还原酶缺陷型大肠杆菌对重组蛋白溶解性的影响

探讨大肠杆菌细胞质氧化还原环境对重组蛋白溶解性的影响。选择含有1对二硫键的牛碱性成纤维细胞生长因子（BbFGF）作为简单蛋白的模式分子,选择含有2对二硫键的人抗HBsAg单链抗体（HBscFv）作为复杂蛋白的模式分子,分别构建表达质粒并转化普通宿主菌和还原酶缺陷型宿主菌E. coli Origami(DE3),比较表达产物的溶解性和纯化产物的活性。结果发现,BbFGF在普通宿主菌中大部分形成包涵体,在Origami(DE3)中为可溶性表达,但表达量降低。两种工程菌的表达产物经离子交换和肝素亲和层析两步纯化后,MTT法测定活性,发现来自还原酶缺陷型宿主菌的BbFGF活性高于普通宿主菌表达产物,二者的ED₅₀分别是1.6 ng/mL和2.2 ng/mL;HBscFv在两种宿主菌中均形成包涵体,包涵体以6 mol/L盐酸胍缓冲液溶解后,镍离子螯合亲和层析纯化并透析复性,间接ELISA测定抗原结合活性,发现二者活性无明显差异,但在Origami(DE3)菌体破碎后的的上清中可检测到HBscFv活性,纯化后产量为1～2 mg/L,而在普通宿主菌破碎后的上清中检测不到HBscFv活性。上述结果说明,改变宿主菌细胞质氧化还原环境对于含有1～2对二硫键的重组蛋白的可溶性表达具有明显促进作用。     

Engineering Escherichia coli BL21(DE3) derivative strains to minimize E. coli protein contamination after purification by immobilized metal affinity chromatography

Recombinant His-tagged proteins expressed in Escherichia coli and purified by immobilized metal affinity chromatography (IMAC) are commonly coeluted with native E. coli proteins, especially if the recombinant protein is expressed at a low level. The E. coli contaminants display high affinity to divalent nickel or cobalt ions, mainly due to the presence of clustered histidine residues or biologically relevant metal binding sites. To improve the final purity of expressed His-tagged protein, we engineered E. coli BL21(DE3) expression strains in which the most recurring contaminants are either expressed with an alternative tag or mutated to decrease their affinity to divalent cations. The current study presents the design, engineering, and characterization of two E. coli BL21(DE3) derivatives, NiCo21(DE3) and NiCo22(DE3), which express the endogenous proteins SlyD, Can, ArnA, and (optionally) AceE fused at their C terminus to a chitin binding domain (CBD) and the protein GlmS, with six surface histidines replaced by alanines. We show that each E. coli CBD-tagged protein remains active and can be efficiently eliminated from an IMAC elution fraction using a chitin column flowthrough step, while the modification of GlmS results in loss of affinity for nickel-containing resin. The "NiCo" strains uniquely complement existing methods for improving the purity of recombinant His-tagged protein.     

凋亡素融合蛋白的可溶性表达及活性分析

目的:构建PET-28a-SPA原核表达载体,在大肠杆菌BL21(DE3)中实现其高效可溶性表达,测定对肿瘤细胞的凋亡效果。方法:本实验在获得凋亡蛋白融合基因的基础上,成功地构建了重组表达质粒PET-28a-SPA,将阳性重组质粒转化表达受体菌BL21(DE3)感受态细胞中,经IPTG诱导表达,表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测和Western blot检测,并采用MTT法检测其对肿瘤细胞的增殖抑制。结果:表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,凋亡蛋白融合基因获得高效表达,软件分析表明表达蛋白占菌体蛋白20%左右。上清表达量约为10%。上清蛋白经纯化后,Western blot结果显示,利用凋亡蛋白单克隆抗体可以很好地和所表达的蛋白带特异性结合,并且对A549肺癌细胞及Hela细胞具有一定的凋亡作用。结论:所获凋亡蛋白以高效胞质可溶形式表达,为其研制有效的肿瘤免疫治疗靶向药物提供一定的基础。     

抗黄曲霉毒素B1单链抗体在大肠杆菌中的表达及优化

摘要：【目的】继杂交瘤技术后,重组抗体技术是新一代的抗体制备技术。然而如何用原核系统中较多地表达具有生物活性的单链抗体,避免包涵体形成仍是一个需要探讨的问题。【方法】将目的基因scFv-H4克隆到载体pET22b上,分别转入大肠杆菌BL21（DE3）和Origami（DE3）中,通过改变诱导温度和IPTG浓度,比较具有生物活性的蛋白量以及包涵体的量。【结果】在BL21（DE3）中,pET22b能产生大量表达scFv-H4,而BL21(DE3) 的含有trxA和gor双突变的衍生菌Origami（DE3）表达的scFv-H4的总量较少,但是具有生物活性的蛋白量较多（35 mg/L培养物）,具有生物活性的蛋白比例也较BL21（DE3）高。另外IPTG的浓度对scFv-H4表达没有显著影响,而较高的诱导温度会促使表达的蛋白形成包涵体。【结论】在较低的温度下,pET22b能在Origami（DE3）能较好地表达具有生物活性的scFv-H4,减少包涵体的比例,为后续的抗体性质研究和改造奠定了基础。     

鼠疫菌重要调控子蛋白的表达纯化及DNA结合活性分析

目的:利用大肠杆菌BL21(λDE3)的表达系统,表达7个有活性的、与鼠疫耶尔森菌(鼠疫菌)传播及致病密切相关的调控子蛋白,并对这些蛋白与DNA的结合活性进行分析,为构建鼠疫菌毒力基因转录调控网络建立分子生化实验平台。方法:通过分子克隆技术构建鼠疫菌调控子蛋白的表达菌株,所得菌株经IPTG诱导后能分别表达鼠疫菌CRP、Fur、PhoP、OxyR、OmpR、RcsB和RovA带His标签的融合蛋白;对这些蛋白与DNA的结合基序进行生物信息学预测;通过体外凝胶迁移实验验证上述蛋白与靶DNA的结合活性。结果:表达了7种有活性的鼠疫菌调控子蛋白,这些蛋白与靶基因启动子区具有体外结合活性。结论:表达的7种调控子蛋白在鼠疫菌的传播致病中有重要作用,这些调控子蛋白与DNA体外结合实验平台的建立,是构建鼠疫菌毒力基因转录调控网络的基础。     

Cloning, expression and characterization of alcohol dehydrogenases in the silkworm Bombyx mori

Alcohol dehydrogenases (ADH) are a class of enzymes that catalyze the reversible oxidation of alcohols to corresponding aldehydes or ketones, by using either nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) or nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP), as coenzymes. In this study, a short-chain ADH gene was identified in Bombyx mori by 5'-RACE PCR. This is the first time the coding region of BmADH has been cloned, expressed, purified and then characterized. The cDNA fragment encoding the BmADH protein was amplified from a pool of silkworm cDNAs by PCR, and then cloned into E. coli expression vector pET-30a(+). The recombinant His-tagged BmADH protein was expressed in E. coli BL21 (DE3), and then purified by metal chelating affinity chromatography. The soluble recombinant BmADH, produced at low-growth temperature, was instrumental in catalyzing the ethanol-dependent reduction of NAD(+), thereby indicating ethanol as one of the substrates of BmADH.     

人SCYL1-BP1重组蛋白的原核表达及分离纯化鉴定

前期研究结果发现,SCYL1-BP1具有细胞周期调控功能,同时具有肿瘤抑制因子的特性。目的:采用基因工程技术,构建SCYL1-BP1的大肠杆菌重组表达菌株,以获得足够量的高纯度目的蛋白,为后面进行一系列药理学检测及新药安全性测试奠定基础。方法:利用从人胎脑cDNA文库中克隆得到SCYL1-BP1基因克隆为模板,经PCR扩增,通过酶切位点克隆到新型原核表达载体pET-28b-SUMO上,转化大肠杆菌表达菌BL21(DE3)。经IPTG诱导表达,摸索优化表达条件,表达产物经Ni柱进行亲和层析纯化,后再进行SDS-PAGE和Western blot等分析鉴定。结果:成功构建了SCYL1-BP1的原核表达工程菌BL21(DE3)/pET-28b-SUMO-SCYL1BP1。SDS-PAGE和Western blot检验结果表明,诱导表达的融合蛋白His6-SUMO-SCYL1BP1的分子量约为65 kDa,主要以可溶的形式存在,且能被His标签抗体和SCYL1-BP1单克隆抗体特异性识别。结论:原核表达并纯化了人SCYL1-BP1融合蛋白,为其后续功能研究及性质实验奠定基础。     

结核分枝杆菌ESAT-6蛋白的重组表达及膜定位研究

从结核分枝杆菌H37Rv基因组中扩增出ESAT-6基因,克隆入pET21a(+)载体.将成功构建的pET21a(+)-ESAT-6重组质粒转化入感受态BL21(DE3)中,经诱导表达后,使用SDS.PAGE和Western blot鉴定.超声破碎后发现目的蛋白以可溶性表达形式存在,经过Ni-NTA柱和DEAE-Seph...     

APOBEC3G蛋白的原核表达及纯化

目的：原核表达重组APOBEC3G蛋白,为其功能及免疫原性研究奠定基础。方法：提取H9细胞全细胞基因组RNA,通过RT-PCR获得目的基因,经纯化、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,并对表达条件和纯化条件进行优化;利用Western Blot分析鉴定目的蛋白。结果：构建了APOBEC3G蛋白的原核表达载体Apo-His-pET32a,并在大肠杆菌中获得高表达,目的蛋白以可溶性蛋白形式存在;经Ni-NTA亲和层析柱一步纯化,获得了高纯度的重组APOBEC3G蛋白,蛋白浓度可达1．2mg／mL;Westem Blot显示获得了目的蛋白。结论：在原核表达系统中表达、纯化了可溶性APOBEC3G蛋白,为进一步对其进行免疫原性和功能研究奠定了基础。     

具有抗HIV活性的突变型天花粉蛋白TCSYFF-KR的构建及原核表达

目的：构建具有抗HIV活性的突变型天花粉蛋白（TCS）,并将其在原核系统内进行表达与纯化。方法：借助计算机预测TCS分子上可能的抗原决定簇（YFF81-83和KR173-174）,并依此设计适当的突变引物;以栝楼基因组DNA为模板,利用重组PCR技术扩增双突变型TCS全长基因,经BamHI和EcoRI双酶切后与原核表达载体pRSET-A连接,转化感受态大肠杆菌DH5α,提取质粒进行酶切鉴定及测序;将所获阳性重组质粒转化感受态大肠杆菌BL21（DE3）,经IPTG诱导表达后,对表达产物进行Western印迹鉴定;用Ni-NTA亲和层析柱对所获突变型TCS蛋白进行纯化。结果：构建了突变型TCSYFY-KR,并获得了该蛋白在大肠杆菌内的可溶性高效表达;经Ni-NTA亲和层析柱纯化,产生大量均一的突变型TCS蛋白。结论：TCS的定点突变及其在原核系统内的表达,为基因工程方法改造TCS提供了一条新途径。     

人分泌型磷脂酶A2(hsPLA2-IIA)基因的克隆、表达及活性鉴定

目的 为了构建人分泌型磷脂酶A2(secretary phospholipase A2, sPLA2-IIA) 的有效表达系统,本文从胎脾中提取总RNA,采用RT-PCR方法扩增出编码sPLA2-IIA的基因定向地克隆于硫氧环蛋白基因融合表达载体pET32a的TrxA基因3’末端,构建符合读码框的融合表达载体pET32a-sPLA2-IIA。37℃下经IPTG诱导,hsPLA2-IIA融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中获得高效表达,表达产物以包涵体的形式存在。包涵体经8M尿素溶解、复性后检测结果显示具有较高的催化活性并呈现剂量依赖关系。结论：以大肠杆菌为宿主,成功表达了hsPLA2-IIA蛋白,为进一步进行hsPLA2-IIA的大量生产和功能研究奠定了基础。     

HCV包膜蛋白E2的克隆、表达与检测

构建丙型肝炎HCV包膜蛋白糖蛋白的E2基因原核表达载体,获得大量重组HCVE2蛋白,进行E2蛋白的抗原性及潜在保护作用研究。通过RT-PCR从HCVRNA阳性血清标本中扩增出975bp(383～708)E2基因片段,PCR产物经EcoR I和Sall I双酶切后连接到经同样酶切的PET-41a原核表达载体上,转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株,经Amp筛选,得到阳性重组质粒PET41a-HCVE2菌株,并以IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE鉴定,表达产物经固定化金属配体亲和层析纯化,用ELLSA方法检测生物学活性。结果表明,构建的HCVE2包膜蛋白基因片段原核表达质粒所表达产物主要以包涵体形式存在,表达的融合蛋白与HCV阳性血清具有较好的反应原性。以HCVE2融合蛋白检测患者阳性血清具有良好的抗原性,有望能提高HCV抗体检测试剂盒的检出率。     

大肠杆菌细胞周质底物结合蛋白gsiB基因的克隆及其表达条件的优化

为深入研究大肠杆菌谷胱甘肽转运系统的蛋白质结构和功能, 对该系统中的gsiB基因进行了克隆和表达条件的优化。根据大肠杆菌谷胱甘肽转运系统中底物结合蛋白gsiB基因序列, 利用PCR方法扩增到该基因的编码区序列, 利用SLIC (Sequence and ligation–independent cloning)方法直接将其插入pWaldo-GFPe中, 成功构建了重组表达质粒pWaldo-GFP-GsiB。将重组质粒转化不同的大肠杆菌表达菌株进行诱导表达, 通过改变培养温度和IPTG浓度等条件, 得到了能够大量表达目标蛋白的重组子。结果表明: 大肠杆菌BL21(DE3)是 gsiB基因表达的最佳宿主菌; 18℃低温诱导培养有利于gsiB基因的大量表达; 0.1 mmol/L IPTG足够诱导gsiB基因表达, 增加IPTG浓度(0.1 mmol/L~1.0 mmol/L)并不能明显地促进gsiB基因的表达。Western blotting结果显示目标蛋白质有表达, 其分子量大小与预期相符。     

一种新型融合蛋白(RGD)3/tTF的基因表达与活性分析

为了发展一种新型的融合蛋白(RGD)3/tTF用于肿瘤血管的选择性栓塞治疗,利用PCR技术重组(RGD)3/tTF融合基因,克隆于pET22b( )载体,表达于E.coliBL21(DE3)。用镍柱纯化融合蛋白。凝血实验与FⅩ活化实验检测融合蛋白tTF组分的活性。间接ELISA分析(RGD)3/tTF与αvβ3的特异结合能力。pET22b( )/(RGD)3/tTF重组质粒成功获得并表达于E.coliBL21(DE3)。纯化蛋白(RGD)3/tTF能有效诱发血液凝固,活化FⅩ。(RGD)3/tTF与αvβ3的特异结合能力比RGD/tTF提高了32%。新型融合蛋白(RGD)3/tTF已在E.coli系统成功表达,表达蛋白保持tTF的活性并显示比RGD/tTF更高的与αvβ3的结合能力。     

IL-1023-57-PE40分泌表达的初步研究

将IL-1023-57-PE40基因与pelB信号肽融合置于pET-20b构建分泌表达质粒pET-20b-IL-1023-57-PE40,然后将pET-20b-IL-1023-57-PE40分别转化至BL21(DE3),BL21(DE3)pLysS,Rosetta(DE3),E·coliK12TB1,ER2566中。无论是在37℃或是在26℃,亦或在培养基中添加葡萄糖的情况下,IPTG诱导后,IL-1023-57-PE40蛋白只在BL21(DE3)pLysS菌中以可溶分泌形式表达,其中以37℃时培养基中不添加葡萄糖表达量为最高,占菌体蛋白总量的15%,说明蛋白的分泌表达与菌种的选择有关。表达产物经免疫印记检测可被抗PE40的特异抗体识别。通过质粒稳定性实验证明,pET-20b-IL-1023-57-PE40在BL21(DE3)中不稳定,导致蛋白的不表达,在Rosetta(DE3)BL21,E·coliK12TB1,ER2566中稳定但不表达,因此,以Rosetta(DE3)BL21为例,通过SDS-PAGE、DNAStar和ANThewin蛋白分析软件对本室构建的几种PE重组毒素进行比较分析,我们发现:并不是所有PE重组毒素融合信号肽序列后,就能分泌表达,PE重组毒素分泌表达还可能与导向部分的性质有关。     

植原体免疫主导膜蛋白Imp基因原核表达载体构建及表达

旨在构建植原体免疫主导膜蛋白Imp基因原核表达载体,并进行初步表达。以重组克隆质粒pMD18-T-Imp为模板,PCR扩增Imp基因片段。构建表达载体pET-28a(+)-Imp,转化宿主菌E.coliBL21(DE3)。筛选阳性克隆,提取重组质粒作PCR鉴定、酶切鉴定及IPTG诱导表达鉴定。PCR及双酶切结果显示,重组质粒pET-28a(+)-Imp构建成功。经IPTG诱导BL21(pET-28a(+)-Imp)表达约20 kD的蛋白,与预期的携带6×His-Tag的目的蛋白(19.5 kD)大小相符,主要以包涵体形式存在。结果显示,构建的表达载体pET-28a(+)-Imp在E.coliBL21(DE3)中能够达一定量表达,为进一步纯化Imp蛋白奠定基础。     

人Hepcidin融合表达载体的构建及在大肠杆菌中的表达

为了在大肠杆菌中表达生产hepcidin,根据大肠杆菌密码子偏好性,化学合成了人hepcidin的基因序列,并构建了hepcidin的融合表达载体pET -hpc。pET- hpc在大肠杆菌BL2 1 (DE3)中表达的hepcidin融合蛋白以包涵体形式存在,其N端带有 6个组氨酸。通过优化诱导表达条件,该融合蛋白表达水平显著提高,占总蛋白的 2 5 . 2 %。表达的包涵体经 1 %TritonX 1 0 0洗涤后溶于8mol L尿素,在变性条件下采用金属螯合层析进行纯化,所得融合蛋白纯度大于 95 %。     

Expression, purification, and crystallization of endopolygalacturonase from a pathogenic fungus, Stereum purpureum, in Escherichia coli

Endopolygalacturonases (EC 3.2.1.15) catalyze random hydrolysis of the alpha-1,4 glycosidic linkages in polygalacturonic acid, a component of pectin. Previously, we reported crystal structures of endogenously produced Stereum purprureum endopolygalacturonase I (endoPG I), both in its native form and complexed with its product, galacturonate. However, the substrate-binding mechanism of endoPG I is still unclear, because crystals have not yet been obtained with a substrate analog, or with mutant enzymes that can bind substrates. We describe here an expression system using Escherichia coli and a purification method to prepare functionally active endoPG I for such mutation and crystallographic studies. Expression in E. coli strain Origami (DE3) provided a soluble and active enzyme with proper disulfide bond formation, whereas the enzyme expressed in BL21 (DE3) was localized in inclusion bodies. A sufficient amount of recombinant endoPG I produced by Origami (DE3) was purified by a single-step procedure using cation exchange chromatography. The specific activity of recombinant endoPG I was equivalent to that of the enzyme produced by S. purpureum. Recombinant endoPG I was crystallized under the same conditions as those used for the native enzyme produced by S. purpureum. The crystals diffracted beyond 1.0 A resolution with synchrotron radiation.     

Expression of ornithine decarboxylase of Coccidioides immitis in three Escherichia coli strains carrying the lambda DE3 lysogen and an E. coli EWH319 strain odc − null mutant

Ornithine decarboxylase from respiratory fungal pathogen, Coccidioides immitis, cloned in the pETCiODC plasmid under control of T7lac promoter, was produced in E. coli BL21(DE3), BL21(DE3)pLysS, BLR(DE3) and EWH319 transformant strains. E. coli BL21(DE3)pLysS-pETCiODC expressed the highest specific activity of ODC, suggesting that this strain could be successfully used for protein structure and drug testing studies.     

生物活性肽Lunasin的原核表达和分离纯化

目的：利用基因工程的方法在大肠杆菌中表达并纯化生物活性肽Lunasin。方法：将合成的Lunasin基因插入原核表达载体pET-32a（＋）的多克隆位点Nde I和Xho I之间,然后将重组载体转化入大肠杆菌BL21（DE3）中,利用IPTG诱导表达蛋白,经SDS-PAGE和Western Blot鉴定蛋白的表达。然后利用亲和层析技术将含有6×His标签的蛋白分离纯化、脱盐、冻干。结果：①鉴定结果表明在6kDa位置出现目的条带Lunasin重组蛋白。②亲和层析在100mM咪唑时得到了洗脱的重组蛋白。结论：在大肠杆菌BL21（DE3）中成功表达并且纯化出了生物活性肽Lunasin。