分子伴侣及信号肽对毕赤酵母中分泌蛋白表达水平的影响

目的：探索定位于细胞质、内质网膜及内质网腔中的分子伴侣及其组合对于带有不同信号肽的胞外β-1,3-葡聚糖酶（EXGl）在巴斯德毕赤酵母GS200中表达水平的影响。方法：通过融合PCR技术分别构建带有酵母a交配因子引导肽序列（仅MF）、酵母仅交配因子信号肽序列（ccPre）和重链结合蛋白（Bip）信号肽序列的报告蛋白EXGl的表达质粒pPIC9-EXG1,同时构建分子伴侣基因及其组合的表达质粒pBLArg-IV,然后将2种重组质粒共转化至毕赤酵母宿主菌GS200,转化子经筛选获得共表达菌株,通过测定EXG1酶活来评价分子伴侣与信号肽对其表达水平的影响。结果：细胞质及内质网膜上的分子伴侣Sec61a、Sec61B及胞质中的分子伴侣Ydjl、Ssal、Hsp104及其组合对各种信号肽引导的报告蛋白EXG1的表达水平没有显著影响。然而,内质网腔中的分子伴侣Bip、EroI、PDI与HacI组合能显著提高报告蛋白EXG1的表达水平,其中,以aMF或ctPre作为信号肽引导的报告蛋白EXG1的表达水平分别提高了2．6倍和3．8倍,以Bip信号肽引导的报告蛋白EXGl的表达水平提高了20％～45％,而对于以EXG1自身信号肽引导的报告蛋白EXG1的表达水平没有显著影响。结论：在酵母表达体系中,内质网腔中的分子伴侣是报告蛋白EXG1表达水平的重要影响因素．但分子伴侣对于信号肽的选择性还须进一步证明。     

去泛素化酶与伴侣分子互作的病理生理及研究进展

去泛素化酶(DUBs)通过逆转泛素激活酶(E1)-泛素结合酶(E2)-泛素连接酶(E3)介导的泛素化过程,参与包括DNA复制、DNA损伤修复、炎症、贫血、凋亡、内吞等机体的生理病理过程。USP52,USP25,USP19属DUBs中的泛素特异性水解酶家族(USPs),与不同的伴侣分子相关联,USP52可去泛素化伴侣分子ASF1A,促进组蛋白H3-H4二聚体入核和DNA复制、修复顺利进行,两者高表达可使肿瘤的增殖能力和DNA损伤耐受性增强。USP52(别名PAN2)又可与PAN3形成复合物参与mRNA的代谢。牛痘相关激酶(VRK2)调节USP25的活性,影响后者对伴侣分子TRiC的稳定性,进而影响蛋白错误折叠。USP19(b亚型)和Hsp90,CHIP(E3连接酶)形成复合物调节错误折叠蛋白的命运。本文系统综述了去泛素化酶(DUBs)家族相关成员及其通过与伴侣分子相互作用在肿瘤等疾病的发生发展中所起的作用及其相关研究进展。     

分子伴侣GroESL在大肠杆菌中的克隆、表达及分离纯化

将含分子伴侣GroESL基因的DNA片段,通过在合适的酶切位点进行酶切,将该基因克隆入高表达载体pKC220,含该表达质粒的工程菌经42℃热诱导后,分子伴侣GroESL基因在大肠杆菌中获得了高效表达,其中,分子伴侣蛋白GroEL的表达量占细菌总蛋白的40％,其辅助蛋白GroES的表达量占细菌总蛋白的15％;同时,建立了较简单的分离纯化路线,通过硫酸铵沉淀、DEAE-52柱层析,Sephadex G-50凝胶过滤等方法得到纯化的分子伴侣蛋白GroEL和GroES。     

分子伴侣GroESL在大肠杆菌中的克隆、表达及分离纯化

将含分子伴侣GroESL基因的DNA片段,通过在合适的酶切位点进行酶切,将该基因克隆入高表达载体pKC220,含该表达质粒的工程菌经42℃热诱导后,分子伴侣GroESL基因在大肠杆菌中获得了高效表达,其中,分子伴侣蛋白GroEL的表达量占细菌总蛋白的40％,其辅助蛋白GroES的表达量占细菌总蛋白的15％;同时,建立了较简单的分离纯化路线,通过硫酸铵沉淀、DEAE-52柱层析,Sephadex G-50凝胶过滤等方法得到纯化的分子伴侣蛋白GroEL和GroES。     

分子伴侣的功能和应用

本文综述了分子伴侣的分类、功能、作用机理、研究现状及应用前景。分子伴侣是在生物大分子的折叠、组装、转运及降解等过程中起协助作用,参与协助抗原的呈递和遗传物质的复制、转录及构象的确立,但自身并不发生任何变化的一大类广泛存在于生物体内的蛋白质分子。随着对分子伴侣的进一步研究和相关知识的不断深入,分子伴侣在生物产品开发、物种改良、抗衰老,疾病预防、诊断和治疗以及环境监测方面具有广阔的前景。     

表达大肠杆菌分子伴侣GroEL、GroES和GrpE载体的构建及其应用

大肠杆菌（Escherichia coli）共表达系统常要求质粒具有不同抗生素抗性以及不同的复制子。利用粘性末端PCR技术,以含有大肠杆菌分子伴侣基因GroEL、GroES和唧E的pR—GESP质粒为模板,设计两对引物,通过两次独立的PCR反应扩增3个基因的多顺反子,将形成粘性末端的PCR产物插入NcoI和Xho1酶切的pACY．CDuet-1质粒,构建的pA—GESP质粒具有p15A复制子及氯霉素抗性,和具有ColE1复制子及卡那霉素抗性表达载体pET28b相容。SDS—PAGE显示含有pA—GESP质粒的大肠杆菌细胞中3个分子伴侣蛋白的表达水平和含有pR—GESP质粒的大肠杆菌细胞没有明显差异,它们对玉米丝氨酸消旋酶的可溶性表达有部分促进作用,但对N端含有组氨酸标签的玉米铁氧还蛋白还原酶的表达没有作用,在三个含有不同抗生素基因的质粒中共表达分子伴侣、5-氨基乙酰丙酸合酶和尿卟啉原III甲基化酶,两个酶连续催化的荧光产物在细胞内积累量为562．13±3．17／OD600,而没有分子伴侣的积累量为457．66±4．98／OD600,表明分子伴侣改善部分蛋白在大肠杆菌的可溶性表达和催化功能。     

基于分子伴侣策略提高NADPH依赖型醇脱氢酶的异源可溶性表达 *

目的:生物催化的氧化还原反应广泛应用于手性化合物的制备,其中很多反应涉及辅酶NADPH的原位再生。以异丙醇为辅助底物,利用醇脱氢酶再生NADPH,具有比酶活高、副产物丙酮易于分离等优势,受到越来越多的关注。选择极具应用潜力的来源于Clostridium beijerinckii的醇脱氢酶CbADH作为研究对象,针对其在大肠杆菌中的可溶性表达差、酶活低的瓶颈问题开展研究。方法: 首先通过引入诱导型质粒pGro7表达分子伴侣GroES-GroEL,将pET-28a(+)质粒表达CbADH的可溶性提高了3.57倍,酶活达到出发菌株的4.83倍。其次,考察了另外三种不同的分子伴侣表达策略:pET-28a(+)单质粒共表达、基因组强化表达GroES-GroEL和组成型改造pGro7/GroES-GroEL和pET-28a(+)/CbADH双质粒共表达。结果: 组成型改造pGro7和pET-28a(+)双质粒共表达策略的效果最优,其CbADH的可溶性表达提高了8.07倍,酶活达到了21.79U/mg DCW,是出发菌株的9.43倍。结论: 为CbADH的工业应用奠定了良好的基础,也为外源蛋白的可溶性表达提供了参考。     

玉米分子伴侣基因ZmBiP1的表达模式和功能研究

以抗旱玉米自交系旱21为材料,克隆获得玉米分子伴侣基因Zm Bi P1,通过荧光定量PCR技术研究Zm Bi P1基因的表达模式,并将Zm Bi P1基因转入拟南芥中研究其功能。荧光定量PCR结果表明,Zm Bi P1基因在玉米自交系旱21的不同组织器官中均有表达,且在子房中表达量最高。Zm Bi P1基因受甘露醇胁迫诱导上调表达,受盐胁迫诱导下调表达。转基因拟南芥功能验证结果表明,过表达Zm Bi P1基因导致拟南芥在种子萌发时期对盐和甘露醇胁迫的耐受能力减弱。这些结果表明Zm Bi P1基因可能是逆境反应信号传递途径的负调节因子。     

分子伴侣参与调控动、植物的发育和进化进程

近年来, 人们对分子伴侣的功能研究取得了很大进展, 阐明了它参与细胞新合成蛋白多肽的折叠、组装、运输和蛋白质的降解过程。在这些过程中, 伴随着分子伴侣表达量的高低变化, 细胞线粒体数量也会发生相应的变化。文章综述了分子伴侣参与调控动、植物的发育和进化进程, 如: 动、植物育性调控, 抗逆境能力提高及热休克蛋白-多肽复合物的肿瘤免疫治疗探索等。     

综述: 大肠杆菌RNA分子伴侣Hfq与DsrA和rpoS作用机制的研究进展

RNA分子伴侣Hfq是细菌重要的转录后调节因子,它能够帮助非编码small RNA(sRNA)与目标mRNA配对．mRNA rpoS编码的稳态sigma因子σ^S是大肠杆菌中应激响应的核心调控因子．在低温下,Hfq蛋白对于sRNA DsrA介导的mRNA rpoS的翻译激活是必需的．然而,Hfq使用何种机制来促进sRNA和mRNA配对一直有两种并不互斥的模型存在：Hfq远侧和近侧两个表面同时结合sRNA和mRNA,使得两条RNA相互靠近,便于形成碱基配对;Hfq可能结合一条或者两条RNA,改变它们的二级结构或者三级结构,从而促进sRNA-mRNA配对的实现．最近的研究报道,成功在体外捕捉到了sRNA-Hfq-mRNA三元复合物,测定了AU₆A-Hfq-A₇三元复合物的晶体结构,并且在大肠杆菌体内证实了三元复合物的形成对于Hfq帮助sRNA DsrA激活mRNA rpoS的翻译是重要的．本文以sRNA DsrA和mRNA rpoS为例综述了蛋白质Hfq与RNA的结合特性,同时也讨论了sRNA-Hfq-mRNA三元复合物的存在对于研究sRNA介导的调控机制的一些启示．     

巨大芽孢杆菌分子伴侣GroES和GroEL新基因的克隆及同源性分析

巨大芽孢杆菌作为革兰氏阳性细菌的一种,是良好的重组蛋白的表达宿主.本研究利用PCR技术从巨大芽孢杆菌基因组克隆出一条1.9Kb的基因片段.核酸序列分析结果表明,该片段全长1984bp,包含2个ORF,分别与芽孢杆菌来源的GroES和GroEL基因有高度的相似性.氨基酸序列比对发现,GroES蛋白与枯草芽孢杆菌来源的GroES蛋白氨基酸序列同源性为91%,GroEL蛋白氨基酸序列同源性为90%.     

共表达HAC1和分子伴侣基因对甘露聚糖酶在毕赤酵母中表达的影响

为了提高甘露聚糖酶ManA在毕赤酵母中分泌表达的酶活,选择毕赤酵母内质网未折叠蛋白反应(Unfolded protein response,UPR)激活调控因子HAC1与5种毕赤酵母蛋白折叠相关的分子伴侣ERO1、PDI、PDI1、CPR5、BiP,通过构建pPICZA-HAC1等6种胞内表达重组质粒,分别电转化至分泌表达ManA的毕赤酵母重组菌中胞内共表达,并分析其重组菌摇瓶发酵时ManA表达的影响。结果发现在摇瓶发酵水平,胞内共表达HAC1、ERO1、PDI的重组菌发酵上清液中的ManA酶活力分别提高了26%、15%、20%,其重组菌发酵上清液的酶活力分别达到1 014 U/mL、925 U/mL、965 U/mL。通过对各重组菌上清液酶活力、胞内滞留酶活力、上清液蛋白浓度数据进行分析,进一步选择将HAC1、ERO1、PDI进行两基因或三基因组合,并分别在分泌表达ManA的重组菌胞内共表达,但各共表达重组菌发酵上清液的酶活力都没有进一步的提升。单独共表达HAC1或者分子伴侣ERO1、PDI可以辅助ManA的正确折叠,提高其蛋白表达。     

腾冲嗜酸热两面菌S5分子伴侣β亚基的表达、纯化和活性的初步分析

用NdeI和BamHI酶切回收腾冲嗜酸热两面菌S5的分子伴侣β亚基基因片段插入pET-23b的相应位置,并分别在BL21(DE3)和Rosetta-gami~(TM)B(DE3)pLysS中表达。表达的β亚基以可溶的形式存在。β亚基在Rosetta-gami~(TM)B(DE3)pLysS中表达较高,其占菌体总蛋白的16．2%,且以单体和聚体形式同时存在。表达的菌体经超声破碎、70℃热处理后,上清中β亚基蛋白含量达到30%,再经(NH_4)_2SO_4沉淀、Bio-Gel A-1．5m和DEAE-Sepharose CL-6B柱层析,得到在SDS-PAGE呈电泳均一的β亚基,Native-PAGE表明其为聚体,有弱的ATPase活性。     

苏云金芽孢杆菌的cry2A芽孢期启动子和分子伴侣ORF1-ORF2对Cry11Aa蛋白表达的影响

[目的]分析苏云金芽孢杆菌的cry2A型芽孢期启动子对晶体蛋白Cry11Aa的协调作用和分子伴侣ORF1-ORF2对Cry11Aa表达的促进功能.[方法]3个包括cry11Aa编码区的重组质粒pHcy1、pHcy2和pHcy4被构建并电激转化到苏云金芽孢杆菌晶体缺陷株4Q7中,其中pHcy1质粒携带cry11Aa基因自身启动子和分子伴侣p19基因,pHcy2携带cry2A型芽孢期启动子和分子伴侣orf1-orf2基因,pHcy4质粒在pHcy1的上游插入了cry2A型芽孢期启动子和分子伴侣orf1-orf2基因.SDS-PAGE分析了Cry11Aa蛋白在各重组苏云金菌株中的表达情况,并通过生物测定确定了其对蚊虫的生物活性.[结果]SDS-PAGE结果表明,Cry11Aa蛋白在4Q7(pHcy1)和4QT(pHcy4)均获得了表达,在4Q7(pHcy2)中未检测到Cry11Aa蛋白,推测晶体蛋白Cry11A不能利用cry2A型启动子进行表达调控;Cry11Aa蛋白在等体积4Q7(pHcy4)培养液中的表达量是4Q7(pHcy1)菌株的1.25倍,暗示着分子伴侣ORF1-ORF2在某种程度上能提高Cry11Aa的蛋白表达量.4Q7(pHcy1)和4Q7(pHcy4)形成的Cry11Aa蛋白晶体的形状和大小相似,两者对致倦库蚊的生物活性没有明显差异,LC50s分别为59.33 ng/mL和66.21 ng/mL,.[结论]推测晶体蛋白Cry11A能否成功表达与其使用启动子的类型和两者的协调配合有关.分子伴侣ORF1-ORF2虽然在某种程度上能提高Cry11Aa的蛋白表达量,但对提高Cry11Aa蛋白的杀蚊毒力没有显著性帮助.