KL2型鲍曼不动杆菌噬菌体解聚酶克隆及抗菌活性分析

【背景】噬菌体解聚酶是噬菌体在裂解细菌过程中产生的一种抗菌蛋白,关于鲍曼不动杆菌荚膜分型及常见型别噬菌体解聚酶的研究报道较少。【目的】以KL2型鲍曼不动杆菌为研究对象,从噬菌体IME-AB2中克隆解聚酶,在大肠杆菌中进行可溶性表达并研究其体外抗菌活性。【方法】应用二代测序及生物信息学方法鉴定鲍曼不动杆菌荚膜型,分析IME-AB2全基因组。应用分子克隆技术克隆ORF76假定的尾丝蛋白(Putative Tail Fiber)基因,构建重组表达载体pEASY-Blunt-E1-gp76,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,通过Ni-NTA亲和层析纯化解聚酶,研究解聚酶体外抗菌活性。【结果】构建了pEASY-Blunt-E1-gp76解聚酶重组表达质粒,该重组质粒在大肠杆菌中得到可溶性表达;体外活性分析显示,该重组蛋白在体外能够对所有的KL2型鲍曼不动杆菌具有较好的抗菌活性,解聚酶联合人和狗的血清具有很好的杀菌活性。【结论】鉴定解聚酶并提高其抗菌谱具有重要意义,也是噬菌体及解聚酶用于治疗耐药菌研究领域急需解决的重要问题之一。     

芽孢杆菌N1碱性蛋白酶的克隆表达及酶学性质

【背景】蛋白酶广泛应用于制革行业中,酶法脱毛对环境污染较小,但蛋白酶对化学试剂的不稳定性及胶原降解活性限制了其工业应用。【目的】克隆芽孢杆菌(Bacillussp.)N1基因组的碱性蛋白酶基因,实现其在大肠杆菌中的异源表达,并对重组酶酶学性质及脱毛作用进行研究。【方法】利用基因组文库法克隆获得蛋白酶基因aprG,构建重组大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(DE3)pLysS/pET-28a-aprG。异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达该重组酶,以福林酚显色法对其酶学性质进行研究,并将AprG作用于羊皮、兔皮和羽毛。【结果】克隆得到蛋白酶基因aprG,并实现其在大肠杆菌中的表达。重组酶AprG最适反应温度为50°C,最适反应pH为10.0。各种金属离子对AprG活性影响较小,且AprG对表面活性剂和氧化剂、还原剂的耐受性较强。底物特异性分析表明,该酶胶原活性较低。AprG对羊皮和兔皮作用显著,且降解羽毛效果明显。【结论】蛋白酶AprG在制革行业中具有良好的应用前景。     

鼠李糖乳杆菌菌毛SpaA亚基的表达、抗体制备及其种属特异性研究

【目的】制备鼠李糖乳杆菌菌毛亚基Spa A多克隆抗体,研究其种属特异性。【方法】应用PCR方法从鼠李糖乳杆菌GG的基因组扩增出spa A,并连接到质粒p ET-28α(+)中。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达和镍柱纯化制备重组SpaA。通过免疫BALB/c小鼠获得多克隆抗体,利用全菌ELISA、Western和Dot-blot分析了SpaA在18株乳酸菌(12个种)中的分布特征。【结果】表达的重组SpaA分子量为36 k D,与预期大小一致;获得的Spa A抗体效价为1:12 800。Western结果显示抗体与天然Spa A具有良好的反应性。在测定的18株乳酸菌中,鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌3个种属菌株的spa A基因PCR和RT-PCR检测均为阳性。但全菌ELISA和Dot-blot结果显示,只有3株鼠李糖乳杆菌的全菌细胞与SpaA抗体呈特异性反应,而其它种属的菌株没有明显的交叉反应。【结论】尽管spa A基因在鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌中具有高度同源性,但SpaA蛋白只特异性地呈现在鼠李糖乳杆菌细胞表面。本研究中获得的Spa A抗体,为高黏附性鼠李糖乳杆菌的免疫磁珠分离及菌毛功能研究提供了工具。     

地衣芽孢杆菌E7氨肽酶的异源表达及其在高效蛋白水解中的应用

【目的】将地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)E7氨肽酶基因pepN克隆到大肠杆菌(Escherichia coli) BL21中,实现氨肽酶Ec PepN的异源表达,研究重组酶的酶学性质及其与碱性蛋白酶协同作用,高效水解大豆蛋白和酪蛋白,产生小分子活性肽和游离氨基酸。【方法】以地衣芽孢杆菌E7基因组DNA为模板,将氨肽酶基因pepN克隆到载体pET28a中,构建重组表达载体pET28-pepN,转化到大肠杆菌BL21感受态细胞中,经DNA测序验证,获得重组菌E. coli BL21/pET28-pepN。利用镍离子亲和层析柱对重组酶进行分离纯化,研究纯酶的pH和温度稳定性、半衰期和NaCl的耐受性等酶学性质。以商品化氨肽酶与碱性蛋白酶协同作用为对照,重组酶Ec PepN与碱性蛋白酶协同水解大豆蛋白和酪蛋白,测定水解产物中小分子活性肽和游离氨基酸的组成。【结果】Ec PepN在大肠杆菌BL21中可溶性表达,SDS-PAGE分析表明纯化的重组酶在52kDa左右显示单一条带。在7种测定底物中,Ec PepN的最适底物为Ala-pNA。在最适条件(pH 9.0和50°C...     

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。     

来自詹氏乳杆菌的耐热D-乳酸脱氢酶的酶学性质研究

【目的】D-乳酸脱氢酶是催化丙酮酸合成D-乳酸的关键酶。由于其不耐热,从而限制了D-乳酸高温发酵菌株的构建。本文从詹氏乳杆菌中克隆新型D-乳酸脱氢酶研究其酶学性质,为构建D-乳酸高温发酵菌株,进一步降低D-乳酸生产成本奠定基础。【方法】通过克隆詹氏乳杆菌的D-乳酸脱氢酶,将其进行体外表达,并与来自植物乳杆菌中的D-乳酸脱氢酶的最适温度、最适pH、动力学参数及热稳定性和热失活性相比较,研究詹氏乳杆菌D-乳酸脱氢酶的耐热性。【结果】詹氏乳杆菌的D-乳酸脱氢酶最适温度(45 °C)比植物乳杆菌中的D-乳酸脱氢酶的最适温度(30 °C)高很多,热失活的时间和温度均要比植物乳杆菌中D-乳酸脱氢酶高很多。同时其催化效率(kcat/Km)是植物乳杆菌D-乳酸脱氢酶的3倍左右。【结论】詹氏乳杆菌的D-乳酸脱氢酶具有更好的耐热性和更高的催化活力。     

改造大肠杆菌卟啉代谢途径对重组过氧化物酶活性的影响

【目的】原核表达某些需辅因子的外源蛋白时往往酶活偏低,为提高酶活和减少外加辅因子的成本,我们尝试在大肠杆菌中表达外源过氧化氢-过氧化物酶的同时提高大肠杆菌中与该酶辅因子相关的合成代谢。【方法】本研究克隆了中度嗜盐菌Halomonas elongata DSM2581的过氧化氢-过氧化物酶CAT-POD(catalase-peroxidase)编码基因kat G的ORF,构建原核表达载体p ET28a-kat G,实现了CAT-POD在大肠杆菌中的重组表达。由于CAT-POD活性依赖其活性中心血红素,而血卟啉是血红素的骨架,通过构建原核表达载体p UC19-tac-hem A,将编码5-氨基乙酰丙酸合成酶的hem A基因在大肠杆菌中过量表达,提高卟啉的含量,从而提高重组蛋白CAT-POD的酶活。【结果】最终的CAT酶活达到了377 U/m L,为对照组的7.5倍。【结论】本研究为工业生产高活性CAT-POD提供了有效的方案,也为体外重组表达含辅因子的蛋白提供可借鉴的思路。     

鸽β-防御素1基因的克隆及其生物学作用鉴定

【目的】从鸽子组织中克隆鸽子β-防御素1(AvBD1)基因,在大肠杆菌中表达重组鸽子AvBD1蛋白,测定其生物学特性。【方法】应用RT-PCR法从鸽子骨髓组织中扩增鸽子AvBD1基因,采用Real-time PCR法检测该基因在鸽子组织器官中的表达分布。将该基因亚克隆到大肠杆菌原核表达载体pProEX-HTa的EcoR I和Xho I双酶切位点上,构建重组表达质粒pProEX-pigeon AvBD1,将重组质粒进行诱导表达;对该重组蛋白进行纯化,通过菌落计数法测定其体外抗菌活性与理化特性。【结果】从鸽子骨髓组织中克隆到鸽子AvBD1基因,其cDNA大小为198 bp,编码65个氨基酸,经序列相似性分析,鸽子AvBD1与鸭AvBD1氨基酸序列相似性最高(81.5%)。鸽子AvBD1主要分布于免疫系统和消化系统组织中。Tricine-SDS-PAGE电泳结果表明,重组鸽子AvBD1蛋白分子量约8.8 kD,与预期大小一致。该重组蛋白具有广谱抗菌活性,高盐浓度显著降低其抗菌活性。此外,该重组蛋白的溶血活性极低。【结论】从鸽子骨髓组织中克隆到鸽子AvBD1基因,其主要分布在机体的免疫系统和消化系统中。该重组蛋白具有广谱抗菌活性,高盐浓度显著降低其抗菌活性,且该重组蛋白的溶血活性极低。     

枯草芽胞杆菌fmbj SrfAC-A结构域的活性测定

[目的]在体外研究surfactin合成酶的A结构域,为获得新的surfactin类似物奠定基础.[方法]本文从枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)fmbj中克隆出surfactin合成酶第7个模块的A结构域基因(SrfAC-A),与表达质粒pET-23a相连后在大肠杆菌表达系统中表达,用Ni-NTA亲和柱对重组蛋白SrfAC-A进行分离纯化后测定其活性.[结果]克隆所得的A结构域对Ile有选择活性,而对其他氨基酸基本无活性.[结论]Surfactin合成酶中的A结构域能在体外独立行使其选择底物氨基酸的功能.     

副溶血弧菌ToxR截短体蛋白的表达纯化及其DNA结合活性

【目的】利用大肠杆菌BL21λDE3表达系统,表达出有活性的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)ToxR截短体蛋白,为进一步研究ToxR的转录调控机制奠定基础。【方法】以VP基因组DNA为模板,PCR扩增ToxR蛋白DNA结合结构域(ToxR-N)的DNA片段,并将其直接克隆入pET28a中,获得重组质粒;将重组质粒导入大肠杆菌BL21λDE3中,所得菌株经IPTG诱导后能表达出His-ToxR-N蛋白。利用限制级凝血酶切除His-ToxR-N中的His-标签,进而以VP的calR和VP1687为靶基因,通过体外的凝胶阻滞实验(EMSA)验证ToxR-N蛋白的DNA结合活性。分别构建克隆有calR和VP1687上游启动子区的LacZ重组质粒,并将重组质粒转入野生株(WT)和toxR突变株(ΔtoxR)中,通过测定β-半乳糖苷酶活性来比较两株重组菌中靶基因启动子活性,以验证ToxR对calR和VP1687的调控关系。【结果】成功表达出有活性的ToxR-N蛋白,该蛋白对calR启动子区具有结合活性。LacZ结果显示ToxR对calR的转录具有激活作用,而对VP1687的转录具有抑制作用。【结论】所表达的ToxR-N可用于后续的转录调控机制研究;ToxR通过直接激活calR的转录表达,而间接抑制T3SS1相关基因的表达。     

异源表达的幽门螺杆菌cag4蛋白有溶菌糖基转移酶活性

摘要【目的】构建融合基因原核表达载体pET-28a- cag4,并表达重组融合蛋白cag4,分析重组融合蛋白的酶活性,为新型抗生素（或是抗菌药物）的研发提供作用靶位。【方法】本研究利用PCR技术从幽门螺杆菌NCTC11637中克隆了cag4基因;经T-A克隆,酶切鉴定,构建了原核表达载体pET-28a- cag4;经测序鉴定正确后,转化进入大肠埃希菌 BL21(DE3)进行异源表达。利用IPTG体外诱导后,经SDS-PAGE和Western Bolt鉴定目的蛋白表达后,采用Ni2＋-NTA柱在变性条件下纯化目的蛋白,并对重组蛋白进行透析复性处理。将SDS煮沸法获得的溶壁微球菌肽聚糖掺入SDS-PAGE作为底物,进行酶谱分析。【结果】在大肠埃希菌 BL21(DE3)中获得高效表达的重组蛋白; 经SDS-PAGE和Western Bolt鉴定表达后,采用Ni2＋-NTA柱在变性条件下纯化,并进行透析复性处理。将SDS煮沸法获得的溶壁微球菌肽聚糖掺入SDS-PAGE作为底物,进行酶谱分析,表明目的蛋白具有明显的肽聚糖水解活性; 通过监测浊度下降速率,比较其在不同pH条件下活性的变化,即?A/（min?mg protein）,结果表明,幽门螺杆菌cag4蛋白具有溶菌糖基转移酶活性。【结论】幽门螺杆菌cag4蛋白具有溶菌糖基转移酶活性。     

分子伴侣共表达对嗜热环糊精葡萄糖基转移酶异源可溶性表达的影响

【目的】通过优化表达条件,提高嗜热环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)的可溶性表达和胞外酶活性。【方法】构建含cgt基因的重组表达质粒p ET-28a(+)-omp A-cgt,筛选最适诱导温度,并构建5种分子伴侣共表达系统(p KJE8、p KJE7、p Gro7、p Tf16和p G-Tf2,5种分子伴侣质粒分别与重组表达质粒p ET-28a(+)-omp A-cgt共表达),筛选最适分子伴侣质粒,优化共表达条件。【结果】通过SDS-PAGE分析和测定胞外酶活,CGTase基因在大肠杆菌中实现表达,且具有一定量的重组CGTase分泌至胞外;25°C诱导时CGTase的可溶性表达和在胞外上清中的酶活都最高;分子伴侣质粒p KJE8使酶的胞外活性提高了48.6%,效果最为显著;当L-阿拉伯糖浓度为0.5 g/L时,分子伴侣质粒p KJE8使酶的胞外活性提高了68.5%。【结论】通过优化表达条件及使用分子伴侣共表达系统提高了环糊精葡萄糖基转移酶的可溶性表达和胞外酶活,为该酶进一步相关研究奠定了基础。     

桑氏链霉菌几丁质酶ChiKJ40基因的克隆表达及其抑菌作用

【背景】目前关于桑氏链霉菌(Streptomyces sampsonii)生防基因的研究不多,仅从其基因组中克隆了2个几丁质酶基因片段,其单个几丁质酶的完整基因序列相关研究未见报道。【目的】克隆S.sampsonii KJ40的几丁质酶基因Chi KJ40并进行原核表达,纯化重组蛋白并研究其抑菌作用。【方法】采用PCR扩增法从S.sampsonii KJ40中克隆几丁质酶基因Chi KJ40,连接到表达载体p ET-32a,导入Escherichia coli BL21(DE3)进行诱导表达。使用His标记蛋白质微量纯化试剂盒对重组几丁质酶进行纯化,Bradford蛋白浓度测定试剂盒测定粗酶液和纯化酶液的浓度,几丁质酶试剂盒测定粗酶液和纯化酶液的几丁质酶活性。观察重组几丁质酶对桉树焦枯病菌(Cylindrocladium scoparium)、栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)、链格孢菌(Alternaria alternate)、紫丝核菌(Rhizoctonia violacea)几种致病真菌的抑菌作用。【结果】Chi KJ40基因(登录号为MF434484)在E.coli中经IPTG诱导表达,获得42 k D的重组几丁质酶,不同浓度IPTG在37°C诱导3 h,蛋白产量无明显变化。0.2 mmol/L IPTG 16°C诱导过夜,重组几丁质酶主要以可溶性形式存在于上清,小部分以包涵体存在于沉淀中。粗酶液几丁质酶活性为0.080 U/m L,酶比活力为0.041 U/mg,纯化酶液几丁质酶活性为0.046 U/m L,酶比活力为0.115 U/mg,纯化倍数为2.8,酶活回收率为57.5%。重组几丁质酶处理后,C.scoparium、C.parasitica和A.alternata菌丝细胞出现分节、膨胀,R.violacea菌丝溶解且部分被破坏成碎片。【结论】Chi KJ40基因的研究补充了S.sampsonii的生防背景,为几丁质酶基因找到了新的来源,并为其应用奠定了理论基础。     

重组人胸腺素β4二串体蛋白的原核表达、纯化及生物活性

目的:获得具有生物学活性的重组人胸腺素β4二串体蛋白(Tβ4②)。方法:人工合成人Tβ4全长基因,构建Tβ4②基因,并将该基因克隆入载体pET-22b(+)中,转化宿主细胞大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达后,经疏水作用层析纯化重组Tβ4②蛋白,采用Western印迹鉴定表达产物,并对其进行生物活性检测。结果:表达和纯化了Tβ4②蛋白,重组人Tβ4②在体外可促进人脐静脉内皮细胞的增殖和迁移。结论:重组人Tβ4②具有与化学合成Tβ4相同的功能,并有更高的生物学活性。     

重组人硫氧还蛋白工程菌生物学特性稳定性的检测

[目的]观察和检测重组人硫氧还蛋白工程菌BL21/pET-22b(+)-rhTrx生物学特性的稳定性.[方法]工程菌连续传代50代,通过对每10代进行质粒性状、蛋白表达水平、透射电镜观察、革兰氏染色及各项生化检查,全面检测工程菌可能影响生产性能的生物学特性稳定性.[结果]各代工程菌提取的质粒经双酶切后均可见315 bp的目的基因片段;各代工程菌中Trx蛋白的表达量均为菌体总蛋白的20％左右;透射电镜观察呈现典型的大肠杆菌特性;革兰染色显示为阴性杆菌;各项生化检测结果与原始菌种无显著差异.[结论]该菌种生物学特性稳定,可作为生产用菌种.     

禽网状内皮组织增生病病毒gp90全长蛋白的原核表达、纯化及其免疫原性分析

摘要：【目的】原核表达免疫原性良好的禽网状内皮组织增生病病毒（( Reticuloendotheliosis virus, REV )gp90蛋白,并制备抗gp90蛋白高效价多克隆血清。【方法】利用PCR技术,以pMD18T-env为模板,扩增得到REV的gp90蛋白编码基因,将其克隆入表达载体pET-28a(+)中,将构建的原核表达质粒pET28-gp90,转化大肠杆菌（Escherichia coli ) BL21 (DE3) 感受态细胞,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导后进行gp90蛋     

重组人磷脂爬行酶1的原核表达及纯化

目的:建立重组人磷脂爬行酶1(hPLSCR1)原核表达及纯化工艺。方法:PCR扩增hPLSCR1编码基因并连接到原核表达载体pET-28a,转化大肠杆菌BL21(DE3)并进行诱导表达,Western印迹鉴定所表达蛋白;优化表达条件后,Ni2+柱亲和层析纯化重组蛋白。结果:构建了pET-28a-PLSCR1重组质粒,诱导表达后,经SDS-PAGE分析目的蛋白的表达量达32%,Ni2+金属螯合法纯化目的蛋白后纯度达到95%以上,Western印迹验证了融合蛋白的特异性。结论:建立了高效稳定的His-PLSCR1表达体系,获得大规模生产His-PLSCR1的分离纯化工艺,为进一步研究其蛋白功能奠定了基础。     

人Src蛋白N端区段的表达、纯化和体外豆蔻酰化底物活性

利用RT PCR技术 ,从来源于人结肠癌Caco 2细胞总RNA中 ,扩增得到编码人Src蛋白N端 147氨基酸的DNA序列片段。进而构建T7启动子控制下的C端His tag融合的表达质粒pMF SrcHT ,并转化大肠杆菌BL2 1(DE3)。通过SDS PAGE等分析结果显示 ,在 37°C培养条件下经IPTG诱导 ,C端His tag融合的人Src蛋白N端区段 (命名为SrcHT ,2 1kD)得到高效表达 ,并且主要以可溶性形式存在。进一步利用Ni IDA亲和层析分离 ,从表达菌裂解上清液中一步纯化获得重组蛋白SrcHT ,SDS PAGE分析纯度达 95 %以上。在此基础上 ,以 [3H]豆蔻酰 CoA为同位素标记底物进行SrcHT的体外NMT豆蔻酰化反应测定。SDS PAGE分离和放射自显影分析结果表明 ,SrcHT蛋白可被NMT有效豆蔻酰化而具有NMT的底物活性。这些为深入详细研究Src蛋白豆蔻酰化作用和构建以Src蛋白豆蔻酰化为靶标的分子筛药体系等打下了重要基础。     

胆汁三烯结合蛋白在大肠杆菌中的表达、复性与纯化

目的：合成胆汁三烯结合蛋白（BBP）基因并在大肠杆菌中表达,获得重组BBP纯化制品。方法：根据天然BBP的基因序列和大肠杆菌偏好密码子设计并合成BBP基因的引物,PCR扩增优化的BBP基因序列,克隆至载体pEasy-T3;测序正确后,将该序列克隆至表达载体pET-32a上,构建表达质粒,转化至大肠杆菌BL21（DE3）pLysS,在IPTG诱导下表达融合蛋白;采用Ni柱纯化融合蛋白。结果：PCR扩增获得了优化后的BBP基因序列,构建了表达载体pET-32a-BBP;SDS-PAGE分析表明表达的融合蛋白相对分子质量为20×10^3,以包涵体形式存在,占全菌蛋白的40%以上;变性、复性后经Ni2＋柱纯化,获得纯度达98%以上的重组蛋白。结论：优化并合成了BBP全基因序列,获得了高纯度重组融合蛋白,为进一步鉴定其生物活性及筛选小分子的研究奠定了基础。