哺乳动物细胞表达系统

(一)重要性在基因工程领域,哺乳动物细胞表达系统日益受到人们重视。许多重要的具医疗价值的蛋白在大肠杆菌表达系统中无生物活性或活性很低。这是由于在此系统中许多真核蛋白不能完成转译后修饰,如糖基化、酰胺化、二硫键的正确连接和亚基的正确装配。而在哺乳动物细胞表达系统中,这些转译后修饰过程能正常进行,产生与天然蛋白完全相同的分子。因此,哺乳动物细胞表达系统正在逐渐形成产业。在理论研究上,哺乳动物细胞表达系统也十分重要,它是研究真核基因调控的必不可少的模型。这个系统不仅对检验基因的同域作用(cis-acting)序列(如启动子)非常有用,而且对研究跨域作用因子(如一些调控蛋白)也极有价值。     

丝状真菌基因表达系统研究的现状及展望

利用大肠杆菌和酵母作为宿主菌生产外源蛋白有不少已发展到工业规模,但其存在的缺陷表明它们并不总是生产外源蛋白的理想宿主。大肠杆菌大量合成的外源蛋白大多以包涵体形式存在于细胞内,且不能对真核蛋白进行糖基化等翻译后加工,所以大肠杆菌作为表达宿主很难直接得到有活性的真核蛋白;酵母合成的蛋白虽然可以外泌,但其产量普遍低,并且酵母对外源蛋白的修饰模式与高等真核生物的差别较大。丝状真菌作为生产外源蛋白的宿主可弥补细菌和酵母的不足。首先,丝状真菌具有很强的外泌蛋白能力。其次,丝状真菌能对合成的真核蛋白较正确地进…     

链霉菌信号肽与真核基因的分泌表达

链霉菌作为新的表达体系正日益受到关注,其显著特点是可以获得外源真核基因的分泌表达产物。克隆基因的分泌表达由信号肽介导,本文重点介绍常用链霉菌信号肽及已知真核基因在链霉菌中的分泌型表达。     

痘苗病毒载体研究进展

制备高活性的真核蛋白,必须使用哺乳动物细胞,痘苗病毒为这一工作提供了简便、实用的工具．痘菌病毒宿主范围广,无致癌性,插入长达20多kb的外源基因后仍有感染性,能够高效表达外源蛋白,有效地加工表达产物．而且,痘菌病毒的表达产物可刺激机体免疫系统产生良好的体液免疫和细胞免疫．利用这些特点构建成的哺乳动物细胞高效表达系统将是基因工程药物和基因工程疫苗的有效工具.     

利用泌乳乳腺鉴定真核基因表达的研究

为了找到一种新的可用于基因及其表达调控元件鉴定的方法,本试验以蚓激酶(LK)作为目的标志基因,分别构建了在巨细胞病毒(CMV)立即早期启动子、逆转录病毒长末端重复序列(LTR)和beta-酪蛋白启动子调控下的三种真核表达载体pICLK、pLLKSN和pIbLK。制备各重组质粒后,以泌乳期羊乳腺作为支持系统,在处于稳定泌乳阶段分别注射400~800μg重组质粒于山羊乳腺组织中。在注射后不同时间采集奶汁,检测纤溶活性。结果显示,蚓激酶的不同重组质粒在注射到乳腺组织之后迅速得到表达,注射后6~9h蚓激酶表达量达到高峰,并可持续至72h以上;不同表达载体间表达量略有变化,但无显著差异。这些结果表明,利用泌乳乳腺组织表达真核蛋白是鉴定真核基因表达快速有效的手段之一。     

多靶点复合抗原抗肿瘤基因疫苗的构建及真核表达

目的：构建含有人存活蛋白（survivin）-2B主要T细胞表位区域、人和猴绒毛膜促性腺激素β链的核心片段CTP37区域融合基因的真核表达质粒,并在人胚肾293T细胞中进行表达。方法：通过基因合成和搭桥PCR技术构建含有Survivin2B主要T细胞表位区域、人和猴CTP37区域基因的融合基因2PAG,将其插入含有人IgK链前导信号肽（sig）、人IgG-Fc和糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定信号肽融合基因序列的细胞膜锚定修饰真核表达载体pCI—Fc—GPI中,继而又将酶切后的sig2PAG-FC-GPI融合基因导入含有细小病毒内部核糖体结合位点（IRES）基因且可以共表达人GM-CSF和B7．1融合基因的真核表达载体pVAX1-IRES-GM／B7中;将构建的重组质粒pVAX1-sig-2PAG-FC-GPI-GM／B7（简称pVAX1-2PFcGB）转染293T细胞,利用流式细胞仪和免疫荧光检测其表达情况。结果：2PAG融合基因经测序正确,PCR和酶切鉴定证明已成功连入真核表达载体pVAX-IRES-GM／B7中;流式细胞仪和免疫荧光的检测结果显示,重组质粒pVAX1-2PFcGB在293T细胞中得到很好的表达。结论：成功构建了重组质粒pVAX1-2PFcGB,且在293T细胞中可以有效表达,为对该基因疫苗的后续功能研究奠定了基础。     

大鼠C3基因TATA区结合核蛋白与其转录活性关系的研究

大鼠Ｃ３基因的转录受雄激素调控且只在大鼠腹侧前列腺中表达。本文报道用凝胶电泳带漂移分析和离体ＤＮａｇｅＩ足迹法分析研究了大鼠Ｃ３基因ＴＡＴＡ区结合核蛋白与其组织专一的和雄激素调控的转录活性间的关系。结果表示：相同的（－５０到－１０）４ｂｐ的ＴＡＴＡ区ＤＮＡ片段在不同组织的细胞核中结合的核蛋白是不同的。通过与一个仅在ＴＡＴＡ区－２９．位核苷酸Ａ变为Ｇ的天然存在的不表达的Ｃ３（２）等位基因上此片段的核蛋白结合能力作比较后提示在Ｃ３基因唯一表达的组织—腹侧前列腺中，结合在此区的核蛋白是－２９位Ａ依赖的，而在所研究的不表达组织—肝和睾丸中则否。而且此类蛋白质还可能具有与雄激素调控此基因表达有关的其他反式作用因子相互作用的结构域．     

SARS病毒核蛋白基因的克隆及其表达研究

从一例输入性传染性非典型性肺炎病人血清中提取病毒RNA,通过RT—PCR方法扩增出SARS病毒核蛋白基因片段,克隆入质粒载体pUCm—T后,进行核苷酸序列的测定及分析,与已公布的SARS病毒基因序列进行比较,证实为SARS冠状病毒核蛋白基因。为了解该病毒核蛋白的抗原特性,将核蛋白基因插入表达载体,构建重组质粒pET28a—SN,转导大肠杆菌BL21(DE3)后,加IPTG诱导表达。产物经SDS—PAGE电泳分析,表达出相对分子量约为50kDa的蛋白,占整个菌体的45％左右。Westem—blot分析表明,表达产物仅与SARS阳性病人血清起反应,而与正常血清不起反应。间接ELISA免疫检测,抗原滴度达1：12500。表明表达的核蛋白为SARS特异性抗原,这为SARS病毒的诊断试剂的研制提供了方便而安全的抗原来源。     

人凝血IX因子基因乳腺组织特异性表达载体的构建及其在奶山羊乳腺中的分泌性表达

血友病B(Hernophilia B)是由于人凝血IX因子(hFIX)缺乏所致的一种严重出血性疾病。常规治疗方法是通过输血或输入人浓缩凝血IX园子来实现的,因此患者很容易被肝炎病毒甚至爱滋病毒感染。近年来,人们期望通过转基因动物乳腺表达并从乳汁中分离生产hFIX蛋白,以解除血友病患者的痛苦。以转基因动物的乳腺组织即乳腺生物反应器生产外源蛋白具有原核生物,酵母以及离俸真核细胞生产系统所不具备的优点：生产的外源蛋白经过体内加工和修饰,特别是真核蛋白的转译后加工(如糖基化和羧基化)．其生化特性、生物学活性与天然蛋白完全相同^[1];另外从乳汁中生产外源蛋白不需要复杂的工厂设备。因此开展人凝血IX因子乳腺生物反应器的研究具有重要的经济意义和临床应用价值。转基因动物乳腺生物反应器的关键在于外源基因乳腺组织特异性表达载体的构建。我们利用小鼠MAR元件(Matrix attachment regions)．牛的β-casein基因调控顺序,hFIX mini-gene和hFIX cDNA分别建成两种乳腺组织特异性表达载体pMCIXm和pMCIX,经SA脂质体包埋载体DNA后直接转染奶山 羊乳腺小叶,hFIX蛋白在奶山革乳汁中获得瞬间分泌性表达,最高表达量为13.7ng/ml乳汁。其中含hFIX mini-gene的表达载体在奶山羊乳汁中的表达量高于含hFIX cDNA的表达载体．表明hFIX的in-tronl能够提高该基因在活体奶山羊乳腺中的表达。A7单抗和柠檬酸钡吸附检测表明乳汁中的hFIX 蛋白羧基化和活性比率都在90％以上。以上结果肯定了载体构建的正确性．不但为研制hFIX蛋白乳腺生物反应器提供了有效的表达载体,同时也表明利用阳离子SA脂质体包埋质粒DNA直接转染活体物乳腺可以作为验证乳腺表达载体构建正确性的快速检测手段。     

从HFRS患者的PBMC建立BLCL及其意义

体外研究汉滩病毒(Hantaan virus,HTNV)S基因及其5'端、3'端在BLCL(EBV-transformed Blymphoblastoidcellline,BLCL)内稳定表达的意义,为核蛋白T细胞表位的研究奠定基础.本研究从肾综合征出血热(HFRS)患者的外周血单个核细胞(PBMC)建立与HTNV特异性CTL同源的患者自身的EB病毒转化的B淋巴母细胞系,将含有不同HTNV S基因片段的重组真核表达载体转染入BLCL,获得长期稳定表达,作为靶细胞系,为下一步进行CTL杀伤试验提供靶细胞系.设计4条引物,用PCR方法从PBV220-S22原核质粒中扩增出S基因全读码框(37-1326bp)及S基因5'端(37-501bp),S基因3'端(502-1326bp),用TA克隆将其克隆入pcDNA3.1/V5-His-TOPO载体中,成功构建pcDNA3.1-S及pcDNA3.1-S-N、pcDNA3.1-S-C真核表达载体,并通过脂质体转染至BLCL细胞中,进行了稳定表达.间接免疫荧光成功检测到pcDNA3.1-S及pcDNA3.1-S-N、pcDNA3.1-S-C在BLCL细胞中的表达.pcDNA3.1-S及pcDNA3.1-S-N、pcDNA3.1-S-C真核表达载体有较高的转染效率,目的基因能在宿主细胞中长期稳定表达,有利于研究HTNV-S基因在T细胞表位研究中的意义.建立的特异性CTL克隆对表达完整NP、NP羧基和氨基端肽段的靶细胞均有比较明显的杀伤效应,平均杀伤率分别为50.2%、39.0%和25.4%.HTNV-NP优势T细胞表位可能主要位于病毒核蛋白的羧基端.     

SARS病毒核蛋白基因的克隆及其表达研究

从一例输入性传染性非典型性肺炎病人血清中提取病毒RNA,通过RT-PCR方法扩增出SARS病毒核蛋白基因片段,克隆入质粒载体pUCm-T后,进行核苷酸序列的测定及分析,与已公布的SARS病毒基因序列进行比较,证实为SARS冠状病毒核蛋白基因.为了解该病毒核蛋白的抗原特性,将核蛋白基因插入表达载体,构建重组质粒pET28a-SN,转导大肠杆菌BL21(DE3)后,加IPTG诱导表达.产物经SDS-PAGE电泳分析,表达出相对分子量约为50kDa的蛋白,占整个菌体的45%左右.Western-blot分析表明,表达产物仅与SARS阳性病人血清起反应,而与正常血清不起反应.间接ELISA免疫检测,抗原滴度达112500.表明表达的核蛋白为SARS特异性抗原,这为SARS病毒的诊断试剂的研制提供了方便而安全的抗原来源.     

真核蛋白表面展示系统

酵母表面展示和杆状病毒表面展示是近年来发展起来的新的蛋白表达技术,可用于展示需糖基化作用、二硫键异构化等翻译后修饰才表现功能活性的复杂真核蛋白。本文简述了该技术的基本原理、应用、研究进展及其发展前景。     

突变型人TRBP 基因的构建及表达

目的:探讨RNAi过程中TRBP传递双链RNA的机制,构建RNA结合结构域突变的人TRBP基因真核表达载体。方法:设计突变引物,通过拼接PCR将突变型TRBP基因克隆入pFLAG-CMV4真核表达载体,经双酶切和测序鉴定正确后,命名为pFLAG-CMV4-TRBPm。瞬时转染HEK-293细胞,western-blot检测目的蛋白表达。结果:成功扩增了突变序列,构建了突变型TRBP基因的真核表达载体,转染HEK-293细胞后检测到带标签的目的蛋白表达。结论:突变型TRBP基因真核表达载体的成功构建,为进一步研究TRBP的生物学效应奠定了基础。     

水泡性口炎病毒核蛋白基因的表达及初步应用

将水泡性口炎病毒编码群特异性抗原的N基因片段克隆至pMD18-T克隆载体质粒中,构建N基因克隆重组质粒,进行核苷酸序列分析。然后亚克隆插入pBAD/Thio TOPO表达载体,经PCR限制性内切酶分析、测序鉴定,筛选获得N基因正向插入、有正确读码框的阳性克隆,成功构建了水泡性口炎病毒N基因重组表达载体。经L-Arabinose诱导表达,可稳定、高效地表达N蛋白抗原。SDS-PAGE、Western blotting及间接ELISA试验结果表明,表达蛋白为融合蛋白,质量约63.5 kD,其表达产量约占菌体总蛋白的16％,相当于92mg/L。融合蛋白中含有水泡性口炎病毒群特异性的核蛋白抗原,应用表达的VSV核蛋白抗原建立了酶联免疫吸附试验,通过对186份山羊、豚鼠实验动物人工感染VSV的血清样品和参考血清样品的检测,并与微量血清中和试验进行了比较,结果表明：以表达的VSV核蛋白为包被抗原的酶联免疫吸附试验是一种特异性强、敏感性高、快速、简单、安全的检测方法,抗原制备成本低。     

抗埃博拉病毒核蛋白NP人-鼠嵌合抗体的研究

埃博拉病毒感染致死率最高可达90%,属烈性传染病,检测诊断对于疫情控制就显得异常重要。目前我国实验室通过实时定量荧光PCR检测埃博拉病毒核酸进行确诊,但耗时相对较长,对检测的人员和仪器要求较高。ELISA法检测血清是病原学诊断的主要指标,该种检测方法简单易操作,能够有效判断患者是否感染埃博拉以及感染程度,可用于流行病学调查,血清学指标的检测可以作为核酸检测的有力补充。由于埃博拉出血热在我国境内尚无病例出现,尤其需要储备血清学检测阳性质控物。通过基因工程抗体技术构建并表达抗埃博拉病毒核蛋白NP人-鼠嵌合抗体,为埃博拉出血热血清学检测做人源阳性对照储备。采用RT-PCR技术,从分泌抗埃博拉核蛋白单克隆抗体的鼠杂交瘤细胞株中分离克隆抗体轻重链可变区基因,对其进行序列分析。根据序列分析的结果,设计特异性引物将鼠源抗体可变区基因VH、VL分别克隆至携带有人抗体轻重链恒定区基因的真核表达载体HL51-14,瞬时转染293T细胞,表达并纯化获得人鼠嵌合IgG抗体,随后对其进行了免疫学检测和功能鉴定。结果表明正确构建抗埃博拉病毒核蛋白人鼠嵌合抗体真核表达载体,成功表达并纯化获得两株人鼠嵌合单抗。     

人FOXO3a基因真核表达载体的构建及其功能验证

目的:构建带myc标签的人FOXO3a基因真核表达载体,并对其功能进行初步检测。方法:采用PCR技术,从乳腺文库中扩增人FOXO3a基因,并将其正确插入pXJ-40-myc载体;将重组质粒与空载体分别转染人乳腺癌细胞系ZR75-1、MCF-7后,通过Western印迹检测其表达情况,并用CCK8法测定细胞生长曲线。结果:双酶切和测序鉴定表明myc-FOXO3a真核表达质粒构建成功,转染乳腺癌ZR75-1、MCF-7细胞后目的基因成功表达;细胞生长曲线结果显示,转染myc-FOXO3a的乳腺癌细胞较空载体细胞生长较慢。结论:构建了带myc标签的人FOXO3a基因真核表达载体,为进一步研究FOXO3a在乳腺癌中的功能奠定了基础。     

抗HER2人源化单克隆抗体在乳酸克鲁维酵母中的高效表达及其产物分析

目的：在乳酸克鲁维酵母中实现抗HER2人源化单克隆抗体的表达。方法：应用PCR扩增抗HER2人源化单克隆抗体的轻、重链基因,将扩增产物分别克隆入酵母表达载体pYES 2/ochI和pPICZαA/ura3,经限制性内切酶以及DNA序列测定分析插入片段正确后,将重组质粒转化乳酸克鲁维酵母(Δura3)。转化子用半乳糖诱导,经间接ELISA和Western blot鉴定所表达产物的产量以及和抗原结合的活性。结果：构建了抗HER2人源化单克隆抗体轻、重链表达载体pYES 2/ochI+αL和pPICZαA/ura3+αH,摇瓶培养表达产量可达(120±20)mg/L;经还原和非还原SDS-PAGE分析,抗体的轻、重链能够通过分子间二硫键正确装配;所表达抗体可与HER2胞外域特异性结合。结论：实现抗HER2人源化单克隆抗体在乳酸克鲁维酵母中的表达,具有与其抗原特异性结合的能力。     

汉滩病毒S基因及其5'端真核表达载体的构建及在细胞中的表达

体外研究汉滩病毒(HTNV)S基因及其5'端表达的意义,为核蛋白T细胞表位的研究奠定基础.设计2套引物,用PCR方法从PBV220-S22原核质粒中扩增出S基因全读码框(37-1326bp)及S基因5'端(37-501bp),用TA克隆将其克隆入pcDNA3.1/V5-His-TOPO载体中,成功构建pcDNA3.1-S及pcDNA3.1-S-N真核表达载体,并通过脂质体转染至Vero细胞中,进行了瞬时表达.间接免疫荧光成功检测到pcDNA3.1-S及pcDNA3.1-S-N在Vero细胞中的表达.pcDNA3.1-S及pcDNA3.1-S-N真核表达载体有较高的转染效率,目的基因能在宿主细胞中表达,有利于研究HTNV-S基因在T细胞表位研究中的意义.     

基于Avi-tag技术的人胚肾细胞内增强型绿色荧光蛋白的生物素化、纯化和检测方法

目的:建立并优化基于Avi-tag标签技术的人胚肾细胞增强型绿色荧光蛋白(eGFP)的定点生物素化标记、纯化和检测方法。方法:分别构建具有Avi-tag标签的eGFP真核表达载体plenti-Avi-eGFP和BirA酶真核过表达载体pQCXIH-BirA,将plenti-Avi-eGFP和pQCXIH-BirA共转染人胚肾293T细胞,12 h后观察Avi-tag标签对eGFP蛋白在细胞内定位的影响;48 h后裂解细胞,用链霉亲和素珠子纯化生物素标记的eGFP,SDS-PAGE观察eGFP纯化和富集情况,并优化基于Western印迹的生物素化eGFP检测方法。结果:Avi-tag标签对eGFP在细胞内的定位无影响,同时BirA酶在293T细胞内可将带Avi-tag标签的eGFP标记上生物素;生物素化的eGFP可特异性地被链霉亲和素珠子纯化和富集,纯度可达95%;Western印迹检测生物素化蛋白的最终条件为5%的BSA作为封闭液和终浓度为100 ng/mL的链霉亲和素-HRP。结论:建立了基于Avi-tag技术的人胚肾细胞内增强型绿色荧光蛋白的生物素化标记、纯化与检测方法,为该方法的广泛应用奠定了前期技术基础。     

植物基因转译产物的定位与加工(续)

植物基因转译产物的定位与加工（续）朱祯（中国科学院遗传研究所）四、进入分泌系统的蛋白在真核细胞中,胞浆蛋白、核蛋白、叶绿体蛋白以及线粒体蛋白主要是在胞浆内游离核糖体上合成的,随后输入到相应的靶细胞器或继续留在胞浆内。除此之外,很大一部分蛋白是在粗糙内质网（Ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃｒｅｔｉｃｕｌｕｍ,ＥＲ）的核糖体上合成的,并可跨过ＥＲ膜进入到ＥＲ腔（ＥＲｌｕｍｅｎ）内,通过细胞的分泌途径（Ｓｅcretorpathway)最终定位到细胞内的特定部位或分泌到细胞外。