脂联素及其球状区在大肠杆菌中的可溶性表达

目的:克隆表达有生物学活性的脂联素及其球状区蛋白,并制备抗体。方法:以pQE30-adiponectin质粒为模板,PCR扩增脂联素及其球状区蛋白基因片段,插入pGEX-4T-2载体,转化大肠杆菌BL21后获得表达,用GSTrap柱亲和纯化可溶性表达的蛋白。用纯化的蛋白免疫家兔制备多抗,Westernblot鉴定抗体与人血清中脂联素的反应性。结果:PCR扩增脂联素基因片段长约710bp,脂联素球状区基因片段长约430bp。表达的GST-脂联素融合蛋白表观Mr约51000,GST-脂联素球状区融合蛋白表观Mr约42000,纯化后纯度高于90%。免疫产生的抗体与人血清中的脂联素能特异性结合。结论:表达获得的脂联素蛋白和制备的抗体为脂联素的检测及对其功能的研究奠定了基础。     

rhHGFα重组质粒的构建及其在大肠杆菌中的表达

目的 :建立人肝细胞生长因子α链 (rhHGFα)高效原核表达体系 ,分离纯化rhHGFα蛋白 ,检测其生物活性。方法 :以pRC CMV hHGF为模板 ,扩增hHGFαcDNA继以XhoⅠ切为两个片段 ,亚克隆入pBSKS,测序后 ,将上述两个片段与pBV2 2 0连接 ,构建重组质粒。转化大肠杆菌 ,筛选高表达菌株。分离包涵体 ,8mol L尿素溶解 ,稀释复性后纯化重组蛋白 ,MTT法检测活性。结果 :测序证实所克隆的hHGFα基因序列正确 ,筛选出高效表达菌株E .coliBY ,SDS PAGE显示在相对分子量 5 2 0 0 0处出现特异的目的蛋白表达带 ,表达量约占全菌蛋白的 2 5 %。表达产物以不溶性的包涵体 (IB)形式存在 ,复性后具有刺激原代培养成年大鼠肝细胞生长的作用。结论 :以大肠杆菌为宿主 ,成功表达了hHGFα蛋白 ,为进行hHGFα结构与功能研究及中试生产奠定了基础。     

重组人球状脂联素在毕赤酵母中的表达和生物学活性 分析

脂联素是一种重要的脂肪细胞因子,而球状脂联素(脂联素的球状结构域,gapM1)有望开发为一种新药,用来治疗Ⅱ型糖尿病。本研究分别通过摇瓶和发酵罐培养,用毕赤酵母工程菌进行重组人gapM1的表达,并用凝胶过滤和阴离子交换进行蛋白的纯化。然后,用高脂饲料和低剂量STZ(链脲佐菌素)相结合的方法建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型,鉴定gapM1的生物学活性。SDS-PAGE结果表明gapM1在毕赤酵母中得到了高效表达,Western blotting结果显示表达的蛋白为gapM1,并从10 L发酵上清中纯化得到200 mg纯度为96%的gapM1。而制备的重组人gapM1能显著降低Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖(34.2%)、血甘油三酯(79.6%)和血总胆固醇(62.1%)水平。因此,重组人gapM1在毕赤酵母中得到了成功表达,并且通过动物模型证明其有很好的降血糖和降血脂活性。     

人Hepcidin融合表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达

为了在大肠杆菌中表达生产hepcidin,根据大肠杆菌密码子偏好性,化学合成了人hepcidin的基因序列,并构建了hepcidin的融合表达载体pET -hpc。pET- hpc在大肠杆菌BL2 1 (DE3)中表达的hepcidin融合蛋白以包涵体形式存在,其N端带有 6个组氨酸。通过优化诱导表达条件,该融合蛋白表达水平显著提高,占总蛋白的 2 5 . 2 %。表达的包涵体经 1 %TritonX 1 0 0洗涤后溶于8mol L尿素,在变性条件下采用金属螯合层析进行纯化,所得融合蛋白纯度大于 95 %。     

重组蛋白质在大肠杆菌体系中的可溶性表达策略

大肠杆菌表达体系因其表达量高、周期短、成本低等诸多优势特征而被广泛用作重组异源蛋白质的表达宿主。据统计超过30%的重组蛋白质药物和50%重组蛋白质的制备是使用大肠杆菌作为表达宿主。蛋白质错误折叠或未折叠以及包涵体形成是大肠杆菌表达体系更广泛应用的主要阻碍。因此,重组蛋白质在大肠杆菌体系中可溶性表达策略探索意义重大。综述了重组蛋白质在大肠杆菌表达系统中不可溶性表达的原因、机制以及影响大肠杆菌表达系统重组蛋白质可溶性的一些关键因素,并基于外源蛋白质在大肠杆菌中表达的各个步骤,总结了目前促进蛋白质在大肠杆菌表达系统中高效、可溶性表达的策略,为进一步拓展大肠杆菌表达体系在重组异源蛋白质可溶性表达中的应用提供参考。     

重组人载脂蛋白AI米兰变体在大肠杆菌中的高效表达

通过大肠杆菌表达系统来生产重组人载脂蛋白AIM(proapolipoprote in AIM,proapoAIM)。整个proapo AIM基因被分成两个片断,通过RT-PCR的方法合成。在对该基因的上游部分进行改造后,插入到表达载体pBV220中进行表达。蛋白的表达量达到45%左右,蛋白的表达形式为包涵体。包涵体通过疏水柱进行柱上复性,复性后的蛋白具有良好的生物活性。     

重组人源性脂联素球状结构的表达、纯化与活性检测

目的:利用基因工程方法构建人源性脂联素球状结构(gAd)基因的高效原核表达体系,并对重组蛋白进行诱导表达、纯化、鉴定及活性检测.方法:从正常人脂肪组织里面提取总RNA,反转录合成cDNA,经PCR扩增、酶切后连入pET-22b(+)载体构建重组质粒pET-22b(+)-gAd,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞.经诱导剂诱导后目的蛋白以包涵体形式产生,采用强碱促溶包涵体并用丙酮沉淀蛋白的方法进行复性和纯化,得到高纯度的人源性gAd.运用SDS-PAGE、Western blotting对重组蛋白进行鉴定,通过对蛋白激酶(AMPK)的磷酸化水平和对小鼠的心肌缺血再灌注损伤的保护作用来检测纯化蛋白的生物学活性.结果:成功构建了原核表达载体pET-22b(+)-gAd,实现了人源性gAd在原核细胞中的表达,并对形成的包涵体变性、复性和纯化,纯化出的蛋白经过SDS-PAGE和Western分析证实为gAd;通过对AMPK的磷酸化水平的检测和对小鼠的心肌缺血再灌注损伤的保护作用证明纯化出的gAd具有高生物学活性.结论:成功构建、表达和纯化了无标签、高生物学活性的人源性脂联素球状结构(gAd),为其进一步的理论研究、生产开发奠定了基础.     

重组猪a干扰素基因定点突变及在大肠杆菌中的表达

用巨引物PCR法介导的定点突变把猪α干扰素(PoIFN-α)第86位Cys(TGC)突变为Tyr(TAC),同时将其成熟蛋白N端第一个密码子TGT同义突变大肠杆菌偏爱的密码子TGC,构建了大肠杆菌融合基因表达载体pGEX-IFN,表达产物占菌体总蛋白的20%.将以包涵体形式表达的目的蛋白经变、复性处理,并以FPLC进一步纯化,得到了具有较高生物活性的产物(5200IU/mg).     

可溶性HLA-A*0203-BSP原核表达载体的构建及其在大肠杆菌中的高效表达

目的：构建HLA-A*0203重链胞外域羧基端融合生物素化酶BirA底物肽(BSP)的融合蛋白（HLA-A*0203-BSP）的原核表达载体并在大肠杆菌中进行表达。方法：以RT-PCR方法从HLA-A2+ 供者外周血单个核细胞(PBMC)中克隆HLA-A*0203重链基因的cDNA并测序鉴定,然后以PCR方法构建HLA-A*0203-BSP的原核表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中诱导表达并以免疫印迹鉴定。结果：DNA测序显示,从3名HLA-A2+ 供者PBMC中克隆的cDNA中,只有从供者2获得编码HLA-A*0203重链基因的cDNA。将编码重链胞外域1-276的序列和编码BSP的序列融合,构建HLA-A*0203-BSP融合蛋白的原核表达载体并经测序验证。该融合蛋白在BL21(ED3)中获得高效表达,约占菌体总蛋白的30％;产物相对分子质量约为34 kD,与理论大小一致。Western印迹分析显示融合蛋白完全存在于包涵体中。结论：成功克隆HLA-A*0203重链基因的cDNA,构建HLA-A*0203-BSP融合蛋白的原核表达载体,并在大肠杆菌中获得高效表达,为制备HLA-A*0203四聚体打下基础。     

重组人ASCT2胞外结构域ECL2在大肠杆菌中的表达及其鉴定

中性氨基酸转运蛋白(ASCT2)是人类内源性病毒的包膜蛋白合胞素在细胞膜上的主要受体,ECL2是该受体的其中一个较大的胞外结构域.通过RT-PCR方法从人乳腺癌MCF-7细胞中克隆ASCT2基因编码区全长序列,再从中扩增ASCT2的胞外区ECL2序列,与pET-41b连接构建原核表达载体,重组质粒在大肠杆菌中获得高效表达,重组蛋白在N-和C-端分别融合谷胱甘肽转移酶(GST)和His6标签,融合蛋白在上清液和包涵体中均有表达,可溶性部分经亲和层析纯化获得高纯度的重组蛋白,该蛋白可结合在表达合胞素的MCF-7细胞表面,具有结合合胞素的潜在活性,这些结果为进一步研究ASCT2与合胞素的相互作用奠定了基础.     

苯丙氨酸CoA酰基转移酶原核表达系统的构建和表达

目的:获得大量的重组红豆杉苯丙基转移酶(BAPT)，为紫杉醇半合成代谢提供廉价的催化剂。方法：根据DNA重组技术，构建原核表达载体pET-BAFF，使目的基因位于原核T7启动子下游，IPTG诱导基因表达。结果：BAPT高效表达，重组蛋白主要以包涵体的形式存在。结论：为获得可溶性重组蛋白BAFF奠定了理论基础。     

大肠杆菌表达的重组人PAI－1的纯化

纯化了工程细菌表达的可溶态和包含体形式的ｒｈＰＡＩ－１,纯度均达９８％,其ｒｈＰＡＩ－１蛋白质得率分别为１５％和１９％,比活性分别为３３５００ＩＵ／ｍｇ和２７７０００ＩＵ／ｍｇ。Ｎ端氨基酸序列分析显示,ｒｈＰＡＩ－１Ｎ端１５个氨基酸与天然ＰＡＩ－１完全一致;包含体复性研究表明,包含体的复性与复性蛋白的浓度及复性液中助溶剂的浓度密切相关。纯化的ｒｈＰＡＩ－１为分析ＰＡＩ－１结构与功能及探讨其临床应用提供了材料。     

人VDAC2融合蛋白质粒构建及原核表达研究

目的：构建人VDAC2融合蛋白原核表达质粒并进行原核表达研究。方法：运用RT—PCR技术在培养的人HepG2．2．15细胞中钓取到目的基因VDAC2,连接至T载体上进行克隆,获得大量目的基因与原核表达载体pTrc—CKS、pMBP—P连接,构建重组融合蛋白表达质粒,转入大肠杆菌中DH5a,BL21（DE3）LySs中,IPTG诱导蛋白原核表达,表达产物经SDS—PAGE检测,分析蛋白表达情况。结果：成功构建了重组载体pTrc—CKS—VDAC2和pMBP—P-VDAC2,并在原核大肠杆菌中实现了重组融合蛋白的超量表达。结论：构建的两个人VDAC2的融合蛋白表达质粒在大肠杆菌中均得到超量表达。为进一步研究VDAC2蛋白奠定了基础。     

人GM—CSF cDNA的克隆和在大肠杆菌中的表达

从诱导的人胚肺细胞ＨＦＬ株中提取总ＲＮＡ．经ＲＴ－ＰＣＲ反应获取了人ＧＭ－ＣＳＦｃＤＮＡ,ＤＮＡ序列测定表明其顺序与文献报道完全一致。为了获得高效表达,应用ＰＣＲ改造了人ＧＭ－ＣＳＦ的ｃＤＮＡ５’端核苷酸序列,并将改造的人ＧＭ－ＣＳＦ基因插入含Ｔ７启动子的质粒ｐＥＴ－１１ｄ构建成表达质粒ｐＥＴＣ－５,将此质粒转化大肠杆菌株ＢＬ２１（ＤＥ３）得到表达菌株ＢＬＥＣ４。表达菌株用０．５ｍｏｌ／ＬＩＰＴＧ诱导２小时后,产生大量重组蛋白并形成包涵体。ＳＤＳ—ＰＡＧＥ电泳图谱扫描结果表明,ｒｈＧＭ－ＣＳＦ产量占菌体总蛋白量的１６％。ＥＬＩＳＡ和ＴＦ－１细胞培养测定表明,初步纯化和复性的ｒｈＧＭ－ＣＳＦ具有天然的ｈＧＭ－ＣＳＦ生物活性。     

Expression and purification of milligram levels of inactive G-protein coupled receptors in E. coli

G-protein coupled receptors (GPCRs) are seven transmembrane helical proteins involved in cell signaling and response. They are targets for many existing therapeutic agents, and numerous drug discovery efforts. Production of large quantities of these receptors for drug screening and structural biology remains challenging. To address this difficulty, we sought to express genes for several human GPCRs in Escherichia coli. For most of the receptors, expression was poor, and was not markedly improved even in strains designed to compensate for differences in codon bias between human and E. coli genes. However, the gene for human NK(1) receptor (hNK(1)R) was expressed in large quantities as inclusion bodies in E. coli. The inclusion bodies were not soluble in chemical denaturants such as guanidine chloride or urea, but were soluble in ionic detergents such as SDS, and the zwitterionic detergent fos-choline. Using immobilized metal affinity chromatography, we purified milligram amounts of hNK(1)R. Although inactive in ligand-binding assays, purified hNK(1)R in fos-choline micelles appeared to have a high content of alpha-helix, and was well-behaved in solution. Thus this protein is suitable for additional biophysical characterization and refolding studies.     

CRISPRi engineering E. coli for morphology diversification

Microbial morphology engineering has recently become interesting for biotechnology. Genes ftsZ and mreB encoding proteins of bacterial fission ring and skeletons, respectively, are essential for cell growth, they both are the most important genes keeping the bacterial shapes including the cell length and width, respectively. Clustered regularly interspaced short palindromic repeats interference, abbreviated as CRISPRi, was for the first time used in this study to regulate expression intensities of ftsZ or/and mreB in E. coli. Five sgRNAs associated with CRISPRi were designed and synthesized, respectively, to target five various locations on genes ftsZ or mreB encoded in the E. coli chromosome, resulting in various reduced expression levels of ftsZ or/and mreB, respectively, forming elongated or/and fatter cells. Repressions on gene expressions of ftsZ or/and mreB could be further intensified by combining various sgRNAs together. It was found that the stronger the repression on genes ftsZ or/and mreB, the longer the E. coli fibers, and the larger the E. coli cells. Combined repressions on expressions of ftsZ and mreB generated long and larger E. coli with diverse morphologies including various sizes of gourds, bars, coccus, spindles, multi-angles and ellipsoids. In all cases, accumulations of intracellular biopolyester polyhydroxybutyrate (PHB) were in direct proportional to the intracellular volumes, ranging from 40% to 80% PHB in bacterial cell dry weights, depending on the cell volumes increases by the above CRISPRi applications.     

人抑癌基因PTEN的原核表达载体的构建及融合表达

为研究抑癌因子PTEN蛋白的抑癌机理,掏建了PTEN cDNA的原核表达载体并进行融合表达。将含有PTEN cDNA的质粒pMD-PTEN经EcoR Ⅰ和Sal Ⅰ双酶切,回收PTEN基因片段与经相同酶切的高效原核表达载体pET-44a连接,经序列测定,证实融合型表达载体pET-Nus-PTEN构建成功。转化表达宿主BL21(DE3)后,IPTG诱导表达。经12％SDS-PAGE凝胶电泳,获得118kD的特异蛋白条带。目的蛋白占细菌总蛋白的17％。结果表明：PTEN基因和Nus基因融合表达成功,获得可溶性Nus-PTEN蛋白。该研究为PTEN蛋白的抑癌机理和基因工程药物的研究打下了基础,这是国内PTEN蛋白在原核细胞中成功表达的首次报道。     

重组人白细胞介素-6的纯化

重组人白细胞介素－６（ｒｈＩＬ－６）在工程菌ｐＢＶ２２０／ｒｈＩＬ－６／ＤＨ５ａ中以包涵体形式高效表达。ｒｈＩＬ－６经过工程菌体破碎、包涵体分离及抽提、复性、色谱分离后得到高度纯化。纯化产物纯度９５％,具有良好的生物学活性