NisinZ的定点突变及突变体性质的研究

以本实验室构建的含nisZ基因的质粒pHJ2 0 1为模板 ,采用定点突变技术将乳链菌肽Z分子中B环第 8位Thr突变为Ser(T8S)、将第 2位Dhb突变为Dha和第 31位His突变为Lys(T2S H31K)以及将第 2 7位Asn突变为Lys和第 31位His突变为Lys(N2 7K H31K) ,以pMG36e为载体 ,电击转化乳酸乳球菌 (L .lactis)NZ980 0进行表达。对表达产物性质的研究结果表明 ,3个突变体的抑菌谱和溶解度未发生变化 ,其抑菌活性略有下降 ,但它们的稳定性表现各不相同 :N2 7K H31K的稳定性与NisinZ几乎一致 ,而T8S和T2S H31K的稳定性有明显提高 ,在pH9条件下10 0℃加热 5min仍不丧失抑菌活性。     

葡萄球菌肠毒素 B 突变体的构建及其抗肿瘤活性分析

目的：通过对葡萄球菌肠毒素B（SEB）32位His进行定点突变,获得抑瘤效果显著增强的SEB突变体。方法：利用基因定点突变的方法,将SEB的32位His替换为Asn,将重组质粒转入大肠杆菌中诱导表达,用CM弱阳离子层析柱纯化获得重组蛋白,用SDS-PAGE和Western印迹对其进行鉴定,并用增殖实验检测其丝裂原活性,通过MTS法检测其体外抗肿瘤活性。结果：构建并高效表达了突变体蛋白SEB（H32N）,纯化获得了足够纯度的突变体蛋白;体外实验表明,在相同浓度下,SEB（H32N）的丝裂原活性及体外抗肿瘤活性明显优于野生型SEB。结论：同野生型SEB相比,突变体蛋白SEB（H32N）对肿瘤生长的抑制作用得到了提高。     

基于磷脂酶水解圈定向筛选高效聚对苯二甲酸乙二醇酯降解酶

【目的】目前自然环境中聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)废弃物的积累严重威胁生态健康,因此PET的降解问题已成为全球性的热点问题。生物酶法降解PET技术以其绿色环保而备受关注,但天然PET降解酶的催化活性普遍偏低,亟待进一步定向改造。现阶段定向进化为快速提高PET降解酶催化性能提供了可能,其中筛选方法是成功获得高性能突变体的关键所在。本研究旨在提出一种新型高效灵敏的筛选方法并应用于褐色喜热裂孢菌(Thermobifida fusca)来源角质酶Tfu-0883的定向改造,以期快速获得PET降解活性提高的突变体。【方法】基于易错PCR构建突变体文库,涂布于卵黄磷脂平板,以水解圈的大小作为筛选指标获得PET降解活性提高的突变体;对突变体进行酶学定性并筛选出潜在的分子改造位点,最终获得高性能突变体。【结果】从卵黄磷脂平板中挑取水解圈直径最大的单菌落,即突变体H10(N2D/D94H/A149E),其PET降解能力是野生型的1.5倍,最适温度与pH分别为60℃和8.0。突变体H10中第2位和第149位氨基酸残基远离底物结合凹槽,其突变会导致酶蛋白稳定性下降;第94位氨基酸残基则位于底物结合凹槽附近,由负电荷氨基酸Asp突变为正电荷氨基酸His,有利于吸附在带负电荷的PET表面,是突变体H10降解能力提升的关键因素;随后将野生型的第94位氨基酸残基Asp分别突变为His及同为正电荷且空间位阻更小的Lys和Arg,突变体D94H、D94K和D94R对PET降解能力均有提升,其中,突变体D94K降解PET能力是野生型的3.6倍。【结论】本研究基于磷脂酶水解圈构建了一种新的PET降解酶定向筛选方法,以此获得了降解活性提高的突变体,并证实角质酶Tfu-0883第94位氨基酸残基位点具有提升其PET降解活性的潜在能力。     

枯草蛋白酶E的突变体

Ser236位于横贯枯草蛋白酶E的α螺旋末端,远离催化活性中心,Ser236的突变不会对酶的活性产生大的影响。用定点突变的方法对枯草蛋白酶E的基因进行改造引入Ser236Cys,可能会形成分子间二硫键,有利于提高酶的稳定性。Ser236Cys变体酶(BP1)活性是野生型蛋白酶E的15倍,热稳定性提高3倍;进一步在其他位点引入突变的变体酶BU1(A1a15Asp/Gly20His/Ser236Cys)和BW1(Ser24His/Lys27Asp/Ser236Cys)活性都比野生型蛋白酶E低,但BW1的稳定性稍高于野生型蛋白酶E。     

贵州白山羊Bmp15和Gdf9基因多态性及其编码蛋白的进化分析(英文)

BMP15和GDF9是转化生长因子β（TGFβ）超家族的成员,对绵羊的繁殖性状有直接的调节作用,从中发现的多个高产突变位点直接提高了排卵数和产羔数。在之前的研究中,作者从贵州白山羊中找到了一个高产突变位点。为了进一步揭示Bmp15和Gdf9基因突变与繁殖性状之间的关系,对贵州白山羊Bmp15和Gdf9基因编码区进行了克隆,以人BMP7的晶体结构为模板构建了贵州白山羊BMP15和GDF9成熟肽的三维模型。贵州白山羊Bmp15和Gdf9基因分别编码394和453个氨基酸的蛋白前体。对BMP15和GDF9成熟肽序列进行分析发现,除了之前确认的BMP15中的FecX^B 突变（S99I）和GDF9中的V79I突变之外,还从贵州白山羊的BMP15和GDF9成熟肽分别发现7个和3个位点突变。其中,BMP15成熟肽的S32G、N66H、S99I/P99I和G107R突变可能影响二聚体与受体的结合;GDF9成熟肽的P78Q和V79I影响二聚体与I型受体的亲和力,将值得进一步深入研究。对Bmp15和Gdf9基因编码的蛋白前体序列进行聚类分析,结果显示在鱼类到哺乳类的进化过程中,BMP15出现长度逐渐增加的现象,以BMP15成熟肽N端长度增加为主。这种演变可能使BMP15对低排卵哺乳动物繁殖力的控制更为灵敏。该文的研究结果为贵州白山羊Bmp15和Gdf9基因变异与繁殖力的关系提出了合理的解释,并支持这两个因子是贵州白山羊高产性状重要调节因子的观点。     

通过定点突变提高乳链菌肽对热及pH的稳定性

【目的】通过定点突变技术改变乳链菌肽(nisin)特定位置氨基酸,获得性质改善的nisin突变体,为扩大其应用范围提供依据。【方法】在抑菌谱扩大的nisin单突变体M21K nisinZ的基础上,对M21K nisZ基因第29位丝氨酸密码子进行定点突变;将其克隆至乳酸菌表达载体pMG36e,并在Lactococcus lactis NZ9800中进行表达;双突变体M21K/S29K nisinZ经分离纯化后检测其在抑菌活性、抑菌谱和稳定性等方面的变化。【结果】与单突变体M21K nisinZ及野生型nisinZ(wild-type,WT)相比,双突变体M21K/S29K nisinZ对指示菌的抑菌活性虽有所下降,但其对温度及pH值的稳定性有显著提高。同时其抑菌谱与M21K nisinZ相同,可抑制革兰氏阴性菌,扩大了WT的抑菌谱。【结论】通过改变nisin分子特定位置的氨基酸可以改善nisin分子的理化性质,有可能得到应用范围更广的nisin品种。     

一株高毒力致病杆菌CB6的鉴定

从北京郊区果园采集的小卷蛾斯氏线虫（Steinernema carpocapsae）肠道内分离到一株具有较强杀虫和抑菌活性的致病杆菌菌株CB6。形态特征及生理生化特征测定结果表明,CB6菌株与致病杆菌属（Xenorhabdus）中的嗜线虫致病杆菌（X. nematophila）种的特征基本一致。测定了该菌株的16S rRNA序列并根据16S rRNA序列构建了系统发育树;在系统发育树中,CB6菌株与嗜线虫致病杆菌其他4个菌株形成一个类群,序列同源性大于99%。但CB6菌株的酪氨酸酶、脂酶（蛋黄）的产生、核糖产酸等生化特征与嗜线虫致病杆菌种内的其他菌株存在一定的差异,且具有更强的杀虫和抑菌活性。因此认为CB6菌株是嗜线虫致病杆菌的一个变种,命名为嗜线虫致病杆菌北京变种（X. nematophila var. pekingensis）。     

L24突变核糖体通过翻译终止调控λN基因的表达

从翻译延伸和终止两个方面研究了大肠杆菌核糖体蛋白质L24突变抑制Lambda噬菌体N基因表达的分子机理. 结果表明: 在lacZ和GST(谷胱苷肽巯基转移酶)为报道基因的表达质粒中, 通过lacZ和GST分别与λN 融合得到lacZ-λN和GST- λN融合基因, 它们在L24突变菌株中产生的β-半乳糖苷酶和谷胱苷肽巯基转移酶的活性分别下降至野生型T83菌株的1/4和1/2左右; 改变GST- λN融合基因的翻译终止密码子附近的序列, 能使GST-融合蛋白的产量恢复到T83菌株的水平. 原因可能是L24突变核糖体参与组成的翻译终止复合物有功能上缺陷, 在翻译终止某些基因, 如λN基因时, 能使核糖体暂停在终止密码子附近, 减慢翻译终止, 影响λN基因的表达. 其中, λN 基因终止密码子上游仅2个密码子的改变可消除L24突变对λN基因表达的抑制.     

组蛋白变体H3.3 L27M突变与胶质瘤发生

组蛋白变体在基因表达等基本细胞过程中发挥重要调节功能。人类有5种H3变体,分别为H3.1、 H3.2、H3.3、着丝粒特异性CENP-A和睾丸特异性H3t。人H3.3有H3F3A和H3F3B两个基因编码。采用DNA全基因组测序的方法在儿童高级别胶质瘤如恶性胶质瘤（GBM）和弥漫性内在脑桥胶质瘤（DIPG）鉴定出高频的H3F3A突变。超过70%DIPG和30%GBM携带H3.3 K27M氨基酸错义突变（27位赖氨酸被甲硫氨酸代替）。H3.3 K27M通过与组蛋白H3K27甲基转移酶EZH2亚基相互作用而抑制多梳抑制复合物2（PRC2）活性并全面减少H3K27me3含量。因此H3.3 K27M突变重塑了表观修饰状态和基因表达模式,从而驱动肿瘤发生。K27M突变可作为分子标志物以更好区分儿童胶质瘤亚型,还可作为特异、敏感的预后标志物。通过抑制组蛋白去甲基化酶如JMJD3活性而增加H3K27甲基化可作为K27M突变胶质瘤治疗的有效策略。本文综述了组蛋白变体H3.3 K27M在胶质瘤中的突变模式、分子机制和临床应用。     

一个鼻咽癌家系中存在COX7B2基因的低频变异

在中国南方鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)高发地区, 遗传易感性在鼻咽癌发病中起重要作用, 在4p11-4p14区域存在一个鼻咽癌易感位点. 采用PCR-直接测序法对位于该区域内的细胞色素C氧化酶亚单位Ⅶb2 (COX7B2)基因进行单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)筛查, 对发现的变异在家系患者、散发病例和正常人群中进行分型分析, 探讨COX7B2基因变异是否与鼻咽癌有关. 在COX7B2基因中共发现5个新的SNP位点, 分别位于上游启动子区(−158101G>T和−157322G>A)、第2内含子区域(−109602A>G)、第3外显子区(78T>A)和3′-非翻译区(354T>A). 位于第3外显子编码区的78T>A变异导致CAT26CAA (His26Gln)改变, 在31号鼻咽癌家系中与患者易感单体连锁, 但不存在于其他家系患者和散发病人中. 在广东地区和华东地区对照个体中78T>A变异的频率分别为0.45%(2/448)和0.26%(1/384), 在白人、黑人样本中没有发现该变异. 蛋白质序列比对显示COX7B2亚基26His位点在人、大猩猩、黑猩猩、长臂猿、大鼠和小鼠中十分保守. 上述结果提示COX7B2基因26His是一个保守的位点, 低频的His26Gln变异可能与31号家系的鼻咽癌高发有关.     

中国齿裂菌属研究Ⅱ.

我国齿裂菌属的4个分类单元,其中包括2个新种：生于青冈［Cyclobalanopsisglauca（Thnb.）Oerst.］上的青冈齿裂菌（Occomycesce=yclobalanopsisY.R.Lin＆Z.Z.Lisp.nov．）和生于香叶树（LinderacommunisHemsl.）上的福建齿裂菌（C.fujianensisY.R.Lin＆C.T.Xiangsp.nov．）。为新种提供了拉丁文和汉文描述及形态图。模式标本存放在安徽农业大学森林保护教研室（AAUFP）。     

D-氨基酸氧化酶在不同毕赤酵母宿主菌中的表达比较

D-氨基酸氧化酶（DAAO）在转化头孢菌素C生产7-ACA和转化DL-氨基酸制备α-酮酸和L-氨基酸上起着重要的作用。采用DNA操作技术,将来源于三角酵母的DAAO基因连接至表达载体pPIC35K上,再将表达质粒pPIC35KDAAO分别整合P. pastoris的宿主细胞KM71和GS115,经筛选获得阳性重组菌PDK13（Mut^S）和PD27（Mut⁺）。重点对两种突变菌的表达条件进行了比较。结果显示：PDK13（Mut^S）株比PD27（Mut⁺）株消耗甲醇慢、诱导时间长,但对通气量要求低、表达水平高,摇瓶活力分别达到2700和2500 IU/L,14L发酵罐内活力分别达到10140和8463 IU/L。初步探索了DAAO对DL-苯丙氨酸的拆分,结果显示基因工程菌表达的DAAO具有良好的转化DL-苯丙氨酸制备苯丙酮酸和L-苯丙氨酸的能力。     

H7N9禽流感病毒野生或突变神经氨酸酶对奥司他韦及扎那米韦敏感性的研究

本文研究了野生和突变H7N9禽流感病毒神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)对奥司他韦羧酸盐及扎那米韦的敏感性。将密码子优化的H7N9(A/Hangzhou/1/2013)病毒神经氨酸酶DNA克隆到pcDNA3.1/His载体(简称NAH7N9-WT质粒)后,将该质粒转染293T细胞,48h后裂解收集上清液,得到野生型H7N9神经氨酸酶。利用一步PCR突变法,在NAH7N9-WT质粒中引入H274Y和R292K突变(NA以N2编号),简称NAH7N9-H274Y、NAH7N9-R292K质粒,测序确认正确后将两种突变质粒转染293T细胞,48h后裂解收集上清液,获得突变H7N9神经氨酸酶。Western blot鉴定野生和突变NA的表达。以4-MUNANA为底物检测野生及突变NA活性,检测奥司他韦羧酸盐和扎那米韦对野生及突变NA的抑制活性。结果显示,野生及突变NA质粒转染细胞后均获得了分子量约为70kD的目标蛋白,但H274Y突变酶的表达量显著低于野生酶及R292K突变酶;所表达的NAH7N9-WT、NAH7N9-H274Y和NAH7N9-R292K均有活性;奥司他韦羧酸盐对NAH7N9-WT、NAH7N9-H274Y和NAH7N9-R292K的半数抑制浓度分别为1.6nM、15.1nM和大于1 000nM,耐药倍数分别为9和大于625倍;扎那米韦对NAH7N9-WT、NAH7N9-H274Y和NAH7N9-R292K的半数抑制浓度分别为1.1nM、1.4nM和38.0nM,耐药倍数分别为1.3和34倍。本研究结果表明奥司他韦和扎那米韦可显著抑制NAH7N9-WT活性,NAH7N9-R292K对奥司他韦和扎那米韦有显著的耐药性(耐药倍数34~625倍),NAH7N9-H274Y对奥司他韦和扎那米韦敏感(耐药倍数1~9倍)。结果提示,临床感染H7N9的患者可用扎那米韦或奥司他韦治疗,但当该病毒发生NAH7N9-R292K突变时,建议停止使用这两种药物。     

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。     

牲畜链霉菌异青霉素N合成酶基因的克隆与序列分析

产生含硫卜-内酰胺类抗生素的不同微生物种属间(包括原核和真核)的异青霉素N合成酶(IPNS)基因存在着明显的同源性。利用S. lipmanii IPNS基因探针验证了牲畜链霉菌(S. cattleya)染色体DNA中确实含有与之同源的区带,通过与牲畜链霉菌无活性阻断突变株互补克隆的方法,获得了同时含有硫霉素环化酶及IPNS基因的重组质粒。经基因序列分析表明牲畜链霉菌中IPNS基因,由963bp组成,起始密码子为ATG,终止密码子为TGA,共编码321个氨基酸,所克隆的牲畜链霉菌IPNS基因编码蛋白与已知的S. clavuligerus的IPNS相似性为56％,与S. lipmanii的IPNS相似性为64％。     

抗酸酵母遗传特性的初步研究

研究了酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）单倍体突变株YNN-27-24（a trp^-ura^-）对乳酸抗性产生原因及其遗传特性。结果表明,该突变株对乳酸的抗性不是由于对环境条件的适应,而是由基因突变所致。通过对A13-18（alys^-）和YNN-27-24进行杂交得到的30株杂交子代的遗传特性进行分析可以看出,YNNM-27-24突变株对乳酸和潮霉素B（HygromycinB）的抗性,均由单基因控制,并且     

芒果炭疽病菌β-微管蛋白基因的克隆及其与多菌灵抗药性发生的关系

参照豆科合萌属（Aeschynomene）作物炭疽病菌的tub1和tub2基因序列设计了2对引物,分别从芒果（Mangifera）炭疽病菌对多菌灵(MBC)田间抗药性（MBCR）和敏感（MBCS）的菌株中扩增β_微管蛋白基因。结果只有以tub2为参照设计的引物扩增到了特异片段。进一步对全基因进行了克隆和测序。该基因序列全长1344bp,编码447aa,其核苷酸和氨基酸序列与豆科合萌属炭疽病菌的tub2基因高度同源。对芒果炭疽病菌抗、感菌株β_微管蛋白氨基酸序列进行比较分析,发现第181、237和363位氨基酸发生了突变,而其它位置（如第198位或200位）均不变。     

富养罗尔斯通氏菌菌株 PHB“泄漏”机理的初探

建立了一种分离纯化聚羟基丁酸(Polyhydroxybutyrate, PHB)颗粒的改良方法。采用这种方法从Ralstonia eutropha菌株H16（野生型）、SK1489（Tn5诱变的PHB泄漏菌株）、JMP222（野生的PHB泄漏菌株）分离了PHB颗粒。进一步比较研究了不同菌株的PHB解聚酶和3羟基丁酸脱氢酶的活性。研究结果表明,菌株SK1489的PHB解聚酶活性（48h培养后达1.82 U/mg）明显高于野生型菌株H16(48 h培养后达0.37 U/mg),菌株JMP222的3羟基丁酸脱氢酶活性(培养96 h后达1659 U/mg)比菌株H16培养(96 h后达640 U/mg)高许多。这些结果显示,不同菌株PHB的泄漏有不同的原因,突变株SK1489导致PHB泄漏的原因是解聚酶活性高,而野生型JMP222 PHB泄漏的原因主要是3羟基丁酸脱氢酶活性高。     

植酸酶phyAm基因结构延伸突变改善酶的热稳定性

将来源于黑曲霉N25的植酸酶基因phyA^m重组于大肠杆菌表达载体pET30b(+),以重组表达载体pET30b-F-phyA^m为模板经PCR扩增获得结构延伸突变植酸酶基因phyA^e（在植酸酶基因C端增加了来源于pET-30b-F-phyA^m载体上13氨基酸残基）。含突变基因的重组表达载体pPIC9k-phyA^e在GS115酵母中表达。纯化的突变酶PP-NP-e与野生型酶PP-NP-m8相比：PP-NPAe的最适反应温度上升了3℃,75℃处理10min,热稳定性提高21%,比活力略有提高。最适反应pH为5.6,有效pH范围pH4.6到pH6.6。比未突变酶扩大了0.4单位。     

猪白细胞介素_6在巴斯德毕氏酵母（Pichia pastoris）中的分泌表达

白细胞介素6（Interleukin_6, IL_6）是一种具有多种生物学效应的细胞因子,在疾病诊断与疫苗佐剂领域有广阔的应用前景。在本试验中,猪白细胞介素_6（pIL_6）的cDNA序列被克隆入甲醇酵母（Pichia pastoris）分泌表达载体pPIC9K中,并转化入P. pastoris GS115菌株。其重组菌株GS115/pPIC9K_IL6经1% 甲醇诱导后,能分泌表达分子量约为24.5KD的重组蛋白,Western blot确证为pIL_6。该酵母表达产物无N端糖基化修饰。用依赖IL6生长的B9细胞株检测提纯后的pIL_6,其生物学活性可达8×104IU/mg。