体外重构STUB1介导α-1抗胰蛋白酶突变体Z蛋白泛素化修饰反应体系

α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白(α-1 antitrypsin Z-mutant protein, ATZ)是引发α-1抗胰蛋白酶缺陷症(α-1 antitrypsin deficiency, AATD)的主要原因,研究ATZ蛋白的泛素化修饰和降解对于治疗AATD具有重要意义。STUB1是一种重要的E3泛素连接酶,参与调节多种蛋白质的泛素化修饰。然而,STUB1是否参与ATZ的泛素化修饰尚未明确。本研究首先将ATZ和STUB1的编码基因克隆到pET28a质粒,构建了这2个蛋白的表达质粒。随后,将重组质粒转入大肠杆菌表达系统,在优化诱导条件实现了重组蛋白的异源表达。通过金属螯合亲和层析技术纯化得到目的蛋白,并通过蛋白质谱分析验证了其氨基酸序列的准确性。利用纯化的ATZ和STUB1重组蛋白,构建了一个体外泛素化修饰反应体系。实验结果显示,在ATP、E1泛素激活酶和E2泛素结合酶的协同作用下,STUB1成功催化了ATZ的泛素化修饰。本研究提供了一种体外获得Z型突变体ATZ纯化蛋白的方法,并确认了STUB1介导ATZ的泛素化修饰功能,推进了对α-1抗胰蛋白酶Z型突变体蛋白在细胞内降解过程的调控机制的理解。     

苹果柠檬酸合酶3基因家族成员鉴定及表达分析

柠檬酸合酶(citrate synthase 3, CS3)是细胞代谢途径中的关键酶之一,其活性调节着生物体的物质和能量代谢过程。本研究旨在从苹果全基因组中鉴定CS3基因家族成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为研究苹果CS3基因的潜在功能提供理论基础。利用BLASTp基于GDR数据库鉴定苹果CS3家族成员,通过Pfam、SMART、MEGA5.0、clustalx.exe、ExPASy Proteomics Server、MEGAX、SOPMA、MEME和WoLF PSORT等软件分析CS3蛋白序列基本信息、亚细胞定位情况、结构域组成、系统进化关系以及染色体定位情况。利用酸含量的测定和实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)技术检测苹果6个CS3的组织表达和诱导表达特性。苹果CS3基因家族包含6个成员,这些CS3蛋白包括473−608个不等的氨基酸残基,等电点分布在7.21−8.82。亚细胞定位结果显示CS3蛋白分别定位在线粒体和叶绿体。系统进化分析可将其分为3类,各亚家族基因数量分别为2个。染色体定位结果显示,CS3基因分布在苹果不同的染色体上。蛋白二级结构以a-螺旋为主,其次是无规则卷曲,b-转角所占比例最小。筛选的6个家族成员在不同苹果组织中均有表达,整体表达趋势从高到低依次为MdCS3.4相对表达含量最高,MdCS3.6次之,其他家族成员相对表达量依次为MdCS3.3>MdCS3.2>MdCS3.1>MdCS3.5。qRT-PCR结果显示,MdCS3.1和MdCS3.3基因在酸含量较低的‘成纪1号’果肉中相对表达量最高,酸含量较高的‘艾斯达’果肉中MdCS3.2和MdCS3.3基因相对表达量最高。因此,本研究对不同苹果品种中CS3基因相对表达量进行了检测,并分析了其在苹果果实酸合成过程中的作用。结果表明,CS3基因在不同苹果品种中的相对表达量存在差异,为后续研究苹果品质形成机制提供了参考。     

茉莉酸甲酯对烟草幼苗抗病毒的影响

用茉莉酸甲酯处理4叶期烟草(Nicotiana tabacum L.)幼苗后接种烟草花叶病毒,考察发病情况和病情指数,并测定一些与抗病相关的酶活性。结果表明,茉莉酸甲酯处理后接种病毒明显降低巴两烟草的病情指数,提高几丁内切酶、β1,3-葡聚糖苷酶、SOD、脂氧酶的活件。其中仅SOD活性与抗病毒有较密切的关系。茉莉酸甲酯可能是诱导巴西烟草抗花叶病毒的信号物质。     

人表皮生长因子(EGF)与单核-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)融合蛋白在大肠杆菌中的表达

应用基因工程技术,将ＥＧＦ、ＧＭ－ＣＳＦ基因克隆到ｐＧＥＭ－３Ｚｆ（＋）载体的ＥｃｏＲＩ,ＢａｍＨＩ位点上,再将重组融合基因亚克隆到表达载体ｐＢＶ２２０的ＥｃｏＲＩ,ＢａｍＨＩ位点上,在大肠杆菌ＤＨ５α中进行表达,ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳和Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ表明ＥＧＦ－ＧＭ－ＣＳＦ融合蛋白获得表达,并且具有ＥＧＦ、ＧＭ－ＣＳＦ的免疫学活性．这为进一步研究该融合蛋白的功能和肿瘤治疗提供一种新的基因产品．     

转基因骨髓基质细胞系对人脐血CD34+细胞的体外扩增作用

为探讨转染FL和/或TPO基因骨髓基质细胞系对脐血CD34+细胞的体外扩增效应, 建立了转基因骨髓基质细胞系共培养体系. 采用免疫磁珠法分离人脐血CD34+细胞, 在CD34+细胞不同体外培养体系中取样测试细胞总数、CD34+细胞百分率和CFC(包括CFU-GM 和BFU-E). 结果表明, 在8种不同组合的培养体系中, 转基因基质细胞共培养体系较无基质液体培养体系对细胞总数, CFC, CD34+细胞均具有明显的扩增效应, 其中以SCF + IL-3 + HFT扩增效果最好, 分别扩增了(893.3±52.1), (74.5±5.2)和15.7倍. CFU-GM和BFU-E在第2周时达扩增高峰, 扩增倍数分别为(78.1±5.5)和(57.0±19.7). LTC-IC测定结果显示, 只有SCF + IL-3 + FL + TPO和SCF + IL-3 + HFT组有LTC-IC的存在, 统计学检验无显著性差异. 上述结果提示, 转基因骨髓基质细胞系可通过细胞间的接触协同其他细胞因子增强对脐血CD34+细胞的体外扩增作用.     

小鼠胎肝细胞透明质酸3D培养体系的建立

目的 利用透明质酸建立小鼠胎肝细胞3D培养体系。 方法 分离获得胚胎12-14天胎肝细胞,利用KM培养基进行初步2D肝干/祖细胞的筛选培养,并利用透明质酸及KM培养基配制水凝胶建立3D细胞培养体系。 结果 胎肝细胞在2D体系中呈现克隆状生长。分离培养获得的肝干/祖细胞克隆在透明质酸建立的3D培养体系保持增殖活性,并进一步获得肝细胞功能特性,表现为3D培养上清中白蛋白合成和尿素水平显著增加。Q-PCR结果显示随着3D培养时间的延长,其肝细胞干性标志如AFP、CK19、EpCAM、Prox1等表达水平都大幅度降低且接近成年小鼠肝脏表达水平。 结论 本研究成功建立基于透明质酸的小鼠胎肝细胞的3D无血清培养体系,并可促进小鼠胎肝细胞肝细胞功能进一步成熟。     

Tet-On3G系统调控人巨细胞病毒蛋白pUL23稳定表达的人胚肺成纤维细胞(HELF)系的建立

人巨细胞病毒(Human cytomegalovirus,HCMV)为疱疹病毒家族一员,易导致免疫力低下或缺陷的人群严重疾病,目前对HCMV编码的皮层蛋白pUL23功能的相关报道很少。本研究应用Tet-On3G诱导表达系统,在人胚肺成纤维细胞(Human embryonic lung fibroblast,HELF)建立诱导表达HCMV病毒蛋白pUL23细胞模型。将病毒基因UL23和阳性对照基因EGFP分别定向插入应答慢病毒载体pLVX-TRE3G中,获得pLVX-TRE3GUL23-3×Flag、pLVX-TRE3G-EGFP重组慢病毒载体。运用二代慢病毒包装系统与Lenti-X293T包装细胞系,制备收获慢病毒后感染人胚肺成纤维细胞HELF。遗传霉素(Geneticin,G418)和嘌呤霉素(Puromycin,Puro)抗性筛选后多西环素(Doxycycline,Dox)诱导外源基因表达。感染后的细胞在96孔板有限稀释法成单克隆,分别采用RT-PCR与Western blot技术检测病毒UL23基因在mRNA水平与蛋白水平的表达量,筛选出当诱导时高效表达且未诱导时低表达的单克隆细胞;并评估Dox诱导剂量与诱导时间对外源蛋白pUL23表达的影响。限制性内切酶与测序显示重组质粒pLVX-TRE3G-UL23-3×Flag、pLVX-TRE3G-EGFP序列和方向正确。病毒蛋白pUL23在感染细胞中能够被诱导表达;当Dox浓度高于400ng/mL时pUL23蛋白表达量不再随Dox剂量增高而增高。在Dox诱导2h后,RT-PCR结果表明在921bp处有特定条带(UL23-3×Flag基因)与此同时,Western blot实验也检测到pUL23蛋白。这些结果表明,成功构建重组慢病毒载体,包装成慢病毒感染后,病毒基因UL23能够在人胚肺成纤维细胞中诱导表达。Dox的最佳工作浓度为400ng/mL,最佳诱导时间为12h至24h之间。这将为进一步研究病毒蛋白pU23的功能奠定基础。     

基于小鼠肝细胞癌全转录组测序的Cbx3基因上调表达机制分析

为了探讨染色质盒蛋白3(chromobox 3,Cbx3)基因在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)中上调表达的可能机制,通过构建小鼠HCC模型,分别取30 d的瘤体组织和癌旁组织及接种0、3、30 d未成瘤小鼠的肝组织,通过全转录组测序和生物信息学手段分析Cbx3基因在瘤体组织及各对照组织中的表达,并进一步筛选与Cbx3或其编码蛋白有蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction, PPI)、竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)和靶标关系的差异(q<0.05,n=3,下同)表达基因[以下将Cbx3编码蛋白PPI涉及的蛋白的编码基因称Cbx3相关基因(Cbx3-associated gene, CAG)],并分析其功能。结果显示,与对照组相比,瘤体组织中Cbx3上调表达,且存在4个Cbx3转录本及116个CAG。其中转录本NM＿007624.3尽管在各组织中皆有大量表达,但在瘤体组织的表达远高于各对照组织的。GO功能富集分析结果显示,Cbx3基因及CAG主要存在于细胞核中,共同参...     

用重组大肠杆菌JM109(pKST11)转化苯生产顺-1,2-二羟基-3,5-环己二烯

顺-1,2-二羟基-3,5-环己二烯（简称DHCD）是航天业、电子工业、医药业以及精细化工业上重要的手性化合物。利用重组E. coli JM109 (pKST11),采用适时监测发酵过程中全细胞甲苯双加氧酶（Toluene dioxygenase,TDO）活性的方法,研究了发酵生产DHCD工艺中的重要影响因子IPTG以及底物苯的供给方式对DHCD产量的影响。研究结果表明：（1）发酵初期利用IPTG诱导TDO的表达,不利于细胞生长,在对数生长中期（6或8h）,采用0.5mmol/L IPTG即可诱导出TDO的最高表达。（2）发酵液中的苯对全细胞甲苯双加氧酶(TDO)的活性有抑制作用,而利用液体石蜡作为缓释剂进行两相法发酵则降低了苯的毒害,明显提高了DHCD的产量。当采用传统的通气供苯方法,DHCD的产量仅有75 g/L;批式添加液体石蜡与苯的混溶物使DHCD的产量提高到226 g/L,是通气供苯法的3倍;而采用流加的方式添加液体石蜡与苯的混溶物使DHCD的产量进一步提高到368 g/L,是通气供苯法的5倍。证明通过发酵工艺的优化可以解决苯的毒害与苯作为反应底物在水相中需要有一定浓度之间的矛盾,获得较好的转化结果。