营养补偿和代谢控制提高细胞蛋白表达的研究

为解决连续灌注培养产物因营养物质不能有效利用而导致产率偏低的问题,降低生产成本,通过在发酵过程中测定表达重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc(TNFRp75:Fc)蛋白的CHO工程细胞株对氨基酸成分的不同消耗速率,定量添加特定氨基酸作为营养补偿,提高了培养基中氨基酸的综合利用效率.同时,在连续灌注过程中通过对葡萄糖补加的限量控制,使培养体系中葡萄糖始终低于0.5g/L,减少了乳酸蓄积对细胞的毒性作用,从而有效降低了灌注速率.结果显示,在30L工作体积发酵规模上经过氨基酸补偿和葡萄糖控制的连续灌注培养工艺使最终重组蛋白产率(mg/L)和最终产量较工艺改进前提高2.1倍和3.7倍,分别达到388mg/L和244.4g,生产周期延长了一周.工艺改进前后重组蛋白的唾液酸含量和体外生物比活没有改变.通过营养补偿和代谢控制工艺策略可以有效提高连续灌注培养工艺重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc蛋白的产率和产能,从而降低产业化成本.     

A和C结构域糖基化位点对凝血八因子的分泌及活性的影响

在血液来源和血液制品安全隐患制约下,基因工程重组凝血八因子已开始替代天然八因子用以治疗血友病等病症,但目前高效表达重组八因子的方法在我国仍有技术瓶颈.该项目利用定点突变技术,通过PCR、质粒抽提、转染以及产物检测这四个步骤来研究重组凝血八因子在A和C结构域添加糖基化位点对八因子表达及活性的影响.结果表明,在重组八因子A结构域Bip结合位点外端增加糖基化位点能够促进八因子的细胞外分泌量,而在Bip结合位点内的突变则不但大大减少了八因子的胞外分泌也使八因子活性几乎全部丧失.与A结构域不同,在八因子C结构域增加糖基化位点的结果表明,无论在蛋白C结合区之内或之外增加糖基化位点不但不能大幅提高八因子的胞外分泌,也使八因子活性基本丧失.这些结果说明只有在A结构域外缘的非Bip结合区进行糖基化改造,才有可能提高八因子分泌并保持其活性.     

抗 HER2-hTNF-α新型免疫毒素的制备及功能研究

HER2/neu 基因在肿瘤中的过度表达使其成为许多肿瘤的标志分子 . 为了增加过度表达 HER2/neu 的肿瘤细胞对肿瘤坏死因子 (TNF) 的敏感性和提高 HER2/neu 抗体的肿瘤杀伤效应,将抗 HER2/neu 单链抗体 C6.5 与人肿瘤坏死因子 hTNF-α融合,构建了 scFvC6.5-hTNF-α融合蛋白,完成了重组蛋白在大肠杆菌中的表达,产率为 400 μg/L 菌液 . 经过亲和层析和柱复性,融合蛋白的纯度达 95％以上 . ELISA 试验表明, scFvC6.5-hTNF-α能够特异结合 HER2/neu 阳性卵巢癌细胞 SKOV-3 和乳腺癌细胞 MCF-7 ,而不结合 HER2/neu 阴性的黑色素瘤细胞 A375. MTT 试验表明, scFvC6.5-hTNF-α能够选择性地杀伤 SKOV-3 和 MCF-7 细胞,而不影响 A375 细胞的生长 . 这种肿瘤细胞特异性杀伤作用提示该免疫毒素具有肿瘤靶向治疗的潜在应用价值 .     

丙型肝炎病毒NS5A基因在昆虫细胞中的表达及其分布研究

应用PCR方法从含有丙肝病毒全部非结构蛋白基因的质粒pBAC25中扩增出全长的NS5A基因DNA片段(约1.34kb),PCR扩增NS5A基因片段克隆到转移载体pBlueBacHisA中.重组转移质粒pBlueBacHis5A DNA与野生型杆状病毒(AcNPV)DNA共转染SF-9昆虫细胞,通过空斑纯化获得带有NS5A基因的重组病AcNS5A.对重组病毒基因组DNA进行酶切和PCR鉴定,证实HCV NS5A基因已插入重组病毒基因组中.AcNS5A感染SF-9细胞后,在细胞中表达出一条64kD的蛋白,用Western-blot分析,结果表明这种蛋白与抗HCV HS5A特异性抗体发生强烈反应,说明NS5A基因已在细胞中得到表达,应用免疫荧光技术与免疫组化技术进一步研究NS5A蛋白在昆虫细胞中不同时间的表达情况及其分布,结果表明,NS5A蛋白在AcNS5A重组病毒感染细胞24h后主要分布在细胞质膜上,而在48h后则同时分布于细胞质膜和细胞核内,在72h则完全布满整个细胞,我们认为NS5A蛋白定位于质膜和细胞核中,暗示着在病毒复制过程中NS5A蛋白可能参与病毒RNA在质膜上复制和细胞基因表达的调控.     

人白血病抑制因子基因在巴斯德毕赤酵母中的表达

将 575bp的人白血病抑制因子基因克隆到表达载体pPICZαA上 ,构建成重组质粒pPICZαA hLIF。pPICZαA hLIF经SacI酶切使之线性化后转化到巴斯德毕赤酵母细胞X 33中。转化子经Mut表型筛选和PCR分析鉴定后 ,利用甘油增菌和甲醇诱导 ,实现了hLIF基因在毕赤酵母系统中的表达。SDS PAGE检测和Westernblot分析结果表明表达产物的分子量约为58 5kD ,与天然hLIF大小相近 ,并且具有免疫原性。凝胶薄层扫描分析显示 ,重组hLIF约占上清总蛋白的 32 8%。生物活性测定结果表明 ,表达产物能够抑制小鼠畸胎瘤细胞F9克隆的形成     

利用重组杆状病毒在家蚕中表达人血管内皮细胞生长因子

家蚕作为“生物工厂”生产重组蛋白质具有很多优势 .构建携带编码人血管内皮细胞生长因子 (VEGF) 16 5个氨基酸的cDNA的重组杆状病毒 .将此重组病毒接种 5龄家蚕幼虫进行重组蛋白的表达生产 .时相表达分析表明 ,感染后大约 80h时表达水平达到最高 ,而且重组蛋白主要存在于血淋巴中 .从感染的幼虫收集血淋巴并用Nickle亲和层析纯化重组蛋白产物 .定量分析表明 ,每条家蚕幼虫的表达水平高达 4 2 6 μg左右 .通过细胞培养体外分析 ,发现与对照相比 ,加入纯化的重组VEGF(10ng ml和 10 0ng/ml)能够使人HUVEC细胞体外培养细胞数增加 1 8～ 3 3倍 ,说明家蚕幼虫表达的重组VEGF具有完全的生物活性 ,能够诱导内皮细胞在体外分裂增殖 .     

提高大肠杆菌可溶性重组蛋白表达产率的研究进展

大肠杆菌表达重组蛋白相比真核细胞具有成本低廉、大规模发酵容易、条件易于自动化控制等优点,通过大肠杆菌表达重组蛋白是一种高效、经济的途径,重组蛋白表达量可达到大肠杆菌总蛋白质量的50%。具有正常生化活性的重组蛋白通常为可溶性形式,因而对于以得到活性产物(如抗体、酶等)为目的的研究,通常采用可溶性表达途径。目前已有多种以可溶性重组蛋白为活性物质的治疗性药物经批准上市,但并非所有外源基因均能实现可溶性高表达,因此重组蛋白的可溶性高表达具有重要研究价值。在总结近年提高经大肠杆菌可溶性表达重组蛋白产率研究的基础上,从启动子的选择、SD序列的引入、信号肽的优化、宿主细胞的选择、共表达其他蛋白质,高密度发酵等方面阐释在大肠杆菌中提高可溶性重组蛋白表达产率的方法。     

流感病毒NS1蛋白稳定表达的A549细胞系建立

A型流感病毒的NS1(Nonstructurol 1 protein,NS1)蛋白是病毒复制、毒力等的重要调节蛋白.运用RT-PCR方法扩增A/Beijing/501/2009(H1N1)流感病毒NS1基因,克隆至真核表达载体pCMV-HA,用Lipofectamine2000将线性化pCMV-HA-NS1与neo基因共同转染A549细胞,通过G418筛选获得阳性重组细胞,并采用PCR、RT-PCR、Western blot技术检测重组细胞中NS1蛋白的表达,通过免疫荧光技术观察NS1蛋白在细胞中的定位.PCR、RT-PCR检测显示NS1基因成功整合进入细胞基因组,并转录为mRNA;Western blot检测显示重组细胞系稳定表达NS1蛋白,免疫荧光显示NS1蛋白定位于细胞核内.表明通过G418筛选,成功构建稳定表达NS1蛋白的重组A549-HA-NS1细胞系,且NS1蛋白定位于细胞核内,为进一步研究NS1蛋白的生物学功能奠定基础.     

营养补偿和代谢控制提高连续灌注培养重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc的蛋白产率

为解决连续灌注培养产物因营养物质不能有效利用而导致产率偏低的问题,降低生产成本,我们通过在发酵过程中测定表达重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc（TNFRp75:Fc）蛋白的CHO工程细胞株对氨基酸成分的不同消耗速率,定量添加特定氨基酸作为营养补偿,提高了培养基中氨基酸的综合利用效率;同时,在连续灌注过程中通过对葡萄糖补加的限量控制,使培养体系中葡萄糖始终低于0.5 g/L,减少了乳酸蓄积对细胞的毒性作用,从而有效降低了灌注速率。结果显示,在30L工作体积发酵规模上经过氨基酸补偿和葡萄糖控制的连续灌注培养工艺使最终重组蛋白产率（mg/L）和最终产量较工艺改进前提高了2.1倍和3.7倍,分别达到388mg/L和244.4g,生产周期延长了一周。工艺改进前后重组蛋白的唾液酸含量和体外生物比活没有改变。通过营养补偿和代谢控制工艺策略可以有效提高连续灌注培养工艺重组肿瘤坏死因子受体p75:Fc蛋白的产率和产能,从而降低产业化成本。     

抑癌基因Fhit重组腺病毒的构建表达及其在结肠癌细胞中的生物学功能

目的：构建携带抑癌基因Fhit的重组腺病毒并通过其研究Fhit蛋白对结直肠癌细胞增殖能力的影响。方法：利用PCR方法从人胎肝文库中克隆Fhit基因片段,Fhit基因PCR产物连入T载体构建重组质粒pMD18T-Fhit。测序正确后,将基因片段导入ptrack-CMV穿梭质粒中,构建重组穿梭载体ptrack-CMV-Fhit。将经PmeⅠ 单酶切线性化的ptrack-CMV-Fhit和骨架腺病毒质粒pAdEasy-1共转BJ5183大肠杆菌,使ptrack-CMV-Fhit和pAdEasy-1发生同源重组。经PacI酶切鉴定正确后,将重组腺病毒质粒转染293A细胞获得表达Fhit蛋白的重组腺病毒rAd-Fhit,将获得的重组腺病毒感染结肠癌细胞,采用蛋白印迹法检测外源Fhit蛋白的表达,并进一步观察其对细胞增殖能力的影响。结果：我们成功构建了携带有Fhit基因的重组腺病毒,且能够在结肠癌细胞中成功表达Fhit蛋白。在结肠癌细胞中,Fhit蛋白明显减弱了结肠癌细胞的增殖能力。结论：在结肠癌细胞中,Fhit基因可能扮演抑癌基因的角色,而表达Fhit的重组腺病毒很可能成为一种结肠癌生物治疗的新策略。     

S100A4原核表达载体的构建以及蛋白的表达和纯化

S100A4是S100蛋白家族的成员,在细胞的增殖、分化、损伤修复以及肿瘤细胞转移等方面发挥重要的调控作用.本研究将S100A4全长基因构建到pET28a原核表达载体上,利用大肠杆菌表达系统表达和纯化出高纯度的重组人S100A4.通过试验证明,重组人S100A4蛋白在体外可以有效地增强黑色素瘤细胞A375-S2的增殖.重组人S100A4原核表达与纯化方法的建立将促进其结构和生物学功能研究,并且对于S100蛋白家族其它蛋白的表达与纯化具有重要的参考意义.     

禽流感病毒NS1蛋白对细胞的影响

NS1蛋白为流感病毒非结构蛋白,只在病毒侵入宿主细胞后产生.目前NS1蛋白对细胞整体水平上的作用仍不清楚,为了解NS1蛋白在病毒感染细胞中的作用,构建了重组质粒pCMV-myc-NS1并将其转染A549细胞,利用双向电泳技术检测了受NS1蛋白调控的宿主蛋白,以期从蛋白质组水平上研究禽流感病毒与宿主细胞间的相互作用.同时,还检测了转染NS1对细胞增殖和细胞周期的影响.结果显示,NS1在细胞中的表达,能够明显引起宿主细胞代谢的变化,并通过阻滞细胞周期的正常进行而减缓细胞的增殖.     

胆固醇7,8位脱氢酶的表达及催化活性研究

果蝇的neverland基因是胆固醇7,8位脱氢的重要酶基因。为了探究其在胆固醇脱氢反应中的催化机制,将neverland分别克隆至表达载体p IEx-6及p XY212,再转染导入S2细胞并电转化到S.cerevisiae W303-1A中表达。Western blot结果证实NVD蛋白在重组S2细胞及S.cerevisiae W303-1A中实现了表达。胆固醇转化实验经HPLC分析发现,重组S2细胞可以将胆固醇转化为7-脱氢胆固醇,而重组S.cerevisiae W303-1A并不能实现胆固醇的7,8位脱氢。此外,在重组S.cerevisiae W303-1A和S2细胞的破碎液共同转化胆固醇及NVD体外转化实验中也未发现产物7-脱氢胆固醇的生成。实验结果显示,neverland基因在S2细胞中具有生物活性而在S.cerevisiae中没有生物活性,表明它在胆固醇脱氢时需要其它的伴侣蛋白协助,实验结果为进一步研究其催化机制提供了理论基础。     

丙型肝炎病毒NS5A基因在昆虫细胞中的表达及其分布研究

应用PCR方法从含有丙肝病毒全部非结构蛋白基因的质粒pBAC25中扩增出全长的NS5A基因DNA片段（约1.34kb),PCR扩增NS5A基因片段克隆到转移载体plueBacHisA中。重组转移质粒pBlueBacHis5ADNA与野生型杆状病（AcNPV)DNA共转染SF-9昆虫细胞,通过空斑纯化获得带有NS5A基因的重组病AcNS5A,对重组病毒基因组DNA进行酶切和PCR鉴定,证实HCV NS5A基因已插入重组病毒基因组中,AcNS5A感染SF-9细胞后,在细胞中表达出一条64kD的蛋白,用Western-blot分析,结果表明这种蛋白与抗HVCHS5A特异性抗体发生强烈反应,说明NS5A基因已在细胞中得到表达,应用免疫荧光技术与免疫组化技术进一步研究NS5A蛋白在昆虫细胞中不同时间的表达情况及其分布,结果表明,NS5A蛋白在AcNS5A重组病毒感染细胞24h后主要分布在细胞质膜上,而在48h后则同时分布于细胞质膜和细胞核内,在72h则完全布满整个细胞,我们认为NS5A蛋白定位于质膜和细胞核中,暗示着在病毒复制过程中NS5A蛋白可能参与病毒RNA在质膜上复制和细胞基因表达的调控。     

Vgb在大肠埃希菌中表达及生物活性的研究

目的将vgb克隆到大肠埃希菌表达载体pQE-30中,研究vgb表达产物对细胞摄氧能力的影响。方法利用PCR和基因重组技术克隆vgb与大肠埃希菌表达质粒pQE V,大肠埃希菌转化采用CaCl2法,VHb活性分析采用CO示差光谱法。结果克隆了vgb和重组质粒pQE V,vgb基因在大肠埃希菌中获得表达,在A420 nm处达到典型吸收峰。结论 vgb在大肠埃希菌中表达产物加强了对氧的摄取能力,对解决细胞高密度发酵培养中氧需矛盾、促进代谢产物的产率具有非常重要的应用价值。     

重组人可溶性PDGFRβ/Fc在昆虫细胞Sf9中的表达

【目的】利用昆虫细胞Bac-to-Bac杆状病毒表达系统表达血小板源性生长因子受体β (PDGFRβ)链膜外区与人IgG Fc片段的可溶性受体融合蛋白sPDGFRβ/Fc,并检测重组蛋白的特异性和生物活性。【方法】采用Bac-to-Bac系统,构建重组转移质粒pFastbac-sPDGFRβ/Fc,转化到含穿梭载体Bacmid的感受态细胞DH10Bac中,使目的基因与杆状病毒基因组DNA发生位点特异性重组,获得重组病毒DNA,将其通过脂质体转染昆虫细胞Sf9获得重组病毒。将该重组病毒感染Sf9无血清细胞系,在Sf9细胞中表达sPDGFRβ/Fc,对表达产物进行Western blotting检测和Protein A亲合层析纯化,并进一步通过MTT法检测获得的重组蛋白生物学活性。【结果】重组病毒感染Sf9细胞后,经Western blotting分析,能检测到一条分子量约为97 kDa的特异性条带,与目的蛋白大小相符。通过Protein A亲和层析,获得了纯度达75％以上,表达量为1 μg/mL细胞培养上清的重组融合蛋白,MTT结果显示该重组融合蛋白sPDGFRβ/Fc具有抑制PDGF刺激的Balb/c 3T3细胞增殖的能力。【结论】具有生物活性的重组可溶性受体融合蛋白sPDGFRβ/Fc可在昆虫细胞中成功地得到表达。     

家蚕浓核病毒中国株非结构蛋白1(NS1)的表达

利用PCR技术扩增出BmDNV-3 NS1基因,将目的基因与原核表达载体pET-30a进行连接,转化BL21 star菌并在该菌中表达,经Western blot鉴定表达的产物为BmDNV-3 NS1蛋白,纯化NS1蛋白并制备兔多克隆抗体.同时BmDNV-3 NS1基因亚克隆到杆状病毒转移载体pFastBae-HTb-eGFP中,转化BmDH10BAC感受态细胞,提取的重组Bacmid通过脂质体包埋转染家蚕BmN细胞,再以收获的重组病毒感染家蚕幼虫.家蚕BmN细胞和幼虫感染重组病毒2d后均观察到绿色荧光,经SDS-PAGE分析真核表达的产物与预测的NS1-eGFP融合蛋白大小不一致,说明NS1-eGFP融合蛋白被昆虫内源性的蛋白酶降解.降解的产物用NS1蛋白抗体进行Western blot鉴定为BmDNV-3 NS1蛋白.     

重组大肠杆菌高密度培养研究进展

重组大肠杆菌细胞高密度培养(High cell-density cultivation,HCDC)是获得高外源蛋白产率的一种重要策略,影响重组大肠杆菌高密度培养的因素主要有以下几个方面:重组体的构建及其稳定性,培养基成分,培养方式,培养条件及培养过程中抑制性代谢产物的积累等。从以上几个方面对近期的研究进展进行了综述。     

人成骨蛋白成熟肽基因在毕氏酵母(Pichia Yeast)中的高效表达

采用PCR方法,根据文献报道的人成骨蛋白（osteogenic protein-1,OP-1）成熟肽基因序列,设计并合成一对引物,从构建的含人成骨蛋白基因的质粒中扩增获得大小为420bp的DNA片段,连接到pGEM-T载体进行测序,证明获得人成骨蛋白成熟肽基因片段,并以pPIC9K为表达载体构建重组表达质粒,转化大肠杆菌细胞,经鉴定的阳性重组质粒并线形化,电转化毕氏酵母细胞GS115,于30℃进行甲醇诱导分泌表达,表达产物存在于培养基中,占分泌蛋白的10％.重组表达产物进行Western Blot可以检测到重组表达产物,ELISA检测其具有特异性结合活性.     

无细胞蛋白合成系统的研究进展

无细胞蛋白合成系统能够以DNA或RNA为模板直接在体外合成蛋白,通过种种技术改进,在某些个例中,蛋白表达量已接近体内表达水平,并且建立了翻译后修饰和蛋白纯化的方法,进一步提高无细胞系统的合成能力,会使它比重组细胞的工业生产更具竞争力。