Red同源重组敲除nagE和manX对大肠杆菌发酵生产氨基葡萄糖的影响?

氨基葡萄糖(GlcN)又称氨基葡糖或葡糖胺,是葡萄糖的一个羟基被氨基取代后的化合物,在医药和保健领域具有广泛应用。在前期研究中,我们构建了一株可高效合成GlcN和其乙酰化衍生物N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)的重组大肠肝菌Escherichia coli-glms-gna1(在下游提取过程中用弱酸进行脱乙酰化即可将GlcNAc转化为GlcN)。但研究发现,发酵过程中GlcN和GlcNAc能被转运至胞内作为碳源利用,导致胞外产量显著减少。为阻断胞外GlcN和GlcNAc向胞内的转运,利用Red同源重组技术将E.coli-glms-gna1的乙酰氨基葡萄糖磷酸转运子编码基因nagE和甘露糖磷酸转运子编码基因manX敲除,获得nagE基因敲除的工程菌E.coli-glms-gna1-nagE和nagE/manX基因双敲除的工程菌E.coli-glms-gna1-nagE-manX,并在7 L发酵罐上利用构建的工程菌进行GlcN和GlcNAc的发酵生产。实验结果表明:培养对照菌株E.coli-glms-gna1至12 h时GlcN产量达到最大值4.06 g/L,GlcNAc产量达到最大值41.46 g/L;而培养单基因敲除菌株E.coli-glms-gna1-nagE至12 h时GlcN产量达到最大值4.38 g/L(是对照菌株的1.08倍),GlcNAc产量达到最大值71.80 g/L(是对照菌株的1.7倍);培养双基因敲除菌株E.coli-glms-gna1-nagE-manX至10 h时GlcN产量达到最大值4.82 g/L(是对照菌株的1.2倍),GlcNAc产量达到最大值118.78 g/L(是对照菌株的2.86倍)。这表明nagE和manX基因的敲除可显著降低GlcN和GlcNAc向胞内的转运,进而提高其在胞外的积累。研究结果对最终实现GlcN的工业化生产具有一定的指导意义。     

基于电化学发光检测技术的乳腺癌生物标记物EZH2表达定量分析

Zeste同源染色体2增强子基因(EZH2)在人类乳腺癌中过度表达,它可以被视为一个检测肿瘤的发展和转移的生物标记物。传统技术检测或定量特异性基因表达存在一些缺点,因此,本研究拟开发电致化学发光(ECL)技术来检测和量化EZH2 mRNA的表达量。在本研究中,用生物素和三(2,2-联吡啶)钌(II)(TBR)分别标记在PCR引物的5’末端上,用作扩增靶基因,扩增产物用ECL系统进行检测。我们用癌细胞作为模型分析了该方法的有效性和灵敏度,并且将其应用于25例乳腺癌的临床样本中EZH2基因表达量的检测。检测结果表明,EZH2基因在肿瘤细胞系中过量表达,而在正常血细胞中则低表达。最重要的是,在25例临床乳腺癌样品中发现10例样品(40%)的EZH2 mRNA过度表达。此方法提供了一种新的工具来评估EZH2基因在乳腺癌中的表达水平,且有可能成为一种快速、简便和灵敏的乳腺癌检测和诊断方法。     

假单胞菌DLL-E4尿黑酸降解基因的克隆与功能的初步分析

通过接合转移将质粒pSC123上的转座子Tn5随机插入到DLL-E4基因组DNA中,从大约8,000个突变子中筛选到1株在LB培养基上积累红褐色物质的突变株M18,该突变株不能以L-苯丙氨酸(L-Phenylalanine, Phe)为唯一碳源生长。SEFA-PCR扩增转座子侧翼序列发现其与已报道的尿黑酸1,2-双加氧酶基因hmgA的同源性为92%。将hmgA定向克隆至表达载体pET-29a中,转化至Escherichia coli BL21,经IPTG诱导后可表达分子量约为48kD的蛋白;诱导后转化子粗酶液对尿黑酸有很好的降解效果。将hmgA连入自杀性载体pEX19Gm,通过同源重组整合至M18染色体中,使其恢复了DLL-E4利用Phe的能力,证实了HmgA是尿黑酸苯环裂解酶。     

猪SLA-DR二级结构预测及同源模建

应用EXPASY服务器（http：／／www．expasy．oh／tools）上的SOPMA法对SLA—DR的α链和口链进行二级结构的预测,并与人的HLA—DR相应的α链和β链的氨基酸和二级结构成分比较,在此基础上同源模建SLA—DRα链、β链及复合体SLA—DR的三级结构。结果显示,SLA—DR的α链各二级结构成分α螺旋、β折叠、转角和无规则卷曲的数目分别为36、61、4和69,β链中分别为42、56、16和74。α链和β链各二级结构成分与复合体SLA—DR具有高度的符合率,分别达到98．7％（α螺旋）、99．1％（β折叠）、83．3％（转角）和97．2％（无规则卷曲）。各功能区分析,SLA—DR的α1和β1区为结合抗原的高变化区。同源模建和三级结构分析表明SLA—DR的α链和口链具有独立的三级结构,并可以组成复合体SLA—DR。     

大豆胰蛋白酶抑制剂Bowman-Birk基因家族新等位变异分析

大豆胰蛋白酶抑制剂主要有Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（KTi）和Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂（BBI）．BBI家族已经克隆的有BBI-A,BBI-C和BBI-D三类抑制剂,而KTi型家族包含有Ti^2,Ti^b,Ti^c,Ti^d,Ti^e,Ti^f,Ti^g和ti共8个多基因共显性控制单位点的多态类型及KTi1／2,KTi3等成员．本研究对大豆品种“绥农14”鼓粒期籽粒cDNA文库随机测序,组装出的175个contigs（或singletons）,大豆胰蛋白酶抑制剂有关的contigs有17个,其中12个序列组装成的4个contigs,如contig5,contig35,contig8和contig9分别与BBI家族成员BBI-A1,BBI-A2,BBI-C和BBI-D有关,序列之间的相似性达到98％以上,均包含完整的可读框（ORF）,并且存在新的等位变异,通过cDNA和基因组PCR扩增,克隆了BBI家族4个成员,证实了新等位变异的存在．通过比较分析籽粒形成时期的cDNA文库,发现大豆胰蛋白酶抑制剂基因表达随籽粒的发育和成熟而呈现由低到高变化趋势．大豆、水稻、花生、玉米和豇豆的Bowman-Birk蛋白酶抑制剂基因的序列聚类分析,表明禾谷类和豆科植物BBI家族具有共同的祖先．     

计算机辅助设计可溶性BLyS受体, eBCMA-Fc 融合蛋白及其在大肠杆菌中的表达

B 细胞成熟抗原 (BCMA)是 B淋巴细胞刺激因子(BLyS)的受体之一．它的胞外区与人IgG1 Fc的融合蛋白eBCMA-Fc,又称为诱饵受体,具有拮抗BLyS的活性．为了设计新的拮抗肽,基于BCMA和Fc的晶体结构,通过计算机图形学技术、分子模拟方法,建立了eBCMA-Fc融合蛋白的三维理论结构．利用均方根位移（root mean square distance, RMSD）对eBCMA-Fc融合蛋白与单体eBCMA、Fc构象差异进行分析．融合蛋白eBCMA-Fc中的eBCMA段与单体eBCMA的主链碳原子间RMSD值为0.036 nm,Fc段与单体Fc的主链碳原子间RMSD值为0.064 nm．结果表明,对比单体,融合蛋白eBCMA-Fc并未因eBCMA与Fc直接连接而发生构象的变化．分子对接方法显示,融合蛋白eBCMA-Fc中的BCMA与BLyS作用,而Fc扮演着稳定BCMA构象的支架作用．为进一步验证上述理论分析,构建eBCMA-Fc融合基因,并将载有eBCMA-Fc融合基因的原核表达质粒转化BL21 (DE3)菌、在细菌中表达．目的蛋白经蛋白A亲和柱纯化大约为36 kD,与理论预测值34 kD相近．免疫印迹表明抗人IgG抗体能够识别eBCMA-Fc融合蛋白．ELISA证实,eBCMA-Fc融合蛋白能够结合BLyS．随着eBCMA-Fc融合蛋白增加,结合BLyS的融合蛋白也相应增加．而对照人IgG,即使在高浓度条件下,也不结合BLyS．此外,eBCMA-Fc 融合蛋白能够抑制BLyS对B细胞肿瘤Daudi细胞的作用．这些研究为下一步设计和筛选BLyS拮抗肽提供了实验基础．     

杜氏盐藻RuBisCO小亚基基因的克隆和分析

根据莱菌衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、团藻(Volvox carteri)、伞藻(Acetabularia cliftonii)等生物的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RuBisCO)的小亚基rbcS基因氨基酸的高度保守序列,设计一对简并引物,进行RT-PCR.209 bp的PCR产物经测序分析及进行氨基酸序列同源性比对,表明克隆的序列为盐藻rbcS基因的cDNA片段.根据该序列信息,采用RACE(rapid amplification of cDNA ends) 方法扩增其5'上游未知区和3'下游未知区.5'RACE得到的cDNA长度为约300 bp,3'RACE得到的长度约380 bp.三段序列拼接后cDNA全长为878bp,其中开放读码框包括190个氨基酸.此cDNA序列,推导成氨基酸序列与已知物种的rbcS基因相比对,同源性分别为V.carteri 78%,C.reinhardtii 75%,A.cliftonii 67%,据此可推断所克隆的序列为盐藻RuBisCO的小亚基cDNA序列,GenBank收录号为AY739272.     

中国萤火虫云南窗萤荧光素酶cDNA的克隆表达和序列分析

从一种来自中国日行性萤火虫(云南窗萤)发光器官mRNA中克隆、测序并表达了有功能的荧光素酶.云南窗萤荧光素酶的cDNA序列有1647个碱基,编码548个氨基酸残基.从推测得到的氨基酸序列的比对分析得出:云南窗萤的荧光素酶与来自Lampyris noctiluca,L.turkestanicus和Nyctophila cf.caucasica三种萤火虫的荧光素酶有97.8%的序列一致性.从推测得出的氨基酸序列进行系统发育分析,其结果表明:云南窗萤和Lampyris Nyctophila聚在一起,与同属的发光强夜行性的萤火虫不形成的单系.云南窗萤荧光素酶在大肠杆菌中表达的条带大约70kDa,并且在有荧光素存在时发出黄绿色荧光.对荧光素酶的结构模拟和分析表明,云南窗萤荧光素酶基因的氨基端和羧基端结构域之间的裂沟处存在这5个多肽环,这正是从其他荧光素酶推测得到的催化荧光反应时的底物结合位点.云南窗萤和窗萤属的其他3种萤火虫的荧光素酶卡目比,有13个不同氨基酸位点,位于模拟分子结构的表面.对于这些多肽环、不刚氨基酸残基和晶体结构的进一步研究有利于解释日行和夜行性萤火虫荧光素酶的差异.     

Myostatin三维结构模建及分子进化分析

Myostatin(MST)为肌肉生长负调节因子,其功能受抑制可导致肌肉量增加.对MST核酸序列进行序列比对,构建进化树;采用同源模建方法首次模建MST成熟肽生物活性二聚体的四级结构,并预测MST与其受体ActRIIB的相互作用模式.进化树将肌肉生长抑制素基因(MSTN)分成4个亚家族:哺乳动物MSTN,鸟类MSTN以及鱼类MSTN 1和2.MST受纯化选择作用,在不同物种的直系同源基因具有较高的刚源性,其中哺乳动物、鸟类MST C端活性肽氨基酸序列高度保守.表明哺乳动物、鸟类MST的结构、功能类似,且信号传导路径可能一致;而鱼类MST的调控机制可能存在较大差异.MST结构及其表面静电势和疏水氨基酸分布表明静电力和疏水相互作用在MST与其受体结合过程中可能起到十分重要的作用.     

中国萤火虫云南窗萤荧光素酶cDNA的克隆表达和序列分析(英文）

从一种来自中国日行性萤火虫（云南窗萤）发光器官mRNA中克隆、测序并表达了有功能的荧光素酶。云南窗萤荧光素酶的cDNA序列有1 647个碱基,编码548个氨基酸残基。从推测得到的氨基酸序列的比对分析得出：云南窗萤的荧光素酶与来自Lampyris noctiluca, L. turkestanicus和Nyctophila cf. caucasica三种萤火虫的荧光素酶有97.8%的序列一致性。从推测得出的氨基酸序列进行系统发育分析,其结果表明：云南窗萤和Lampyris+Nyctophila聚在一起, 与同属的发光强夜行性的萤火虫不形成的单系。云南窗萤荧光素酶在大肠杆菌中表达的条带大约70 kDa,并且在有荧光素存在时发出黄绿色荧光。对荧光素酶的结构模拟和分析表明,云南窗萤荧光素酶基因的氨基端和羧基端结构域之间的裂沟处存在这5个多肽环,这正是从其他荧光素酶推测得到的催化荧光反应时的底物结合位点。云南窗萤和窗萤属的其他3种萤火虫的荧光素酶相比,有13个不同氨基酸位点,位于模拟分子结构的表面。对于这些多肽环、不同氨基酸残基和晶体结构的进一步研究有利于解释日行和夜行性萤火虫荧光素酶的差异。