鸡β-防御素7在大肠杆菌中的表达及活性分析

【目的】根据鸡β-防御素7(Gal-7)的成熟肽基因序列合成基因,构建表达Gal-7的大肠杆菌工程菌,研究重组鸡防御素Gal-7成熟肽的体外生物活性。【方法】将合成的gal-7基因克隆到大肠杆菌表达载体pGEX-6p-1中,得到重组质粒pGEX-6p-gal7,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达得到含GST标签的融合蛋白GST-Gal7;之后用Prescission蛋白酶将GST标签切除,并对成熟肽进行质谱分析;再利用琼脂打孔扩散法检测Gal-7成熟肽的体外抑菌活性,用2倍稀释法测定对指示菌的最低抑菌浓度。【结果】成功构建Gal-7大肠杆菌异源表达工程菌,表达纯化的重组Gal-7成熟肽质谱鉴定分子量为5 516 Da,其对黄色微球菌(NCIB 8166)、金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)、粪肠球菌(ATCC 29212)、大肠杆菌(CMCC 44102)均有抑菌活性,最低抑菌浓度分别为16.875、67.5、67.5、135 mg/L。【结论】获得表达鸡Gal-7成熟肽的大肠杆菌工程菌,并且切除GST标签的Gal-7成熟肽具有生物活性。     

鸽β-防御素5基因克隆及其抗菌活性

从鸽的骨髓和肝组织中扩增到2个禽β-防御素(AvBD)基因,在大肠杆菌中高效表达,检测其重组蛋白的抗菌活性。应用RT-PCR方法从鸽的骨髓和肝脏组织中扩增AvBD5基因,根据已发现的禽β-防御素和部分哺乳类动物β-防御素-5的氨基酸序列构建系统进化树,将该基因克隆到大肠杆菌原核表达载体pGEX-6p-1上进行原核表达,对该重组蛋白进行纯化,测定体外抗菌活性与理化特性。测序得到这2个基因的cDNA大小均为201 bp,编码66个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱氨酸残基。经遗传进化分析发现,该基因推导的两组氨基酸序列与鸭AvBD5的同源性最高,分别为87.9%和78.8%,这两组氨基酸序列的同源性为83.3%。因此,将其分别命名为鸽AvBD5α(骨髓)和鸽AvBD5β(肝脏)。进一步将这两个基因分别亚克隆到大肠杆菌pGEX-6p-1载体中进行原核表达。两个重组融合蛋白经纯化后,通过菌落计数法测定其体外抗菌活性,盐离子浓度对其抗菌活性的影响,及其融合蛋白的溶血活性。结果表明,重组鸽AvBD 5α、AvBD 5β融合蛋白的分子量约为32 kDa。具有明显的抗菌活性,对12种细菌均有不同程度的抑制作用,高盐浓度对其抗菌活性显著影响。此外,这两个重组蛋白对红细胞无显著溶血活性。     

鸡β-防御素-1真核表达载体构建及其在Flp-In-293细胞中的表达

以防御素为研究对象探讨其药用开发价值已是国内外生物医学研究领域的热点之一,鸡β-防御素-1 (Gallinacin-1,Gal-1)对许多致病菌都具有杀菌作用,具有很好的研究开发价值.本研究以含有Gal-1成熟肽全长cDNA的重组质粒pMD19-T-Gal-1为模板,通过PCR在Gal-1成熟肽基因C末端引入6×His-tag,并将其克隆到pcDNA3.1 (+)载体中,构建真核表达质粒pcDNA3.1 (+)-Gal-1-His;经脂质体介导转染Flp-In-293细胞,48 h后间接免疫荧光分析,结果重组质粒pcDNA3.1 (+)-Gal-1-His转染的Flp-In-293细胞中有绿色荧光,而阴性对照中无荧光,表明Gal-1-His在Flp-In-293细胞中得到了表达.本研究结果将为进一步研究Gal-1的功能奠定基础.     

犬β防御素-1真核表达载体的构建及其在HEK293T细胞中的表达

哺乳动物的β-防御素是一类具有广谱抗微生物活性的阳离子小肽.为了克隆和分析犬β防御素-1基因,并建立一套在HEK293T细胞中高效表达犬β防御素-1的方法,本研究采用RT-PCR方法从犬睾丸组织中扩增出犬β防御素-1(cBD-1)的cDNA基因,并将其克隆到pcDNA3.1A载体中,构建了犬β防御素-1基因的真核表达载体pcDNA3.1A-cBD-1,经磷酸钙介导转染HEK293T细胞进行表达.结果表明:克隆的犬β防御素-1基因序列与已发表序列(GenBank 编号:NM-001024641)的同源性为99.7%.表达犬β防御素-1经Western-blot检测,证明构建的犬β防御素-1基因表达载体能够在真核细胞中表达,表达产物能够分泌到细胞外.为进一步研究犬β防御素的功能奠定了基础.     

石斑鱼-防御素的酵母表达及其产物抗菌活性分析

防御素是一类阳离子抗菌肽。研究从石斑鱼垂体SMART cDNA 文库中扩增出129 bp 石斑鱼-防御素成熟肽序列, 将其克隆到毕赤酵母表达载体pPCIZA 中, 构建了石斑鱼-防御素的真核表达载体, 电击转化毕赤酵母GS115。Western Blot 分析表明石斑鱼-防御素在酵母菌中获得了表达。体外抗菌实验表明纯化的重组蛋白具有抑制大肠杆菌以及嗜水气单胞菌的作用, 但是对革兰氏阳性菌, 如金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌的生长没有抑制作用。实验结果表明酵母表达的石斑鱼-防御素能够特异地抑制革兰氏阴性菌的生长。       

草鱼β-防御素1的趋化活性及免疫佐剂效应研究

为了探究草鱼防御素的免疫调节作用, 研究通过Clustal Omega多序列比对和I-TASSER二级结构预测, 发现草鱼β-防御素1(Ctenopharyngodon idella β-defensin 1, CiBD1)是一类具有两亲性的富含半胱氨酸的小分子阳离子肽, 其结构在硬骨鱼类中高度保守; 通过构建pET-32a-CiBD1原核表达载体, IPTG诱导表达后经过Ni2+亲和层析法纯化和肠激酶酶切获得CiBD1重组蛋白, 通过CFU平板法验证了CiBD1的抑菌活性, 当蛋白浓度达到200 μg/mL时, 对革兰氏阴性菌(G+)及革兰氏阳性菌(G–)都具有显著的抑制活性; 趋化实验表明CiBD1在50 ng/mL时对草鱼原代白细胞趋化活性最佳; 通过个体实验探究了CiBD1重组蛋白对嗜水气单胞菌灭活疫苗的免疫佐剂效应, 发现添加 CiBD1佐剂组死亡率显著低于单独疫苗组, 且该组IgM和MHC Ⅱ转录水平及血清中补体3(C3)和溶菌酶含量都显著高于对照组。研究表明CiBD1重组蛋白在细菌抗感染免疫中发挥着重要作用, 在水产养殖中具有一定的应用前景。     

大口黑鲈β-防御素在杆状病毒系统中的表达及抑菌活性

β-防御素是鱼类天然免疫的重要组成部分, 通过杆状表达系统表达大口黑鲈β-防御素, 研究其具有高效、广谱的不同于抗生素的独特抗菌的能力。研究通过序列分析, 发现大口黑鲈β-防御素(MSBdefe)与其他物种β-防御素具有相似的特征, 都包含6个保守的半胱氨酸。将MSBdefe基因进行昆虫密码子优化合成后, 克隆至穿梭载体pYBDM-IM质粒中, 构建成为重组质粒MSBdefe-pYBDM-IM, 重组质粒转化感受态细胞MultiBac/rSW106/asd-/inv+, 阳性重组菌株MSBdefe-pYBDM-IM-Am直接用于Sf9细胞的感染, 获得重组杆状病毒AV-MSBdefe。通过SDS-PAGE和Western Blot检测AV-MSBdefe感染Sf9细胞后蛋白表达, 结果表明成功获得MSBdefe重组蛋白。通过对淡水鱼类最常见的病原菌嗜水气单胞菌的抑菌活性分析, 结果显示当MSBdefe重组蛋白的终浓度为30 μg/mL时, 抑菌效率为83.00%, 并随着蛋白稀释2倍、4倍后, 即终浓度为15和7.5 μg/mL时, 抑菌效果逐渐减弱, 抑菌效率分别为54.33%和33.67%, 进而验证了大口黑鲈β-防御素能够抑制嗜水气单胞菌的生长, 且随着蛋白浓度的降低抑制能力下降。这些结果为利用昆虫生物反应器规模化生产鱼类β-防御素奠定了基础, 以期为开发能够替代或部分替代抗生素的天然抗菌剂提供良好的候选者和技术途径。     

人α防御素5在酿酒酵母中的分泌表达及其活性分析

人α-防御素5(humanα-defensin 5,HD5)是人防御素α家族中发现的抑菌活性最高的多肽。为了探究HD5在酿酒酵母中分泌表达的可行性,首先利用PCR扩增获得酵母菌偏好的HD5核酸序列,构建酿酒酵母表达载体pVT102U/α-HD5,并将该重组质粒转入酿酒酵母S78中,通过营养缺陷筛选获得阳性转化菌株。然后,对重组菌进行发酵培养,取上清液纯化后通过tricine-SDS-PAGE和质谱检测表达产物。最后,利用琼脂扩散法检测表达的HD5的抑菌活性以及其对温度的耐受性,同时通过二倍稀释法检测表达的HD5对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及沙门氏杆菌的最小完全抑制浓度。结果显示:表达的HD5对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及沙门氏杆菌均具有明显的抑菌活性。发酵上清冻干粉对金黄色葡萄球菌完全抑制的最小浓度为10 mg/mL,对大肠杆菌和沙门氏杆菌完全抑制的最小浓度为40 mg/mL;且在不同温度处理下,表达的HD5对3种细菌仍具有一定的抑菌作用。上述结果表明具有高抑菌活性的HD5防御素在该重组系统中成功表达。     

阴道乳杆菌诱导细菌性阴道病患者β-防御素2表达及其抗菌活性的研究

目的 观察阴道乳杆菌诱导阴道黏膜细胞表达β防御素-2 (hBD-2) 的情况,检测其表达,观察hBD-2的体外抗菌活性.方法 分为3组,即健康对照组(n=10)、BV组(n=10)和阴道乳杆菌干预组(n=8).采用RT-PCR半定量法,检测阴道组织hBD-2 mRNA的水平.用琼脂糖弥散法检测其抗菌活性.结果 与健康对照组相比,BV组、阴道乳杆菌干预组hBD-2 mRNA的水平明显升高(P<0.05);阴道乳杆菌干预组hBD-2 mRNA的水平较BV组增高(P<0.05);琼脂糖弥散法显示,hBD-2对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌有明显的杀灭效应.结论 阴道乳杆菌干预对BV患者治疗可以使hBD-2 mRNA表达水平上调,提示其在维系正常妇女生殖道内环境稳定、宿主天然抗感染机制中起着重要的作用.     

重组鹅β-防御素12蛋白的原核表达及生物学特性

【目的】研究重组鹅β-防御素12蛋白的原核表达并探究其生物学特性。【方法】采用His标签蛋白原核表达系统,将鹅防御素12(Av BD12)基因亚克隆到表达载体p Pro EX-HTa上,构建重组表达质粒。将重组表达质粒转化到大肠杆菌Rosseta感受态中,用IPTG进行诱导表达,并对该重组蛋白进行纯化。进一步采用菌落计数法测定其体外抗菌活性和盐离子稳定性。【结果】经Tricine-SDS-PAGE电泳分析,诱导表达的鹅Av BD12重组蛋白分子量约为12 k D,大部分以包涵体形式存在。该重组蛋白对大肠杆菌、鸡白痢沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、四联球菌、枯草芽孢杆菌均具有抗菌活性,高浓度盐离子显著抑制重组蛋白的抗菌活性。此外,该重组蛋白对鸡红细胞没有溶血活性。【结论】该重组蛋白具有广谱抗菌活性,高浓度盐离子显著降低其抗菌活性,且该重组蛋白不具有溶解鸡红细胞的活性。     

猪β防御素2成熟肽在酵母中的表达

【目的】将猪β防御素2成熟肽基因片段正确整合到酵母基因组染色体上,从而得到稳定的猪β防御素2成熟肽的毕赤酵母表达株。实现猪β防御素2成熟肽的表达。【方法】首先参考酵母偏爱密码子,设计3段引物序列,利用PCR技术扩增得到β防御2成熟肽基因,构建了重组质粒pPIC9k-GST-pBD-2和pPIC9k-pBD-2。将线性化的重组质粒电转化到毕赤酵母KM71细胞中。最后筛选得到酵母阳性克隆,通过不断调节表达条件,实现猪β防御素2成熟肽的表达。【结果】将GST-pBD-2基因序列和pBD-2基因序列分别成功整合到酵母KM71基因组中,重组毕赤酵母工程菌构建成功;重组酵母蛋白GST-pBD-2和PBD-2都成功获得了表达;PBD-2成熟肽表达上清对猪霍乱沙门氏菌弱毒株C500有一定的抑制作用。【结论】获得表达pBD-2成熟肽的酵母菌株,本实验是用真核细胞表达pBD-2成熟肽的一次探索,为后续大量表达pBD-2成熟肽方法的研究打下了基础。     

β-防御素130在大肠杆菌中的串联表达、纯化及生物活性分析

为了研究抗菌肽β-防御素130的生物学活性和实现大规模制备,通过改良其分子结构,构建表达载体pET28a-3×β-defensin130,利用大肠杆菌BL21 (DE3)作为宿主细胞诱导表达后为水溶性蛋白。对纯化后抗菌肽进行抑菌实验、稳定性实验、MTT实验和溶血性实验确定其生物活性。最终成功制备出25 kDa的重组蛋白,对金黄色葡萄球菌(ATCC25923)(45μg/mL)和单增李斯特菌(ATCC221633)(80μg/mL)等革兰氏阴性和阳性菌都表现出极强的抗菌活性,且其抗菌活性不受温度、pH值和蛋白酶消化等影响,MTT细胞毒性实验显示其对HEK293细胞无毒性且对兔源红细胞具有极低的溶血性。这将为新型抗菌肽的开发提供理论基础并推动抗生素替代产业快速发展。     

太平洋牡蛎防御素在毕赤酵母中的重组表达及其抑菌活性

防御素是一类富含精氨酸和半胱氨酸的内源性阳离子抗菌肽,是软体动物抵御各种病原微生物侵染的重要免疫因子。太平洋牡蛎防御素(Crassostrea gigas defensin,CgD)近羧基端的43个氨基酸残基构成了其成熟肽区域,决定了CgD的生物学活性。首先通过逆转录PCR和设计特异性引物从太平洋牡蛎外套膜中分离并扩增到3?端添加和不添加6×His标签的两种目的基因CgDH~+和CgDH–;与pPICZαA连接后构建的重组表达载体(pPICZαA-CgDH~+和pPICZαA-CgDH–)电转至毕赤酵母Pichia pastoris X-33中,使用1.0%甲醇诱导表达目的蛋白CgDH~+和CgDH–,最适培养条件为29℃、250 r/min、72 h;通过固化金属离子亲和层析(IMAC)获得分子量为5.78 kDa的纯化的重组蛋白CgDH~+,根据其蛋白质浓度推算表达量为2.32 mg/L。经MALDI-TOF-TOF质谱分析证明纯化产物即为预期的目的蛋白。抑菌试验结果显示分别含重组蛋白CgDH~+和重组蛋白CgDH–的培养液上清对金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和铜绿假单孢菌Pseudomonas aeruginosa都具有抑菌活性,表明重组蛋白中6×His标签的存在与否并不影响其生物学活性。     

大肠杆菌中融合表达人β防御素-3基因的研究

目的 为了在大肠杆菌中融合表达人β防御素-3基因。方法 根据大肠杆菌对精氨酸密码子使用的偏爱性,设计搭桥引物,并通过PCR扩增法合成了人β防御素的全基因序列,克隆进pGEX-4T-2中构建pGEX-4T-2-hBD-3融合表达载体。将表达载体转化E.coli宿主菌DH5α,进行IPTG诱导表达。将菌体反复冻溶使细胞膜穿孔,释放可溶性蛋白。融合蛋白GST-hBD-3经凝血酶切割。结果 研究得到了重组人防御素蛋白,琼脂孔穴扩散抑菌法检测表明,重组人β防御素3对金黄色葡萄球菌有抗菌活性,抑菌效价为0.843 U。结论 人β防御素-3基因在大肠杆菌中得到了融合表达。     

人β防御素3和植物des-pGLu1-brazzein融合蛋白表达菌的诱导条件优化及其活性分析

对人β防御素3和植物甜蛋白des-pGlu1-Brazzein嵌合基因的工程菌株BL-pET-hBD3-Bra的IPTG诱导表达条件进行了研究,同时对所表达的目的蛋白进行了纯化和活性分析.IPTG浓度、诱导时间和诱导温度对菌株生长和目的蛋白表达的试验结果显示:所取的IPTG浓度(0.2～1.0 mmol/L)对菌株生长和目的蛋白的表达无显著影响(P>0.05);菌株的生物量随着诱导时间的延长而增加,6 h优于4 h(P<0.01),但是蛋白的表达量无明显增加(P>0.05);其中温度是重要的影响因素,在30℃诱导时,目的蛋白的表达量占总蛋白的35%左右.进一步的研究表明,菌株在30℃-32℃生长,在30℃诱导最优.对目的蛋白的活性分析表明,所得到的hBD3-Bra融合蛋白有甜味,其甜度大约是蔗糖的200倍,但是其杀菌活性很弱,经凝血酶切割后,des-pGlu1-Brazzein的甜度大大提高,大约为蔗糖甜度的600倍,重组hBD3对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌活性.     

哺乳动物β-防御素研究进展

哺乳动物β-防御素是一类小分子的阳离子抗菌多肽。其具有独特的抗菌机制和广谱抗菌、抗病毒活性,同时还可作为免疫调节剂来激活与调节机体的免疫系统,在医药开发或是动植物抗病育种等方面都具有很好的应用前景。就哺乳动物β-防御素的分布、分子结构、生物学活性、作用机制及其应用等方面的研究作一综述。     

乳糖作为诱导剂对人β-防御素3蛋白表达的影响

对人β-防御素3基因工程菌株BL21-pET-hBD3的乳糖诱导条件进行了研究。乳糖浓度、诱导时间和诱导温度对菌株生长和目的蛋白表达的试验结果显示,高浓度乳糖对菌株生长有抑制作用（P〈0．01）,对目的蛋白的表达无显著影响（P〉0.05）,延长诱导时间对菌株生长有利（P〈0．01）,但对蛋白的表达无显著影响（P〉0.05）。以0．5％乳糖在37℃诱导4h对目的蛋白的表达有利,目的蛋白的含量可达28,1％。控制好诱导条件,乳糖与IPTC的诱导效果基本相当。     

β-防御素2的生物学作用

防御素是一类阳离子抗菌肽,具有天然的抗茵活性.β-防御素2是第一个在人体中被发现的可诱导性防御素,它不仅可通过直接杀菌作用抵御入侵机体的病原微生物,还在介导获得性免疫反应、调节机体的免疫炎症反应和创伤修复过程中起着重要作用.另外,β-防御素2在肺损伤、白血病等疾病的预防和治疗中也有着重要的作用,表现出其广阔的应用前景.     

基于重组毕赤酵母的斑点叉尾鮰β-防御素表达

β-防御素是斑点叉尾鮰Ietalurus punetaus抵御病原微生物侵染的首要蛋白质免疫因子,其一级结构包含氨基端24个氨基酸组成的信号肽和羧基端43个氨基酸组成的成熟肽,该成熟肽赋予β-防御素的生物学活性。文中首次构建了产斑点叉尾鮰β-防御素的毕赤酵母Pichiapastoris重组菌株,实现了基于真核表达的斑点叉尾鮰β-防御素的生物合成。首先通过RT-PCR从斑点叉尾鮰皮肤中分离β-防御素成熟肽基因"IPBD",将其与表达载体p PICZαA连接并转入毕赤酵母X-33后,获得重组毕赤酵母菌株;经含1 000μg/m L博来霉素的培养基筛选,获得高拷贝重组菌株。以BMM培养基(无氨基氮源培养基)替代BMMY培养基(含氨基氮源培养基),对重组菌株的发酵培养条件进行优化,确定其产斑点叉尾鮰β-防御素的最适条件为:28℃、250 r/min、1.0%甲醇诱导表达96 h。重组菌株产物经镍离子亲和层析获得分子量为5.98k Da的纯化蛋白,基于MALDI-TOF-TOF的质谱分析证明该纯化蛋白为重组IPBD。抑菌活性测定结果表明重组IPBD对革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌Staphyloco...     

稳定表达结核分枝杆菌ESAT-6蛋白的RAW264.7细胞系的建立

为研究结核分枝杆菌Mycobacterium tuberculosis分泌蛋白ESAT-6 (Early secreted antigenic target of 6 kDa) 对巨噬细胞相关功能的影响,将正确构建的重组质粒pEGFP-C1-ESAT-6和空载体pEGFP-C1以脂质体介导的方法转染至小鼠巨噬细胞RAW264.7中,经过G418筛选后建立稳定表达EGFP-ESAT6融合蛋白以及EGFP的细胞系,并通过RT-PCR、荧光显微镜及Western blotting方法,在基因和蛋白两个水平对所建立的稳转细胞系进行鉴定。结果证实EGFP-ESAT6融合基因成功整合入RAW264.7细胞基因组并能够稳定表达,为后续的ESAT-6调控巨噬细胞机理研究提供了平台。