抗生物素蛋白结合蛋白的发现及分离纯化

本文报道了在日本血吸虫感染的兔血清及日本血吸虫卵中,存在一种能与抗生物素蛋白（又称亲和素）专一性结合的蛋白质,称为抗生物素蛋白结合蛋白。该蛋白质与亲和素的结合与生物素及亲和素的糖链部分无关,并能在高ＰＨ、高浓度盐及去污剂等条件下与亲和素结合。利用ＤＥＡ－５２离子交换柱及偶联有亲和素的Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ４Ｂ亲和层析柱,从日本血吸虫感染的兔血清中,分离纯化了该蛋白质。提纯的亲和素结合蛋白在ＳＤＳ－ＰＡ     

基于Avi-tag技术的人胚肾细胞内增强型绿色荧光蛋白的生物素化、纯化和检测方法

目的:建立并优化基于Avi-tag标签技术的人胚肾细胞增强型绿色荧光蛋白(eGFP)的定点生物素化标记、纯化和检测方法。方法:分别构建具有Avi-tag标签的eGFP真核表达载体plenti-Avi-eGFP和BirA酶真核过表达载体pQCXIH-BirA,将plenti-Avi-eGFP和pQCXIH-BirA共转染人胚肾293T细胞,12 h后观察Avi-tag标签对eGFP蛋白在细胞内定位的影响;48 h后裂解细胞,用链霉亲和素珠子纯化生物素标记的eGFP,SDS-PAGE观察eGFP纯化和富集情况,并优化基于Western印迹的生物素化eGFP检测方法。结果:Avi-tag标签对eGFP在细胞内的定位无影响,同时BirA酶在293T细胞内可将带Avi-tag标签的eGFP标记上生物素;生物素化的eGFP可特异性地被链霉亲和素珠子纯化和富集,纯度可达95%;Western印迹检测生物素化蛋白的最终条件为5%的BSA作为封闭液和终浓度为100 ng/mL的链霉亲和素-HRP。结论:建立了基于Avi-tag技术的人胚肾细胞内增强型绿色荧光蛋白的生物素化标记、纯化与检测方法,为该方法的广泛应用奠定了前期技术基础。     

基于亲和素-生物素双夹心体系测定外源性蛋白血清动态浓度的非抗体依赖新方法

建立一种非抗体依赖的检测外源性蛋白多肽分子代谢动力学血清浓度及动态变化的新方法．链亲和素为捕获分子,加入待测生物素标记蛋白或合成肽,辣根过氧化物酶标记链亲和素为检测分子,构成链亲和素-生物素标记大分子-酶链亲和素的双夹心体系,并进行特异性、敏感性、准确性及稳定性评价．本检测体系灵敏度高,可达0.3125 μg/L,且可通过改变亲和素包被浓度调整检出敏感度与检测范围．准确性回收率为97.82%～107.92%,批内、批间变异系数分别< 5.76% 和< 8.42%,并成功应用在生物素标记人血清白蛋白(biotin-HSA)与生物素标记鸡卵黏蛋白(biotin-OVM)的小鼠血清浓度动态检测．本方法不依赖抗体与放射性核素,可望在外源性蛋白多肽大分子及其药物的体内定量检测和代谢动力学研究中广泛应用．     

GFP-SA融合蛋白的表达纯化及其锚定修饰肿瘤细胞的研究

目的　GFP（绿色荧光蛋白）-SA（链亲和素）双功能融合蛋白的制备及其鉴定研究,以展示我们建立的技术平台,即用含链亲和素的双功能融合蛋白对生物素化的细胞表面进行高效的锚定修饰。方法　构建原核表达载体pET24d/GFP-SA转化大肠杆菌BL21(DE3)。用IPTG诱导重组蛋白的表达,用镍金属螯合（Ni-NTA）层析柱进行纯化。用制备的GFP-SA双功能融合蛋白,对B16肿瘤细胞已生物素化的细胞表面进行修饰,经荧光显微镜和流式细胞仪进行修饰效率分析。此外,用MTT法检测细胞表面修饰对肿瘤细胞活力及其生长情况的影响。结果　GFP-SA重组融合蛋白在大肠杆菌实现了高效表达（约占细菌总蛋白的20%）,通过纯化和复性制备的GFP-SA双功能融合蛋白具有双重活性,即：链亲和素介导的、对生物素高效特异的结合活性,和GFP发射绿色荧光的活性,并能高效修饰表面已生物素化的肿瘤细胞。此外,GFP-SA双功能融合蛋白的细胞表面修饰对细胞的活力及其生长无显著影响。结论　GFP-SA融合蛋白能高效修饰表面已生物素化的肿瘤细胞,可用作肿瘤疫苗研究的示踪蛋白及实验对照体系。     

生物素化FOXM1真核表达体系的构建及鉴定

建立基于生物素AP-tag标签的FOXM1真核表达载体,利用生物素与链霉亲和素的高特异性、高亲和力的结合性质对FOXM1蛋白进行纯化,为后续鉴定其互作分子的研究奠定基础。分别构建真核表达载体pc DNA3.1-AP-FOXM1和大肠杆菌生物素连接酶Bir A真核表达载体pcDNA3.1-Bir A,将pcDNA3.1-AP-FOXM1和pcDNA3.1-BirA共转染人胚肾293T(HEK293T)细胞,用银染及Western印迹检测细胞裂解液,确定相关蛋白表达;用链霉亲和素琼脂糖珠纯化生物素标记的FOXM1,并考察FOXM1的互作蛋白是否可以同时被洗脱下来。研究发现构建的生物素标签真核表达体系能有效表达生物素化的目标蛋白FOXM1;该蛋白在Western印迹、pull-down等实验中可实现无需抗体的一步法应用;该体系可用于FOXM1互作蛋白的鉴定和功能分析。结果表明建立了基于生物素AP-tag标签的FOXM1真核表达体系,为FOXM1互作蛋白与功能的深入研究奠定了技术基础。     

生物素-亲和素偶联探针蛋白芯片检测技术

自行制备一种新型生物素-亲和素偶联探针分子并用于反相蛋白芯片的检测。首先, 将生物素-羊抗鼠IgG与亲和素按照不同比例混合后与鼠IgG蛋白芯片反应, 观察荧光信号的放大情况; 然后以鼠IgG-羊抗鼠IgG体系为研究模式, 对反相蛋白芯片的制备条件进行了考察和优化, 包括荧光分子的非特异性吸附、点样缓冲液的选择以及蛋白的活性等。最后, 采用此偶联探针对反相蛋白芯片进行了检测。结果表明, BSA缓冲液制备的反相蛋白芯片可以防止非特异性吸附, 并有利于保持固定蛋白活性和提高检测限; 另外, 与传统的与生物素-亲和素检测技术相比, 采用生物素-亲和素偶联探针对反相芯片的检测限可以提高4倍左右。表明亲和素-生物素偶联探针成本低、易于合成、并可以与其它的信号放大技术联用进一步提高检测的灵敏度, 有望用于蛋白质芯片的检测。     

生物素-亲和素偶联探针蛋白芯片检测技术

自行制备一种新型生物素-亲和素偶联探针分子并用于反相蛋白芯片的检测。首先, 将生物素-羊抗鼠IgG与亲和素按照不同比例混合后与鼠IgG蛋白芯片反应, 观察荧光信号的放大情况; 然后以鼠IgG-羊抗鼠IgG体系为研究模式, 对反相蛋白芯片的制备条件进行了考察和优化, 包括荧光分子的非特异性吸附、点样缓冲液的选择以及蛋白的活性等。最后, 采用此偶联探针对反相蛋白芯片进行了检测。结果表明, BSA缓冲液制备的反相蛋白芯片可以防止非特异性吸附, 并有利于保持固定蛋白活性和提高检测限; 另外, 与传统的与生物素-亲和素检测技术相比, 采用生物素-亲和素偶联探针对反相芯片的检测限可以提高4倍左右。表明亲和素-生物素偶联探针成本低、易于合成、并可以与其它的信号放大技术联用进一步提高检测的灵敏度, 有望用于蛋白质芯片的检测。     

一种新型的抗原检测系统——免疫-PCR

一种新的抗原检测系统(技术)——免疫-PCR,最近由Takeshi Sano等发明。该系统以特定DNA分子作为标记物,利用链霉亲和素与蛋白A的交链物既能与生物素又能与抗体结合的双重特性,将抗原抗体复合物和生物素化DNA连接起来,形成特定的抗原抗体复合物-链霉亲和素蛋白A交链物-生物素化DNA结合物。     

生物素化荧光素酶的克隆表达及其固定化研究

为了在体内实现萤火虫荧光素酶的生物素酰化修饰,我们将大肠杆菌中编码生物素羧基载体蛋白（biotin carboxyl carrier protein,BCCP）C端87个氨基酸的功能域基因融合到萤火虫(Pyrocoelia pectoralis)荧光素酶cDNA的末端。经大肠杆菌生物素合成酶（biotin holoenzyme synthetase）的催化,生物素与BCCP上特定的赖氨酸（Lys）残基共价结合,由此与BCCP融合的萤火虫荧光素酶间接实现了生物素化的修饰。利用生物素与配体亲和素或链霉亲和素的特异性耦合,可以将荧光素酶固定到亲和素或链霉亲和素包被的磁珠上,从而使荧光检测的应用更加灵活和方便。本文将就生物素化荧光素酶的克隆、表达以及功能检测进行具体讨论。     

链霉亲和素纯化和鉴定方法的研究*

对链霉亲和素进行纯化、鉴定,采用冷钝化的方法去除培养液中大部分杂蛋白,用亲和层析法从链霉菌L-183的培养液中纯化链霉亲和素(SA),经试验,SA回收率为75%~85%。鉴定表明,自制SA的分子量为74.5kD,每分子SA可结合3.2个生物素分子,活性为11.2U/mg,pI为7.4。自制SA各项生物学性质与文献报道相符。     

H5亚型禽流感病毒单抗-生物素捕获ELISA的建立

目的建立一种单克隆抗体介导的、经生物素—亲和素系统放大的H5亚型禽流感病毒捕获ELISA检测方法,为进一步研究检测试剂盒提供基础。方法用亲和层析法纯化抗禽流感病毒H5亚型血凝素单克隆抗体,包被微量反应板,用于捕获病毒抗原,再用生物素标记的单抗和酶标亲和素来检测病毒血凝素抗原,经方阵试验优化ELISA反应体系。用该方法检测H1—H15亚型AIV标准毒株和H5、H7、H9亚型AIV分离株,并与血凝和血凝抑制试验比较,评价其敏感性和特异性。结果纯化后的单抗具有良好的反应活性,生物素标记单抗工作浓度为1∶5000;ELISA对H5亚型AIV的检出限为025个血凝单位。该ELISA反应体系能检出H5N3标准株和所有20株国内H5亚型AIV分离株,而与其他14个血凝素亚型的AIV标准株、15个H9亚型AIV分离株和2个H7亚型AIV分离株均无交叉反应。结论初步建立了检测H5亚型禽流感病毒的单抗—生物素捕获ELISA方法,为研制试剂盒和进一步应用试验提供了基础。     

链霉亲和素纯化和鉴定方法的研究

对链霉亲和素进行纯化、鉴定,采用冷钝化的方法去除培养液中大部分杂蛋白,用亲和层析法从链霉菌L-183的培养液中纯化链霉亲和素（SA）,经试验,SA回收率为75％～85％。鉴定表明,自制SA的分子量为74．5kD,每分子SA可结合3．2个生物素分子,活性为11．2U／mg,pI为7．4。自制SA各项生物学性质与文献报道相符。     

链霉亲和素及其亲和系统的蛋白质进化

链霉亲和素/生物素（Streptavidin/Biotin）体系作为目前已知的最高亲和力作用体系,已在生物学研究中获得广泛应用。本文针对Streptavidin/Biotin和Strep-Tactin/Strep-tag两个相关系统的演化,分别从链霉亲和素蛋白的结构改造、亲和肽标签优化等方面进行了较为详细的归纳。通过对链霉亲和素蛋白各种突变体的优缺点的比较,有助于实际应用中选择合适的Streptavidin突变体。本文通过对链霉亲和素蛋白质进化的综述,可帮助更准确地理解市场上各种链霉亲和素蛋白的功能和用途,并为深入研究链霉亲和素蛋白的进化提供参考。     

水蛭素融合蛋白的表达及其与靶向适配子的偶联

目的:优化表达并纯化水蛭素融合蛋白SA-H-RGD,检测其生物学活性,获得能够与生物素标记的纤维蛋白适配子G81-2结合的偶联物。方法:将序列正确的质粒p ET-44b-SA-H-RGD进行原核表达,采用不同浓度的IPTG及时间优化融合蛋白表达条件,镍亲和凝胶层析柱纯化融合蛋白,Western-blot鉴定蛋白。通过凝血酶原时间(PT)和抗血小板聚集实验检测融合蛋白活性;之后按照生物素-G81-2:SA-H-RGD摩尔比为4:1的比例制备纤维蛋白特异性的偶联物,用凝胶迁移阻滞实验(EMSA)验证二者的偶联。结果:融合蛋白SA-H-RGD在IPTG 0.9 mmol/L、5 h时在大肠杆菌中获得可溶性高效表达,纯化的融合蛋白具有延长PT的作用和抑制血小板聚集的活性,EMSA表明SA-H-RGD具有结合生物素标记的G81-2适配子的功能。结论:本研究成功地优化表达了具有抗凝血和抗血小板聚集功能的融合蛋白SA-H-RGD,获得了水蛭素融合蛋白与生物素-G81-2适配子组成的靶向偶联物。     

生物素化ATP硫酸化酶的表达、固定化与应用

现代大规模焦测序技术的产生是DNA测序技术的一次革命,其关键技术之一是得到高活性的、固定于磁性微球表面的ATP硫酸化酶．生物素化的ATP硫酸化酶可以通过生物素与亲和素之间的特异结合特性固定在包被亲和素的磁性微球表面,但是利用化学修饰法将ATP硫酸化酶进行生物素化修饰很可能会影响酶的活性．利用融合表达策略,将大肠杆菌生物素酰基载体蛋白C端87个氨基酸肽段(BCCP87)与ATP硫酸化酶在大肠杆菌内融合表达,经SDS-PAGE和Western blot分析,表达的融合蛋白分子质量约为64 ku,并且能够在大肠杆菌内被生物素化．生物素化的ATP硫酸化酶能够与亲和素包被的磁珠结合,固定后的ATP硫酸化酶具有活性,并且能够用于定量检测焦磷酸盐(PPi)和焦测序,为今后建立高通量大规模焦测序系统提供了一个有效的工具酶．     

利用原核表达系统一步法制备生物素标记蛋白质

传统的蛋白质生物素标记多采用体外化学修饰法,涉及生物素和蛋白质的活化、透析和纯化等多种处理,该方法步骤繁琐,且对目的蛋白的损失较大。本实验利用原核共表达质粒pCDFDuet-1,将含有6个组氨酸标签的人己糖苷酶D(hexosaminidase D,HexD)的cDNA与生物素受体多肽(biotin acceptor peptide,BAP)DNA进行PCR拼接,连入pCDFDuet-1的多克隆位点1(multiple cloning site1,MCS1);将以大肠杆菌Trans5α基因组为模板克隆得到的生物素连接酶(biotin ligase,BirA)基因连入MCS2,构建重组质粒pCDFDuet-hexD-BAP-birA。初步验证后将该质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中,利用0.1 mmol/L的IPTG和80μmol/L的生物素进行诱导表达,采用Ni-NTA亲和层析和超滤对HexD进行纯化,SDS-PAGE检测分子量的大小(60 kDa)和纯度(90%以上)。以anti-HexD和链霉亲和素-HRP为抗体,Western blot检测发现,HexD-BAP表达正确,且被生物素标记;同时以4-MU-O-GalNAc为荧光底物,检测到生物素化标记HexD的糖苷酶活性为3.6 nmol/(min·μg),与未标记HexD的活性(3.06 nmol/(min·μg))相当。结果表明,可以利用BirA及其受体多肽,通过共表达质粒pCDFDuet-1,一步转化、表达和纯化,在大肠杆菌中进行外源蛋白的表达和生物素标记,且不改变目的蛋白的生物活性,可应用于免疫标记、互作蛋白的捕获等生物学研究。     

用生物素-亲和素ELISA法检测人胚肺二倍体细胞培养的甲型肝炎病毒抗原

利用生物素-亲和素生物放大系统的原理,建立了新的检测细胞培养的甲型肝炎病毒抗原的方法。用生物素标记的抗甲肝IgG,与免疫偶联于固相的甲肝抗原作用,然后用亲和素-生物素辣根酶复合物(ABPC)与生物素化的IgG偶合,邻苯二胺(OPD)显色。该法在检测甲肝抗原中获得满意结果,灵敏度比普通ELISA法提高约10倍,非特异性显著降低。该法可进一步发展成为一种高特异性的,灵敏的甲肝临床诊断和流行病学调查的技术。     

新型亲和技术在下游过程中的应用

基于生物分子之间特异性的亲和作用而发展起来的新的分离纯化与分析技术－膜亲和过滤、亲和萃取、亲和沉淀和亲和电泳在生物技术产品的分离纯化中显示巨大的开发应用前景。本文综述有关的研究结果。     

肿瘤导向治疗研究进展

特异性地杀伤肿瘤细胞并降低对正常细胞的毒副作用是各种导向治疗方法的共同目标。本文综述了前体药物疗法,免疫毒素,基因疗法,以肿瘤增殖转移过程中的关键分子为靶的导向治疗,生物素－亲和素系统等导向治疗的研究进展。     

运用BioID技术筛选水稻GS3互作蛋白

水稻异源三聚体G蛋白系统中的非典型γ亚基GS3,是一个控制籽粒大小的主效数量效应基因座,在调节籽粒大小中发挥负调控因子的功能。BioID(proximity-dependent biotin identification)为邻近蛋白标记技术,其工作原理是生物素连接酶能使其周围的蛋白带上生物素,同时生物素又能和链霉亲和素紧密结合,所以能够利用链霉亲和素偶联的磁珠富集目标蛋白。该技术具有灵敏、高效和周期短等特点,为筛选互作蛋白提供了新方法。为了解析GS3的蛋白调控网络,该研究以水稻原生质体为材料,采用BioID技术对GS3在水稻中的互作蛋白进行了筛选。Western-blot结果表明:融合蛋白Bir AG-GS3在原生质体中成功表达并生物素化GS3邻近蛋白。使用链霉亲和素磁珠富集生物素化后的蛋白,并进行蛋白质谱测序,获得了与GS3邻近的可能存在直接或间接互作的蛋白。将获得的蛋白进行功能富集与注释,并构建蛋白-蛋白互作网络。对部分蛋白进行了BiFC验证,发现GS3可能与ICL、PPDK、RPN7和RH15发生相互作用,涉及能量代谢的调节、种子淀粉物质的储存、泛素-蛋白酶体系统以及凋亡途径等生物过程。