产腈水合酶重组大肠杆菌的质粒稳定性研究

成功构建了腈水合酶(nitrile hydratase,NHase)高表达的重组大肠杆菌E.coliBL21(DE3)/pETNH^M(Kan^r),研究了重组质粒pETNH^M在重组菌株中的质粒稳定性。结果表明,pETNH^M具有较好的结构稳定性,连续传代60代后质粒的基因序列没有明显缺失,且能够正常表达腈水合酶。pETNH^M具有分离不稳定性,在无抗生素选择压力下,连续传代48代后质粒丢失的无质粒细胞开始出现。琼脂糖凝胶电泳定量分析表明,2/3的质粒pETNH^M以二聚体形式存在,导致质粒拷贝数的下降。进一步研究表明,重组细胞的连续高速分裂及腈水合酶的高表达也会造成质粒拷贝数的下降,从而降低其分离稳定性。反之,重组菌株相对于宿主菌株的较高比生长速率有利于保持含质粒细胞的生长优势,卡那霉素的选择压力则能够保证质粒的稳定遗传。     

人BMP4基因的克隆及其原核表达载体的构建

以成熟人胎盘组织为材料来源,克隆人BMP-4基因的全长cDNA,经过PCR扩增后与pMD18-T载体连接,构建pMD18-T-BMP4克隆质粒.酶切后回收小片段与表达载体pET-22b的多克隆酶切位点连接,构建原核表达载体pET22b-BMP4,酶切及测序鉴定重组子.重组质粒转化至感受态的Rosseta宿主菌,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测蛋白表达情况.结果显示,从胎盘组织中成功地克隆到人BMP4基因,与NCBI中公布的序列100％相符合,原核表达载体pET22b-BMP4转化至Rosseta构建表达菌体,经IPTG诱导后电泳分析可见重组蛋白表达的条带.     

表达人胰高血糖素样肽前药工程菌遗传稳定性

通过传代培养的方法,研究高表达重组人胰高血糖素样肽前药(Pro-rhGLPs)的工程菌E.coliBL21(DE3)/pET41a(+)-hGLPs的遗传稳定性,观察菌体和菌落形态,比较在有无选择压力下的质粒稳定性,酶切和测序鉴定重组基因片断的正确性,SDS-PAGE电泳证实重组蛋白质的表达量的稳定性,在C57BL/6小鼠上进行葡萄糖耐量实验检测重组蛋白生物学活性。结果显示:此工程菌连续传代过程中,保持大肠杆菌的典型特征,各代质粒的酶切鉴定和测序正确,重组蛋白表达水平及生物活性也无显著差异。因此,工程菌E.coliBL21(DE3)/pET41a(+)-hGLPs具有良好的遗传稳定性。     

利用温控载体构建碱性果胶酯裂解酶工程菌

从筛选出的Bacillus subtilisWSHB04-02菌株中扩增出编码碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入载体pET22b( )多克隆位点,得到带有前导序列PelB重组质粒pET22b( )PL。以pET22b( )PL为模板扩增出带前导序列的碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入温控载体pHsh,重组载体在大肠杆菌JM109中得到表达。其表达量与以T7为启动子的重组菌BL21DE3[(pET22b( )PL]相比,表达量相近。SDS-PAGE分析显示表达产物的分子量均为43kDa,同核酸序列测定所推导的值相符。研究表明利用pHsh构建的JM109(pHsh PL)诱导表达好,诱导方式简单廉价,这对该酶的大规模发酵具有重要意义。     

海栖热袍菌胞外α-淀粉酶在E.coli中的高效表达

为解决密码子偏好性差异造成的表达水平低下问题,采取了3种手段提高海栖热袍菌胞外α-淀粉酶在E．coli中的表达水平。用PCR方法从海栖热袍菌（Thermotoga maritima）基因组DNA中扩增出胞外α-淀粉酶A的完整基因amyA,插入表达载体pET-20（b）中构建成质粒pET—amyA;运用基因工程手段将amyA基因富含稀有密码子的信号肽进行切除,将不含信号肽的amyAⅠ基因插入pET-20（b）中构建成质粒pET—amyAⅠ;用PCR法从大肠杆菌基因组中扩增出argU基因,插入pET—amyAⅠ中构建成质粒pET—amyAⅡ。将重组质粒分别转化到E．coli JM109（DE3）,并将重组质粒pET—amyAⅠ转化E．coli BL21-Codon Plus（DE3）-RIL。通过IPTG诱导测酶活性：在E．coli JM109（DE3）中表达的重组酶（pET—amyA）、（pET—amyAⅠ）、（pET—amyAⅡ）的酶活分别是1658．0U／mL、6721．7U／mL、8904．5U／mL,在E．coil BL21-CodonPlus （DE3）-RIL中表达的重组酶（pET—amyAⅠ）的酶活是13867．7U／mL。表明通过这些手段能大幅提高T.maritima胞外α-淀粉酶在E．coli中的表达水平。     

人纤溶酶原饼环区5(hPK5)基因的分泌型表达

构建人纤溶酶原饼环区5(hPK5)基因的原核可溶性表达载体并进行表达和纯化,获取大量高纯度、具有生物活性的hPK5蛋白。以纤溶酶原cDNA为模板,PCR扩增了hPK5基因,经过适当酶切后构建表达载体pET22b(+)hPK5,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行表达并经组氨酸亲和层析获得纯化。带有重组质粒pET22b(+)hPK5的大肠杆菌经IPTG诱导后以可溶性形式表达16kDa的蛋白,其表达量占菌体总蛋白的30%以上,纯化后目的蛋白纯度达95%以上,Western印迹表明重组蛋白具有Histag抗原活性。构建了pET22b(+)hPK5重组质粒并成功地在大肠杆菌中获得可溶性表达,为获得大量hPK5基因工程产品奠定了实验基础。     

非典型性肺炎病毒S蛋白受体结合域的可溶性表达

试验目的是获得S蛋白受体结合域基因,并获得其高效表达,为SARS病毒受体的进一步研究奠定一定的基础。首先通过P（取方法获得了S蛋白起始密码和SalⅠ限制性内切酶之间包含受体结合区的片段,然后将该基因定向克隆到pET-22b原核表达载体,构建了per—22b—S1重组质粒,转化大肠杆菌并诱导目的蛋白的表达,经SDS—PAGE没有发现明显的目的蛋白带。利用载体和S1基因上的NeoⅠ酶切位点,将S1基因的信号肽序列和部分疏水序列切掉后,构建pET—22b—SNS重组质粒。pET—22b—SNS重组质粒仍然包含受体结合域序列,并且阅读框没有改变。将pET—22b—SNS转化大肠杆菌,发现明显的目的蛋白带。Westem blot结果表明表达蛋白为SARS病毒S1蛋白的一部分。     

淀粉液化芽孢杆菌β1-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆及表达

为了比较不同的表达系统对β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bgl)的效果,本研究将高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的淀粉液化芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens BS5582的bgl基因(GenBank Accession No.EU623974)克隆到3种不同的质粒载体中,即构建pEGX-4T-1-bgl、pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl重组质粒.比较了pEGX-4T-1-bgl,在不同Escherichia coli宿主中表达效果,以及pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl在E coli BL21(DE3)中的表达效果.结果表明,E. coli BL21(DE3)-pET28a(+)-bgl能够表达最高的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶活,其总酶活可达(322.0±8.8)U/mL,是出发菌在最适摇瓶发酵条件下产酶活的40.1%.对该重组菌的产酶条件进行了分析,结合IPTG和乳糖协同的诱导作用,在基础产酶培养基中产最高总酶活为(1883.3±45.8)U/mL,表明其具有良好的工业应用价值.     

双质粒系统共表达大肠杆菌肉碱脱水酶基因caiB及其辅酶合成基因caiE

caiB基因和caiE基因分别编码肉碱脱水酶及其辅因子合成酶 ,两者的共表达可以获得高活性肉碱脱水酶的重组菌。分别用两相容性质粒和不相容质粒共表达肉碱脱水酶及其辅酶合成基因 ,并对两种方法进行了比较。经IPTG诱导 ,相容性双质粒系统中两基因表达量分别占菌体总蛋白质的 17%和 10 % ;不相容性双质粒系统中两基因表达量分别占菌体总蛋白质的 39%和 2 0 %。共转化菌的酶活力比pET2 8caiB单质粒转化菌均提高 2 .3倍左右。两种双质粒转化系统相似 ,都需在外界抗生素选择压力下保持质粒稳定性     

淀粉液化芽孢杆菌b-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆及表达的优化

为了比较不同的表达系统对β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bgl)的效果,本研究将高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的淀粉液化芽孢杆菌Bacillus amylolique faciens BS5582的bgl基因(GenBank Accession No.EU623974)克隆到3种不同的质粒载体中,即构建pEGX-4T-1-bgl、pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl重组质粒。比较了pEGX-4T-1-bgl在不同Escherichiacoli宿主中表达效果,以及pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl在E.coliBL21(DE3)中的表达效果。结果表明,E.coliBL21(DE3)-pET28a(+)-bgl能够表达最高的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶活,其总酶活可达(322.0±8.8)U/mL,是出发菌在最适摇瓶发酵条件下产酶活的40.1%。对该重组菌的产酶条件进行了分析,结合IPTG和乳糖协同的诱导作用,在基础产酶培养基中产最高总酶活为(1883.3±45.8)U/mL,表明其具有良好的工业应用价值。