胰蛋白酶分子中二硫键Cys129—Cys232的定位改造研究

对胰蛋白酶所特有的二硫键（１２９,２３２）进行了定位改造,将Ｃｙｓ突变为Ｓｅｒ,以观察其对胰蛋白酶稳定性及活性的影响,采用蛋白工程的方法,构建了三个突变体Ｃ１２９Ｓ,Ｃ２３２Ｓ和Ｃ１２９Ｓ／Ｃ２３２Ｓ,在Ｅ．ｃｏｌｉＸ－９０菌体中进行表达,表达产物用含胰蛋酶特异性底物ＴＡＭＥ的活性胶检测活性,发现Ｃ２３２Ｓ失胰蛋白酶活性,而Ｃ１２９Ｓ和Ｃ１２９Ｓ／Ｃ２３２Ｓ保留了胰蛋白酶活性,在盐酸胍作用了比较双     

胰蛋白酶分子中二硫键Cys129－Cys232的定位改造研究

对胰蛋白酶所特有的二硫键［１２９,２３２］进行了定位改造,将Ｃｙｓ突变为Ｓｅｒ,以观察其对胰蛋白酶稳定性及活性的影响。采用蛋白质工程的方法,构建了三个突变体Ｃ１２９Ｓ、Ｃ２３２Ｓ和Ｃ１２９Ｓ／Ｃ２３２Ｓ．在Ｅ．ｃｏｌｉＸ－９０菌体中进行表达,表达产物用含胰蛋白酶特异性底物ＴＡＭＥ的活性胶检测活性,发现Ｃ２３２Ｓ丧失胰蛋白酶活性,而Ｃ１２９Ｓ和Ｃ１２９Ｓ／Ｃ２３２Ｓ保留了胰蛋白酶活性。在盐酸胍作用下比较双突变体和野生型胰蛋白酶活性,发现突变体Ｃ１２９Ｓ／Ｃ２３２Ｓ的稳定性有所降低。结果表明二硫键Ｃｙｓ１２９－Ｃｙｓ２３２对于胰蛋白酶的活性是非必需的,可能在稳定蛋白质的结构上发挥着重要作用。     

决明胰蛋白酶抑制剂1活性相关残基的定点突变与抑制活性分析

决明胰蛋白酶抑制剂1（CoTI1）属于Kunitz胰蛋白酶抑制剂家族成员,通过序列比对预测Arg86、Leu84和Thr88等3个氨基酸残基可能是CoTI1发挥抑制作用的关键残基。通过定点突变的方法将Arg86、Leu84与Thr88残基分别突变为Asp残基,并考察各突变体对胰蛋白酶及棉铃虫等鳞翅目害虫消化酶的抑制作用。与CoTI1相比,CoTI1^R86D、CoTI1^T88D与CoTI1^L84D突变体对胰蛋白酶的抑制活性分别下降了93%、64%与59%;对棉铃虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等3种鳞翅目害虫消化酶的平均抑制活性分别下降了88.7%、57%与60.7%。以上结果表明Arg86、Leu84与Thr88是CoTI1发挥抑制作用的关键残基,这为CoTI1的抑制分子机制及抗虫研究提供了重要的理论依据。     

昆虫胰蛋白酶及其基因表达

胰蛋白酶是脊椎动物消化道中一种主要的蛋白水解酶,由胰脏产生。以无活性的前体──酶原形式释放,一经进人肠腔,由肠激酶活化自其N端水解掉一段6肽（活化肽）而生成有活性的胰蛋白酶。它可以有力迅速地激活其它蛋白酶原（糜蛋白酶原、羧肽酶原、弹性蛋白酶原）而行使消化功能[1]。昆虫胰蛋白酶由中肠肠壁细胞产生分泌进入中肠。过去研究认为：昆虫胰蛋白酶与脊椎动物不同,它不是以无活性的前体释放的,因此就没有相当于脊椎动物的胰蛋白酶原[1]。但最近研究确认,在昆虫消化道中同样存在着类似于脊椎动物的胰蛋白酶原,并对昆虫胰蛋白…     

基于定点突变技术对苦荞麦胰蛋白酶抑制剂活性位点的研究

目的:为了研究胰蛋白酶抑制剂的活性位点,揭示Ft TI结构与功能的关系。将Ft TI和突变体aFtTI-R65L,aFtTI-D67V和aFtTI-R65L/D67V经IPTG诱导培养5h,收集菌液经过超声波破碎得到粗产物,经过纯化后的胰蛋白酶抑制剂对胰蛋白酶的摩尔抑制比分别为1∶1,1∶1.15,1∶1.3,1∶1.2;抑制常数Ki分别为1.62n M,1.69 n M,1.9 n M,1.8 n M(BAp NA作为底物)。结果:SDSPAGE分析表明突变前和突变后表达产物胰蛋白酶抑制剂的大小一致,均为9.5 k Da。对突变体aFtTI-R65L,aFtTI-D67V和aFtTI-R65L/D67V抑制反应温度研究表明,其最适反应温度均为40℃。在10~80℃保温30 min后,突变体对胰蛋白酶的抑制活性仍保留80%以上;在90℃保温30min,突变体的抑制活性开始显著下降,只保留其39%。具有较高的耐热性。将aFtTI在pH 3.0~10.0的不同缓冲溶液中放置30 min后,其抑制活性可保留90%左右,在pH 2.0条件下,aFtTI抑制活性丧失约31%;在pH 11.0条件下,aFtTI抑制活性丧失约43%。结论:对苦荞麦蛋白酶抑制剂Ft TI的定点突变并不会改变它是一种偏碱性的胰蛋白酶抑制剂的性质,突变前后均保持了耐碱性的特点。     

表面电荷突变与胰蛋白酶底物专一性的改造

分别利用酶切重组和“３＋１”引物ＰＣＲ定点突变的方法构建了三个胰蛋白酶表面电荷双突变体;Ｒ６２Ｄ＋Ｋ９７Ｅ,Ｒ６２Ｄ＋Ｋ１７５Ｅ和Ｋ９７Ｅ＋Ｋ１７５Ｅ。对三在Ｅ．ｃｌｏｉＸ９０菌中的表达产物进行了动力学测定,分别得到了三种双突变体在两种ｐＨ条件下,水解ＴＡＭＥ,ＴＬＭＥ两种底物的动力学数据。     

定点突变提高D-氨甲酰水解酶的可溶性表达

采用定点突变的方法对皮氏伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pickettii)来源的D-氨甲酰水解酶(D-carbamoylase,DCase)编码基因的3个位点A18、Y30、K34进行突变,并将获得的突变体基因片段构建入高表达载体pET-28b中,转化E coli BL21( DE3),获得带有组合三突变(A18E/Y30D/K34E)的DCase-SM表达菌株BL21/pET-DCSM.当以IPTG诱导目的蛋白表达时,发现突变菌株(DCase-SM)与出发菌株(DCase)菌株相比,目的蛋白的可溶性表达显著提高,其可溶蛋白比例约为64％;与出发菌株相比,其单位菌体酶活增加427％;另外,与本实验室前期构建的高可溶性三叠加突变体菌株DCase-M3相比,单位菌体酶活亦增加7.9％.     

一种改进的快速PCR定点突变技术

在基因工程与蛋白质工程研究中常常用到基因突变技术制备突变体,用于研究基因调控、蛋白质的结构与功能。本项研究在快速PCR定点突变技术的基础上,改进实验方法,简化实验步骤,以适用蛋白质结构改造研究的需要。建立的突变技术仅需一次PCR反应即可完成基因的定点突变,突变效率为79.6%左右。该法对1～3个连续碱基的突变和对间隔4个甚至多达15个碱基的数个密码子突变效果都很好。     

硒蛋白Sep15基因克隆、定点突变及其原核表达

克隆鉴定猪硒蛋白Sep15基因( Sep15 ),将其突变实现原核表达,为以猪为模型研究Sep15功能奠定基础。实验以RT-PCR从猪脾总RNA扩增出含开放阅读框(ORF)至poly(A)共1230 bp的 Sep15 cDNA,3'-非翻译区Sec插入元件为2型,489 bp的ORF及对应氨基酸序列与人相应序列的相似度分别为85.1%和92.7%,ORF含一个硒代半胱氨酸(Sec)密码子TGA,定点突变为半胱氨酸(Cys)的TGC后,经载体pET30转入大肠杆菌BL21(DE3),0.4 mmol/L IPTG诱导表达3 h获得融合表达产物;该产物在Western blot检测中与人Sep15 Sec下游肽段的商品化多抗产生特异性免疫印迹。猪 Sep15 被首次成功克隆并鉴定,其Cys突变体的原核表达产物与人Sep15 C-端抗体存在交叉免疫反应。     

基于重叠延伸PCR法的定点突变技术

目的:建立一种高效而经济的定点突变方法。方法:采用重叠延伸PCR定点突变技术,引物设计时引入目的突变,以前两次PCR产物为模板,进行第三次PCR,即可获得突变后的目的DNA片段。将此片段连入pMDTM18-T载体后测序验证突变结果。结果:DNA测序表明,待突变位点已由ATTGG突变为ATTTT。结论:成功实现了目的位点的定点突变,重叠延伸PCR法是一种高效且经济的定点突变方法。     

人胰岛素原基因B10位定点突变对增强胰外表达效率的实验研究

目的构建在肝细胞内增强表达成熟人胰岛素的生理调控性人胰岛素原基因重组质粒。方法利用PCR定点突变技术在B-C及C-A连接处已两点突变的人胰岛素原基因上进行B10位突变,并在其上游连接肝细胞特异的3倍体葡萄糖反映元件(GLRE3)和胰岛素样生长因子结合蛋白-1启动子(IGFBP-1P)。经酶切后将含有调控元件的3点突变人胰岛素原基因(GLRE3-IGFBP-1P-3mINS)插入逆转录病毒载体(pLXSN),脂质体介导转染大鼠肝癌细胞CBRH7919后检测成熟胰岛素表达情况及与含有调控元件的2点突变人胰岛素原基因(GLRE3-IGFBP-1P-3mINS)表达体的表达差异。结果人胰岛素原基因的B10位组氨酸编码序列CAC突变为门冬氨酸编码序列GAC。构建了含调控元件的B10位门冬氨酸人胰岛素原基因逆转录病毒载体质粒(pLXSN-GLRE3-IGFBP-1P-3mINS),酶切、PCR及测序鉴定各段基因碱基序列及连接方向正确。pLXSN-GLRE3-IGFBP-1P-3mINS经脂质体包裹转染大鼠肝癌细胞,细胞外液含5.0、25.0mmol/L的葡萄糖浓度下胰岛素含量分别为5.03±0.72、43.90±2.30mU/L。未进行B10位突变的重组体转染组在同样葡萄糖浓度下胰岛素含量分别为<2.00、2.10±0.23mU/L。结论成功构建了含调控元件的B10位门冬氨酸人胰岛素原基因逆转录病毒载体重组质粒,该重组体已整合入鼠肝癌细胞基因组,其表达效率显著提高并受葡萄糖生理性调控。     

E83V对扩展青霉脂肪酶最适作用温度的影响

利用重叠延伸PCR法对扩展青霉碱性脂肪酶(PEL)基因作了体外定点突变,获得了最适作用温度有所提高的突变体。含突变基因的重组质粒pPIC3．5K-lip-E83V在Pichia pastoris GS115中表达。对突变体表达产物PEL-E83V-GS与野生型表达产物PEL-GS作了比较：前者最适作用温度为45℃,比野生型提高了5℃;其热稳定性基本不变;突变体在37℃下的表达量为188U／mL,约为野生型的80％。最适作用温度的提高可能是由于83位亲水性的Glu用疏水性的Val取代,增加了脂肪酶表面的疏水作用,使其在高温下更适于与底物的结合。     

定点突变三种方法的比较研究

目的：通过使用优化后的定点突变三种方法分别对一个新基因重组载体进行定点突变研究,比较这几种定点突变方法的优缺点。方法：重叠延伸PCR法使用Stratagene在线定点突变引物设计程序从而使引物设计简化而可靠;MutaBEST定点突变试剂盒采用胶纯化试剂盒代替说明书推荐的酚-氯仿抽提质粒的方法以提高回收率;使用PrimeSTAR高保真DNA聚合酶和超级感受态试剂盒代替Quikchange定点突变试剂盒的相应组分可使产物不受影响同时降低试验费用。结果：三种方法都能够获得单碱基突变重组载体。结论：QuikChange突变策略通过改进是一种高效、简洁、经济和可靠的定点突变方法。