黄鳍金枪鱼抗菌肽YFGAP在大肠杆菌中融合表达及其活性检测

【目的】抗菌肽YFGAP由32个氨基酸组成,分子量为3.4 kD,对革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G?)表现出强效的抑制作用,不具有溶血活性。在大肠杆菌中表达抗菌肽YFGAP,分离纯化抗菌肽并鉴定其生物学活性。【方法】化学合成EK-YFGAP和L-EK-YFGAP基因序列,构建表达载体pET22b-ELP20-EK-YFGAP、pET22b-ELP40-EK-YFGAP和pET22b-ELP40-L-EK- YFGAP,分别转化至大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,可逆相变循环纯化融合蛋白。肠激酶酶切,经Vivaspin Turbo纯化柱纯化,测定重组抗菌肽的抑菌活性和溶血活性。【结果】纯化出两种融合蛋白ELP40-EK-YFGAP和ELP40-L-EK-YFGAP,肠激酶酶切纯化后获得重组抗菌肽YFGAP,对4种病原菌均有抑制效果,溶血活性较低。【结论】以ELPs作为非色谱纯化标签,实现了抗菌肽YFGAP的融合表达,具有操作简单、成本低、易于扩大的优势,为重组抗菌肽的量化制备及应用提供了理论基础和技术支持。     

杂合抗菌肽在毕赤酵母中的表达及其活性测定

为获得溶血活性低、抗菌活性高的杂合抗菌肽,以家蝇抗菌肽Cec Md和中国林蛙抗菌肽Chensirin为母体肽,并结合毕赤酵母偏爱密码子的原则,设计出6条具有抗菌潜力的新型杂合抗菌肽,将其命名为CC22、CC28、CC29、CC30和CC34(1),CC34,利用SOE-PCR技术合成所需的目的基因,并将其克隆至毕赤酵母表达载体pGAPZαA,通过电击转化技术,将其转化至毕赤酵母SMD1168中,经含有Zeocin的抗性平板筛选阳性转化子,YPD液体培养72h后,经Tricine-SDS-PAGE检测出目的蛋白,然后采用高效液相色谱法对其进行纯化。检测结果显示,表达产物CC29对大肠杆菌、鸡沙门氏菌的最小抑菌浓度(MIC)均为25μg/ml;CC34(1)对大肠杆菌表现相对较弱的抑制作用,最小抑菌浓度为100μg/ml;CC34对鸡沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为50μg/ml;且杂合抗菌肽对有益菌均没有表现出抑制作用。6条杂合肽的溶血活性均呈现较低水平,其中表现出抗菌活性的3条抗菌肽中,以CC29的溶血活性最低,CC34(1)和CC34相对次之。结合抑菌活性,CC29和CC34的抑菌效果较为明显,从而确定溶血活性低且抗菌活性较高的CC29和CC34为新型杂合抗菌肽。     

家蚕抗菌肽在毕赤酵母中的表达

目的：用毕赤酵母真核系统表达有抑菌活性的家蚕抗菌肽(cecropin-XJ)。将pGEX-4T-1-cecropin-XJ上的抗菌肽基因cecropin—XJ克隆至穿梭质粒pSuperY上,用Bln Ⅰ酶切使之线性化后,采用电击法转化酵母SMD1168,转化子用小瓶发酵,经SDS—PAGE检测,表达产物可以在α信号因子的引导下,分泌到培养基中,且表达产物具有明显抑菌活性。     

人源抗菌肽LL-37的原核表达及活性鉴定

目的:实现大肠杆菌高效可溶表达人源抗菌肽LL-37。方法:LL-37基因克隆至原核载体pET32a,于大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达。运用相关生物信息学软件分析重组蛋白Trx-LL-37的理化性质、亲/疏水性、蛋白质二级结构及其可溶表达概率。实验还考察了不同诱导温度对重组蛋白可溶表达比例的影响。结果:生物信息学分析显示,Trx-LL-37分子量21.5kD,理论等电点6.3,物理性质稳定,二级结构简单,具有可溶表达倾向。重组蛋白最佳诱导温度为17℃,与37℃相比,可溶表达比例由37.2%提高至50.2%,并且总表达量也提高了5%左右。抑菌结果显示纯化产物对多种常见细菌的生长具有抑制作用。结论:可采用融合方式通过原核系统高效可溶表达LL-37,为LL-37的功能研究打下基础。     

牛抗菌肽Bac7-Bac5融合基因在大肠杆菌中的过表达，纯化及抑菌活性

牛抗菌肽Bac7和Bac5是一种线性阳离子小分子多肽,在机体天然免疫和获得性免疫中都发挥着重要作用。本研究根据Gen bank中公布的牛抗菌肽bac7和bac5成熟肽基因序列,人工合成了融合基因Bac7-Bac5片段,克隆于原核表达载体pET32(a+)中构建了重组表达载体（pET-B7-B5）,将其转化于E coli BL21(DE3) 中实现了重组蛋白B7-B5（rB7-B5）的过表达,表达的rB7-B5以包涵体形式存在,rB7-B5表达量约占细菌总蛋白的36.6％,分子量大小为33kD,与预测大小相符。以经Ni亲和层析柱纯化和多步透析法复性的rB7-B5,对猪胸膜肺炎放线杆菌和耐药性大肠杆菌具有很好的抑菌活性,本研究为新型抗菌制剂的研制和开发奠定了基础。     

抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达

抗菌肽作为新一代抗生素的潜在应用价值使其备受关注,大量高纯度的抗菌肽是开展基础及临床实验的关键。天然来源的抗菌肽资源有限、纯化困难,化学合成抗菌肽成本高、活性不稳定,因此通过基因重组表达得到大量抗菌肽是低成本、高效益的方法。目前采用大肠杆菌表达系统获得抗菌肽已成为研究者的首选,通常以形成融合蛋白的方式表达,这不仅可避免抗菌肽对宿主的杀伤作用,也保护了抗菌肽免受蛋白酶降解。文章结合课题组的研究工作,综述了近年来抗菌肽在大肠杆菌中表达的融合载体、融合蛋白的裂解方法及表达条件优化的研究进展。     

杂合抗菌肽CecA-Mag的人工合成及其在Pichia pastoris中的分泌表达

根据抗菌肽天蚕素A(cecropinA,CA)N端第1~7个氨基酸残基,马盖宁(magainin,M)N端第2~12个氨基酸残基,以毕赤酵母偏爱的密码子设计合成了杂合肽CA(1~7)-M(2~12)基因,同载体pPICZα-A连接后转化Pichia pastoris受体菌SMD1168,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1.9kDa的CecA-Mag杂合抗菌肽获得表达,抗菌特性研究表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,对多数G-菌及G 菌均有较好的抑菌活性。初步抑菌活性测定,显示该杂合肽对金黄色葡萄球菌、耐氨苄青霉素的大肠杆菌及枯草芽孢杆菌有良好的抑杀活性。酸稳定实验显示pH为3.2时仍具有相当高的活性。热稳定性实验显示该杂合肽100℃加热5min后仍具有抑菌活性。这些特点使得重组抗菌肽CecA-mag在疾病防治和动物饲料添加剂等方面显露出很好的应用前景。     

人源抗菌肽LL-37在毕赤酵母中的高效表达及其活性检测

根据GenBank CAA86115中的LL-37氨基酸序列, 选择毕赤酵母偏好密码子, 采用SOE方法合成了人源抗菌肽LL-37基因。所合成的LL-37基因全长为141 bp, 并在其N端引入kex2裂解位点, 以保证表达抗菌肽具有天然N端。基因克隆入pPICZa-A质粒, 构建分泌型重组酵母表达载体pPICZa-A-LL-37。pPICZa-A-LL-37经SacⅠ酶切线性化后电转化导入毕赤酵母菌株X-33。PCR鉴定为阳性的酵母转化子经甲醇诱导分泌LL-37于发酵上清液, 其表达量为206 mg/L。表达产物LL-37耐热性强, 在100℃条件下40 min内抗菌活性不变, 煮沸3 h以上仍具有活性。琼脂糖孔穴扩散法检测显示LL-37对多种革兰氏阴性菌和阳性菌均具有很好的抑制活性, 其对金黄色葡萄球菌 CowanⅠ(Staphylococcus aureus)、致病性大肠杆菌K99(Enteropathogenic E.coli)和鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum)的最小抑菌浓度(Minimal Inhibitory Concentration, MIC)分别为1.56 mg/mL、3.12 mg/mL和1.56 mg/mL。     

类弹性蛋白ELPs融合表达在抗菌肽分离纯化中的应用（简报）

抗菌肽（Antimicrobial polypeptides,AMPs）是两性带电分子,广泛存在于多种生物体内,具有广谱抗菌、调节免疫、抑制肿瘤等多种生物学功能。一些抗菌肽不仅对耐药性的病原细菌有很好的抑制和杀灭作用,而且还对真菌、原生动物、病毒等有很好的抑制作用。近年研究还发现,某些抗菌肽还可选择性杀伤肿瘤细胞,     

复合抗菌肽PL在毕赤酵母中的分泌表达及其活性研究

为了获得抗菌活性较强的抗菌肽,将几种抗菌肽串联起来在毕赤酵母中表达,并比较其与单独抗菌肽的抑菌活性。以GenBank中的Protegrin-1(PG-1)、ScorpionDefensin(SD)、Metalnikowin-2A和SheepMyeloidAntibacterialPeptide(SMAP-29)(序列号分别为AAB27599,AAAB27538、P80409和P49928)成熟肽段作为模板序列,根据巴斯德毕赤氏酵母(P.pastoris)偏好密码子,设计并人工合成复合抗菌肽pl基因,同时用SOE法获得ScorpionDefensin的基因,分别克隆到pPICZαA载体中,转化P.pastoris受体菌X-33,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,复合抗菌肽PL及SD均获得表达。体外抑菌试验检测复合抗菌肽PL与单独的蝎子防御素SD的热稳定性、酸稳定性、最低抑菌浓度等,结果显示复合抗菌肽PL及SD具有很强的热酸稳定性,而针对不同的细菌,复合抗菌肽则表现出了强于单独的SD的活性,特别是对大肠杆菌。上述结果说明了该复合抗菌肽具有很好的开发前景。     

杂合抗菌肽牛乳铁蛋白素-天蚕素在大肠杆菌中的高效表达及其活性鉴定

【目的】菌株耐药性问题日益突出,研制新型安全高效的抗菌药物成为目前的研究热点之一。抗菌肽具有多种优良特性,高活性抗菌肽的开发及其重组表达对解决菌株耐药性问题具有重要意义。【方法】根据牛乳铁蛋白素与天蚕素的结构,设计一种新型的杂合抗菌肽牛乳铁蛋白素-天蚕素(LfcinB-Cecropin),根据Escherichia coli密码子偏爱性合成其编码基因,利用同尾酶法构建含有不同LfcinB-Cecropin基因片段拷贝数的重组表达载体,转化到E.coli BL21(DE3)进行重组表达。【结果】经IPTG诱导,LfcinB-Cecropin融合蛋白成功获得表达。经超声破碎、包涵体纯化、甲酸裂解后,获得具有明显抑菌活性的杂合肽LfcinB-Cecropin。【结论】获得一种高活性的新型抗菌肽LfcinB-Cecropin,并实现了在E.coli中的高效重组表达。     

鸡β-防御素7在大肠杆菌中的表达及活性分析

【目的】根据鸡β-防御素7(Gal-7)的成熟肽基因序列合成基因,构建表达Gal-7的大肠杆菌工程菌,研究重组鸡防御素Gal-7成熟肽的体外生物活性。【方法】将合成的gal-7基因克隆到大肠杆菌表达载体pGEX-6p-1中,得到重组质粒pGEX-6p-gal7,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导表达得到含GST标签的融合蛋白GST-Gal7;之后用Prescission蛋白酶将GST标签切除,并对成熟肽进行质谱分析;再利用琼脂打孔扩散法检测Gal-7成熟肽的体外抑菌活性,用2倍稀释法测定对指示菌的最低抑菌浓度。【结果】成功构建Gal-7大肠杆菌异源表达工程菌,表达纯化的重组Gal-7成熟肽质谱鉴定分子量为5 516 Da,其对黄色微球菌(NCIB 8166)、金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)、粪肠球菌(ATCC 29212)、大肠杆菌(CMCC 44102)均有抑菌活性,最低抑菌浓度分别为16.875、67.5、67.5、135 mg/L。【结论】获得表达鸡Gal-7成熟肽的大肠杆菌工程菌,并且切除GST标签的Gal-7成熟肽具有生物活性。     

High‐yield recombinant expression of the chicken antimicrobial peptide fowlicidin‐2 in Escherichia coli

The antimicrobial peptide fowlicidin‐2 identified in chicken is a member of the cathelicidins family. The mature fowlicidin‐2 possesses high antibacterial efficacy and lipopolysaccharide (LPS) neutralizing activity, and also represents an excellent candidate as an antimicrobial agent. In the present study, the recombinant fowlicidin‐2 was successfully produced by Escherichia coli (E. coli) recombinant expression system. The gene encoding fowlicidin‐2 with the codon preference of E. coli was designed through codon optimization and synthesized in vitro. The gene was then ligated into the plasmid pET‐32a(+), which features fusion protein thioredoxin at the N‐terminal. The recombinant plasmid was transformed into E. coli BL21(DE3) and cultured in Luria‐Bertani (LB) medium. After isopropyl‐β‐D‐thiogalactopyranoside (IPTG) induction, the fowlicidin‐2 fusion protein was successfully expressed as inclusion bodies. The inclusion bodies were dissolved and successfully released the peptide in 70% formic acid solution containing cyanogen bromide (CNBr) in a single step. After purification by reverse‐phase high‐performance liquid chromatography (RP‐HPLC), ～6.0 mg of fowlicidin‐2 with purity more than 97% was obtained from 1 litre of bacteria culture. The recombinant peptide exhibited high antibacterial activity against the Gram‐positive and Gram‐negative bacteria, and even drug‐resistant strains. This system could be used to rapidly and efficiently produce milligram quantities of a battery of recombinant antimicrobial peptides as well as for large‐scale production. © 2015 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 31:369–374, 2015     

Functional expression,purification, and antimicrobial activity of a novel antimicrobial peptide MLH in Escherichia coli

In this study, a novel heterozygous antimicrobial peptide MLH was synthesized, expressed, purified, and characterized. The peptide Md-cec-LL-37_Hp (MLH) was selected through bioinformatic analysis using musca domestica antimicrobial peptide (Cec-Med), human antimicrobial peptide LL-37, and helicobacter pylori antimicrobial peptide (Hp) as parent peptides. The target gene was synthesized by overlap extension PCR (SOE-PCR) and connected to the expression vector pET-32a (+), and the recombinant plasmid pET-32a-MLH was transformed to Escherichia coli for constructing pET-32a-MLH/BL21 (DE3). Isopropyl β-D-thiogalactoside (IPTG) was used to induce protein expression, and SDS-PAGE and western blot were adopted to test the target protein. And fermentation condition was optimized to get the mass expression of the fusion protein. The Ni²⁺ affinity chromatographic column was used to purify. Active heterozygous peptide was obtained after renaturation. Finally, the activity of the heterozygous antimicrobial peptide was identified. The fusion peptide showed significant antimicrobial effect on both E. coli and Staphylococcus aureus.     

利用融合蛋白EDDIE在大肠杆菌中高效表达抗菌肽Cecropin AD

本研究采用猪瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)定点突变外壳蛋白(EDDIE)为融合蛋白,对抗菌肽Cecropin AD(CAD)基因进行了高效融合表达,获得了有抗菌活性的抗菌肽CAD。首先采用重叠PCR基因合成技术将编码抗菌肽的CAD基因与猪瘟病毒定点突变外壳蛋白EDDIE编码基因合成为e-cad融合基因,接着将融合基因e-cad采用定点同源重组的方法连接到载体pET30a上,构建成pETED表达载体,然后转化大肠杆菌BL21(DE3)表达,表达的融合蛋白在大肠杆菌中主要以包涵体形式存在,表达量占菌体总蛋白的40%以上。蛋白质在体外复性,融合蛋白中EDDIE自我剪切,产生抗菌肽CAD。抑菌试验表明抗菌肽CAD能有效地抑制大肠杆菌和藤黄八叠球菌的生长,并且对酵母菌的生长也有微弱地抑制作用。以EDDIE为融合蛋白是在大肠杆菌中高效表达抗菌肽的一种好方法。     

β-发卡抗菌肽的全新设计及其生物学活性

通过缬氨酸和精氨酸的交替连接形成β-发卡结构的两条侧链,D-脯氨酸和甘氨酸形成β-转角单元以及侧链末端的两个半胱氨酸连接形成一个二硫键,来设计得到全新的由16残基构成的β-发卡抗菌肽VR。对设计得到的抗菌肽VR的生物学活性进行了检测,主要测定了新型β-发卡抗菌肽VR的最小杀菌浓度、对红细胞的溶血活性、杀菌动力学和盐敏感性。结果发现,VR和蜂毒素具有相似的杀菌活性,而溶血活性远低于蜂毒素,这表明VR比蜂毒素具有更高的细胞选择性。在NaCl的浓度低于100 mmol/L时,VR的杀菌活性没有受到影响;在NaCl的浓度为100 mmol/L时,VR具有50%的杀菌活性。综上可见,VR具有较优异的生物学活性,拥有成为抗生素替代物的发展潜力。     

杂合抗菌肽CecA-mil的改造及在毕赤酵母中的分泌表达

参照毕赤氏巴斯德酵母(Pichia pastorts)偏好密码子,改造并化学合成杂合抗菌肽CecA-mil基因,改造后的CecA-mil基因克隆到pPICZα-A载体中,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-CM,转化Pichia pastoris受体菌X-33。在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1．9kD的CecA-mil杂合抗菌肽获得表达,经表达条件优化,重组酵母菌的摇瓶发酵产率可达到245μg／mL。抗菌特性研究表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,对多数G^-菌及G^ 菌均有较好的抑菌活性,特别是对氨苄青霉素抗性菌和卡那霉素抗性菌抑杀效果更好;具有热稳定性和酸稳定性。这些特点使得重组抗菌肽CecA-mil在食品防腐、疾病防治和动物饲料添加剂等方面显露出很好的应用前景。