hGM-CSF基因穿梭表达载体的构建及其在鱼腥藻7120中的克隆

人粒-巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)作为一种造血生长因子,能够刺激T细胞和巨噬细胞增殖、成熟和分化,具有极其重要的免疫调解功能.本研究运用PCR方法,从质粒pAG-MT-8中克隆该基因,并在其5′端添加有利于在蓝藻细胞中高效表达的SD序列,然后插入到表达载体(pRL-439)强启动子PpsbA的下游,进一步与穿梭表达载体pDC-08相连构建成穿梭表达载体pDC-GM.利用三亲接合转移方法将该穿梭表达载体(pDC-GM)转入丝状鱼腥藻7120,通过相应抗生素筛选后得到能稳定遗传的转基因藻.以该转基因藻的基因组DNA为模板进行PCR检测,结果表明hGM-CSF基因已转入鱼腥藻7120.这是首次尝试把蓝藻作为制备重组hGM-CSF的新宿主,具有潜在的经济价值和社会效益.     

重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)基因在鱼腥藻中的克隆

为了将rhG-CSF基因在鱼腥藻PCC 7120中克隆,用于制备口服制剂,利用DNA重组技术,在不改变阅读杠的前提下,将hG-CSF基因进行突变,并插入到pUC-19载体上,构建中间载体pUC=G-CSF;将pUC-G-CSF插入到pRL-489的启动子PpsbA的下游,构建穿梭表达载体pRL-G-CSF;通过三亲接合转移方法,将pRL-G-CSF转入丝状体蓝藻鱼腥藻PCC 7120内。本试验得到了有抗生素性的鱼腥藻,并用PCR技术检测到rhG-CSF基因在转基因鱼腥藻中存在。     

高温和红光诱导的鱼腥藻7120短藻丝体中TNF-α基因表达效率的提高

目前解决外源基因在蓝藻中低效表达的主要策略是改进供体DNA元件。这项工作尝试改变受体系统生理状态,研究对外源基因表达效率的影响。以前已经报道用高温(45℃)和红光处理鱼腥藻7120(Anabaena sp．PCC7120)可以诱导其形成短藻丝体,这里报道以此作为受体细胞,将构建的含重组人肿瘤坏死因子α(TNF—α)基因的穿梭表达载体pKT-TNF通过三亲接合转移法进行转化。红光和高温诱导形成的短藻丝体中,TNF—α基因接合转移效率为在正常营养藻丝中的5～6倍,Southern杂交结果证明pKT-FNF已在受体细胞中复制。Western印迹表明TNF—α基因已在受体系统中表达,放射免疫测定结果显示在短藻丝体中的表达效率提高到在正常营养藻丝中的4～5倍。这可能为提高外源基因在丝状蓝藻中的表达效率提供了一条新途径。此外,研究还分析了人TNF-α基因密码子使用偏向性对在鱼腥藻7120中表达效率的影响。     

ＴＮＦ—α基因在鱼腥藻７１２０中的表达及其产物的亲和层纯化

用转入ＴＮＦ－α基因并稳定有达了４年多的丝状体蓝藻－鱼腥藻７１２０（Anabaena sp.PCC7120),研究比较了在培养液中氨源（NaNO3)和碳源（NaAc)对转基因灌生长和ＴＮＦ－α基因的不同影响,氨源能稳定外源蛋白的表达,而碳源则影响细胞壁的合成。通过比较不同的破碎细胞的方法,发现超声破碎得到的可溶性总蛋白含量和ＴＮＦ－α含量均要比冻融法高出１倍左右,经过细胸破碎、硫酸铵分级沉淀、常压离子交换液相色析后,除去杂蛋白及大量容易堵柱的糖类等物质,最后通过亲和柱层析,分离出了纯的目标蛋白－重组肿瘤坏死因子（ＴＮＦ－α）。经凝胶电泳鉴定为单一的谱带,分子量为１７kD。     

人肝金属硫蛋白-I_A基因在鱼腥藻中的克隆与表达

将人工合成的人肝金属硫蛋白（ｍｅｔａｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ,简称ＭＴ）－ＩＡ基因插入至中间载体ｐＲＬ－４３９上强启动子ｐｓｂＡ后,再将其与穿梭载体ｐＫＴ－２１０相连,得到大肠杆菌－蓝藻穿梭表达载体ｐＫＴ－ＭＴ,用三亲接合转移法将ｐＫＴ－ＭＴ转入丝状体蓝藻－鱼腥藻７１２０,经链霉素筛选,得到了稳定的转人肝ＭＴ－ＩＡ基因鱼腥藻．纯化单藻落,液体扩大培养．从鱼腥藻中提取的质粒经Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹分析,确定人肝ＭＴ－ＩＡ基因已转入鱼腥藻７１２０中,Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹分析表明,金属硫蛋白在转人肝ＭＴ－ＩＡ基因鱼腥藻中得到了表达．经原子吸收光谱法测定表达量约为７００μｇＭＴ／ｇ鲜藻,重金属耐受性实验表明,得到了能耐受重金属－镉的转人肝ＭＴ－ＩＡ基因鱼腥藻,它将在清除水域中重金属污染和医药研究方面发挥重要作用．     

人表皮生长因子（hEGF）基因在蓝藻中的表达

人表皮生长因子（hEGF)是由53个氨基酸组成的蛋白,在临床上内服与外敷可促进内外表皮细胞的生长。将人工合成的hEGF基因连接到质粒pRL-489上,位于启动子psb下游。验证连接成功后,用三亲接合转移方法将载体pRL-hEGF导入聚球藻Synechococcus sp.PCC7002和鱼腥藻Anabeana sp.PCC7120。由于pRL-hEGF没有能在单细胞蓝藻中自主复制的复制子,通过筛选,hEGF在聚球藻7002中是整合到蓝藻染色体上进行表达的。用PCR扩增的方法在两种转基因藻中均检测到hEGF基因的存在。放射免疫分析证明,hEGF基因在两种转基因藻中均得到了表达。而且,在聚球藻7002中是采用分泌形式将表达产物分泌到培养液中。     

启动子Ptac与PsbA在鱼腥藻7120中表达hG-CSF的效率比较

为了比较外源性启动子Ptac与内源性启动子PsbA在鱼腥藻7120中表达外源基因时的效率,构建了分别含Ptac和PsbA两种启动子的穿梭表达载体pRL-PsbA-GCSF、pRL-Tac-GCSF;利用三亲结合转移法转化鱼腥藻7120,利用抗生素筛选,通过质粒提取和PCR方法鉴定,获得了分别由2种启动子驱动表达hG-CSF的转基因蓝藻,转基因藻中目的基因以质粒形式存在;利用半定量RT-PCR方法对2种转基因藻的hG-CSF转录水平进行比较,发现PsbA启动子驱动效率与Ptac启动子没有明显差异;利用ELISA方法比较hG-CSF蛋白表达量,发现PsbA启动的蓝藻中hG-CSF表达量是Ptac诱导条件下表达量的1.17倍。     

基于rhaSR嵌合操纵子的穿梭表达载体及其在鱼腥藻细胞中表达的初步研究

通过PCR等基因重组技术,以pKT-215（起源于RSF1010）为载体,构建了带有PR序列（含rhaSR操纵子表达调控元件、rhaR基因、报告基因gst的嵌合操纵子）和PT序列（含rhaSR操纵子表达调控元件及rhaT基因）的二种穿梭表达载体pKT～PTR、pKT—PR。其中,在RhaR基因上游设计和插入了增强的SD序列。首先将pKT—PTR、pKT—PR分别转化入大肠杆菌BL21（DE3）中,在不同培养基条件下,即舍鼠李糖与不含鼠李糖的培养基中进行表达,紫外分光光度计测定GST蛋白（谷胱甘肽-S-转移酶）的活性。结果表明,含嵌合操纵子的穿梭表达载体能在L-鼠李糖的诱导下表达,gst基因的表达量诱导备件下比非诱导条件下高3倍左右,且表达载体上的thaT基因并不能提高gst的表达;其次,利用三亲结合的方法将2种表迭质粒转入鱼腥藻Annbaena sp．PCC 7120中,抗生素筛选后得到能稳定遗传的转基因藻,并以转基因藻的质粒DNA为模板进行PCR检测。最后,转基因藻GST酶活力分析结果表明,嵌合操纵子PR在蓝藻细胞中的诱导表达效率极低,表达条件还需进一步优化。尝试将诱导型的操纵子转入蓝藻,具有潜在的应用价值。     

T7 RNA聚合酶基因表达系统在鱼腥藻7120中构建及hG-CSF的表达

外源基因的表达效率低是蓝藻基因工程发展的瓶颈之一,T7RNA聚合酶表达系统实现了大肠杆菌中外源基因的高效表达,蓝藻与大肠杆菌同为革兰氏阴性菌,具有较高的遗传同源性,在蓝藻中构建T7 RNA聚合酶表达系统有可能提高外源基因在蓝藻中的表达效率。为了在鱼腥藻7120中构建T7RNA聚合酶表达系统,采用重叠延伸PCR技术和酶切连接等方法构建能够表达T7 RNA聚合酶的定点整合载体pEASY-T1-F1-TacT7RNAPCmR-F2以及由T7启动子驱动hG-CSF基因表达的穿梭表达载体pRL-T7-hG-CSF;采用电击转化法将定点整合载体导入野生型鱼腥藻中,通过三亲接合的方法将穿梭表达载体转入已定点整合T7RNA聚合酶的转基因鱼腥藻中。利用PCR技术鉴定外源基因在蓝藻中的存在;RT-PCR方法检测外源基因在蓝藻中的转录情况;Westernblotting实验检测外源基因在蓝藻中的蛋白表达情况。结果表明两种载体构建成功,T7RNA聚合酶基因和hG-CSF基因被转入鱼腥藻中,两个基因均在藻中表达,T7 RNA聚合酶表达系统在鱼腥藻中构建成功,与传统蓝藻表达系统相比,文中在鱼腥藻中构建的T7表达系...     

葡萄糖浓度对转人肿瘤坏死因子-α鱼腥藻IB02培养过程的影响

目的：通过在培养基中添加葡萄糖的方法,提高转基因鱼腥藻的产量和人肿瘤坏死因子（hTNF）-α的表达率。方法：在葡萄糖浓度为0～300mmol／L的范围内,进行了转hTNF-α鱼腥藻IB02的摇瓶混合营养培养,用比浊法和酶联免疫法测定转基因鱼腥藻的生长和hTNF-α的表达。结果：添加葡萄糖的藻液最高生长密度是未添加葡萄糖的3．5倍,且hTNFa的表达率也提高至4倍。结论：在各种葡萄糖浓度下,葡萄糖的利用都不明显。     

转hTNF-α基因在鱼腥藻中表达产物的提取及其初步纯化

研究了转hTNF-α基因鱼腥藻7120(Anabaenasp.PCC 7120)中表达产物的最佳提取条件,并研究目标蛋白hTNF-α对温度耐受度和硫酸铵盐析的条件,对总蛋白和目标蛋白进行了检测。结果表明,hTNF-α的最佳溶出条件为:0.05 mol/L、pH7.5Tris-HCl缓冲液,NaCl的浓度为0.2 mol/L;当温度为55℃时,处理30min,其hTNF-α提取量下降不明显,回收率达到92.08%,可除去约40%的杂蛋白;先用饱和度为30%的硫酸铵沉淀杂蛋白,再用60%的硫酸铵沉淀目标蛋白,又可除去部分杂蛋白。     

人肿瘤坏死因子-α基因对鱼腥藻7120的光合活性的影响

藻类分子生物学和基因工程的发展已使外源基因能在蓝藻中表达,这就有可能分析外源基因对光合作用的影响。本研究采用两种转化系统所得的转基因蓝藻(Anabaena sp.PCC7120)1(To1)、2(To2)及野生藻(Wo)测定其生长曲线表明,它们的生长速度比较接近,转基因藻略微缓慢,生物量也偏少。用氧电极测定转基因藻的饱和光强与野生藻接近,为480μEm~(-2)s~(-1),最大放氧量为355mol O_2/mg Chl.h.吸收光谱测定结果表明转基因藻与野生藻的色素组成一致,均含有叶绿素a、类胡萝卜素和藻蓝蛋白等,但T02的藻胆蛋白含量高于野生藻。低温荧光发射光谱测定表明,外源基因的导入及表达促进了转基因藻中藻蓝蛋白的合成,改变了光能在两个光系统之间的分配,特别是由藻胆蛋白吸收的光能向光系统Ⅰ的传递受阻,不同的转化系统中所得的转基因藻中表现程度亦有差异。     

鱼腥藻Ⅱ型果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的高效表达

随着更多蓝藻全基因组序列测定完成,蓝藻基因工程研究现已进入后基因组时代。2001年Kaneko等完成了鱼腥藻7120全基因组序列测定,随后人们利用生物信息学的方法对其中一些基因的功能进行了预测,包括Ⅱ型果糖-1,6-二磷酸醛缩酶（FBA）基因,但该基因是否编码Ⅱ型果糖-1,6-二磷酸醛缩酶及该产物的相关酶学特性至今尚未见报道。通过PCR克隆到鱼腥藻7120中预测的Ⅱ型FBA基因,插入到质粒pET-32a的相应位点,构建成原核表达载体pET-FBA-Ⅱ。蛋白电泳结果显示,重组蛋白的表达量占总蛋白含量的23．4％,与蛋白分子标记相比,其分子量约为40kDa。酶学活性测定结果表明,其蛋白粗提物的比活力为11．8U（mgprotein）^-1,具有标准Ⅱ型FBA活性。证实了Cyanobase中关于该基因功能的预测,也为进一步研究该基因表达产物的生理生化特性及功能提供了重要资料。     

人肿瘤坏死因子衍生物b cDNA的构建与表达

构建了人肿瘤坏死因子缺失1～7位和102～107位共13个氨基酸编码序列的cDNA,即人肿瘤坏死因子衍生物b(rhTNFαDb),转化大肠杆菌BL21,IPTG诱导后,目的蛋白的表达量占菌体总蛋白量的30%～60％。其中可溶性rhTNFα Db蛋白约占超声上清总蛋白的40%。经柱层析纯化后,目的蛋白纯度达95%以上。以L929细胞株检测rhTNFα Db的细胞毒活性,测得rhTNFα Db的比活性为2×10⁸IU/mg。较rhTNFα 原型提高一个数量级。rhTNFα Db的体内外抑瘤试验也取得了初步结果     

低毒且高效杀伤人肿瘤细胞的新型人肿瘤坏死因子突变体的构建

采用定点突变的方法构建了两株新型人肿瘤坏死因子突变体MT1 (32Trp157Phe)和MT2(2Lys30Ser32Trp157Phe), 并在大肠杆菌中得以高效表达, 表达量占菌体总蛋白的50%且为可溶性蛋白. 表达产物经蛋白印渍法检测, 均能与抗野生型hTNF-a单抗结合且经分离纯化后样品的纯度在95%以上. 各突变体虽然对鼠成纤维瘤细胞L929的生物学活性比野生型下降了4～5个数量级, 但却能高效杀伤人肿瘤细胞, 杀伤程度与野生型相差不明显. 测定突变体MT1的LD50值降至野生型的0.34%, 而MT2对小鼠30%致死剂量则低于野生型LD50的1/700.     

重组人肿瘤坏死因子α和白细胞介素6融合基因的构建和表达

本文利用ＰＣＲ技术和基因定位突变技术,将编码人肿瘤坏死因子α（ｈＴＮＦα）和白细胞介素６（ｈＩＬ－６）成熟肽的基因通过中间接头连接成编码单一蛋白的基因,构建了融合蛋白表达载体ｐＢＩＴ,并在大肠杆菌中得到了表达。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ的电泳胶薄层扫描显示,融合蛋白的表达量是菌体总蛋白量的２０％,其分子量约为３７ｋＤ。活性检测证实,融合蛋白既有ＴＮＦ活性,又有ＩＬ－６活性。     

人细胞色素c基因在大肠杆菌中的克隆和表达及活性测定

通过PCR方法 ,从人胎儿心肌基因组DNA中得到precytc基因 (有 1个内含子 ) ,剔除内含子后 ,得到细胞色素c基因的编码序列 .测序结果表明 ,该基因与GenBank中报道的人细胞色素c基因核苷酸顺序完全一致 .将其插入原核表达载体pET3a的NdeⅠ和HindⅢ位点之间构建pET3a cytc重组质粒 ,并成功转化入E .coliBL2 1(DE3)中 .经IPTG诱导表达后 ,15 %SDS PAGE分析 ,可观察到1条与细胞色素c蛋白分子量相符的电泳条带 .Western印迹结果显示 ,该条带与小鼠抗人cytc单克隆抗体IgG2b发生特异反应 ,证实为人细胞色素c的前体蛋白 .体外使血红素与该前体蛋白结合生成完整的人细胞色素c蛋白 ,其耗氧量在不同浓度具有与反应时间的线性关系 ,为研究人细胞色素c结构和功能关系奠定了基础