小鼠干扰素应答基因(Ifrg15)的克隆、原核表达及其融合蛋白的亲和纯化

为研究一个可能的干扰素应答基因(interferon responsive gene 15,Ifrg15)所编码蛋白质的生物学功能,对昆明小鼠(Mus musculus)基因组DNA进行PCR扩增获得Ifrg15(393 bp),并将其克隆到pGEM-T载体,经测序鉴定后用EcoR Ⅰ和Xho Ⅰ酶切下Ifrgl5基因片段并和双酶切后的表达载体pET-41(c)进行连接,然后转化入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)感受态细胞.对重组克隆用IPTG诱导融合蛋白的表达,并进行分离纯化.结果表明,本实验在E.coli BL21(DE3)菌株中成功地高效表达、并在变性亲和层析条件下成功纯化了GST&6xHis-Ifrg15融合蛋白.     

拟南芥alpha-Dioxygenase 2原核表达，纯化及亚细胞定位预测

alpha-Dioxygenase 2推测可以催化脂肪酸alpha氧化，参与植物的发育过程。从ABRC（Arabidopsis Biological Research Center）获得alpha-Dioxygenase 2基因cDNA，用带有SmaI和XhoI酶切位点的引物扩增编码区，连入pMD-T simple vector,测序无误后，双酶切将DOX2构建于原核表达载体pGEX-5X-1中，转化表达菌株BL21 (DE3) pLysS和BL21 (DE3)-RIPL codon + ,SDS-PAGE和Western Blot结果表明该基因在BL21 (DE3)-RIPL codon +表达菌株中得到了高效表达，可溶性分析表明大部分目的蛋白以包涵体形式存在，通过GST亲和柱纯化得到可溶性目的蛋白，供下一步活性分析之用。生物信息学分析表明：该基因读码框密码子中88个为E.coli的稀有密码子，占总密码子的14%。支持向量机算法对DOX2进行的亚细胞定位预测分析提示：该酶可能定位在细胞质中。     

重组马槟榔甜蛋白MabinlinⅡ在大肠杆菌中的表达

MabinlinⅡ是我国所特有且唯一的植物甜蛋白，在体外至今没有得到具有甜味的基因表达产物。本文根据己知马槟榔甜蛋白的序列设计引物克隆MabinlinⅡ基因，对基因进行剪切重组。将重组基因克隆至大肠杆菌表达载体pET-30a（＋）中，构建了3个重组表达载体，转化大肠杆菌BL21（DE3），得到三株表达重组马槟榔甜蛋白的大肠杆菌工程菌。经IPTG诱导，3个重组MabinlinⅡ基因可在大肠杆菌BL21（DE3）中高效表达。     

耐碱锰超氧化物歧化酶基因(Mn-sodA)工程菌的构建及其表达条件

从Bacillus sp.110-2基因组上分离得到的耐碱锰超氧化物歧化酶基因(Mn-sodA),将其连接到原核表达载体pET-30a(+),得到重组载体pET-sodA,重组载体在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导得到表达.SDS-PAGE分析显示,融合表达产物的分子量大小为26.5 kD.对含有sodA基因工程菌的表达情况研究表明,重组蛋白全部以可溶性形式存在;重组酶的比活力252 U/mg,为原始菌株的2.1倍,目的基因在大肠杆菌中实现了高效表达;而且,重组酶还保留了野生型酶强的耐碱能力.BL21(pET-sodA)基因工程菌的构建提供了一种可利用的耐碱蛋白资源,同时探索了一种极端酶的生产方法.     

番茄Metacaspase基因(LeM)的克隆及其在大肠杆菌Rosetta中的高效表达

为获得可溶性的番茄Metacaspase蛋白,后续研究Metacaspase蛋白的酶学特性以及功能,利用RT-PCR方法克隆了番茄(Lycopersicon esculentum)中Metacaspase(LeM)全长cDNA,并成功地构建了LeM基因的原核表达载体重组质粒pET28a-LeM,转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)PlysS和Rosetta中进行诱导表达,并对诱导表达条件进行了优化.SDS-PAGE结果显示,在37℃条件下,1 mmol/L IPTG诱导表达量最高,在BL21(DE3)PlysS菌株中重组蛋白主要以包涵体形式存在,而相同条件下在Rosetta菌株中多为可溶性表达.同时酶活测定显示,Rosetta上清中LeM的活性为33 RFU/min,显著高于BL21(DE3)PlysS 7RFU/min.本实验表明,不同菌株对Metacaspase的可溶性表达有很大影响.     

猪瘟兔化弱毒株E2蛋白A/D抗原区基因的原核表达

通过RT—PCR扩增了编码猪瘟病毒兔化弱毒囊膜糖蛋白点E2基因；另行设计引物，扩增其中一段所编码的蛋白质抗原性好且适于在大肠杆菌(Eschedchia coli)中表达的基因(E2蛋白AID抗原区)，构建了不同的重组原核表达载体(pTH-E2来源于pThioHisB载体；pET—E2来源于pET-32a( ))，并对其表达特性进行了研究。将其分别转化到相应的宿主菌中，构建成2株重组工程菌(TOPE2含有pTH—E2；BL21E2含有pET—E2)。结果表明，两种重组菌都获得了高效表达，但BL21E2表达量明显高于TOPE2。另一重要发现是，在E2蛋白上，除了690～812位肽段，所选肽段在大肠杆菌中表达后，也能和抗猪瘟病毒高免血清反应。     

基于途径工程的极大螺旋藻藻蓝蛋白α亚基的生物合成

根据极大螺旋藻(Spirulina maxima)藻蓝蛋白α亚基的生物合成途径,利用PCR技术从极大螺旋藻基因组DNA中克隆了与其生物合成相关的5个基因藻蓝蛋白α亚基蛋白基因(cpcA)、血红素氧化酶基因(hox1)、藻蓝素:铁硫蛋白氧化还原酶(pcyA)、藻蓝素裂合酶基因E(cpcE)和藻蓝素裂合酶基因F(cpcF),并将这些基因用相应的限制性内切酶酶切后,依次构建到表达载体pETDuet-1的两个外源基因表达盒内,转化Escherichia coli BL21(DE3),经氨苄青霉素抗性筛选,得到工程菌ZJGSU02.经测序确认,连接到pETDuet-1上的5个基因拼接正确.IPTG诱导后,工程菌培养液中的细胞呈现明显的蓝色,对照菌颜色没有发生变化.SDS-PAGE电泳结果显示,在21 kD处有一明显的条带.重组蛋白经锌离子溶液浸泡后,在紫外光激发下呈现桔色荧光.Western blot分析表明,重组蛋白能特异性地与6×His-tag单克隆抗体结合.通过吸收光谱和荧光光谱检测,发现重组蛋白最大吸收波长为623 nm,最大荧光发射波长为645.8 nm,与天然极大螺旋藻中藻蓝蛋白α亚基的最大吸收波长和最大荧光发射波长一致,以上结果表明极大螺旋藻藻蓝蛋白α亚基已在大肠杆菌中成功实现异源表达.该研究结果不仅为色基结合蛋白这类复杂蛋白在异源宿主系统中的表达提供新的思路和方法,而且也为探索在一个表达载体上构建和表达5个或5个以上的外源目的蛋白基因及其基因互作等方面的研究提供借鉴.     

产肠毒素大肠杆菌987P菌毛fasG亚单位的优化表达

本试验选用两种翻译起始区不同的表达载体pET28a(+)、pGEX-KG和两种对稀有密码子效应不同的表达宿主菌BL21(DE3)、Rossetta(DE3),构建出四种重组表达菌（pET-fasG BL21(DE3), pET-fasG Rossetta(DE3), pKG-fasG BL21(DE3)和pKG-fasG Rossetta(DE3)）来考查翻译起始区的二级结构和稀有密码子对fasG基因表达的影响。对重组表达菌进行诱导表达的结果表明,翻译起始区的二级结构和稀有密码子的存在都能影响到目的基因的表达,通过优化翻译起始区的二级结构或优化稀有密码子都能提高目的蛋白的表达量。由于pKG-fasG优化了mRNA翻译起始区的二级结构,同时Rossetta(DE3)缓解了稀有密码子对目的蛋白表达的影响,pKG-fasG Rossetta(DE3)目的蛋白的表达量达到16%,较pET-fasG BL21(DE3)的表达量（8%）提高了100%。试验结果表明,对外源基因的表达,选择合适的表达载体和宿主菌,对获得较高的表达量是非常重要的。     

Overlap PCR克隆黄牛脂肪特异性磷脂酶A2基因(AdPLA)及其原核表达

脂肪特异性磷脂酶A2基因(adipose-specific phospholipase A2,A dPLA)在脂肪组织甘油三酯水解过程中发挥着重要的调节作用,为了构建黄牛AdPLA基因原核表达系统,本研究通过Overlap PCR方法从黄牛(Bos taurus)基因组DNA中得到了AdPLA基因编码区全长,将其克隆到pGM-T载体上,阳性克隆经测序表明,与NCBI公布的序列(GenBank No.NM_001075280)完全一致.阳性质粒经BamH Ⅰ和HindⅢ双酶切后,将其定向重组到pET28a(+)原核表达载体上,转化感受态大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (DE3)中,用IPTG诱导融合蛋白表达.SDS-PAGE电泳表明,融合蛋白His-AdPLA在大肠杆菌中表达,证明成功构建了AdPLA基因原核表达系统,为进一步研究黄牛AdPLA基因的功能和AdPLA蛋白产品开发提供了依据.     

bar因在大肠杆菌中的高效表达及其表达产物的分离和纯化

bar基因来源于P3301质粒载体,通过构建PB813测序载体对bar基因进行了测序,与GenBank中bar基因全编码区比较发现：在DNA上有两个碱基不同,但在蛋白质水平上完全相同。用PCR方法从P3301载体上克隆了552碱基的bar基因全长序列插入到大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET30a( )中,构建了pET30a-bar融合表达载体并转人大肠杆菌宿主菌BL21(DE3)。在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导下,pET30a-bar融合表达载体在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以可溶性蛋白的形式高效表达了膦丝菌素乙酰转移酶(PAT),并通过金属鏊和层析一步纯化了目的蛋白。用肠激酶切除了融合蛋白的融合部分之后再一次通过金属鏊和层析,经过透析后获得了PAT纯品。     

F18菌毛粘附素F基因(fedF)在大肠杆菌中的表达及对小鼠的免疫保护效果

引起早期仔猪断奶腹泻(PWED)的主要致病菌是产肠毒素型大肠杆菌(ETEC),免疫预防是防治腹泻最主要的手段。本研究采用通过大肠杆菌(Escherichia coli)表达的重组F18菌毛粘附素F(FedF)作为抗原,在小鼠(Mus musculus)中探索以此为靶标免疫防治仔猪腹泻的可能性。根据相应F18菌毛粘附素基因(fedF)设计了一对添加EcoRⅠ和SalⅠ酶切位点的引物,以E.coli F18为模板扩增出全长908bp含20个信号肽序列的fedF片段,并与原核表达载体pET-30a(+)连接,导入大肠杆菌BL21,得到基因工程菌E.coli[pET-fedF],后经IPTG诱导及菌液蛋白电泳分析,结果表明,大小约为32.9kD的重组蛋白FedF可成功诱导表达;将重组工程菌口服免疫BALB/c小鼠,可有效地诱导小鼠血清中FedF特异性IgG的产生(P/N值>2.0)及小鼠肠粘膜sIgA显著增加了2.07倍(与空载体组pET-30比较)(P<0.05);攻毒试验表明,口服基因工程菌E.coli[pET-fedF]可显著地有效保护小鼠免予攻毒死亡,免疫保护率可达62.5%。研究结果提示,FedF黏附蛋白基因工程菌可通过口服诱导小鼠特异的体液和粘膜免疫反应,以此保护小鼠免受产肠毒素型大肠杆菌的进攻,因而有望作为一种口服疫苗防治产肠毒素型大肠杆菌引起的仔猪腹泻。     

肠毒素性大肠杆菌mSTⅠ-linker-LTB融合蛋白的表达及免疫保护试验

用分子生物学方法拼接成肠毒素性大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)mSTⅠ-linker-LTB融合基因,并定向克隆到pET-32α( )中,转化宿主菌(E.coli)BL21(DE3)。重组菌经1mmolLIPTG诱导,在30℃下,5h时表达产物(分子量约为37kD)达到高峰,表达量约占菌体总蛋白30%。表达产物主要存在包涵体中,经Westernblot鉴定呈阳性。乳鼠胃内接种实验证明,融合蛋白无野生型STⅠ的生物毒性。将融合蛋白与矿物油乳化后免疫ICR小鼠,对K88、K99、987P和F41的保护率分别为83.3%、100%、66.7%和66.7%。     

短小芽孢杆菌β-1,4-木聚糖酶基因在大肠杆菌中的高效表达

从短小芽孢杆菌(Bacillus purnilus)BP51中克隆得到木聚糖酶基因xynA。将其构建在大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET21a上，转化Ecoli BL21，获得重组工程菌BLX5。经IPTG诱导，xynA基因的表达产物以胞内可溶性蛋白和包涵体形式存在。重组表达木聚糖酶的活力可达165．511U／mL培养物。重组表达的木聚糖酶最适温度为55℃，最适pH值为6．5，在碱性条件下具有良好的稳定性，降解产物以三糖、四糖和五糖为主。     

宇佐美曲霉木聚糖酶基因在大肠杆菌中的表达

在已知宇佐美曲霉E001菌株木聚糖酶Xyn II cDNA序列（Genbank登录号为DQ114485）的基础上，合成1对引物（含 EcoR I和Sal I酶切位点），以重组质粒pUCm-T-xyn II为模板，扩增得到编码Xyn II成熟肽的cDNA片段（555 bp）。将其与表达质粒pET-28a连接，构建了重组表达质粒pET-28a-xyn II，转化E. coli BL21-CodonPlus(DE3)-RIL，获得重组工程菌B21/xyn II。经IPTG诱导表达，木聚糖酶的比酶活力最高可达35.6 U/mg。最后采用金属Ni2+螯和层析柱对所表达的木聚糖酶进行纯化，达到了电泳纯。重组表达的木聚糖酶最适温度为45℃，最适pH值为4.6。     

牛支原体pdhα和pdhβ基因的克隆、原核表达及亚细胞的定位

牛支原体(Mycoplasma bovis,M.b)是牛(Bos taurus)的一种重要致病性支原体,感染后可引起牛多种疾病.丙酮酸脱氢酶复合体E1 (pyruvate dehydrogenase E1,PDHc E1)是参与生物体糖代谢过程的一个限速酶,广泛存在于微生物、哺乳动物及高等植物中,其直接影响丙酮酸向乙酰辅酶A的转化.本研究参照GenBank中M.b PG45株的PDHc E1α亚基基因pdhα和PDHc E1β亚基基因pdhβ序列设计引物,通过PCR扩增获得M.b武威株的pdhα (GenBank登录号:KU355295)及pdhβ基因(GernBank登录号:KU355296),在序列测定的基础上应用重叠延伸PCR (Overlap PCR)技术完成基因优化并构建原核表达质粒pET-pdhα和pET-pdhβ.表达质粒分别转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (DE3)后经异丙基硫代半乳糖苷(isopropy1β-D-1-thiogalactopyranoside,IPTG)诱导表达重组PDHc E 1α亚基融合蛋白PDHA及PDHcE1β亚基蛋白PDHB.纯化表达产物并分别免疫新西兰兔(Oryctolagus cuniculus)制备多克隆抗体,进而应用Western blot及酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)对M.b PDHcE1α亚基和PDHc E1β亚基在细胞内的分布进行了初步研究.结果表明,经IPTG的诱导,pdhα与pdhβ基因在大肠杆菌BL21(DE3)中均成功表达,重组蛋白rPDHA及rPDHB的分子量分别约为40和37kD,且均有良好的免疫原性,而Western blot及ELISA结果证实E1α和E1β在牛支原体细胞膜上和胞浆中均有分布且分布量相当.本研究结果为进一步研究M.b生物学功能提供了基础资料.     

牛IL-18融合蛋白的原核表达及生物学活性测定

将牛白细胞介素18(bovine interleukin-18,BoIL-18)的成熟蛋白基因亚克隆到原核表达载体pGEX6p-1中,并转化至大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)获得重组菌株。该重组菌经0.3mmol/L IPTG诱导8h,SDS-PAGE电泳表明,BoIL-18融合蛋白获得了高效表达,分子量约为44kD,凝胶薄层扫描分析显示,融合蛋白占工程菌菌体总蛋白的31.8%;用亲和层析法对表达产物进行纯化,检测纯化产物的生物学活性。对外周血单核细胞(PBMC)的增殖实验证明,BoIL-18融合蛋白浓度大于0.10mg/L时,对PBMC有明显的增殖作用;对IFN-γ的诱生实验显示,BoIL-18融合蛋白浓度大于0.20mg/L时,能促进IFN-γ的产生,且随着BoIL-18浓度的增加,对IFN-γ的诱生作用增强。     

手掌参中赤霉酸诱导的富含半胱氨酸蛋白基因的表达、纯化及鉴定

目的: 构建含赤霉酸诱导的富含半胱氨酸蛋白基因(gcgasa)的原核表达载体,并在E.coli BL21(DE3)中表达。材料：手掌参。方法：设计带有EcoR I和Hind III酶切位点的引物,分别对gcgasa基因编码区全长及信号肽缺失的片段进行PCR扩增,将目标片段克隆入原核表达载体pET-32(a),构建重组质粒。经测序鉴定后,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达融合蛋白,并采用SDS-PAGE、Western-blotting、电镜超薄切片技术检测外源蛋白的表达及定位情况。对于水溶性蛋白,采用Ni2+-NTA亲和层析及凝胶过滤手段纯化。结果: 含有信号肽的外源基因在大肠杆菌周质空间中以包含体形式存在,而信号肽缺失的片段主要以可溶形式表达,经Ni2+-NTA纯化可获得目的蛋白。结论：首次在原核表达系统中高效表达了水溶性的gcgasa蛋白,为其结构和功能的研究奠定了基础。     

苏云金芽胞杆菌cry1Ia基因的克隆、表达与活性研究

根据cry1Ia类基因的全长序列设计引物,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)菌株Btc008的总DNA为模板扩增出片段长为2.1kb的cry1Ia的全长基因,插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET-21b,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,诱导表达出81kD的蛋白。该蛋白由719个氨基酸组成,推导的分子量为81.2kD。该蛋白的氨基酸序列不同于已知的12种Cry1Ia蛋白,是一种新的Cry1Ia蛋白,该基因已被国际基因命名委员会正式命名为cry1Ia8。杀虫活性测定结果表明:Cry1Ia8对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)和小菜蛾(Plutella xylostella)有很强的杀虫活性,LC50分别为0.268μg/g和2.227μg/mL,其杀虫效果与Cry1Ab和Cry1Ac相当。对大豆食心虫(Leguminivora glycinivorella)也有较好的活性,但对鞘翅目叶甲科害虫榆兰叶甲(Pyrrhalta aenescens)没有活性。该基因的获得将为我国抗虫转基因作物和工程菌的研制提供新的基因来源,为筛选延缓昆虫抗性产生的基因组合提供了重要依据。     

潮霉素磷酸转移酶（hpt）基因的原核表达、蛋白纯化及其抗体制备

从转基因玉米(Zea mays)基因组上成功地克隆出潮霉素磷酸转移酶基因(hpt),通过BamH Ⅰ和Hind Ⅲ双酶切将hpt基因与pET30a进行粘性末端连接,成功构建了pET30a-hpt质粒,并转化到大肠杆菌(Eschenchia coli)BL21中进行蛋白表达.在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导下,pET30a-hpt融合表达载体在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以可溶性蛋白的形式高效表达了HPT蛋白,并通过金属鏊和层析纯化了目的蛋白.用肠激酶切除了融合蛋白的融合部分之后再一次通过金属鏊和层析,经过透析后获得了HPT纯品,并且使用纯化的HPT蛋白免疫兔制备了特异性强、灵敏度高的多克隆抗体.     

宇佐美曲霉木聚糖酶(xynⅡ)基因在大肠杆菌中的表达

根据宇佐美曲霉(Aspergill ususamii)E001菌株木聚糖酶xynⅡcDNA序列(GenBank登录号为DQ114485),合成1对引物(含EcoRⅠ和SalⅠ酶切位点),以重组质粒pUCm-T-xynⅡ为模板,扩增得到编码xynⅡ成熟肽的cDNA片段(555bp)。将其与表达质粒pET-28a连接,构建重组表达质粒pET-28a-xynⅡ,并转化大肠杆菌(Escherichia.coli)BL21-CodonPlus(DE3)-RIL,获得重组工程菌BL21xynⅡ。经IPTG诱导表达,木聚糖酶的比酶活力最高可达35.6Umg。最后采用金属Ni2 螯和层析柱对所表达的木聚糖酶进行纯化,获得电泳纯的木聚糖酶。重组表达的木聚糖酶最适温度为45℃,最适pH4.6。