β－内酰胺酶启动子C－17缺失对其强度的影响

通过酶学手段在β－内酰胺酶启动子间隔序列中造成Ｃ－１７的缺失突变,以氨苄青霉素为底物,检测突变前后β－内酰胺酶活力变化,并作了细菌的Ａｍｐ耐受性试验,实验结果表明,Ｃ－１７的缺失突变使启动子强度增加约６０％,含有突变启动子的细菌对Ａｍｐ的抗性明显增强,突变体生长的半抑制浓度为２８０μｇ／ｍｌ,而在此浓度下野生型菌体吸光度只有突变体的５０％左右,对启动子强度增加的原因进行了讨论。     

优化易错PCR条件以提高毕赤酵母GAP启动子文库突变效率

高效的随机突变策略对于构建含有丰富突变体的启动子文库至关重要。为了建立一个突变率适中并能获得较多有益突变子的易错PCR(error-prone PCR,EP-PCR)条件,实现毕赤酵母GAP启动子的高效突变,对EP-PCR反应条件进行了优化。考察了模板浓度、反应循环数和Mg2+浓度对EP-PCR的产物得率和突变率的影响后,确定了适于GAP启动子突变的EP-PCR条件:模板浓度、反应循环数和Mg2+浓度分别为1 ng/μL、25和10 mmol/L。优化EP-PCR条件后,GAP启动子突变率为1.1%,连续进行3轮EP-PCR后突变率可达到4.0%。利用优化后EP-PCR对GAP启动子进行随机突变,筛选了250个突变子,获得5个启动子强度高于野生型GAP启动子的突变体,有益突变达到了2%,可用于构建GAP启动子文库。     

人转化生长因子-β2启动子区低氧反应元件突变体报告基因的构建

目的:构建人转化生长因子-β2(Transforming growth factor-β2,TGF-β2)启动子区低氧反应元件(hypoxia responsive element,HRE)突变体报告基因.方法:利用重叠延伸PCR技术,以人TGF-β2启动子区报告基因(TGF-β2-pGL3-Basic)为模板,对TGF-β2启动子区(-270bp～ 280bp)-114 bp、-73bp、-49bp、-4bp和-73/-49bp位点的低氧反应核心序列5'-RCGTG-3'分别进行定点突变,然后将此突变片段插入荧光素酶报告载体pGL3-Basic进行基因测序.结果:各突变载体的测序结果与预期完全一致.结论:人TGF-β2启动子区HRE突变体报告基因构建成功,为今后进一步研究TGF-β2的低氧调控奠定了基础.     

NFY结合位点缺失下调NPCEDRG基因启动子转录活性和效率

NPCEDRG基因是一个鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)相关基因. NPCEDRG基因启动子为TATA-less启动子,其核心启动子区域位于-146 ～-8 bp区,该区域包含NFY、STAT1和cMYB等转录因子结合位点. 前期研究结果提示,转录因子NFY可能参与NPCEDRG基因的转录调控. 为明确NFY转录因子在NPCEDRG基因转录中的作用,本研究应用报告基因载体系统分析方法对NPCEDRG基因核心启动子区进行NFY结合位点（或CCAAT-box）缺失突变及其功能分析,分别构建NPCEDRG基因核心启动子区NFY结合位点缺失突变的Luc和EGFP报告基因表达载体. 比较核心启动子和NFY结合位点缺失突变体报告基因载体的转录活性和效率. 结果表明,在MCF7和CNE2细胞中,NFY结合位点缺失突变体的转录活性分别约为其核心启动子转录活性66.94%和75.72%,即NFY结合位点缺失致使该启动子转录效率在MCF7和CNE2细胞中分别降低了33.06%和24.28%;EGFP报告基因表达载体系统研究结果与Luc报告基因载体系统结果基本吻合. 本研究再次证实,转录因子NFY通过结合NPCEDRG基因启动子的核心元件NFY结合位点参与NPCEDRG基因的转录调控,并提高其基因转录活性和效率.     

β-内酰胺酶TEM和SHV族

TEM和SHV族β-内酰胺酶(包括广谱β-内酰胺酶、超广谱β-内酰胺酶和耐酶抑制剂β-内酰胺酶)是肠杆菌科细菌耐药的主要机制,不同氨基酸位点突变引起不同耐药性的改变.本文对其作用机制、分子结构及演变过程作了综述,以指导抗生素在临床上的合理应用.     

低温菌启动子探针质粒的构建

为了在宿主菌Acinetobacter sp.DWC6中构建低温菌蛋白表达载体,以pBR322质粒为基础,去除质粒上β-内酰胺酶基因的启动子片段,取而代之为来源于质粒pJRD215的卡那霉素抗性基因片段,并在pBR322中插入Acinetobacter菌属特异性ori的DNA片段,构建了能在Acinetobacter sp.DWC6和E.coli中正常复制的启动子探针质粒pBAP1。通过在质粒pBAP1中的β-内酰胺酶基因上游随机导入Acinetobacter sp.DWC6基因组片段,通过检测宿主细胞的氨苄青霉素抗性和β-内酰胺酶活性,来筛选强启动子片段,并分析了启动子探针质粒载体的功能及启动子的强度。     

麦芽糖诱导梯度强度启动子的定向进化改造

不同灵敏度与响应强度的启动子在基因表达调控与代谢工程改造中应用广泛。为筛选不同诱导表达强度的启动子元件,本研究以麦芽糖诱导启动子Pglvc为对象,通过易错PCR方法对麦芽糖诱导型启动子进行突变获得启动子突变体库,然后基于四环素筛选的细胞生长偶联方法对突变体进行高效筛选,获得了不同响应范围和强度的启动子突变体,最终得到的诱导型启动子突变体(MT2、MT3、MT4、MT6)对麦芽糖诱导剂的响应范围从0–3 g/L扩展至0–15 g/L,其中最高诱导表达强度菌株(MT8)较原始启动子菌株的绿色荧光蛋白表达水平提高约3.15倍,有利于进一步拓展梯度强度启动子在枯草芽孢杆菌代谢工程和合成生物学中的应用。     

新德里金属β-内酰胺酶-1及其突变体结构与功能研究进展

耐药菌株所分泌表达的新德里金属β-内酰胺酶-1(New Delhi Metalloβ-lactamase-1,NDM-1)是金属-β-内酰胺酶家族的成员,能够催化几乎所有β-内酰胺类抗生素的水解,其迅速传播已成为人类健康的严重威胁。我国是产该酶病原菌分离率较高的国家之一,绝大部分为革兰氏阴性菌。到目前为止,全世界已报道了由16个突变位点和1个插入位点所形成的21种不同的NDM突变体,这些突变体的核酸序列通过单个或多个碱基取代或插入而改变。本文总结了NDM-1的结构及催化水解机理,对其结构中α-螺旋、β-折叠和环区结构进行了探讨,并基于此突变位点对该酶结构的影响进行了分析。这些区域所发生的突变,直接影响其水解底物的活性。深入了解这些突变对其结构和功能方面的影响,对于在分子水平上的进化研究具有十分重要的意义。     

大肠杆菌严谨型RNA聚合酶的筛选及体内转录活性测定

利用选择性培养基筛选大肠杆菌自然突变菌株,经噬菌体P1转导和蛋白质互补试验,发现一株突变体(LCH001)的突变基因发生在编码RNA聚合酶β′亚基的rpoC基因上,经DNA序列分析,发现突变位点发生在第3406个碱基上,由G变成了T,导致编码的氨基酸由甘氨酸(GGT)变成半胱氨酸(TGT)。体内转录试验表明该突变RNA聚合酶转录严谨型启动子控制基因的活性显著降低,其β-半乳糖苷酶的活性是野生型菌株的18%,而转录非严谨型启动子控制基因的活性显著提高,其β-半乳糖苷酶的活性约是野生型菌株的5倍。研究结果对探讨RNA聚合酶结构与功能的关系以及RNA聚合酶在细菌严谨反应过程中的作用具有重要意义。     

中国田鼠卵巢细胞gpt基因自发和亚砷酸钠诱发突变的分子分析

本文研究了亚砷酸钠对CHO-AS52细胞gpt基因的致突变作用。实验结果表明,亚砷酸钠能诱发该基因发生突变,且其突变频率随砷浓度的增加而增高。PCR分析指出,绝大多数亚砷酸钠诱发的CHO-AS52突变体的gpt基因完全缺失。在CHO-AS52细胞自发的、50μmol/L和100μmol/L亚砷酸钠诱发的突变体中,gpt基因完全缺失者所占比率分别为36.00％、54.72％及66.67％。对亚砷酸钠诱发的非缺失型gpt基因突变的PCR产物直接进行DNA序列分析表明,在9个突变细胞克隆中,有2个发生移码突变,其余7个突变细胞克隆的gpt基因结构未发现改变,碱基的改变可能发生在基因启动子区。     

人类RELM-beta基因启动子的结构与功能分析

为克隆人类抵抗素样分子β（resistin-like molecule beta, RELMβ）基因的上游启动子序列,并观察其不同截短片段的启动子活性,以人类基因组DNA为模板,通过PCR扩增方法获得-871～+50 bp、-729～+50 bp、-471～+50 bp、-438～+50 bp、-371～+50 bp大小的RELMβ启动子片段,将其定向克隆入pGL3-Basic载体,构建荧光素酶报告基因载体,并制备转录因子CDX-2结合位点的突变或缺失体.在阳离子脂质体的介导下,报告基因载体分别瞬时转染人胚肾293细胞、结肠癌HCT116和SW480细胞、宫颈癌HeLa细胞.结果发现,各RELMβ启动子片段在293、HCT116、SW480细胞中均有活性,但在HeLa细胞中活性缺失;-471～-438 bp区存在RELMβ启动子的核心调控元件.针对该区域CDX-2转录因子结合位点进行突变,能导致RELMβ启动子活性显著降低;凝胶电泳迁移率实验表明,该区段能结合CDX-2.结果提示,成功克隆了具有活性的RELMβ启动子序列,CDX-2为其重要的转录因子,为研究RELMβ基因的转录调控机制奠定了实验基础.     

鸡miR-17-92基因簇上游调控区功能分析

miR-17-92基因簇(miR-17-92 cluster)在细胞增殖、分化、凋亡、动物发育以及肿瘤发生等过程中发挥重要作用。目前,人和小鼠等哺乳动物miR-17-92基因簇的转录调控已有深入研究,但该基因簇在鸡等鸟类中的转录调控研究还未见报道,主要原因在于鸟类miR-17-92基因簇上游的基因组序列都存在一个gap,且该基因簇启动子的位置和序列也还不清楚。为此,本研究采用染色体步移的方法获得鸡miR-17-92基因簇上游gap区序列,并采用生物信息学分析和报告基因及截短突变技术开展该gap区的功能分析。染色体步移分析发现,鸡miR-17-92基因簇上游gap区全长1704 bp,GC含量达80.11%。生物信息学分析显示,鸡miR-17-92基因簇上游gap区内1段200 bp的序列与人、牛、小鼠等9种动物miR-17-92基因簇上游序列保守性较高,且该区域为人和小鼠等哺乳动物miR-17-92基因簇宿主基因的核心启动子区。将克隆的gap区序列插入pGL3 basic荧光素酶报告基因载体,构建成启动子荧光素酶报告基因载体pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)。荧光素酶报告基因活性分析表明,pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)报告基因的活性是pGL3 basic空载体活性的417倍,证明所克隆的gap区片段是鸡miR-17-92基因簇宿主基因的启动子。为进一步分析该启动子的结构和功能,构建gap区片段的5°端缺失突变(缺失448 bp)和3°端缺失突变(缺失894 bp)的荧光素酶报告基因载体。与pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)相比,5°端和3°端缺失突变分别使启动子报告基因活性降低19.82%和60.14%。这些数据提示,鸡miR-17-92基因簇宿主基因启动子的重要调控区位于-3400/-2506。本研究结果为进一步开展鸡miR-17-92基因簇的转录调控奠定了基础。     

苏云金芽胞杆菌HD-73菌株sigL基因突变体的特性分析

[目的]通过分析苏云金芽胞杆菌sigL基因突变体的特征,进一步明确sigL基因在苏云金芽胞杆菌中的功能.[方法]测定了苏云金芽胞杆菌HD-73菌株,sigL基因缺失突变菌株和互补菌株在不同营养成分的培养基中的生长曲线以及在不同氮源条件下的生长情况.分别将调控aco操纵子(编码3-羟基丁酮脱氢酶系统)的转录调节基因acoR和调控bkd操纵子(编码催化支链脂肪酸合成的酶系统)的转录调节基因bkdR的启动子与lacZ基因融合,并转入出发菌株和sigL突变体中,测定β-半乳糖苷酶的活性.[结果]sigL突变体不能利用精氨酸、脯氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸为唯一的氮源;β-半乳糖苷酶的活性分析表明:在sigL突变体中acoR基因和bkdR基因的启动子活性降低.序列比对分析表明:Bt中的AcoR和BkdR的蛋白结构域与依赖于σL的转录调节因子的保守序列相似.[结论]苏云金芽胞杆菌中sigL基因的缺失可能阻碍了某些重要碳、氮源参与的代谢途径.在Bt中AcoR和BkdR是依赖于σL的转录调节因子.     

L——天门冬酰胺酶的可溶性表达研究

来源于大肠杆菌的Ｌ－天门冬酰胺酶是临床化疗的常用药,其毒副作用影响了其更为广泛的临床应用。利用蛋白质工程技术对其进行体外分子改造,获得副作用较小的突变体是克服其毒作用的有效途径。为此,克隆了Ｌ－天门冬酰胺酰的前导信号肽,成熟肽编码序列,以及其释译、转录终止序列,置于一设计合成的中等强度β内酰胺酶启动子调控之下,在大肠杆菌中获得可溶性表达;表达产物可分泌至细菌周质中,并具有催化Ｌ－天门冬酰胺解离为天     

毕赤酵母醇氧化酶2启动子上游调控序列的随机突变研究

巴斯德毕赤酵母是表达外源蛋白的重要宿主之一.醇氧化酶2启动子(PAOX2)与醇氧化酶1启动子(PAOX1)的启动模式相同,但是启动强度不同.为了研究其醇氧化酶启动子PAOX2的上游调控序列,本文利用随机突变的方法对醇氧化酶启动子PAOX2的上游调控序列进行了随机突变,构建了PAOX2上游调控序列突变文库,检测突变体启动...     

重组链激酶及其三种突变体的活性研究

利用PCR技术从Streptococucspyogenes的基因组DNA中扩增了链激酶的编码基因ska,并进行了序列分析 ,利用基因删除及定点位变技术获得了删除了C-末端 42个氨基酸残基编码区的突变链激酶基因skaΔC42 ,第 5 9位Lys残基突变为Glu的突变链激酶基因skaK5 9E以及删除C-末端 42个氨基酸且第 5 9位Lys残基突变为Glu的突变链激酶基因skaΔC42K5 9E ,将ska及其三种突变体分别克隆到表达载体pET 1 5b上 ,构建分别表达野生型链激酶 (SK)、C-末端缺失 42个氨基酸残基的突变体 (SKΔC42 )、第 5 9位Lys残基突变为Glu的突变体 (SKK5 9E)及C-末端缺失 42个氨基酸且第 5 9位Lys残基突变为Glu突变体 (SKΔC42K5 9E)的表达载体pSK ,pSKΔC42 ,pSK K5 9E ,pSKΔC42K5 9E ,分别转化E .coliBL2 1 (DE3) ,IPTG诱导后在大肠杆菌中实现了高效表达 ,经亲和层析、离子交换层析及分子筛层析 ,获得了rSK、rSKΔC42、rSKK5 9E及rSKΔC42K5 9E ,活性分析表明rSK与其三种突变体具有相同的比活性。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌启动子探针载体的构建

目的：为了研究嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）启动子结构与功能。方法：以pSV-β-galactosidase质粒为骨架,通过定点突变的方法引入一个新的BstBⅠ单酶切位点,构建能在大肠杆菌（Escherichia coli）中正常复制的启动子探针载体。利用PCR的方法将A.ferrooxidans菌cycA2基因上游5＇段上游DNA片段克隆到探针载体β-半乳糖苷酶基因上游以替代其原有启动子（gpt启动子）,并将重组的质粒转化E.coliDH5α菌株。通过检测宿主细胞的β-半乳糖苷酶活性,来鉴定启动子片段,并分析了启动子探针质粒载体的功能及启动子的强度。结果：pSV-β-galactosidase质粒被正确突变,成功构建了启动子探针载体pSVB。来源于A. ferrooxidans菌的启动子片段可驱动β-半乳糖苷酶基因在E.coli细胞中表达,转化子酶活性约为gpt 启动子驱动下活性的70 %。结论：启动子探针载体（pSVB）可用于A. ferrooxidans菌或者其它原核生物启动子的分离及进一步的分析研究。酶活性分析结果表明,来源于A. ferrooxidans菌cycA2基因上游5＇段上游DNA片段具有显著启动子活性。     

水稻内颖畸形或缺失基因OsAPP1的图位克隆及表达分析

在育种基地材料中发现一株内颖畸形或缺失(abnormal or absent palea)突变体,将其命名为app1。该突变体在营养生长时期发育正常,但抽穗后突变体表现出内颖畸形(比外稃短导致颖壳不闭合,或者出现两个内稃)或缺失,其花粉育性为55.52%,结实率为6.48%,千粒重为10.811 g,种子发芽率为55.21%。以突变体app1与日本晴杂交构建了F1和F2群体,F1颖壳表型正常,F2群体出现内颖畸形和正常表型分离,内颖正常和突变表型分离比例为3∶1,表明app1内颖突变表型由单隐性核基因控制。以F2为分离群体,将app1精细定位于第3染色体上,位于分子标记ID4231和ID4246之间,遗传距离1.3 cM,对应物理距离为13.2 kb。该区段内完全包含1个开放阅读框,包含两个部分开放阅读框,经过测序分析发现候选基因LOC_Os03g11614启动子区发生点突变和245 bp缺失,qRT-PCR分析证实LOC_Os03g11614为OsAPP1基因。已有报道LOC_Os03g11614编码OsMADS1,是调控水稻花器官发育的重要明星基因,其不同位置的突变可以导致叶状颖壳和不育、以及控制籽粒大小。与3000份水稻种子资源SNP/Indel变异类型对比分析发现,突变体app1启动子的突变完全不同于现已OsMADS1研究报道突变类型,且与数据库中的自然突变类型多数不同。因此,本研究发现的app1突变体,是以往报道中从未出现的OsMADS1启动子发生突变的新型突变,且该类突变导致了其降低表达量,并产生了不同于前人研究的新表型,这为深入研究OsMADS1基因在水稻花器官发育中的功能提供了新的种质资源和思路。     

掺入大肠杆菌膜中的磷脂酰胆碱(PC)影响青霉素b-内酰胺酶的分泌

[目的]为了研究磷脂酰胆碱(PC)在原核生物细胞中的生物学作用,探讨PC对细菌膜系统的功能的影响.[方法]使用ptac 85质粒作载体,将螺旋菌pcs基因导入E.coli Top10细胞构建了E.coli Fop10 pcs 菌株,并在特定的条件下培养细菌,使细菌膜磷脂中合成30%左右的磷脂酰胆碱.然后再使用抗生素抗性分析、β-内酰胺酶的酶活测定以及Western blot杂交技术,分析质粒编码的β-内酰胺酶从细胞质到细胞问质的分泌情况.[结果]抗生素抗性分析发现,高浓度的氨苄青霉素抑制E.coliTop10 pcs 细菌的生长的氨苄青霉素剂量低于对照组,其半致死剂量IC50在700～800μg/mL之间.酶活检测显示E.coli Top10 pcs 细菌周质内β-内酰胺酶的酶活性只有对照菌株的1,5,Western blot进一步分析发现周质内β-内酰胺酶的含量也为对照菌株的1/5.由此可见,周质内低含量的β-内酰胺酶是导致E.coli Top10pcs 细菌氨苄青霉素抗性降低的原因.[结论]掺入细菌膜磷脂双分子层的PC影响p.内酰胺酶通过Sec转运途径从细胞质分泌到细菌周质空间内,提示细菌磷脂酰胆碱可能在调节蛋白转运和分泌方面起着重要的作用.     

信号转导和转录激活因子3调节肿瘤坏死因子α表达的结合位点研究

脓毒症早期内毒素(脂多糖,LPS)可激活丝裂原活化蛋白激酶通路,诱导肿瘤坏死因子α(TNF-α)等多种炎性细胞因子大量生成.TNF-α作为一种重要的早期炎症介质,间接激活Janus激酶/信号转导和转录激活因子(JAK/STAT)通路.STATs活化后直接进入核内参与LPS诱导的基因表达.本研究拟探讨STAT3在TNF-α启动子上的作用位点,为深入认识JAK/STAT信号通路在脓毒症发生中的分子基础及其干预途径提供理论依据.a.将Flag-STAT3与全长TNF-α启动子报告基因共同转染COS-7细胞,观察STAT3作用的剂量-效应.结果证实,STAT3对TNF-α基因的表达不受LPS调节,无论是否有LPS刺激,随着STAT3剂量的增加,TNF-α基因的表达亦随之增加.在将200μg/L浓度的Flag-STAT3质粒分别与不同长度的TNF-α启动子报告基因质粒共同转染COS-7细胞并用LPS刺激,观察不同片段的TNF-α启动子活性.结果发现,95 bp片段的TNF-α缺失突变体作用最为明显,增加了6.9倍.b.分别构建了70 bp、75 bp、80 bp和85 bp片段的TNF-α缺失突变体———pTNF-α(70 bp)、pTNF-α(75 bp)、pTNF-α(80 bp)和pTNF-α(85 bp),将它们与Flag-STAT3共同转染COS-7细胞并用LPS刺激,观察到85 bp片段的活性与95 bp片段相似,当片段到达80 bp时,活性降低到对照水平.为了进一步了解其精确结合位点,将85 bp片段突变体的81和82位碱基突变,检测其对TNF-α活性影响,发现启动子活性下降.c.为了证明STAT3的潜在结合位点在80 bp到85 bp之间,且81和82位这2个位点的突变确实改变了STAT3对TNF-α启动子活性,进行凝胶迁移阻滞实验,观察到TNF-α启动子62～85 bp的野生型γ-32P标记的探针可以与核蛋白STAT3结合,而突变的62～85 bp标记的探针不能与核蛋白STAT3结合.上述结果表明,STAT3对TNF-α基因表达的调节不依赖LPS的刺激,STAT3在TNF-α启动子的潜在结合位点是在80到85碱基片段之间.