HIV-1蛋白酶的表达、纯化及其抑制剂体外筛选方法的建立

从HIV-1IIIB病毒RNA经RT-PCR得到HIV-1蛋白酶编码序列,克隆到pet28a质粒中构建HIV-1蛋白酶表达载体。阳性克隆转染E.coliBL21DE3,经IPTG诱导,蛋白酶以包涵体的形式表达,表达量占菌体总蛋白量的40%。包涵体经TritonX-100洗涤后溶解于8M尿素,溶解后的蛋白溶液经sephacyls-200H.R分子筛柱纯化后纯度达到90%以上,收集蛋白酶峰稀释复性并通过超滤进行浓缩。经检测,纯化的蛋白酶具有较高的活性。用荧光标记的蛋白酶底物检测不同浓度indinavir对蛋白酶活性的影响,表明该方法可以用于蛋白酶抑制剂的筛选。     

水稻巯基蛋白酶抑制剂的纯化及其性质研究

水稻的糠皮和胚经生理盐水浸取、离心后的上清液加热至８０℃处理１０ｍｉｎ,离心获得的上清液调ｐＨ至８．０,得到沉淀。沉淀溶解于０．０１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ,经透析冷冻干燥得水稻巯基蛋白酶抑制剂（ＣＰＩ）粗品;粗品再经ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ柱线性离子梯度洗脱和ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－１００柱分子筛层析,即可获得在ＰＡＧＥ、ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和ＨＰＬＣ上均为单一蛋白带的ＣＰＩ样品。经上述步骤,ＣＰＩ可被纯化５８倍。经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－１００和ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测定其分子量均为１２０００,Ｎ末端氨基酸为Ｐｒｏ,等电点５．６．水稻ＣＰＩ经１００℃处理１０ｍｉｎ后,其抑制活性无任何变化,在ｐＨ２．０～９．０之间,活性也不发生改变,但ｐＨ在９．０以上,其活性逐渐下降,水稻ＣＰＩ对木瓜蛋白酶是一种高亲和性的抑制剂,它对木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶有强抑制作用,对菠萝蛋白酶仅有弱抑制作用,但对胰蛋白酶则全无抑制作用;其抑制类型属竞争性抑制剂类型,Ｋ＿ｉ值约３．５×１０￣（－８）ｍｏｌ／Ｌ对木瓜蛋白酶的抑制摩尔比约为１：１。     

丝氨酸蛋白酶抑制剂Ea的表达纯化与活性分析

Ea是一种植物来源的丝氨酸蛋白酶抑制剂,分子量为18kD。利用其与丝氨酸蛋白酶家族成员的结合特性,可用于丝氨酸蛋白酶的结构与功能研究,也可作为亲和层析的配体而用于丝氨酸蛋白酶的纯化。将Ea基因插入大肠杆菌表达载体pET11a,在BL21(DE3)菌中以包涵体形式表达出重组蛋白质,表达量可占菌体蛋白质总量的30%。将包涵体变性、复性,得到具有天然抑制活性的rEa。经两步纯化所得rEa的纯度达到967%以上。活性分析表明,rEa对胰蛋白酶和人组织型纤溶酶原激活剂均有抑制作用。制备成rEaSepharose亲和柱可有效结合胰蛋白酶。     

马铃薯蛋白酶A抑制剂的纯化与性质

采用硫酸铵沉淀、Sephadex G-50和CM柱层析,从马铃薯汁中纯化蛋白酶A（protease A,PrA）抑制剂,并对其部分性质进行研究。蛋白酶A抑制剂为单亚基,相对分子质量为16．71kDa。热稳定性良好,抑制最佳pH范围为5—5．5,最佳反应时间为1．5h,对PrA抑制类型为竞争和非竞争性混合抑制作用。     

大鼠丝氨酸或半胱氨酸蛋白酶抑制剂B2的表达、纯化及抗体制备

目的:原核表达、纯化大鼠丝氨酸或半胱氨酸蛋白酶抑制剂B2(SERPINB2),并制备其多克隆抗体.方法:设计扩增大鼠Serpinb2全长基因的特异引物,通过PCR扩增出该基因片段,测序正确后插入含GST基因的原核表达载体pGEX-KG中,以IPTG诱导表达,并经谷胱甘肽琼脂糖珠纯化融合蛋白;用纯化的蛋白免疫小鼠制备多克...     

HIV-1整合酶核心区可溶性表达及抑制剂筛选

为了实现HIV-1整合酶蛋白核心区 (central core domain of integrase, IN-CCD) 的可溶性表达,并建立以IN-CCD为靶点的抑制剂体外筛选方法,从包含F185K突变HIV-1 IN基因的质粒中经PCR扩增得到含有F185K突变的IN-CCD基因,克隆到pET28b载体上构建重组质粒pIN-CCD,转化pIN-CCD至E. coli BL21 (DE3)中经IPTG诱导、表达,Ni-亲和层析纯化,获得IN-CCD蛋白。修饰DNA底物,以链亲和素包被的磁珠为载体捕获DNA产物,结合酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测IN-CCD的去整合活性,并筛选以IN-CCD为靶点的抑制剂。结果表明重组蛋白IN-CCD实现了高效可溶性表达,纯化后蛋白纯度达95%。建立的ELISA可以检测IN-CCD的去整合活性,且方法特异性和灵敏度好,可以实现高通量抑制剂筛选。从100个样品中筛选得到5个具有初步抑制IN-CCD去整合活性的样品。     

Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂IsKuI-1的原核表达、纯化及活性研究

目的:原核表达并制备重组蜱kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂IsKuI-1,检测其抗凝血及抑制蛋白酶活性。方法:构建pET32a-sumo/IsKuI-1原核表达质粒,并转入到E. coli BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达。表达产物经Ni-NTA亲和层析,在层析柱上用SUMO蛋白酶切割融合伴侣,纯化后得到重组目的多肽rIsKuI-1。用PT及aPTT法检测重组目的多肽的抗凝活性,发色底物法检测rIsKuI-1对丝氨酸蛋白酶的抑制活性。结果:用原核表达系统获得了rIsKuI-1,其无延长PT及aPTT活性,对人中性粒细胞弹性蛋白酶具有较好的抑制活性(IC50=1.83μM),且特异性强。结论:IsKuI-1是一种活性较好的人NE抑制剂。因此为进一步探讨rIsKuI-1的生物学功能及其作为新药开发应用奠定了基础。     

中性粒细胞蛋白酶抑制剂elafin毕赤酵母表达系统的建立及活性检测

中性粒细胞蛋白酶抑制剂elafin是中性粒细胞弹性蛋白酶特异性抑制剂。为建立中性粒细胞蛋白酶抑制剂elafin毕赤酵母表达系统,通过逆转录PCR扩增获取elafin cDNA,双酶切后定向克隆至穿梭质粒pPIC9K上。SalI酶切线性化后,电穿孔法转至毕赤酵母GS115菌株中,PCR筛选出阳性克隆,接种至最小甘油缓冲培养基中,甲醇诱导表达后,取上清阳离子交换层析纯化靶标蛋白。分别以western-blot、弹力纤维蛋白-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测重组elafin免疫原性、抗蛋白酶活性。重组elafin在毕赤酵母系统中呈分泌性表达,产量及活性高,分离纯化简便。此表达系统的建立为其后续研究及临床应用奠定了基础。     

组织基质金属蛋白酶抑制剂-2的表达纯化及活性鉴定

组织基质金属蛋白酶抑制剂-2(TIMP-2)抑制肿瘤迁移及侵袭。文中以人TIMP-2为研究对象,探索人TIMP-2蛋白的原核表达特征,并进行纯化及活性鉴定。以人肺癌A549细胞的总RNA反转录得到的cDNA为模板,克隆人TIMP-2基因,构建pET28a重组表达载体;经酶切检测和测序分析的重组表达载体pET28a-TIMP-2转入大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中,利用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,并对表达条件进行优化。经镍亲和柱纯化后,用Westernblotting法鉴定融合蛋白His-TIMP-2,并用明胶酶谱法检测融合蛋白的活性。研究发现融合蛋白His-TIMP-2在E.coliBL21(DE3)中以包涵体的形式存在;在一定范围内,IPTG浓度对His-TIMP-2的表达量没有显著影响;而在该表达系统中,诱导温度和时间是关键参数,His-TIMP-2的表达量随诱导温度升高而增加;纯化并复性后的融合蛋白His-TIMP-2能有效抑制人肺癌A549细胞表达的基质金属蛋白酶的活性。具有活性的融合蛋白的获得为后续深入研究人TIMP-2的功...     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂20的表达特征分析

【目的】原核表达家蚕Bombyx mori丝氨酸蛋白酶抑制剂20(Serine proteinase inhibitor 20,Bm Serpin-20),分析Bm Serpin-20基因和蛋白组织表达分布特点,以及不同外源病原物刺激家蚕后Bm Serpin-20基因的表达模式。【方法】利用p ET-28a表达载体在大肠杆菌Transetta(DE3)中融合表达Bm Serpin-20蛋白,利用纯化的重组蛋白作为抗原免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,利用实时定量PCR技术及Western blot方法分别分析Bm Serpin-20基因和蛋白的组织表达水平,以及病原物免疫刺激后的表达模式。【结果】在大肠杆菌中正确表达和纯化了融合Bm Serpin-20蛋白,并制备了多克隆抗体;Bm Serpin-20基因和蛋白在脂肪体、中肠、血细胞、马氏管、表皮、睾丸、卵巢中均有表达,且在表皮中表达量最高;家蚕5龄幼虫经核型多角体病毒(Nuclear polyhedrosis viruses)、藤黄微球菌Micrococcus luteus、大肠杆菌Escherichia coli、白僵菌Beauveria bassiana处理后,Bm Serpin-20基因表达量先下调而后上调,但不同病原物在不同时间的影响不尽相同。【结论】研究了Bm Serpin-20基因和蛋白的表达模式,为下一步研究其在家蚕免疫系统中的作用奠定了基础。     

Virtual Screening of Indonesian Herbal Database as HIV-1 Protease Inhibitor

HIV-1 (Human immunodeficiency virus type 1)׳s infection is considered as one of most harmful disease known by human, the survivability rate of the host reduced significantly when it developed into AIDS. HIV drug resistance is one of the main problems of its treatment and several drug designs have been done to find new leads compound as the cure. In this study, in silico virtual screening approach was used to find lead molecules from the library or database of natural compounds as HIV-1 protease inhibitor. Virtual screening against Indonesian Herbal Database with AutoDock was performed on HIV-1 protease. From the virtual screening, top ten compounds obtained were 8-Hydroxyapigenin 8-(2",4"-disulfatoglucuronide), Isoscutellarein 4''-methyl ether, Amaranthin, Torvanol A, Ursonic acid, 5-Carboxypyranocyanidin 3-O-(6"-O-malonyl-beta-glucopyranoside), Oleoside, Jacoumaric acid, Platanic acid and 5-Carboxypyranocyanidin 3-O-beta-glucopyranoside.     

HIV-1 tat基因改造及其蛋白表达、纯化与抗体制备

目的:为了方便实验室工作中HIV-1B'/C亚型及C亚型Tat蛋白的检测,制备了相应的Tat蛋白及其抗体。方法:将我国HIV-1B'/C亚型流行株tat基因的第1个外显子和HIV-1C亚型tat基因的第2个外显子融合在一起,将密码子替换为大肠杆菌的优势密码子,通过合成引物、PCR拼接的方法,获得目的基因序列;在原核系统中与pET32a 载体中的His·Tag、Trx·Tag及S·Tag进行融合表达;目的蛋白经Ni 金属螯合层析柱纯化后,用于免疫家兔,制备多克隆抗体。结果:PCR拼接获得306bp的目的基因序列;在原核系统中融合表达得到相对分子质量约31000的融合蛋白,占菌体总蛋白的21%。纯化后的融合蛋白免疫家兔,制备了多克隆抗体,Western印迹结果显示,获得的多克隆抗体与HIV-1B'/C亚型的Tat蛋白反应良好;间接免疫荧光结果表明,获得的多克隆抗体与HIV-1B'/C亚型和C亚型的Tat蛋白都能产生特异性反应。结论:制备的多克隆抗体能够使用间接免疫荧光方法检测HIV-1C亚型的Tat蛋白,使用Western印迹方法和间接免疫荧光方法都能检测HIV-1B'/C亚型的Tat蛋白。     

HIV-1 Vpu蛋白的原核表达、鉴定和纯化

目的：克隆、表达、纯化人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-1）Vpu蛋白,为其功能及免疫学研究奠定基础。方法：PCR扩增Vpu基因,纯化、酶切后克隆到原核表达载体pET32a中,转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株获得表达工程菌株,IPTG诱导蛋白表达,免疫印迹鉴定目的蛋白,亲和层析纯化蛋白。结果：构建了HIV-1Vpu蛋白的原核表达载体Vpu-pET32a,并在大肠杆菌中高效表达,目的蛋白呈可溶性形式存在,免疫印迹检测显示为目的蛋白,经Ni—NTAAgarose纯化获得了高纯度的目的蛋白。结论：在原核表达系统中表达了可溶性HIV-1Vpu蛋白,为进一步进行HIV-1Vpu蛋白的免疫原性和功能研究奠定了基础。     

计算方法研究HIV-1蛋白酶及其变异与小分子GRL-0519的相互作用

艾滋病病毒在世界范围内的传播,严重地威胁到人们的身心健康.HIV-1蛋白酶的残基变异严重地削弱了药物的治疗效果.为了研究残基变异D30N、I54M和V82A对蛋白酶结合抑制剂GRL-0519的影响,本研究进行了4个30 ns的分子动力学(MD)模拟,并采用溶解相互自由能(SIE)方法计算了蛋白酶和抑制剂的结合能.计算结果表明,极性相互作用不利于变异的蛋白酶结合抑制剂,而对于野生型的蛋白酶(WT),极性相互作用有微弱的贡献,极性相互作用是残基变异抗药性的主要原因,计算得到的总结合能与实验的数据一致.为了说明每个残基在抗药性中的贡献,采用分子力场的方法计算了每一个残基与小分子作用的范德华作用能,并分析了抑制剂与蛋白酶形成的氢键.范德华作用分析表明,V82A残基变异对结合模式的影响较小,相对于WT,D30N有5个残基的范德华贡献差异大于0.4 kcal/mol,I54M残基变异的蛋白酶有6个残基.氢键的分析说明,D30N和I54M变异丢失了几个氢键;范德华作用和氢键的分析结果与SIE的计算结果一致.研究结果为设计新的更有效的抗HIV-1蛋白酶变异的抑制剂提供了理论指导.     

中国株HIV-1核心蛋白真核表达载体的构建与表达

运用限制性内切酶XbaⅠ、SalⅠ对pKSGAG进行双酶切,获得HIV-1 gag基因,并与真核表达载体pCI-neo连接,构建含有中国流行株HIV-1 核心蛋白真核表达载体pCI-neoGAG.经XbaⅠ/SalⅠ双酶切及测序鉴定证实,成功地构建了HIV-1 核心蛋白真核表达载体pCI-neoGAG.通过脂质体将pCI-neoGAG转染入p815细胞,G418筛选4周后,使用间接免疫荧光方法检测表达产物.结果表明所构建的HIV-1 核心蛋白真核表达载体能在p815细胞中高效表达,为下一步进行HIV-1 DNA疫苗研究奠定了基础.     

RANTES衍生物与HIV-1进入抑制剂

HIV-1-1进入抑制剂的研究是近年来艾滋病药物研发领域的新热点,其中最受关注的是以CCR5为靶点的新药研发。CCR5是病毒进入细胞的主要辅助受体,在HIV-1进入宿主细胞过程中起着非常重要的作用。作为CCR5的天然配体,CC类的趋化因子RANTES、MIP-1α和MIP-1β都是极具潜力的HIV-1抑制剂,特别是有关对RANTES的定向设计的研究尤为引人关注,其目的是设计出一种既有很强的抗病毒能力而又不引发炎症反应的HIV-1拮抗剂。就RANTES衍生物应用于抑制HIV进入细胞方面的研究进行了综述。     

Epistasis among Deleterious Mutations in the HIV-1 Protease

A central goal in molecular evolution is to understand how genetic interactions between protein mutations shape protein function and fitness. While intergenic epistasis has been extensively explored in eukaryotes, bacteria, and viruses, intragenic epistatic interactions have been insufficiently studied. Here, we employ a model system in which lambda phage fitness correlates with the enzymatic activity of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) protease to systematically determine the epistatic interactions between intragenic pairs of deleterious protein substitutions. We generated 114 genotypes of the HIV-1 protease, each carrying pairs of nucleotide substitution mutations whose separated and combined deleterious effects on fitness were then determined. A high proportion (39%) of pairs displayed lethality. Several pairs exhibited significant interactions for fitness, including positive and negative epistasis. Significant negative epistatic interactions predominated (15%) over positive interactions (2%). However, the average ± SD epistatic effect, ē = 0.0025 ± 0.1334, was not significantly different from zero (p = 0.8368). Notably, epistatic interactions, regardless of epistatic direction, tend to be more frequent in the context of less deleterious mutations. In the present study, the high frequencies of lethality and negative epistasis indicate that the HIV-1 protease is highly sensitive to the effects of deleterious mutations. Therefore, proteins may not be as robust to mutational change as is usually expected.     

Expression, Purification, and In Vivo Administration of a Promising Anti-Idiotypic HIV-1 Vaccine

To date only a few neutralizing antibodies against HIV-1 exist. Since these neutralizing antibodies are only rarely found in sera of HIV-1 infected individuals an active vaccine is required. We recently developed murine anti-idiotypic antibody Ab2/3H6 against monoclonal antibody (mAb) 2F5, which is one of the most prominent neutralizing antibodies. Anti-idiotypic antibody Ab2/3H6 has been partially humanized and expressed as whole immunoglobulin G in Chinese hamster ovary cells in order to minimize the human anti-mouse antibody response. Here we describe the expression, purification, and immunohistochemical characterization of the chimeric Ab2/3H6 Fab fragment, which was finally used beside the whole IgG1 as an antigen for immunization of guinea pigs. The crude sera were screened for specific antibodies against the epitope of mAb 2F5 ELDKWA as well as for reactivity against HIV-1 gp41.