPD平板筛选重组子。重组菌株在甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAP)启动子的调控作用下,进行组成型分泌表达,在发酵液中获得了相对分子质量约45 kD的重组蛋白。摇瓶发酵结果表明,在发酵温度30℃、pH6.0、发酵时间72 h时重组蛋白表达占发酵上清液总蛋白68.4%。Western blotting显示,重组蛋白能够被相应抗体所识别。纯化后的重组hsRAGE具有与AGEs相互结合的活性,并能够显著地抑制AGEs诱导的人血管内皮细胞系ECV-304细胞NF-κB信号通路中NF-κB/p65基因的表达。     

植物缺氧响应相关基因的表达调控机制

对近年来缺氧应答相关基因的分离、克隆及缺氧响应信号转导模式与调控机制作了综述。分析了缺氧应答基因的序列特点,概述了植物感受缺氧胁迫的信号传递模式,阐述了缺氧响应的调控机制并着重讨论了调控因子AtMYB2的调控特点,并对缺氧相关研究进行了展望。