Enhanced Expression and Purification of Membrane Proteins by SUMO Fusion in Escherichia coli

Severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) membrane protein and 5-lipoxygenase-activating protein (FLAP) are among a large number of membrane proteins that are poorly expressed when traditional expression systems and methods are employed. Therefore to efficiently express difficult membrane proteins, molecular biologists will have to develop novel or innovative expression systems. To this end, we have expressed the SARS-CoV M and FLAP proteins in Escherichia coli by utilizing a novel gene fusion expression system that takes advantage of the natural chaperoning properties of the SUMO (small ubiquitin-related modifier) tag. These chaperoning properties facilitate proper protein folding, which enhances the solubility and biological activity of the purified protein. In addition to these advantages, we found that SUMO Protease 1, can cleave the SUMO fusion high specificity to generate native protein. Herein, we demonstrate that the expression of FLAP and SARS-CoV membrane proteins are greatly enhanced by SUMO fusions in E. coli.     

狂犬病病毒糖蛋白在大肠埃希菌中的表达及鉴定

目的表达狂犬病病毒糖蛋白（GP）,用于狂犬病疫苗免疫抗体评估和狂犬病病毒糖蛋白功能的研究。方法采用分析软件,分析其可能的抗原表位,利用PCR方法扩增狂犬病病毒SRV9疫苗株G蛋白抗原位点区域基因,PCR产物经EcoRI和SalI双酶切后,插入大肠埃希菌表达载体pGEX-6P-1,构建重组表达质粒pGEX-6P-1/G87a和pGEX-6P-1/G100a。将重组质粒转化大肠埃希菌BL21感受态细胞中,在IPTG诱导下表达目的蛋白,进行SDS-PAGE分析。表达蛋白进行电洗脱纯化和Western blot鉴定分析。结果成功构建了pGEX-6P-1/G87a和pGEX-6P-1/G100a表达质粒,序列分析表明,插入片段大小分别为1314 bp和1275 bp。SDS-PAGE分析结果证明,在大肠埃希菌系统中成功表达了狂犬病病毒部分糖蛋白,表达的融合蛋白含有GST标签,大小分别约为74×103和73×103。Western blot鉴定结果表明,表达产物有抗原特异性并能与狂犬病病毒抗血清反应。结论利用大肠埃希菌表达系统成功表达了狂犬病病毒部分糖蛋白,表达产物有良好的反应原性。     

High-Level Expression and Purification of Melittin in Escherichia coli Using SUMO Fusion Partner

International Journal of Peptide Research and Therapeutics - Melittin (MLT) is a small cationic peptide discovered from the bee venom. It is used as an antimicrobial agent due to its broad-spectrum...     

铁蛋白与口蹄疫病毒VP1在大肠杆菌中融合表达及纳米颗粒自组装

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的世界上最重要的畜牧疾病之一,严重影响世界畜牧业的发展,而疫苗免疫仍然是对疫情预防和控制的最有效手段.铁蛋白具有自组装和生物修饰的特性,在纳米疫苗等领域具有广阔的应用前景.选用O型口蹄疫病毒的vp1基因和幽门螺杆菌铁蛋白基因,通过融合PCR将vp1基因构建到铁蛋白亚基基因前端,在大肠杆菌中表达后...     

解毒酶基因的克隆及在大肠杆菌中的融合表达

用RT－PCR克隆了酯酶B1 5′端B1（a）,并对其者了序列测定,将其与3′端B1（b）一起连接到pET-28a中,构了完整融合表达载体pET-ESTB1。转化大肠杆菌BL21,在IPTG诱导下,经过12小时,酯酶B1在大肠杆菌内的融合表达达到27％。通过纯化获得1条带的重组蛋白,用粗酶对马拉硫磷的降解显示,该解毒酶在15分钟即降解22.1％,具有较高降解有机磷酸酯类农药的能力,为利用真核生物的自然资源进行农药污染的生物治理等提供了新途径。     

乳酸菌素Gassericin T基因的合成及其在大肠杆菌中的融合表达

目的:在大肠杆菌系统中表达有抗菌活性的乳酸菌素Gassericin T。方法:根据乳酸菌素Gassericin T的基因序列,把Gassericin T的结构基因gatA编码的氨基酸的密码子转换成大肠杆菌偏爱的形式;用人工合成的寡核苷酸片段,通过重叠PCR法扩增得到gatA片段(gat基因);将合成的gat基因插入pGEX-4T-1,构建pGEX-4T-1-gat融合表达载体,转化大肠杆菌DH5α株,IPTG诱导表达,经超声裂解后获得包涵体蛋白,经溶解、变性、复性处理后获得GST-Gassericin T融合蛋白;用琼脂扩散法测定其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、李斯特菌、枯草杆菌等的抗菌活性。结果与结论:采用pGEX-4T-1融合表达系统在大肠杆菌中表达了有活性的Gassericin T,融合蛋白以包涵体形式存在。复性的融合蛋白对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有明显的抑制作用,对李斯特菌的抑制作用不明显。     

人源化鼠抗人纤维蛋白单链抗体-尿激酶融合蛋白在大肠杆菌中的功能性表达

尿激酶是目前临床上广泛使用的一种有效的溶栓制剂 ,但由于尿激酶缺乏对血栓的特异亲和性 ,导致临床上尿激酶的使用剂量较大 ,容易出现全身性出血等副作用。因而开发对血栓特异的导向溶栓制剂是目前溶栓药研制的一个重要方向。本实验室在以前的工作中 ,利用噬菌体表面呈现技术 ,筛选到一种对人纤维蛋白特异的鼠单链抗体[1 ] ,在对该鼠抗体可变区进行结构模建的基础上[2 ] ,对其进行了人源化改造和体外亲和力成熟 ,得到亲和力和特异性较鼠抗体更好的人源化单链抗体[3 ] 。为研制导向溶栓制剂 ,本实验室构建了人源化单链抗体 低分子量尿激酶的…     

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。     

霍乱毒素B亚单位与胰岛素原融合基因的克隆、表达及重组蛋白特性分析

构建了霍乱毒素B亚单位 (CholeratoxinBsubunit,CTB)与胰岛素原 (Proinsulin)的融合基因CTB -PROIN ,将该融合基因克隆到大肠杆菌表达载体pET 30a(+)中 ,获得重组质粒pETCPI,并将该质粒转入大肠杆菌菌株BL21(DE3)中 ;重组菌株经IPTG诱导后 ,其表达产物经过 15 %SDS PAGE分析表明该菌株可以表达融合蛋白 ,其分子量约为 21.6kD ,且主要以包涵体形式存在 ,约占全菌蛋白的 25%。含CTB-PROIN重组蛋白的包涵体经过变性和复性后 ,CTB-PROIN可以在体外自组装成五聚体结构。Westernblotting分析结果表明重组CTB PROIN蛋白可分别被霍乱毒素的抗体和胰岛素的抗体识别 ,说明该蛋白具有霍乱毒素和胰岛素的双重抗原性。同时在体外 ,CTB PROIN蛋白可与神经节苷脂GM1(monosialoganglioside)特异性结合 ,表明了该融合蛋白在体外具有生物活性。这些研究结果为利用原核生物表达系统研制廉价、高效的I型糖尿病口服疫苗奠定了基础。     

利用大肠杆菌表达禽流感病毒聚合酶酸性蛋白

目的：通过在大肠杆菌中分段表达禽流感病毒聚合酶酸性蛋白（PA蛋白）,探索PA基因中可能影响表达的区域。方法：构建分段缺失的PA蛋白突变体,用IPTG在大肠杆菌RosettaGamiB（DE3）中诱导表达,比较各突变体的表达效率。结果：N端缺失长度在143～408个氨基酸残基之间的9个突变体在大肠杆菌中的表达水平较高;而突变体PA/K（Δ1-40aa）、PA/M（Δ1-56aa）、PA/N（Δ41-56aa）和PA/P（Δ57-75aa）的表达水平很低;全长PA蛋白和缺失N端20个氨基酸残基的突变体PA/L则检测不到表达。结论：PA基因的61～225bp和325～426bp可能是影响PA蛋白表达的2个重要区域,为下一步表达全长PA蛋白奠定了基础。     

CpTI蛋白在大肠杆菌中的高效融合表达及其纯化与活性测定

豇豆胰蛋白酶抑制剂 (Cowpea Trypsin Inhibitor) 基因 (CpTI) 因其抗虫谱广及不易耐受等优点在植物基因工程中得到广泛应用。为进行遗传修饰食品（Genetically modified foods, GMF）中所含CpTI基因表达产物的安全性评价,我们需要在体外微生物体系中获得大量的CpTI蛋白。采用pGEX融合蛋白表达系统,将CpTI与GST的编码序列在大肠杆菌BL21中进行融合表达,表达产物达到菌体总蛋白的40%。经一步Glutathione Sephrose 4B亲和纯化,融合蛋白GSTCpTI纯度达到90％以上。将Thrombin蛋白酶与融合蛋白过夜作用,可获得切掉了GST标签的CpTI蛋白。活性测定显示GSTCpTI及CpTI蛋白均具有明显的胰蛋白酶抑制剂活性。用纯化的融合蛋白免疫家兔还可诱导产生高效价的抗体,经ELISA检测抗体滴度>1∶20000。Western Blotting 实验显示,无论是菌体超声裂解后总蛋白中的CpTI蛋白或是经纯化后的CpTI蛋白均可与自制的抗体发生特异性结合。这为进一步进行CpTI蛋白的安全性评价工作奠定了良好基础。     

抗菌肽Diptericin cDNA的克隆及在E.coli中的融合表达

 从果蝇成虫中抽提总 RNA,RT- PCR扩增编码伏蝇素 diptericin的 c DNA,克隆并测定了全序列 .将该 c DNA亚克隆到融合表达载体 p MAL- CR1上 ,转化大肠杆菌 BL2 1菌株 ,进行了高效的可溶性融合表达 .通过离子交换层析纯化融合蛋白 ,经 Xa因子酶切后得到的重组 diptericin具有抗菌活性 .     

TAT-aFGF融合蛋白在大肠杆菌中的表达及其生物活性测定

构建表达Tat与人酸性成纤维细胞生长因子（acidic fibroblast growth factor, aFGF）融合蛋白的重组质粒pET3c–Tat-aFGF14-154和pET3c-Tat-aFGF27-154,并转化大肠杆菌BL21（DE3）中。37℃,l mmol/L的IPTG诱导4 hrs后,获得分子量约为18 kDa的融合蛋白,表达量分别占菌体总蛋白的42%和24%。利用阳离子交换（CM-Sepharose FF）、肝素亲和层析（Heparin-Sepharose CL-6B）以及分子筛（Sephadex G-25）联用的方法可获得纯度大于95%的目的蛋白,得率分别为93和78 mg/L。Tat-aFGF14-154及其对照蛋白aFGF14-154对Balb/c 3T3细胞有明显促细胞增殖的作用,最佳作用浓度分别为1280 ng/ml和160 ng/ml。而Tat-aFGF27-154 及其对照蛋白aFGF27-154则几乎没有促细胞增殖活性。免疫荧光分析结果表明,Tat-aFGF14-154及Tat-aFGF27-154均能穿过PC12、Balbc/3T3、HaCaT和海马神经元细胞的细胞膜,并主要定位于细胞浆中。此外,四种重组蛋白均能降低Aβ25-35对大鼠海马神经元细胞的毒性,在剂量为1000 ng/ml时,Tat-aFGF14-154、Tat-aFGF27-154、aFGF14-154及aFGF27-154细胞存活率分别为90.66%、81.87%、85.71%和78.02%,而Aβ25-35模型组的存活率仅为56.87%。     

人自身抗原SmB'的基因克隆和原核表达

目的:为建立新的自身抗体检测方法,自行克隆、表达和鉴定人自身抗原SmB'。方法:应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术,从白血病淋巴细胞HL-60细胞株中克隆人自身抗原SmB'全长基因;将PCR产物直接进行TA克隆、鉴定及测序,再定向克隆至pGEX-5T载体中,转入大肠杆菌BL-21;阳性克隆经鉴定后在IPTG诱导下表达,产物行SDS-PAGE和Western印迹。结果:PCR产物长约700bp,与预期的657bp接近,测序结果与GenBank核酸数据库报道完全一致。pGEX-5T-SmB'重组阳性克隆酶切鉴定正确,SDS-PAGE和Western印迹结果显示融合蛋白相对分子质量为51000,具有天然人自身抗原SmB'的免疫原性。结论:克隆表达了人自身抗原SmB',为建立相应的自身抗体检测方法奠定了基础。     

禽白血病病毒p19基因末端片段在大肠杆菌中的表达

根据禽白血病病毒（ALV）p19基因末端序列合成一条82bp的双链DNA片段,将其克隆到表达质粒pGE-MEX-1中,序列分析结果与设计的相符。重组表达质粒转化的大肠杆菌BL21（ＤＥ３）经ＩＰＴＧ诱导后产生３４kD融合表达产物,与理论值相符;Western-blot分析表明该表达产物能与兔抗ＡＬＶ血清发生反应。     

禽白血病病毒p19基因末端片段在大肠杆菌中的表达

根据禽白血病病毒（ALV）p19基因末端序列合成一条82 bp的双链DNA片段,将其克隆到表达质粒pGEMEX-1中,序列分析结果与设计的相符。重组表达质粒转化的大肠杆菌BL21（DE3）经IPTG诱导后产生34kD融合表达产物,与理论值相符;Western-blot分析表明该表达产物能与兔抗ALV血清发生反应。     

LfcinB突变基因在大肠杆菌中的融合表达及其活性测定

测定LfcinB突变基因(mLfcinB)在大肠杆菌中的融合表达及其表达产物的抗菌活性。对LfcinB基因突变后进行克隆并测定序列,mLfcinB基因融合表达载体构建后并在大肠杆菌中的表达,分离提纯表达物并测定其活性。结果显示,Lf-cinB突变基因克隆后表达产物在经SDS-PAGE电泳,考马斯亮蓝G250染色可在29kD处看到预期的融合蛋白条带;对照组空质粒pGEX-4T-1经相同条件诱导后表达的蛋白为26kD。通过抑菌试验发现其对金黄色葡萄球菌ATCC25938具有较强抗菌活性。表明mLfcinB基因表达物具有较强的抗菌作用。     

狂犬病病毒糖蛋白在酿酒酵母中的表达

利用酿酒酵母表达系统表达狂犬病病毒糖蛋白G,可获得大量无致病的抗原,为研究新型狂犬病疫苗提供条件.构建Tat-G融合基因,通过EcoR I和Xbd I酶切位点克隆至pYes2表达载体中,醋酸锂法转化酿酒酵母,URA3筛选鉴定阳性克隆,阳性重组子经半乳糖诱导20h后,提取蛋白,SDS-PAGE和Western blot分析鉴定融合蛋白.SDS-PAGE结果显示糖蛋白基因在酿酒酵母中可能表达为2种形式的蛋白,yGⅠ和yGⅡ,分子大小分别为66 kD和56 kD,Western blot显示在56 kD处有特异性条带.结合前人的研究成果,初步判断狂犬病病毒糖蛋白基因的跨膜TD区和膜内编码区对RV-G蛋白分子的正确折叠和免疫活性等有至关重要的影响,从而为进一步提高yGⅡ蛋白的表达奠定基础.     

含有Fxa切割位点的抗菌肽X在大肠杆菌中的融合表达

抗菌肽是昆虫体液免疫的重要成分[1,2 ] ,它们的分子量较小 ,具有抗菌、抗病毒和杀伤某些肿瘤细胞的功能 ,而不破坏人体正常细胞。基于它的这种选择性效应和分子小、无抗原性的特点 ,可望成为新一代的抗菌、抗肿瘤药物。然而 ,天然抗菌肽来源十分困难 ,不能满足研究和临床应用的需要 ,通过基因工程技术生产抗菌肽已成为人们普遍关注的焦点。抗菌肽ＣＭＩＶ是从家蚕蛹中分离并测定了其一级结构的新型抗菌肽 ,它由 35个氨基酸组成 ,不含甲硫氨酸 ,Ｃ 末端为酰胺[3 ] 。抗菌肽Ｘ是中国家蚕抗菌肽ＣＭＩＶ的变体 ,其一级结构与天然的抗菌肽ＣＭ…