限制性内切酶Mlu Ⅰ蛋白及其硒代衍生物的制备

【背景】限制性内切酶Mlu Ⅰ是一种常用的工具酶,在分子生物学领域发挥着重要的作用,其三维结构尚未被解析。【目的】在大肠杆菌中克隆表达、纯化重组Mlu Ⅰ蛋白及其硒代蛋白,并进行结晶条件的研究。【方法】构建重组表达载体pET28b-Mlu Ⅰ,在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中诱导表达,利用亲和层析和凝胶过滤层析纯化重组Mlu Ⅰ蛋白和硒代Mlu Ⅰ蛋白。对蛋白进行质谱检测、圆二色谱检测以及酶活检测,利用坐滴法进行结晶条件的筛选。【结果】构建了重组表达载体pET28b-Mlu Ⅰ并纯化获得达到结晶纯度的蛋白,通过质谱检测确定硒代Mlu Ⅰ蛋白中的8个甲硫氨酸全部被取代,结合酶活测试及圆二色谱检测确定了硒代对Mlu Ⅰ蛋白的活性、结构无明显影响。采用坐滴法进行初步的晶体生长研究,重组蛋白目前已在1种条件下获得针状晶体并进行初步衍射,获得分辨率在0.32 nm左右的衍射数据。【结论】Mlu Ⅰ蛋白及硒代Mlu Ⅰ蛋白纯化体系的构建和结晶条件的研究,可为下一步解析Mlu Ⅰ三维结构、作用机制的探讨及定向改造奠定基础。     

枯草芽胞杆菌fmbj SrfAC-A结构域的活性测定

[目的]在体外研究surfactin合成酶的A结构域,为获得新的surfactin类似物奠定基础.[方法]本文从枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)fmbj中克隆出surfactin合成酶第7个模块的A结构域基因(SrfAC-A),与表达质粒pET-23a相连后在大肠杆菌表达系统中表达,用Ni-NTA亲和柱对重组蛋白SrfAC-A进行分离纯化后测定其活性.[结果]克隆所得的A结构域对Ile有选择活性,而对其他氨基酸基本无活性.[结论]Surfactin合成酶中的A结构域能在体外独立行使其选择底物氨基酸的功能.     

钝齿棒杆菌溶氧诱导型启动子的筛选及其功能验证

[目的]筛选钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)SYPA5-5内源溶氧诱导型启动子,验证其在不同溶氧条件下受溶氧调控的功能.[方法]以本课题组前期利用双向电泳结合质谱鉴定技术分离鉴定出的高低供氧条件下钝齿棒杆菌SYPA5-5胞内的显著差异蛋白(27个)为基础,结合棒杆菌基因组信息分析高低溶氧状态下显著差异蛋白中单位拷贝的表达量,以其中单位拷贝表达量高的蛋白为目的蛋白,克隆目的蛋白编码基因的上游启动子,分别替换棒杆菌-大肠杆菌穿梭表达质粒pDXW-8的外源tac启动子,在大肠杆菌和钝齿棒杆菌中表达报告基因gfp和cat,并检测其表达效率.[结果]筛选出高溶氧上调蛋白转酮醇酶和延胡索酸水化酶作为目的蛋白,克隆其启动子区命名为P-tkt和P-fum.在重组大肠杆菌和重组钝齿棒杆菌中,P-tkt在高溶氧条件下CAT活性是低溶氧条件下CAT活性的2.8和3.2倍.该结果在5L发酵罐中得到验证.[结论]启动子P-tkt为首次筛选到的钝齿棒杆菌内源性高溶氧诱导型启动子,适用于高溶氧条件发酵生产氨基酸的菌株中,有利于在高供氧条件下提高棒杆菌中氨基酸的合成代谢能力.     

嗜热古菌Archaeoglobus fulgidus RecJ核酸酶的表达纯化及酶学特征

[目的]克隆表达嗜热古菌Archaeoglobus fulgidus(A.fulgidus)来源的RecJ核酸酶基因(ORF编号AF_0699,NCBI数据库基因登陆号为AF_RS03550),对该重组蛋白的核酸酶活性及酶学特征进行鉴定和分析.[方法]将A.fulgidus RecJ(AfuRecJ)核酸酶在大肠杆菌中...     

长双歧杆菌α-唾液酸苷酶在大肠杆菌中的表达及酶学性质

[背景]唾液酸苷酶是一类水解唾液酸糖复合物末端唾液酸残基的糖苷水解酶,广泛存在于动物和微生物中,具有重要的生物学功能.[目的]克隆一个长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)唾液酸苷酶基因(blsia42)并在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达,探讨该重组酶的酶学性质.[方法]从长双歧...     

芽胞杆菌(Bacillus sp.)YX-1耐有机溶剂葡萄糖脱氢酶的基因克隆与酶学性质

[目的] 从芽胞杆菌(Bacillus sp.)YX-1基因组中克隆出一种有机溶剂耐受型的葡萄糖脱氢酶基因,实现了该基因在大肠杆菌中的高效表达,研究了重组蛋白的酶学性质.[方法] 依据芽胞杆菌属中葡萄糖脱氢酶氨基酸序列的保守性,设计合理引物,钓取来源于Bacillus sp.YX-1的葡萄糖脱氢酶基因,构建诱导型表达载体pET28a-gdh,于大肠杆菌中进行表达.镍柱亲和层析法纯化重组蛋白,考察了重组蛋白的酶学性质.[结果] 葡萄糖脱氢酶基因全长为786 bp,编码261个氨基酸.酶学研究结果表明:该酶最适反应温度为45℃,最适pH值为8.0;具有良好的有机溶剂耐受性,于50％的辛烷、环己烷、癸烷中室温放置1h后,酶活仍能保持90％以上;具有较宽的底物谱,对多种糖均具有一定的催化活性,其中催化D-葡萄糖的活力最高,产生还原型辅酶因子;对辅酶NADH和NADPH具有相似的依赖性,对NAD+和NADP+的催化比活分别为8.37 U/mg和8.62 U/mg.[结论]利用生物信息学成功地挖掘出Bacillus sp.YX-1一种耐有机溶剂的葡萄糖脱氢酶,为氧化还原酶在有机相反应中的的辅酶再生循环提供了新型的生物催化剂.     

血清学诊断中结核杆菌磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶的应用

[目的]在原核系统中表达结核杆菌磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate car-boxykinase PEPCK),并研究该蛋白在诊断结核病人血清抗体中的应用价值.[方法]应用基因重组技术表达重组蛋白结核杆菌磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶,经亲和层析法纯化表达产物.用表达的重组蛋白免疫小鼠,研究其免疫学特性.间接酶联免疫吸附试验(Enzyme link immunosorbent assay,ELISA)检测结核病人血清中特异性IgG抗体,并与结核杆菌抗体胶体金法诊断试剂盒检测结果对比.[结果]试验表明转化入大肠杆菌中的重组质粒能够表达并纯化出相对分子量为72 kDa的重组蛋白;Western blot证实重组蛋白能够与小鼠抗BCG血清发生特异性反应;重组蛋白免疫小鼠后,小鼠血清中的抗体滴度可达1∶1280以上;重组蛋白用作ELISA包被抗原检测病人血清阳性率为17.3%(30/173),其中排菌病人的阳性率为32.5%(13/42),不排菌病人的阳性率为12.9%.该方法结果与结核杆菌抗体胶体金法诊断试剂盒的检测结果相比,敏感性为51.0%,特异性为96.7%.[结论]结核杆菌PEPCK具有较好的免疫原性和抗原性,有可能作为结核病血清学诊断的一组抗原之一.     

酿酒酵母二腺苷四磷酸磷酸解酶Ⅰ片段的表达、纯化及晶体培养研究

[目的]为了培养用于X-衍射的酿酒酵母二腺苷四磷酸磷酸解酶Ⅰ的蛋白晶体,为研究该酶的三维结构和功能打下基础;[方法]构建了表达酿酒酵母二腺苷四磷酸磷酸解酶Ⅰ片段(Apaldn16)的表达质粒,用核苷酸序列分析证明了克隆片段的正确性.将重组载体转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3),经.IPTG诱导后,用SDS-PAGE检测了蛋白的表达情况.将粗蛋白用Ni-NTA亲和层析分离,收集组分进一步用Superdex 75分子筛纯化.纯化后的蛋白用SDS-PAGE和质谱检验其纯度和正确性,然后用悬滴气相扩散法进行了蛋白结晶条件的初筛.[结果]成功地用大肠杆菌可溶性地高效表达了Apaldn16蛋白.得到了分子量约为36 kD的单一蛋白条带,纯度在95%以上.质谱结果证明该蛋白纯度高,分子量正确.将纯化后的蛋白用悬滴气相扩散法进行晶体初筛,得到了针状簇晶.此晶体经SDS-PAGE检测,证明为Apaldn16蛋白晶体.[结论]利用大肠杆菌高效表达体系可以正确表达Apalan16蛋白,蛋白经过纯化后,用悬滴气相扩散法可以生长出针状晶体,适合于进一步的三维结构研究.     

双叉犀金龟表皮蛋白TdCPR12611与TdCPR7854的表达纯化及特性分析

[目的]探析双叉犀金龟Trypoxylus dichotomus表皮蛋白的序列特征及生化性质.[方法]利用RT-PCR克隆双叉犀金龟表皮蛋白基因,利用生物信息学方法分析表皮蛋白的结构特征及系统发育;采用大肠杆菌Escherichia coli表达系统对双叉犀金龟表皮蛋白进行重组表达,并通过金属离子鳌合层析的方法对重组蛋...     

基于响应面分析方法的钩端螺旋体三联属特异性蛋白抗原原核表达条件的优化

脂蛋白LipL32和LipL21及穿膜蛋白OMPL1是问号钩端螺旋体(简称钩体)属特异性表面抗原,可作为通用型钩体基因工程疫苗抗原.[目的]在我们的研究中,为了获得使得重组人工融合基因lipL32/1-lipL21-ompL1/2获得较高的表达水平,我们优化了重组宿主大肠杆菌的表达条件.[方法]我们采用了基于中心复合设计(CCD)的响应面分析方法(RSM).影响重组大肠杆菌生长的主要因素包pH、诱导剂IPTG浓度、诱导前培养实践、诱导时间以及诱导温度.响应面分析方法可以从这些因素中找到适合目的蛋白表达的最优表达条件.[结果]我们的结果显示在pH7.9、0.20mmol/LIPTG、诱导前培养时间2.5 h、诱导时间5.83 h、诱导后温度31℃条件下,可获得目的重组蛋白37.78 mg/L的最大表达量.[结论]实验结果表明采用基于中心复合设计的响应面分析方法能够较吹靥岣吣康牟锏牟?利用统计方法不但可以减少试验的次数,而且还能够从影响蛋白的因素中找出最重要的影响因素,因此该方法不仅对重组蛋白表达条件的优化有用,而且是一种很好的筛选方法.     

Expression, purification, and circular dichroism analysis of human CDK9

The human cyclin-dependent kinase 9 (CDK9) protein was expressed in E. coli BL21 using the pET23a vector at 30 degrees C. Several milligrams of protein were purified from soluble fraction using ionic exchange and ATP-affinity chromatography. The structural quality of recombinant CDK9 and the estimation of its secondary structure were obtained by circular dichroism. Structural models of CDK9 presented 26% of helices in agreement with the spectra by circular dichroism analysis. This is the first report on human CDK9 expression in Escherichia coli and structure analysis and provides the first step for the development of CDK9 inhibitors.     

Expression and purification of a small heat shock protein from the plant pathogen Xylella fastidiosa

The small heat shock proteins (smHSPs) belong to a family of proteins that function as molecular chaperones by preventing protein aggregation and are also known to contain a conserved region termed alpha-crystallin domain. Here, we report the expression, purification, and partial characterization of a novel smHSP (HSP17.9) from the phytopathogen Xylella fastidiosa, causal agent of the citrus variegated chlorosis (CVC). The gene was cloned into a pET32-Xa/LIC vector to over-express the protein coupled with fusion tags in Escherichia coli BL21(DE3). The expressed HSP17.9 was purified by immobilized metal affinity chromatography (IMAC) and had its identity determined by mass spectrometry (MALDI-TOF). The correct folding of the purified recombinant protein was verified by circular dichroism spectroscopy. Finally, the HSP17.9 protein also proved to efficiently prevent induced aggregation of insulin, strongly indicating a chaperone-like activity.     

鼠伤寒沙门氏菌c-di-GMP结合蛋白YcgR的表达、纯化及活性鉴定

【背景】在鼠伤寒沙门氏菌中,c-di-GMP结合蛋白YcgR通过与鞭毛运动蛋白的相互作用,抑制鞭毛运动速度,使细菌由浮游生长向生物膜产生及侵染宿主的静止状态转变。然而,目前关于该蛋白的结构、功能以及与c-di-GMP结合后调控细菌运动状态的分子机制还不清楚。【目的】通过原核表达,获得高纯度的YcgR蛋白,并对其二级结构稳定性以及c-di-GMP结合活性进行表征,为进一步确定YcgR的结构以及阐明c-di-GMP如何通过结合YcgR而减缓细菌运动速度的分子机制奠定基础。【方法】通过构建重组大肠肝菌对YcgR进行原核表达;通过Ni-NTA镍离子亲和层析柱和体积排阻色谱两步纯化获得高纯度的YcgR蛋白;预测YcgR蛋白质结构,利用圆二色光谱仪(CD)测定其二级结构;通过等温滴定量热法(ITC)和热转移技术(Protein thermal shift)研究YcgR与c-di-GMP的结合活性。【结果】菌落PCR和质粒测序结果表明,表达YcgR的重组大肠杆菌构建成功;SDS-PAGE和体积排阻色谱显示YcgR的分子量大约为28 kD,在溶液中以二聚体的形式存在;通过预测和对比,发现YcgR的结构与同源蛋白PP4396高度相似,都有一个响应c-di-GMP的PilZ结构域,且CD结果显示YcgR具有稳定的二级结构;ITC和Thermal Shift结果表明,YcgR与c-di-GMP有较强的结合活性,其Kd值为50 nmol/L。【结论】首次实现了鼠伤寒沙门氏菌YcgR蛋白的原核表达及纯化,表征了其c-di-GMP结合活性,为进一步研究YcgR蛋白与细菌信号分子c-di-GMP调控鞭毛运动的分子机制奠定基础,并为鼠伤寒沙门氏菌抗感染药物的研发和治疗提供新的策略。     

Hv古细菌SRP19基因的克隆、表达、重组蛋白的纯化及生物学活性的研究

目的：构建Hv古细菌SRP19蛋白的表达载体pET23d-HvSRP19并在大肠杆菌中表达后进行纯化和研究其生物学活性,为研究SRP循环的分子机制奠定基础。方法：用体外合成的重组DNA技术,先合成具有重叠碱基的10个寡核苷酸短序列,通过拼接,获得Hv SRP19基因全长DNA后,克隆到pET23d载体上。重组质粒在大肠杆菌BL21（DE3）pLysS中的大量表达产物经Q-Sepharose离子交换层析柱纯化后再用蔗糖密度梯度超速离心法分析其生物学活性。结果：正确构建了pET23d-Hv SRP19表达载体,并在大肠杆菌BL21（DE3）pLysS中获得良好的表达;成功地纯化了表达产物,纯度达95%;证明了具有SRP19蛋白的生物学活性,能够与Hv SRP RNA相互作用形成SRP19-SRP RNA的复合物。结论：纯化的Hv SRP19蛋白与Hv SRP RNA相互作用所形成的复合物,被认为是启动SRP颗粒形成和功能发挥的开始。     

鲍曼不动杆菌铁蛋白的抗氧化功能研究

【目的】克隆鲍曼不动杆菌铁蛋白(Abferritin)基因,并研究其抗氧化功能。【方法】荧光定量PCR检测氧化应激下Abferritin基因的表达量,并将其基因克隆到表达载体p ET28a以构建重组质粒p ET28a-Abferritin,转化大肠杆菌BL21(DE3)得到重组菌BL/p ET28aAbferritin,IPTG诱导目的蛋白表达并利用镍柱亲和层析纯化该蛋白。比色法测定Abferritin蛋白的Fe2+氧化酶活性,自由基清除实验测定其抗氧化功能。菌落计数法观察重组大肠杆菌在H2O2应激条件下的存活率。【结果】Abferritin基因在氧化应激下表达增高。重组质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中高效表达,通过Ni2+亲和层析纯化获得了Abferritin蛋白。该蛋白具有Fe2+氧化酶活性,能有效减少氧自由基的形成及提高大肠杆菌抵抗氧化应激的能力。【结论】氧化应激能诱导Abferritin基因表达上调,且该蛋白具有亚铁氧化酶活性和抗氧化功能。     

Effects of calcium on recombinant bovine chromogranin A.

Bovine chromogranin A, the acidic calcium-binding protein characteristic of endocrine secretory vesicles, has been expressed in Escherichia coli using the pET3a vector system under T7 polymerase control. The expressed protein is located in the bacterial cytosol and can be purified from bacterial proteins by a heat treatment step, followed by gel filtration, anion-exchange, and reversed-phase chromatography. The purified recombinant chromogranin A has an apparent M(r) of ca. 72,000 by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, in spite of its 432-amino acid polypeptide chain, consistent with observations on natural chromogranin A. The primary structure has been confirmed by mass spectral analysis of tryptic peptides, by Edman degradation of the intact protein, and by immunoreactivity with sequence-specific antibodies. Analysis by circular dichroism spectroscopy shows pH- and concentration-dependent spectra. The spectra are Ca2(+)-dependent from 5 to 40 microM.     

Expression, purification, and characterization of rat protein tyrosine phosphatase eta catalytic domain

Receptor-like protein tyrosine phosphatases generally contain one or two conserved intracellular catalytic domains with a conserved sequence motif ([I/V]HCXAGXXR[S/T]G), a single transmembrane domain, and an external highly variable part. Here, we describe cloning of the intracellular catalytic domain of the rat protein tyrosine phosphatase eta (rPTPetaCD) into pET28a(+) vector, its expression in Escherichia coli, purification and initial characterization. The purification of His6-tagged rPTPetaCD to near homogeneity was achieved by a combination of affinity and size exclusion chromatography. The His-tag was subsequently removed by thrombin digestion. PhastGel IEF electrophoresis demonstrated that the isoelectric point of this 41 kDa His6-tag free recombinant protein was 7.3, which is just slightly higher than the theoretically predicted value of 7.2. To assess the functionality of the rPTPetaCD we used the pNPP hydrolysis assay and observed that the enzyme has a specific activity of 9 nmol/min/mug. The secondary structure and stability of the recombinant protein was also analyzed by circular dichroism and fluorescence spectroscopy. In summary, the rPTPetaCD is stable at 18 degrees C, properly folded, and fully active, which makes it a suitable candidate for structural and functional studies.     

芽孢杆菌β-折叠桶植酸酶的原核可溶性表达优化及包涵体复性研究

目的:来源于芽孢杆菌的β-折叠桶植酸酶基因PhyH,截去N端120个碱基编码的40个氨基酸后,成功构建了原核表达体系,通过两种方法分别得到有活性的目的蛋白PhyHT,并通过进一步纯化提高目的蛋白的纯度.方法:通过分子伴侣共表达系统提高目的蛋白的可溶性表达,并通过包涵体复性研究,从包涵体中制备出有活性的目的蛋白.结果:(1)目的蛋白PhyHT主要以包涵体形式存在于沉淀中;(2)通过优化表达条件,降低温度和诱导剂浓度均不能明显改善包涵体问题,通过构建分子伴侣共表达系统(即pG-KJE8、pGro7、pKJE7和pTfl6 4种分子伴侣质粒分别与重组表达质粒pET28b-PhyHT共表达),筛选能提高目的蛋白可溶性表达的分子伴侣质粒;(3)包涵体经过复性和进一步的纯化,得到了高纯度的有生物活性的目的蛋白.     

Preparation of recombinant six-histidine-tagged human LECT2, a chemotactic protein to neutrophils, in Escherichia coli

LECT2 is a chemotactic protein to neutrophils. A recombinant six-histidine-tagged human LECT2, (His)₆-LECT2, was expressed in E. coli using a pET21a(+) vector. The (His)₆-LECT2 was purified from the soluble fraction in E. coli as a single band in sodium dodesyl sulfate/polyacrylamide gel electrophoresis using three steps of column chromatography with Ni²⁺-charged nitrilo-triacetic acid (Ni-NTA) agarose, DEAE-Sepharose, and CM-Sepharose. The purified (His)₆-LECT2 was yielded with 96 μg from the soluble fraction of 1,500 ml culture of E. coli. The circular dichroism spectrum of (His)₆-LECT2 showed the folded structure, which is rich in β-sheet structure and rare in α-helix. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.