艾滋病病毒蛋白酶高效表达载体及体外活性检测系统的构建

艾滋病是本世纪80年代初发现的一种烈性传染病,5年病死率为100％,致病因子为人免疫缺陷病毒,该病毒的蛋白酶在病毒复制和成熟中具有决定性的意义。由于目前国内外尚未获得艾滋病病毒蛋白酶的高效表达的重组子及活性检测系统,限制了它的研究与应用。本文利用PCR技术修饰了艾滋病病毒蛋白酶的基因,使其具有便于克隆及表达用的限制酶切位点及转录终止码,井在其C末端设置了一个可用于检验该酶活性的特殊序列。DNA序列分析揭示上述突变策略成功,将修饰后的艾滋病病毒蛋白酶基因克隆入大肠杆菌表达系统,并获得高效表达(>30％),Western-Bolt鉴定结果表明所表达的蛋白为艾滋病病毒所特有,并具有较好的生物活性。     

SeMNPV组织蛋白酶基因的克隆表达及其对病毒杀虫的影响

对甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeMNPV)的组织蛋白酶(v-cath)基因进行了克隆,序列分析及原核表达。此基因编码区长1014bp,预计编码一个338个氨基酸的蛋白产物,其蛋白的大小约42kD。序列分析表明,SeMNPV的V-CATH与其它杆状病毒的同源蛋白具有相似的保守结构,保留有相同的酶活性位点。根据几种已知的杆状病毒组织蛋白酶序列构建进化树,发现SeMNPV的V-CATH位于NPV组中一个单独的分支,它可能拥有特殊的进化历程。使用1.2μL的表达组织蛋白酶菌液和SeNPV共感染3龄末甜菜夜蛾幼虫,幼虫病毒致死率提高9.21%,病毒致死时间提前12 h,原核表达的组织蛋白酶对病毒杀虫速度有一定的影响。     

SeMNPV组织蛋白酶基因的克隆表达及其对病毒杀虫的影响

对甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeMNPV)的组织蛋白酶(v-cath)基因进行了克隆,序列分析及原核表达.此基因编码区长1014bp,预计编码一个338个氨基酸的蛋白产物,其蛋白的大小约42kD.序列分析表明,SeMNPV的V-CATH与其它杆状病毒的同源蛋白具有相似的保守结构,保留有相同的酶活性位点.根据几种已知的杆状病毒组织蛋白酶序列构建进化树,发现SeMNPV的V-CATH位于NPV组中一个单独的分支,它可能拥有特殊的进化历程.使用1.2μL的表达组织蛋白酶菌液和SeNPV共感染3龄末甜菜夜蛾幼虫,幼虫病毒致死率提高9.21%,病毒致死时间提前12 h,原核表达的组织蛋白酶对病毒杀虫速度有一定的影响.     

蛋白酶抑制剂:治疗艾滋病的新途径

西德和南斯拉夫的研究者发现了一种降解蛋白的酶即蛋白酶能很快试用于治疗艾滋病。已知包括艾滋病病毒在内的逆转录病毒的复制需要逆转录酶(RT),实际上叠氮胸苷等艾滋病常见疗法目的都在于抑制RT。但上述病毒仍需蛋白酶用以对前体病毒进行蛋白质加工以构成完整病毒。欧洲科学家发现艾滋病病毒的蛋白酶为     

靶向HIV-1 vif的高效siRNA的筛选及慢病毒介导的体外抗病毒研究

RNAi技术在艾滋病治疗研究中已展现出巨大的潜力,兼具高效抑制特性和保守性的siRNA靶位是其获得成功应用的重要基础.本研究选择以HIV-1 vif基因为靶区筛选高效保守的RNAi序列,共选择设计了30个识别不同位点的siRNA序列,以pSUPER为载体构建了相应的shRNA表达质粒.通过与pNL4-3质粒在293FT细胞中进行共转染抑制实验,以及对初筛获得的高效序列进行保守性分析显示siRNA-vif37序列具有高效抑制效率和较好的保守性特征.通过与pGL3-vif报告质粒的共转染实验证明siRNA-vif37具有vif基因抑制特异性.带有shRNA-vif37表达元件的重组慢病毒转导后的MT-4细胞在HIV-1NL4-3体外攻毒实验中可显示出较有效的抑制病毒复制的能力,本研究进一步对转导后细胞进行克隆化筛选,获得稳定整合shRNA-vif37表达元件的MT-4-vif37细胞克隆,该细胞具有显著的抑制病毒复制的能力,在高攻毒剂量下仍可获得良好的抑制效果.本研究为进一步应用RNAi技术进行新型艾滋病治疗方法研究提供了重要基础.     

苜蓿夜蛾丝氨酸蛋白酶基因cDNA序列的克隆与原核表达研究

【目的】丝氨酸蛋白酶(Serine protease,SP)是以丝氨酸为活性中心的重要的蛋白水解酶。在昆虫中,丝氨酸蛋白酶参与消化、发育、先天免疫反应和组织重建等重要的生理过程。本试验以苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca为材料,克隆其丝氨酸蛋白酶基因的cDNA序列,再对该基因进行原核表达并对表达产物进行活性测定研究。【方法】从苜蓿夜蛾中肠中提取总RNA,通过RT-PCR和RACE技术,扩增获得丝氨酸蛋白酶基因cDNA全长序列,用大肠杆菌E.coli表达系统进行表达;再对表达的重组蛋白进行变性、纯化与复性,并以BTEE为底物进行活性测定。【结果】克隆得到的苜蓿夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶基因命名为Hv SP,该基因已登录Gen Bank,登录号为KT907053。该基因全长1 017 bp,开放阅读框为886 bp,编码295个氨基酸,分子量约为30.8 ku,等电点为8.27,推导的氨基酸序列与其他昆虫丝氨酸蛋白酶氨基酸序列相似性在46%~92%之间。在Tris-HCl缓冲液中,p H为8.5时,复性的重组蛋白活性最高,为28.7 U/m L。荧光定量PCR结果表明,Hv SP基因的m RNA在苜蓿夜蛾的多个组织中特异性表达,且在中肠中表达量最高,但在唾腺中未检测到Hv SP的m RNA表达。【结论】该研究克隆了一个新的苜蓿夜蛾丝氨酸蛋白酶基因的cDNA序列,且原核表达后的重组蛋白经过变性、纯化及复性后具有活性,为进一步探索丝氨酸蛋白酶在昆虫体内的生理生化功能奠定了基础。     

重组海蚯蚓纤溶酶的克隆、表达及活性鉴定北大核心CSCD

纤溶酶在溶栓治疗中起重要作用,能够溶解血凝块的主要成分纤维蛋白。采用RACE方法从海蚯蚓消化道组织中扩增出海蚯蚓纤溶酶编码序列,构建该基因原核表达载体,并进一步构建工程菌表达融合蛋白,经Ni2+树脂柱纯化后通过平板法检测该融合蛋白纤维蛋白酶原激活活性。结果获得海蚯蚓纤溶酶的c DNA序列和氨基酸序列,并成功构建重组表达载体p ET-21a-AFE,表达纯化出融合蛋白,该融合蛋白能够激活纤维蛋白酶原而溶解纤维蛋白。总之,本研究获得了海蚯蚓纤溶酶的c DNA序列和氨基酸序列,并初步证明其具有纤维蛋白酶原激活活性,为临床新型溶栓药物的开发提供实验基础。     

重组海蚯蚓纤溶酶的克隆、表达及活性鉴定

纤溶酶在溶栓治疗中起重要作用,能够溶解血凝块的主要成分纤维蛋白。采用RACE方法从海蚯蚓消化道组织中扩增出海蚯蚓纤溶酶编码序列,构建该基因原核表达载体,并进一步构建工程菌表达融合蛋白,经Ni2+树脂柱纯化后通过平板法检测该融合蛋白纤维蛋白酶原激活活性。结果获得海蚯蚓纤溶酶的c DNA序列和氨基酸序列,并成功构建重组表达载体p ET-21a-AFE,表达纯化出融合蛋白,该融合蛋白能够激活纤维蛋白酶原而溶解纤维蛋白。总之,本研究获得了海蚯蚓纤溶酶的c DNA序列和氨基酸序列,并初步证明其具有纤维蛋白酶原激活活性,为临床新型溶栓药物的开发提供实验基础。     

人类免疫缺陷病毒Ⅰ型核心蛋白(p24)在大肠杆菌中的表达、纯化及鉴定

在大肠杆菌中,利用新构建的含T7g-10L RBS以及λ-PR启动子的新型原核表达载体,通过表达gag-pol基因片段,获得了具有天然序列的人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)核心蛋白p24的高效表达。克隆的gag-pol基因片段在其阅读框架移位区域插入了4bp碱基,其表达的病毒蛋白酶在阅读框架上与gag一致,从而实现了对gag-pol融合蛋白的有效加工,产生成熟的核心蛋白p24及其它产物。重组p24以可溶形式存在,可以被抗p24的单克隆抗体特异识别。测定的N端8个氨基酸序列与从病毒纯化的p24完全一致。在使用硫酸铵沉淀后,采用两步离子柱层析,可将重组蛋白纯化到95％以上的纯度。结果表明,纯化的p24可以作为特异性很强的试剂而用于HIV感染的诊断及病情的预后,并可用于p24的生化及结构分析。     

HIV-2 Gag蛋白的表达研究

HIV-2是引起艾滋病的主要病原之一,与HIV-1相比,其致病性弱,感染的潜伏期长,有的甚至不发展成艾滋病。但HIV-2的易感宿主较HIV-1广,除人和猩猩之外,HIV-2还能感染猴等灵长类动物,这将为艾滋病疫苗和实验动物模型的研究提供有利条件。 我们应用原核高效表达载体pBV220在大肠杆菌中分别表达了HIV-2gag全部和部分蛋白(去掉与pol重叠序列)。在此基础上我们又将gag全部和部分序列置于痘苗病毒P7.5和     

枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶基因的克隆和表达

目的:获得碱性蛋白酶基因。方法:用PCR的方法从枯草芽孢杆菌A-109中扩增碱性蛋白酶基因(apr),并进行测序分析,构建表达载体,最后转化大肠杆菌BL21,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测该基因的表达情况。结果:apr基因片段含1092个碱基对。该基因片段核苷酸序列与Bacillus amyloliquefaciens subtilisin DFE precursor有99%的同源性,对应的氨基酸序列与Bacillussp.DJ-4有99%的同源性。apr基因在大肠杆菌BL21中获得表达,并表现出蛋白酶活性。结论:获得了具有活性的新的碱性蛋白酶基因。     

蛋白质折叠速率与其氨基酸序列极性的关系

以大肠杆菌60个蛋白酶以及几种常见病毒（SARS病毒、艾滋病病毒、丙型肝炎病毒及乙型肝炎病毒）各蛋白质序列中的所有α-螺旋和β-折叠片段为研究对象,计算了各片段的折叠速率和平均极性,分别在各物种的α-螺旋和β-折叠两类二级结构片段中分析了二者的相关性。得到结论：不论是大肠杆菌中的蛋白酶还是病毒蛋白,其中的两类氨基酸片段的平均极性与折叠速率都是极显著相关的：对于所有的α片段,二者呈线性正相关,而对于所有的β片段,二者成线性负相关。结果证实了在蛋白质折叠中,氨基酸的极性起着重要的作用。     

中性蛋白酶基因诱导型表达分泌载体的构建

利用PCR方法分别扩增出sacB基因的启动子-信号肽序列（sacR）和枯草芽孢杆菌中性蛋白酶的前肽-成熟肽序列,将两者连接后克隆入载体pHP13中,构建了含有中性蛋白酶基因的诱导型表达分泌载体pHP13SN,再将其转化入枯草杆菌DB104,获得基因工程菌DB104(pHP13SN)。中性蛋白酶基因在蔗糖的诱导和sacR的调控下实现了分泌表达,并获得了具有生物学活性的中性蛋白酶。     

丙型肝炎病毒丝氨酸蛋白酶特异性结合肽的筛选和鉴定

丙型肝炎病毒丝氨酸蛋白酶在病毒复制和包装中的重要作用使其成为特异性抗病毒药物研究的首选靶标。根据丝氨酸蛋白酶晶体结构特点,用柔性连接子连接NS3丝氨酸蛋白酶结构域和NS4A的核心序列,构建成单链丝氨酸蛋白酶基因并且在大肠杆菌中获得高水平的可溶性表达,纯化后的目的蛋白能够切割重组蛋白底物NS5ab。随后,以单链丝氨酸蛋白酶为靶分子对噬菌体展示的随机十二肽库进行了三轮淘筛,挑选的44个克隆中有37个克隆能够特异性地结合丝氨酸蛋白酶,并且这种结合作用为竞争性ELISA试验结果所支持。对13个克隆进行序列测定,得到6种序列,它们在氨基酸组成上存在明显偏性,富含组氨酸和色氨酸,缺乏酸性氨基酸;6种序列存在一个共有序列。     

艾滋药物研制的努力

自1981年首次被发现以来艾滋病以来,人类至今既没有找到任何可以彻底根治艾滋病的方法,也没有研究出有效的疫苗预防病毒的感染。不过,在抑制艾滋病的发展或者说艾滋病的药物治疗方面还是取得了一些成就。1987年,第一种抗艾滋病药物 AZT 被用于临床,这是一种抑制病毒逆转录酶活性的核苷类药物。1995年12月,第一种艾滋病病毒蛋白酶抑制剂被美国食品药品管     

鹅源新城疫病毒ZJ1株微型基因组的构建及其初步应用

在获得鹅源新城疫病毒ZJ1株全基因组序列的基础上,用增强型绿色荧光蛋白（eGFP）报告基因取代鹅源新城疫病毒ZJ1株整个编码区,只保留与病毒复制、转录和病毒粒子包装相关的调控序列,将其反向克隆入转录载体TVT7R(0.0)中,构建了该毒株的微型基因组。当转染用辅助病毒ZJ1株感染的Hep_2细胞时报告基因得到表达,表明此微型 基因组RNA可被辅助病毒提供的NP、P和L蛋白翻译。同时将该病毒NP、P和L蛋白基因分别克隆入真核表达载体pCI_neo中,构建了表达该病毒NP、P与L蛋白的辅助质粒,用此微型基因组对辅助质粒的表达产物进行了功能鉴定并对该病毒拯救过程中痘苗病毒的最适感染剂量进行了摸索。以上研究为该病毒的成功拯救及开展其它相关研究奠定了基础。     

地衣芽孢杆菌YP1A耐有机溶剂蛋白酶基因的克隆与功能表达

根据B．licheniformis YP1A来源的碱性蛋白酶具有的高强度耐有机溶剂性能及相关数据库分析,采用PCR克隆B．licheniformis YP1A耐有机溶剂碱性蛋白酶基因,序列分析显示该基因（1264bp）包含启动子与编码380个氨基酸的开放阅读框（ORF）,ORF包括信号肽、前肽及编码254个氨基酸的成熟肽序列。相关基因分析表明,YP1A耐有机溶剂碱性蛋白酶基因与地衣芽孢杆菌ATCC14580的碱性蛋白酶基因仅有6个氨基酸残基差异：构建2种含YP1A碱性蛋白酶CDS的组成型穿梭表达载体pHY／aprYP与pHY／aprP43,前者采用YP1A蛋白酶自带的启动子,后者则采用来自于质粒pP43NMK的P43强启动子。利用这2种表达载体在枯草芽孢杆菌WB800中成功进行蛋白酶的功能表达．其中P43强启动子的表达能力明显优于碱性蛋白酶自带的启动子,表达的蛋白酶比酶活为395U／ml。重组菌表达的碱性蛋白酶在体积分数50％的亲水及疏水有机溶剂中表现出了很好的耐受性,验证了克隆基因为地衣芽孢杆菌YP1A的高强度耐有机溶剂碱性蛋白酶基因.     

丙型肝炎病毒中国株非结构蛋白2～3部分基因cDNA克隆序列分析及表达

丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus,HCV)是输血后和许多社区获得性非甲非乙肝炎的主要致 病因子.HCV为单股正链RNA病毒,其基因组长约9.5Kb,编码区含一个大开放读码框架, 编码3010-3033氨基酸残基的多蛋白前体,经宿主蛋白酶和病毒蛋白酶加工成具有生物 学功 能的成熟蛋白.HCV各区域的分布顺序是:C-E1-E2-p7-NS2-NS3-NS4A-NS4B-NS5A- NS5 B[1].本文我们应用RT-PCR方法从HCV患者血清中扩增编码病毒蛋白酶的非结构蛋 白(NS2-NS3)部分基因,对其核苷酸序列进行了分析,并在大肠杆菌中获得了良好表达.     

EV71通过2A蛋白酶切割Nup62而抑制核转运

为了解EV71病毒对细胞核转运机制的影响,本研究构建了具有核定位信号的绿色荧光蛋白表达载体(pG-FP-NLS)。将此表达载体转染细胞后,使用EV71病毒感染转染细胞,结果发现EV71病毒可以有效阻止绿色荧光蛋白的核转移。将EV71病毒的2A蛋白酶真核表达载体与pGFP-NLS共转染RD细胞,可以发现2A蛋白酶可阻止具有核定位信号的绿色荧光蛋白的核转移而使绿色荧光蛋白表达于细胞浆。为了进一步研究病毒阻止核转移的机制,病毒感染细胞或通过转染2A蛋白酶真核表达载体进行Nup62的Western blotting检测,结果显示病毒以及2A蛋白酶均可引起Nup62表达下降。证明EV71可通过2A蛋白酶切割Nup62从而抑制核转运。     

人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)核心蛋白(p24)在大肠杆菌中的表达、纯化及鉴定

在大肠杆菌中,利用新构建的含Ｔ７噬菌体ｇ－１０核糖体结合位点（ＲＢＳ）,以及λ噬菌体ＰＲ启动子的新型原核表达载体,通过表达ｇａｇ－ｐｏｌ基因片段,获得了具有天然序列的人类免疫缺陷病毒１型（ＨＩＶ－１）核心蛋白ｐ２４（ＣＡ）的高效表达。克隆的ｇａｇ－ｐｏｌ基因片段在其阅读框架移位区域插入了４ｂｐ碱基,其表达的病毒蛋白酶在阅读框架上与ｇａｇ一致,从而实现了对ｇａｇ－ｐｏｌ融合蛋白的有效加工,产生成熟的核心蛋白ｐ２４及其它产物。重组ｐ２４以可溶形式存在,可以被抗ｐ２４的单克隆抗体特异识别。测定的Ｎ－端７个氨基酸序列与从病毒纯化的ｐ２４完全一致,在使用硫酸铵沉淀后,采用两步离子柱层析,可将重组蛋白纯化到９５％以上的纯度。ＥＬＩＳＡ分析表明,纯化的ｐ２４可以作为特异性很强的试剂而用于ＨＩＶ感染的诊断及病情的预后,并可用于ｐ２４的生化及结构分析。