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。     

改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变

目的:目的DNA片段中快速构建位点不同的定点双突变体。方法: 借鉴DNA shuffling技术中DNA小片段延伸扩增获得全长DNA片段的工作原理,与常规基因定点突变技术相结合,改进重叠延伸PCR技术构建定点双突变。结果:对嗜酸热脂肪杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)Tc-12-31的甘露聚糖酶基因AamanA中两个可能的活性位点E151和E231进行双点突变,先后经过无引物和有引物两步PCR,扩增获得全长DNA,测序结果表明得到预期的定点双突变体;酶活性检测和薄层层析结果表明双点突变体丧失了酶的活性。结论: 改良的重叠PCR技术,能经济、简便、高效地获得双点定点突变体,在酶的催化机理的阐述、蛋白质结构改造等分子生物学领域中具有较高的应用价值。     

非连续多核苷酸定点突变的方法

以人粒巨噬细胞集落刺激因子（ｈＧＭ-ＣＳＦ）、人α８干扰素（ｈＩＦＮ-α８）和分裂细胞核抗原（ＰＣＮＡ）的ｃＤＮＡ定点突变为例,建立了一种新的大区域非连续多核苷酸同步定点突变的方法。经碱变性后的质粒ＤＮＡ,先用突变引物延伸单链,然后通过ＰＣＲ扩增得到突变双链ＤＮＡ。用该方法成功地改造了ｈＧＭ-ＣＳＦ基因５′端３６个核苷酸中的９个位点、ＩＦＮ-α８基因５′端３９个核苷酸中的９个位点和ＰＣＮＡ基因ＳＤ顺序两侧６个和７个核苷酸。与经典的含Ｕ单链寡核苷酸定点突变方法相比,本方法突变效率高,并省去了对突变克隆杂交筛选的操作     

PSS定点突变及酶活研究

磷脂酰丝氨酸可在磷脂酰丝氨酸合成酶(PSS)催化下由磷脂酰胆碱和L-丝氨酸生成。通过生物信息学手段对磷脂酰丝氨酸合成酶蛋白质结构进行解析和研究分析,获得2个可突变位点F139和P272,通过Overlap PCR法进行定点突变,测定突变序列,并进行酶活测定。结果显示,PSS位点F139突变为L139、M139,位点P272突变为A272,能提高酶活力,说明蛋白质结构解析结合氨基酸定点突变技术,可以改善重组酶的活力。     

高效定点突变肠道病毒71 VP1基因的研究

[目的]肠道病毒71(Enterovirus 71,EV71)是引发手足口病(Hand-foot-mouth Disease,HFMD)的主要病原体之一,为了筛选EV71抗原表位,开发新型EV71疫苗,利用优化后的PCR点突变技术定点突变EV71 VP1基因。[方法]设计含有突变位点的互补引物,模板使用量为10 ng,进行单引物PCR,将PCR产物混合后复性,转化至大肠杆菌BL21,筛选阳性克隆并测序。[结果]测序结果表明VP1基因突变率为40%～45%。[结论]该方法对传统的PCR点突变技术进行改进,降低模板使用量,使用单引物PCR,省略DpnⅠ酶解过程,可达到40%～45%的定点突变率,从而降低实验成本、简化操作流程。     

基于进化信息改进蛋白质定点突变稳定性预测准确率

定点突变后蛋白质稳定性的增加还是降低,是分子生物学和蛋白质工程的核心问题之一,也是目前生物信息学研究的重要领域。基于蛋白质序列信息对蛋白质定点突变后的稳定性进行预测的方法,因其简易、适用面广而得到广泛的研究应用。通过对编码策略（coding schemes）的探索,发现不同编码策略对预测准确率有较大影响,并发现基于进化信息的BLOSUM打分矩阵可以用于蛋白质定点突变稳定性预测,具有较高的预测准确率。应用基于BLOSUM62打分矩阵的神经网络（ANN）和支持向量机（SVM）算法,可以改进蛋白质定点突变后稳定性的预测,而且ANN+ BLOSUM62在1623条序列的数据集上的实测结果优于目前国际通用的几款预测 软件。     

家蚕磷酸吡哆醇氧化酶的体外定点突变及其活性鉴定

[目的]研究家蚕Bombyx mori磷酸吡哆醇氧化酶(pyridoxine 5’-phosphate oxidase,PNPO)个别保守氨基酸残基对PNPO酶活性的影响.[方法]用重叠延伸法把氨基酸残基Lys111 (AAA)突变为Glu (GAA),Ser160(AGC)定点突变为Ala(GCC);构建重组表达载体...     

Primer Spanner:一个高效的定点突变PCR引物设计在线工具

基于PCR的实验策略在生物工程研究中具有广泛应用,如定点突变(site-directed mutagenesis,SDM),DNA拼接和载体构建。引物设计是这类实验技术中的关键一环,因其直接影响扩增效率和PCR产物的拼合。在嵌合式引物设计方法(一对突变引物在5'端具有互补序列)的基础上,开发了一个在线工具Primer Spanner(PS),可简单高效获得设计定点突变引物。PS可应用于单碱基或连续多碱基替换、插入、敲除等突变形式。通过大量突变实验与测序验证,结果表明该工具设计的引物进行的定点突变效果良好1)。     

用DREAM技术进行全长质粒快速定点突变

利用“设计限制酶辅助突变”(Designed Restriction Enzyme Assisted Mutagenesis, DREAM)进行全长质粒快速定点突变。根据突变位点附近氨基酸靶序列, 以简并密码子进行逆向推导, 这样在不改变氨基酸序列的前提下可以得到数目巨大的隐性突变体(Silent mutants), 这些突变体中包含大量的限制性酶切位点, 选择合适的酶切位点设计引物, 用Phusion超保真DNA聚合酶扩增全长质粒的DNA序列, 得到的PCR产物用T4多聚核苷酸激酶添加5￠磷酸基团后进行平末端连接, 转化大肠杆菌受体菌后用设计的酶切位点进行快速筛选。本研究用该方法成功地纠正了长约8 kb的质粒pcDNA3.1-pIgR中的突变碱基, 从而获得了多聚免疫球蛋白受体(pIgR)的野生型氨基酸序列。以上结果表明: 利用DREAM技术将限制性酶切位点引入目的基因而不改变目的蛋白质的氨基酸序列, 使突变体的筛选简单化; 配合使用高保真和高效率的Phusion DNA聚合酶可以进行长达8 kb的全长质粒的快速突变; 该方法无需使用定点突变试剂盒和特殊的受体菌, 同时避免了核酸杂交以及同位素的使用。     

人PRR11核心启动子区域NF-Y结合位点的定点突变分析

PRR11(proline-rich protein 11)是我们最近发现的一个新的肿瘤相关基因,在细胞周期和肿瘤发生等过程中起重要作用。该研究是在此前对PRR11启动子鉴定分析的基础上,对PRR11核心启动子区域中的核因子(nuclear factor Y,NF-Y)结合位点进行进一步的分析以确定其在PRR11转录调控中的作用。核苷酸序列同源性分析结果表明,PRR11核心启动子区域中的两个NF-Y结合位点在人、牛、大鼠和小鼠四个物种中均高度保守。共转染NF-Y表达质粒后,发现NF-Y的外源过表达可以明显提高PRR11的启动子活性。采用定点突变方法将PRR11启动子区域中的两个NF-Y结合位点单独或同时进行有效突变后,PRR11启动子活性明显下降,且NF-Y外源过表达对其启动子活性的激活效应也明显削弱甚至丧失。另外,对基因定点突变方法做出了改进,提出了一种更好的基于转录因子结合位点分析的碱基突变方法。这些结果表明,NF-Y结合位点是PRR11核心启动子区域中的重要的顺式作用元件,NF-Y可能通过调节PRR11的转录进而调节细胞周期和肿瘤发生等过程。     

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。     

利用定点突变法研究精氨酸脱亚胺酶活性的影响机制

精氨酸脱亚胺酶(ADI)是一种针对精氨酸缺陷型癌症(如:肝癌、黑素瘤)的新药,目前处于临床三期试验。文中通过定点突变技术分析了精氨酸脱亚胺酶的特定氨基酸位点对酶活力的影响机制。针对已报道的关键氨基酸残基A128、H404、I410,采用QuikChange法进行定点突变,获得ADI突变株M1(A128T)、M2(H404R)、M3(I410L)和M4(A128T/H404R)。将突变株在大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达,并对纯化获得的突变蛋白进行酶学性质研究。结果表明,突变位点A128T和H404R对ADI最适pH的提高,生理中性(pH 7.4)条件下的酶活力和稳定性的提高,以及Km值的降低均具有显著的作用。研究结果为阐明ADI的酶活力影响机制和蛋白质的理性改造提供了一定的依据。     

溶葡球菌酶的定点突变与PEG巯基定点修饰

为了建立聚乙二醇 (PEG) 巯基定点修饰溶葡球菌酶的方法,并检验假定连接区的突变与修饰对酶活的影响,对溶葡球菌酶的假定连接区进行了巯基聚乙二醇定点修饰研究。通过分析溶葡球菌酶的结构特征,选择两个结构域之间的氨基酸 (133-154aa) 进行定点突变引入半胱氨酸残基。使用单甲氧基聚乙二醇马来酰亚胺 (mPEG-MAL) 进行定点修饰,对修饰后的酶进行纯化并测定酶活性。结果表明定点突变的半胱氨酸残基PEG修饰效率高、产物单一,运用简便的Ni2+-NTA柱亲和层析法实现了一步分离,获得了高纯度的目标蛋白,但在连接区进行定点突变及PEG定点修饰后的酶活有不同程度的降低,表明假定连接区部分位点的PEG修饰会对溶葡球菌酶的催化活性产生一定影响。     

PCR技术对人IL-3 cDNA进行定点突变的研究

本文利用PCR技术对人IL-3cDNA体外进行定点突变,将人IL-3cDNA第3位Met,第116位Lys密码子突变为Val密码子GTT。PCR扩增片段核苷酸序列与引物设计相应的cDNA突变体序列完全一致。结果证实此方法比经典寡聚核苷酸方法简单、迅速、成本低、效率高,也为基因的修饰,蛋白质工程研究提供了简便、稳定的方法。     

基于定点突变的植物Ⅲ型聚酮合酶结构与功能研究进展

植物Ⅲ型聚酮合酶(Polyketide synthases,PKSs)催化形成一系列结构迥异、生理活性不同的聚酮类化合物的基本骨架结构,是聚酮类化合物生物合成途径的关键酶。目前已从植物中克隆和鉴定了多种功能不同的Ⅲ型PKSs。定点突变技术是研究蛋白质结构与功能之间复杂关系的重要方法。文中综述了近年来基于定点突变的植物Ⅲ型PKSs结构与功能关系的研究进展,包括利用定点突变技术修饰各种可能影响植物Ⅲ型PKSs结构的氨基酸残基,来研究其对功能的影响(如控制起始底物的特异性、缩合反应次数以及中间产物环化方式),以期为植物Ⅲ型PKSs结构与功能关系的研究提供参考。     

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。     

改进重叠延伸法引入DNA定点突变的新方法

目的：改进重叠延伸PCR法,实现一种引入DNA定点突变的准确简便方法。方法：通过应用不同的扩增酶和反应体系,以重叠延伸PCR的方法产生引入突变位点的DNA片断,然后再亚克隆到载体中。该文以人cyclin D1启动子的NF-κB位点（-39/-30）为例。结果：通过DNA测序证明定点突变成功引入。一次引入4个突变碱基。突变引入率为100%。     

一步法定点突变技术快速构建bsh基因突变启动子

目的：建立一种高效便捷的定点突变方法,为基因表达调控以及蛋白质结构和功能的研究提供技术支撑。方法：以构建单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）中编码胆碱水解酶（bile salt hydrolase,BSH）的bsh基因突变启动子为例,采用一对完全互补并带有突变位点的引物扩增携带bsh基因启动子的重组质粒DNA全序列,通过DpnⅠ消化PCR产物中剩余的甲基化的模板DNA,酶切后的PCR产物直接转化大肠杆菌,从而获得含有突变启动子的重组质粒。结果：通过一步法定点突变技术成功构建了bsh基因的三种突变启动子。结论：该方法简单高效,只要把握好对引物设计,高保真的DNA聚合酶、模板DNA的浓度以及PCR扩增程序的选择,突变成功率可以达到100%。     

用改进的重叠延伸PCR技术构建三位点突变载体

目的:改进传统重叠延伸PCR方法,实现引入3个不同DNA突变位点的简便的多位点定点突变。方法:根据前期构建的包含人线粒体12S rRNA(NC 01290)3个热点突变位点的野生型质粒序列,利用Muta Primer 2.0软件设计针对3个热点突变位点的3对互补的定点突变引物,以野生型质粒为模板,结合重叠延伸PCR反应和冷冻析出法,产生同时包含3个突变位点的突变目的片段,酶切后克隆到载体中,测序确证是否突变成功。结果:DNA测序证实3个不同突变位点同时成功引入,定点突变载体构建成功。结论:用改进的重叠延伸PCR技术能简便、高效地获得多位点定点突变载体,在分子生物学领域有较高的使用价值。     

重组定点突变巴曲酶质量标准研究

目的 建立重组定点突变巴曲酶的质控方法和质量标准.方法 生物学活性测定采用血浆凝集活性测定法;通过胰蛋白酶消化和RP-HPLC法分析该蛋白还原型肽图;其余检测项目均按<中华人民共和国药典>2010年版(三部)相关规定进行.结果 用建立的方法对三批重组定点突变巴曲酶原液和成品进行检定,各项指标均符合2010版<中华人民共和国药典>和相应指导原则的要求.三批原液比活性均≥2000 kU/mg.肽图三批次之间一致,原液的蛋白含量、纯度、分子质量、等电点、N末端氨基酸序列等指标均符合规定.结论 建立的质控方法可有效地控制重组定点突变巴曲酶产品质量,并可用于定点突变巴曲酶原液及成品的常规检定.