可溶性人肿瘤坏死因子受体Ⅱ（sTNFRⅡ）在大肠杆菌中的表达及其活性检测

肿瘤坏死因子（TNF）是一种多功能性的细胞因子,与许多重大疾病有关。为了抑制TNF的生物学活性,将TNF受体Ⅱ胞外区在大肠杆菌中进行了可溶性表达,并通过金属螯合层析柱纯化重组蛋白。结果表明,纯化的重组蛋白能够识别并结合TNF,同时能中和TNF的生物学活性,抑制其对细胞的杀伤作用,具有潜在的临床应用前景。     

大肠杆菌Ⅰ型分泌表达系统研究进展及提高蛋白表达量的策略

大肠杆菌是表达重组蛋白最常用的宿主之一。利用大肠杆菌分泌途径胞外表达重组蛋白具有可促进蛋白正确折叠,有效减少包涵体形成,简化纯化工序等诸多优势,近年来备受关注。其中,大肠杆菌Ⅰ型分泌途径具有分泌表达速度快,蛋白活性高,对宿主代谢无影响等特点,是目前应用最广泛的分泌途径之一。综述了大肠杆菌Ⅰ型分泌系统的元件组成和分泌机理及提高Ⅰ型分泌系统蛋白表达量的有效策略,为重组蛋白生产应用提供了理论依据。     

大肠杆菌I型分泌表达系统研究进展及提高蛋白表达量的策略

大肠杆菌是表达重组蛋白最常用的宿主之一。利用大肠杆菌分泌途径胞外表达重组蛋白具有可促进蛋白正确折叠,有效减少包涵体形成,简化纯化工序等诸多优势,近年来备受关注。其中,大肠杆菌I型分泌途径具有分泌表达速度快,蛋白活性高,对宿主代谢无影响等特点,是目前应用最广泛的分泌途径之一。综述了大肠杆菌I型分泌系统的元件组成和分泌机理及提高I型分泌系统蛋白表达量的有效策略,为重组蛋白生产应用提供了理论依据。     

虹鳟肿瘤坏死因子(TNFα)基因体外表达与纯化的研究

将虹鳟两种肿瘤坏死因子TNFα和TNFα2基因的成熟肽编码区域,用带有BamHI和HindⅢ酶切位点的基因特异性引物进行：PCR扩增。扩增片段用限制性内切酶消化并连接到pQE30表达载体上,连接产物转化到大肠杆菌JM109感受态细菌中。转化子经PCR筛选,质粒测序,完成了虹鳟两种TNFα基因重组子的构建。重组子经体外培养和诱导后,获得了高效表达的TNFα重组蛋白。高效表达的重组TNFα不受诱导剂IPTG的影响,并且由于重组子高效表达而形成了包涵体;重组蛋白产量约占菌体蛋白总量的25％—30％。应用Ni-NTA和固定金属亲和层析(IM-PC)技术,在变性条件下获得了高度纯化的重组蛋白,纯化重组蛋白的产量约为0．5—1mg／L。     

抗菌肽-X基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

用PCR技术获得抗菌肽—X基因、TNFα基因,与温度诱导的表达载体pRC连接成为重组表达载体,导入大肠杆菌TG1,通过温度诱导表达重组蛋白。将重组质粒转入不同的表达菌中进行表达,经SDS—PAGE选出E.coil BL21(DE3)为最佳表达的宿主菌。培养后,离心得菌体,经超声破碎离心得包涵体,溶解后用CNBr切割并透析,最后经CM52纤维素柱分离纯化得到有活性高纯度的抗菌肽—X。     

大肠杆菌基因组减小研究进展

大肠杆菌是遗传重组领域广泛应用的宿主之一,用于生产重组蛋白、氨基酸和其他化学品。基因组减小可以减少代谢调节网络中的冗余,提高其预测性和可控性。我们介绍了最小基因组的研究策略、应用无痕敲除技术减小大肠杆菌基因组的方法,以及基因组减小后对菌体生长特性、附加体稳定性、重组蛋白表达和代谢的影响。     

破菌时可自动降解宿主核酸的大肠杆菌BL21(DE3)的lpxM突变株构建

研究利用Red同源重组技术对常用大肠杆菌表达宿主菌BL21(DE3)进行改良, 构建破菌时可自动降解宿主核酸的大肠杆菌表达宿主菌, 该菌株可望有助于解决因破菌时宿主菌染色体核酸释放给后续纯化重组蛋白工作带来的困难。将N端连有OmpA的信号肽的S. aureus nucleaseB(nucB)表达框整合至E. coli BL21(DE3)的lpxM位点, 改造后菌株(称为BLN)经诱导能表达nucB、并分泌至周质空间, 这样可使宿主核酸免受该酶“毒性”影响, 菌体裂解后, nucB释放,能自动降解宿主核酸。BLN菌体生长状态以及表达外源重组蛋白的能力与出发菌基本一致。     

大肠杆菌中生物药物的生产现状及展望

大肠杆菌是表达药用异源蛋白的首选微生物,此宿主目前已生产约30%被批准的药用蛋白。大肠杆菌具有生长迅速、产率高、效益大及易扩大培养的优势,促使它成为生物技术行业中蛋白大规模生产常选择的表达宿主。但大肠杆菌中密码子偏好性的存在及糖基化、磷酸化和蛋白水解加工等翻译后修饰的缺乏会限制其生产较复杂的重组生物药物。综述了大肠杆菌表达系统中几项满足生物技术产业需求的相关创新技术,介绍如何利用相关技术进步使大肠杆菌糖基化异源蛋白和表达包括全长糖基化抗体在内的复杂蛋白的过程,并对存在的问题及其研究前景进行展望,旨在为帮助大肠杆菌顺利生产更复杂的药用糖基化蛋白。     

重组大肠杆菌高密度培养研究进展

大肠杆菌是基因工程中常用的宿主菌,许多有价值的多肽和蛋白在大肠杆菌中已成功地进行了表达,表达水平有些高达细胞总蛋白的３０％以上,为了提高单位体积设备产物的产量,除了提高表达水平外,还需提高重组大肠杆菌的培养密度。大肠杆菌高密度培养的早期工作主要是以宿主菌为模型进行研究的,而近年来,重组大肠杆菌高密度高表达的研究已经有了较大进展。本文着重综述了培养基成分、溶氧、比生长速率和代谢副产物乙酸等因素对工程菌生长和表达的影响,及提高菌密度和表达水平的培养方法。     

蛇毒锯鳞蝰素融合蛋白的发酵与纯化

研究大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合蛋白的发酵和纯化工艺。将Ecs基因插入表达载体pTXB1,转化E.coliBL21(DE3)构建工程菌。对工程菌进行补料分批培养并诱导表达,研究培养基、培养和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,几丁质亲和层析纯化Ecs融合蛋白,经DTT裂解后,检测Ecs活性。发酵后菌体湿重可达75g/L,融合蛋白表达量约占总蛋白的35%,重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。亲和层析纯化后,得到Ecs单体,得率为28mg/L发酵液。生物学活性分析显示,重组Ecs能有效抑制血小板的聚集,其活性与天然Ecs相似。优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和纯化条件,为规模化生产奠定基础。     

抗菌肽GK1在大肠杆菌中的融合表达

为高效表达抗菌肽GK1并避免GK1的高抗菌活性对大肠杆菌宿主菌的致命影响, 将经改造后的人胰岛素原(mhPI)与GK1的融合基因(mhPI-GK1)克隆到表达载体pET28a中, 构建出表达质粒pET28a-mhPI-GK1, 转化至大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。融合蛋白在大肠杆菌中以包涵体形式表达, 表达量占菌体总蛋白的20%。经CNBr裂解、阳离子交换层析和RP-HPLC纯化后, 每升发酵液可获得5.7 mg纯度大于97%的重组GK1。质谱检测显示重组GK1的分子量为2794.0 D, 抑菌活性实验表明纯化后的重组GK1和化学合成GK1具有相同的抗菌活性。为利用基因工程方法大规模生产GK1奠定了基础。     

抑癌蛋白PTEN的原核表达、抑癌活性研究和抗体制备

PTEN是具有蛋白质和酯类双重特异性磷酸酶活性的抑癌蛋白,在肿瘤治疗中具有广阔的应用前景。鉴于原核表达PTEN蛋白并用于抑癌实验的研究尚未见报道,因此尝试利用大肠杆菌表达有活性的PTEN蛋白,检测其抑癌效果。利用本室克隆的PTEN基因cDNA和原核表达载体pET44a( )分别构建带6×His和Nus标签的两种诱导型原核融合表达载体pETPTEN和pETNusPTEN,在不同的大肠杆菌表达宿主BL21(DE3)(简写为BL)和Rosettagami(DE3)pLysS(简写为RG)中诱导表达。SDSPAGE和Westernblot检测表明:在可溶性组分和包涵体中均含有目的蛋白,在BL中目的蛋白的表达量较高(18.7%)而在RG中可溶性蛋白的比例较高(6.6%)。经纯化和包涵体蛋白复性处理后,重组融合蛋白经Chariot转运入小鼠实体瘤及人前列腺癌DU145细胞。抑癌实验表明:与对照组相比,重组PTEN蛋白对小鼠实体瘤的生长抑制率为58.76%;对癌细胞DU145的生长抑制率可达46.16%;并可导致明显的G0G1期阻滞,其中在宿主RG中表达的重组蛋白抑癌效果明显高于BL宿主中表达的目的蛋白。证实在原核系统中表达的重组PTEN蛋白具有抑癌活性,同时制备了PTEN的高效价腹水多抗,为深入研究PTEN蛋白在癌症治疗中的应用打下了良好的基础。     

鸭源致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛pilA基因的原核表达及重组蛋白对强毒攻击的免疫保护作用

根据GenBank中人源大肠杆菌pilA基因序列,用OLIGO6.0设计PCR引物,从鸭源致病性大肠杆菌GH1.2中扩增到pilA基因并将其克隆至pMD18-T载体,经PCR、酶切和DNA测序鉴定后,将鸭源致病性大肠杆菌pilA基因正向插入原核表达载体pET-32a( )的BamHⅠ和HindⅢ位点间,成功构建了重组表达质粒pET-32a-pilA。重组表达质粒pET-32a-pilA转化表达宿主菌BL21(DE3),用IPTG诱导,表达出了大小约为36kD的pilA重组蛋白。表达产物用镍柱亲和层析纯化,与等量弗氏佐剂混合制备pilA重组蛋白疫苗,分别在1日龄、8日龄时两次对雏鸭进行免疫,二免后2周测定鸭血清中的ELISA抗体效价,并以109PFU同源菌株GH1.2攻毒,根据攻毒后鸭的死亡率、E.coli分离率和各组织器官的病变等级来判定pilA重组蛋白的免疫保护效果。结果pilA重组蛋白免疫鸭的血清中ELISA抗体效价为1∶12800,全菌灭活苗免疫组的血清ELISA抗体效价为1∶200;同源菌株攻毒后,pilA重组蛋白免疫保护组鸭的死亡率、E.coli分离率和各组织器官的病变程度均比攻毒对照组下降且差异显著或极显著,与全菌灭活苗免组比较差异不显著。表明pilA重组蛋白对同源菌株GH1.2的感染具有一定的保护效果。     

融合蛋白NusA-hRI的高效异源表达、纯化及活性分析

人核糖核酸酶抑制因子 (human ribonuclease inhibitor, hRI) 是一种能够调节核糖核酸酶活性的酸性包浆蛋白。通过构建含SUMO、IF2、GST、NusA 、MsyB、Trx和 MBP融合标签的重组表达载体,以大肠杆菌BL21(DE3)作为宿主菌进行自诱导(auto-induction,AI)表达,从而使 hRI 的表达量得以提升。利用MagNi磁珠纯化及电泳分析hRI的表达状况,通过RNase/Sepharose亲和层析获得纯度较高的蛋白。纯化后获得的融合蛋白浓度为2 960.513mg/L,与其它公司的hRI活性进行比较,检测其酶活性约为50U/μl,并使其成功用于RNA的保护,为NusA-hRI的应用提供理论依据。     

肿瘤坏死因子α在大肠杆菌周质空间中的表达

开发一种将肿瘤坏死因子α(TNFα)分泌到大肠杆菌周质空间的表达策略.将实验室自主研发的新型融合标签Ffu与TNFα融合后克隆制备成重组质粒pFfu-TNFα.对重组蛋白的表达条件进行优化,通过灰度扫描得重组目的蛋白占总蛋白表达量的76％左右,其中可溶性组分占89％左右;定向释放周质蛋白,Western blottin...     

B型肉毒毒素轻链的高效制备及活性鉴定

目的:在大肠杆菌中高效表达B型肉毒毒素轻链(BoNT/BLC)并纯化,研究其生物学活性。方法:根据报道的BoNT/B LC基因序列设计引物,从肉毒梭菌中扩增BoNT/BLC基因片段,将其克隆至原核表达载体pET-22b中,重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)Rosetta感受态细胞,构建重组大肠杆菌pET-22b BoNT/BLC/BL21(DE3)Rosetta,在20℃条件下用IPTG诱导目的蛋白表达,表达产物经His Trap FF柱纯化,用SDS-PAGE对目的蛋白进行鉴定,并利用相应底物对纯化产物进行生物活性分析。结果与结论:构建了重组大肠杆菌pET-22b BoNT/BLC/BL21(DE3)Rosetta,BoNT/BLC表达量达到了细菌总蛋白的30%左右,通过一步亲和纯化目的蛋白后经SDS-PAGE检测其纯度在95%以上,制备的重组LC的酶活略高于B型肉毒毒素全毒素,可作为试剂用于BoNT/BLC抑制剂高通量体外检测方法的研究。     

人肿瘤坏死因子α基因穿梭表达载体的构建和在鱼腥藻7120中的表达

报道了人肿瘤坏死因子α(hTNFα)基因穿梭表达载体的构建及其在丝状体蓝藻鱼腥藻 712 0中的表达和鉴定结果 .将质粒pRL rhTNF上hTNFα的cDNA连于pRL 43 9质粒上的PpsbA启动子下游 ,得到中间载体pRL TC .进一步与穿梭质粒pDC 8重组 ,得到可在大肠杆菌和蓝藻中均可表达的穿梭表达载体pDC TNF .pRL rhTNF ,pRL TC和pDC TNF三者在大肠杆菌中的表达量分别为 11.8% ,16 9%和 15 .0 % .通过三亲接合转移将pDC TNF引入鱼腥藻 712 0中并获稳定遗传的转基因株 .从转基因的鱼腥藻 712 0中检测到pDC TNF质粒的存在 ,且在和TNFα的cDNA探针进行的Southern杂交中呈阳性反应 .抽提转基因藻的蛋白样品进行检测 ,在Western印迹中和TNFα单克隆抗体呈阳性反应 .采用TNF对L92 9细胞的细胞毒性方法 ,证明转基因藻粗提液中 ,TNF确有细胞毒活性 .     

蓝杆藻ATCC51142中琥珀酸半醛脱氢酶的原核表达及生化表征

【背景】蓝藻中生成琥珀酸的三羧酸循环途径与其他物种不同。由于α-酮戊二酸脱羧酶和琥珀酸半醛脱氢酶的存在使得蓝藻的三羧酸循环途径变得完整。琥珀酸半醛脱氢酶催化琥珀酸半醛氧化为琥珀酸,在蓝藻中广泛存在。【目的】克隆、表达和纯化蓝杆藻ATCC51142中cce4228基因编码蛋白,并对其进行生化表征。【方法】以蓝杆藻ATCC51142基因组为模板克隆得到cce4228基因,将其插入到原核表达载体pET-28a上,在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中进行异源表达,利用Ni-NTA树脂纯化cce4228蛋白。运用紫外分光光度法和生物信息学方法表征重组cce4228蛋白生化特性。【结果】构建了pET-28a-cce4228重组表达质粒,重组cce4228蛋白在大肠杆菌中得到可溶性表达,获得了纯度大于90%的cce4228蛋白。酶动力学测试和生物信息学分析结果显示,cce4228蛋白是一个NADP+-依赖型的琥珀酸半醛脱氢酶。【结论】蓝杆藻ATCC51142中cce4228基因编码一个偏好NADP+辅因子的琥珀酸半醛脱氢酶,cce4228蛋白的生化表征结果为进一步深入研究cce4228蛋白的结构功能关系及催化机制奠定了基础。     

A型肉毒毒素轻链的原核表达、纯化及活性鉴定

目的:在大肠杆菌中表达、纯化A型肉毒毒素轻链(Bo NT/A LC),研究其生物学活性。方法:根据Gen Bank中报道的Bo NT/A LC基因序列设计特异引物,从肉毒梭菌中扩增Bo NT/A LC基因片段,构建重组大肠杆菌p ET-32a Bo NT/A LC/BL21(DE3)Rosetta,IPTG诱导目的蛋白高效表达,表达产物经Ni螯合亲和层析纯化,SDS-PAGE鉴定目的蛋白,并利用相应底物对纯化产物进行生物活性分析和酶活动力学测定。结果与结论:构建了重组大肠杆菌p ET-32a Bo NT/A LC/BL21(DE3)Rosetta,原核表达获得高水平可溶性重组Bo NT/A LC,纯化得到纯度较高的蛋白质,重组Bo NT/A LC的酶活略高于A型肉毒毒素全毒素,可作为试剂用于Bo NT/A LC抑制剂高通量体外检测方法研究。     

在大肠杆菌中表达有活性的人STK11蛋白

STK11蛋白(serine/threonine kinase11)是近年来发现的具有多种重要功能的蛋白,可参与调控细胞周期、p53介导的细胞凋亡、ras诱导的细胞转化、细胞极化等多种生物学过程。利用大肠杆菌高效表达有活性的人STK11蛋白,可为其结构和功能的深入研究打下良好基础。利用本室克隆的人STK11 cDNA和原核表达载体pET-44a( )构建带有Nus融合标签的诱导型表达载体pET-Nus-STK11,在不同的大肠杆菌宿主中诱导表达。SDS-PAGE和Western blot检测表明,在BL21(DE3)宿主中表达的融合蛋白主要以包涵体形式存在,占菌体总蛋白的8.9%;在Rosetta-gami(DE3)pLysS宿主中主要表达为可溶性蛋白,占菌体总蛋白的16.7%。而经纯化和包涵体蛋白复性处理后,以Chariot介导重组融合蛋白进入人肝癌细胞SMMC-7721检测其对细胞生长和细胞周期的影响。与对照组相比,BL21(DE3)中表达的Nus-STK11蛋白几乎无抑制活性;而Rosetta-gami(DE3)pLysS中表达的Nus-STK11蛋白可以显著抑制SMMC-7721细胞的生长,抑制率达47.05%,并导致细胞周期的G0/G1期阻滞,证实表达的重组融合蛋白具有明显的生物学活性。上述结果为在大肠杆菌中成功表达有活性的重组STK11蛋白的首次报道。