猪转录因子Nanog高效表达、多克隆抗体制备及其应用

多能转录因子Nanog可维持干细胞的自我更新和多向分化潜能.为深入研究猪(Sus scrofa)Nanog在多能性调控网络的作用,本研究制备了鼠抗猪源Nanog多克隆抗体.首先,从猪肾脏中克隆Nanog基因CDS,再将CDS连接到pET32a质粒上,构建重组表达载体pET32a-Nanog.将重组载体转化大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta (DE3),经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside,IPTG)诱导表达,优化最佳诱导时间、温度和IPTG浓度等表达条件,获得分子量为57 kD的Nanog重组蛋白.将纯化的Nanog蛋白,免疫C57BL/6小鼠(Mus musculus),6周后获得阳性抗血清,通过Western blot和免疫荧光检测其抗体效价及其特异性.结果显示,在28℃、8 mmol/L IPTG、诱导2.5 h的条件下,可获得高效Nanog重组表达;制备的鼠抗猪Nanog多克隆抗体能特异性识别猪诱导多能干细胞表达的Nanog蛋白.研究结果为猪多能性干细胞的研究提供了有力工具.     

猪源抗菌肽Protegrin-1基因在大肠杆菌中的融合表达

为了使猪源抗菌肽Protegrin-1(PG-1)在原核表达载体中获得高效表达,在不改变PG-1氨基酸的基础上,根据大肠杆菌偏好密码子表,替换PG-1部分密码子,设计两段互补的引物,利用搭桥PCR技术扩增完整的PG-1成熟肽基因,重组至融合表达载体pGEX-4T-1中,构建成抗菌肽PG-1基因融合表达载体pGEX4T-PG-1,转化至大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)plyS中,筛选得到阳性克隆,并用1.0 mmol/L的IPTG进行诱导表达.SDS-PAGE电泳图谱显示在28 kD处有特异性的蛋白条带出现,经Western blot检测表明重组子已经成功地在大肠杆菌中表达了融合蛋白.纯化得到的GST-PG-1用凝血酶切割后,经用亲合层析得到分子量约为2 kD抗菌肽PG-1蛋白1.38 mg/L.对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑菌试验结果表明,重组抗菌肽PG-1具有明显的抑菌效果.     

牛nanog基原核表达载体构建及其在大肠杆菌中的表达

从6周龄的胎牛(Bos taurus)原始生殖嵴中提取总RNA,通过RT-PCR扩增nanog基因,将其克隆到PMD-18T载体,然后再亚克隆到pGEX-KG表达载体上,获得原核表达质粒pGEx-KG-nanog,限制性内切酶分析和DNA测序证明所插入片段为牛nanog基因编码序列.重组质粒转化大肠杆菌JM109(Escherichia coli),在不同的培养温度(25、30和37℃)和不同浓度的IPTG(0.10、0.25、0.50、1.00和2.00mmol/L)诱导下均获得了表达,结果表明,培养温度和IPTG浓度对GST-Nanog融合蛋白在大肠杆菌中的表达影响甚微;经Western blot检测证实该蛋白约60kD,并具有GST抗原活性,证实目的蛋白为Nanog蛋白.     

绵羊β2-肾上腺素能受体基因(β2-AR)的克隆及其第二细胞外环在大肠杆菌中的表达

本研究以β2-肾上腺素能受体(β2-adrenergic receptor,β2-AR)基因的保守序列设计了1对PCR引物,通过PCR技术首次获得了萨福克、小尾寒羊和中国美利奴(新疆型)3个绵羊(Ovis aries)品种的β2-AR基因(GenBank登录号分别为EU707939、EU707940和EU707941),该基因含一个1 257 bp的开放阅读框(ORF),编码418个氨基酸残基.核苷酸序列分析显示,绵羊β2-AR基因与牛、猪、大鼠和人的相似性分别为98.4%、88.5%、84.2%和80.5%.通过基因合成技术合成了双拷贝的绵羊β2-AR第二细胞外环编码区DNA,并将其与pET32C(+)重组.重组菌以1 mmol/L IPTG诱导,通过SDS-PAGE和Western blot分析,绵羊β2-AR第二细胞外环融合蛋白在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中成功表达,表达产物分子量约为26 kD,表达水平最高占菌体总蛋白的40.3%.     

油菜黑芥子酶基因重组表达质粒的构建以及在大肠杆菌中的表达

通过RT-PCR从浙双758油菜(Brassica napus)种子的总RNA中扩增出黑芥子酶(EC3.2.1.147)MYR J基因,并克隆测序,测序结果在GenBank中的登陆号为EF583560,其翻译的氨基酸序列与黑芥子酶(GenBank中的登陆号为Q00326)仅有一个氨基酸不同,同源性达到99%.克隆载体经Sal I酶解后将MYRI基因片段插入载体pGEX-4T-1中构建成原核表达载体pGEX-4T-1-MYR1,并转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中.其重组菌株经IPTG诱导表达,在90 kD处有表达量很高的1条带.用0.02 mmol/L IPTG 20℃诱导2 h,得到可溶的GST-MYR1融合蛋白,用10 mg/mL芥子苷作底物,经过检测其比活力为0.003 1 U/mg.     

抗人红细胞单链抗体（ScFv）-伪狂犬病毒（PRV）gE蛋白双功能融合蛋白的构建及生物学活性检测

利用特异性引物从重组质粒pMD-2E8ScFv和pMD-gE中PCR扩增出2E8基因(抗人红细胞H抗原单链抗体基因)和kgE基因(PRVgE主要抗原编码区),采用重叠延伸(SOE)PCR法拼接成融合的双功能分子2E8kgE,经BamH I和EcoR I双酶切,纯化后,克隆至BamH I和EcoR I双酶切的表达载体pET-Trx中,构建了原核表达载体pET-Trx-2E8kgE;将pET-Trx-2E8kgE转化至BL21plysS中,在IPTG诱导下表达具有双功能的融合蛋白,经过SDS-PAGE和Western-blot检测;结果表明,重组菌BL21plysS表达出约60.1 kD的目的蛋白,与猪伪狂犬标准阳性血清发生特异性反应.红细胞凝集试验证实,2E8kgE融合蛋白既能够与人红细胞结合,又能够与PRV抗体反应,具有双功能特性.     

表达猪源链球菌类M-MRP融合蛋白基因工程菌的构建及免疫保护试验

利用PCR技术,分别扩增马链球菌兽疫亚种(Streptococcusequisubsp.zooepidemicus)ATCC35246株类Mszp基因583￣1063位碱基和猪链球菌(S.suis)2型HA9801株mrp基因298￣827位碱基的片段。通过在类M基因片段的3!端和mrp基因片段的5!端引物添加共同的SacⅠ酶切位点,利用T4连接酶连接,克隆至pET-32a( )载体。将重组质粒转化大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21,经IPTG诱导,可获得分子量约为60kD的融合蛋白。通过MRP和类M蛋白的多克隆抗体进行ELISA反应和免疫印迹分析表明:表达的融合蛋白同时具有类M蛋白和MRP的抗原性。用组氨酸亲和层析柱纯化的重组融合蛋白,和链球菌的全菌二联灭活疫苗分别免疫两组仔猪,重组蛋白的免疫保护率达60"。     

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.     

猪圆环病毒2型BF株ORF2基因在大肠杆菌中的表达

采用PCR从构建的猪圆环病毒2型／(PCV2)ORF2重组质粒(pGEM-T-ORF2）中扩增出大小为593bp的ORb2基因，克隆到表达载体pET-32a，经异丙基硫代半乳糖苷诱导，成功表达了ORF2基因编码的结构蛋白。表达的重组蛋白为融合蛋白，分子量40kD，表达量20％左右。经Western blot检测，重组蛋白可被PCV2阳性血清识别。     

小反刍兽疫病毒N基因在大肠杆菌中的表达及鉴定

参照GenBank中小反刍兽疫病毒((Peste des petits ruminants virus,PPRV)N基因序列（Nigeria/75/1）(1 578 bp)设计了1对添加EcoRⅠ和Not Ⅰ酶切位点的引物,对从奥地利引进的pCI-neo-PPRN质粒进行PCR扩增,克隆至pGM-T载体,并转化大肠杆菌Escherichia. coli TOP10感受态细胞,获得重组质粒pGM-T-PPRN。将重组质粒经EcoRⅠ和NotⅠ双酶切的产物插入原核表达载体pET-32a（+）,构建原核表达质粒pET-PPRN,将其转化进BL21(DE3)感受态细胞中后用IPTG诱导表达, 收集菌液进行SDS-PAGE电泳和Western blot分析,结果表明小反刍兽疫病毒N基因在BL21(DE3) 成功表达。所表达融合蛋白的相对分子质量约为80 kD,并能被组氨酸单抗、PPRV标准阳性羊血清及PPRV疫苗免疫羊血清所识别。     

荷斯坦奶牛杀菌/通透性增加蛋白N端cDNA在大肠杆菌中的融合表达

参照GenBank中安哥斯牛杀菌/通透性增加蛋白(BPI)序列,设计合成1对引物.应用RT-PCR技术,从荷斯坦奶牛嗜中性粒细胞mRNA中扩增出杀菌/通透性增加蛋白N端,将该序列与原核表达载体pGEx-4T-1连接,构建重组质粒pGEX-4T-1-BPI.重组质粒转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3),用IPTG诱导表达.结果表明,获得了BPIN端长度为714bp的cDNA序列,序列分析证实在第503位出现了点突变.重组质粒诱导表达后,经SDS-PAGE电泳检测重组蛋白约在52 kD处出现特异性蛋白条带.     

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。     

家蚕肌钙蛋白CⅢ基因的原核表达及其抗体的制备

家蚕肌钙蛋白CⅢ(TnCⅢ)是肌钙蛋白C(TnC)的一种亚型结构,本研究利用大肠杆菌表达TnCⅢ融合蛋白,并制备其多克隆抗体.从本实验室的家蚕(Bombyx mori)蛹cDNA文库中搜索到1条编码家蚕肌钙蛋白CⅢ亚型的cDNA序列,将其命名为BmTnCⅢ(Bombyx mori TnCⅢ).该cDNA序列含有完整的ORF,可编码153个氨基酸残基组成的TnCⅢ蛋白.根据该cDNA序列,设计带有BamH Ⅰ和HindⅢ酶切位点的引物,通过RT-PCR的方法从家蚕蛹总RNA中扩增到BmTnCⅢ亚型基因的完整的ORF序列(GenBank登录号为DQ889211),并将其重组到原核表达载体pET-28a相应的酶切位点上.将获得的重组质粒pET-28a-BmTnCⅢ转化大肠杆菌(Escherichia coli)Rosetta(DE3),经1 mmol/L IPTG诱导表达重组蛋白后,在分子量约21 kD处出现融合蛋白条带.用亲和层析的方法纯化目的蛋白His-Tag BmTnCⅢ,并以此为抗原免疫雄性新西兰白兔(Oryctolagus cuniculus),制各了该融合蛋白的多克隆抗体.Western blot结果表明,该多克隆抗体具有较高的特异性,可用于后续的组织分布与定位研究.     

早酥梨病程相关基因非表达子1基因（NPR1）克隆及原核表达

本研究以成年早酥梨(Pyrus bretschneideri cv.Zaosu)叶片为材料,通过RT-PCR克隆早酥梨病程相关基因非表达子1基因(NPR1)并获得其全长序列1771 bp,开放阅读框为1761 bp,编码586个氨基酸(GenBank登录号:FJ769372).利用NCBI/Blastp和ClustalX软件进行相似性分析表明,目的基因编码蛋白质序列与日本梨(p.pyrifolia)、秋子梨(P.ussuriensis)、苹果(Malus xdomestica)、烟草(Nicotiana tabacum)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NPR1蛋白相似性分别为99%、98%、98%、67%和59%.将其连接pGEX-4T-1原核表达载体并转化大肠杆菌(EScherichia coli)BL21,经IPTG诱导表达获得大小约为91 kD的目的融合蛋白,融合蛋白主要以包涵体形式表达,表达量约占总蛋白17%.     

猪链球菌2型纤连蛋白/血纤蛋白原结合蛋白 全基因的克隆及融合表达

采用发表的引物对,以猪链球菌2型（Streptococcus suis type 2）江苏分离株HA9801的基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增纤连蛋白/血纤蛋白原结合蛋白基因fbps（GenBank登录号为AY565303）克隆于pMD-T18载体构建成载体pMD-T-fbps.经内切酶酶切和测序鉴定后,将由pMD-T-fbps内切酶切下的片段定向克隆于表达载体pET-32a（＋）,得到重组质粒pfbps.将重组质粒pfbps转化大肠杆菌（Escherichia coli）BL21株,经IPTG诱导,可高水平地表达相对分子量为83 kD的融合蛋白.配体印迹结合试验表明,表达的融合蛋白可与人纤连蛋白结合.     

鸡HNF1α在大肠杆菌中的表达及其纯化

肝细胞核因子1α(hepatocyte nuclear factor 1α,HNF1α)调控众多的肝脏特异性基因,参与机体的脂类、糖类和蛋白质的代谢过程。以PCR技术从本研究室已构建的真核表达载体pc DNA3.1-HNF1α质粒上扩增获得鸡(Gallus gallus)HNF1α的编码序列,在其5′、3′端分别引入的NdeⅠ和XhoⅠ酶切位点,以此位点将其克隆入p ET30a表达载体,并构建获得重组表达菌BL21-p ET30a-HNF1α。然后以不同浓度的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG)(0.1~0.8 mmol/L)优化重组蛋白的诱导表达,并采用15℃的低温诱导重组蛋白的可溶性表达。十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)和Western blot分析结果显示,与未诱导组相比,重组表达菌在37℃下,经不同浓度的IPTG诱导4 h后均能产生一条约69 k D的蛋白条带,与预计目的蛋白HNF1α的大小相一致,且IPTG浓度在0.1 mmol/L时诱导重组蛋白的量高于其他浓度组,而低温诱导未能使重组蛋白可溶性表达。于是采用8 mol/L尿素变性包涵体,溶解重组蛋白,通过融合在HNF1α重组蛋白C端的6-His多肽,以Ni2+对重组蛋白进行亲和层析纯化,结合固—液两相法对目的蛋白进行原位复性。结果显示通过Ni2+亲和层析和目的蛋白原位复性相结合的一步纯化法,成功地从包涵体中获得了纯度高达95%以上的重组蛋白HNF1α,这为研究鸡HNF1α在糖脂代谢、机体生长及抗体的制备等方面提供了物质保障。     

鸡MHC I α-生物素化序列融合基因的构建、表达及纯化

实验克隆了莱航鸡(Gallus gallus )MHC I α (BF2)(GenBank登陆号：AY989897)全基因，分析了其信号肽序列，构建了缺失信号肽且拼接了BirA底物肽序列(BSP)的融合蛋白重组表达载体pET-BF2-BSP，在大肠杆菌(Escherichia coli )中得到表达，并优化了诱导剂浓度、起始诱导菌体浓度及诱导时间等表达条件。SDS-PAGE分析结果表明所得融合目的蛋白约为40 kD，Western-blot结果显示该重组蛋白成功融合了6×His标签；pET-BF2-BSP最优化表达条件分别为：菌体起始诱导浓度OD600nm 0.8~1.2，IPTG诱导浓度1.1 mmol/L，诱导时间2~4 h；建立了该重组蛋白变性状态下通过镍柱亲和层析纯化包涵体的方法。实验获得了高纯度的在体外构建鸡MHC-肽四聚体所需的重组蛋白BF2-BSP。     

葡萄β型液泡加工酶基因(VvβVPE)的原核表达、纯化与多克隆抗体制备

液泡加工酶(VPE)基因是植物内启动和执行细胞程序性死亡的关键基因,β型VPE是种子特异表达并且为种子蛋白成熟所必须的基因.本研究以黑比诺葡萄(Vitis vinifera cv.Pinot Noir)花后8个不同时期胚珠的cDNA混合样为模板,通过RT-PCR扩增得到葡萄β型液泡加工酶基因(暂命名VvβVPE,GenBank登录号:KC136352),开放阅读框1 485 bp.进一步将VvβVPE克隆到pGEX-6P-1原核表达载体并转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中,经IPTG诱导,获得约81.3 kD的包涵体融合蛋白GST-VvβVPE.将诱导条件优化后,在37℃、0.05 mmol/L IPTG诱导5h后融合蛋白GST-VvβVPE的表达量最大,采用电透析与盐酸胍处理后透析复性两种方法获得纯化包涵体蛋白,电透析纯化法获得纯化包涵体蛋白的浓度可达到免疫要求.使用纯化蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗血清,经Western blot检测,该抗血清(稀释到1∶10 000)与GST-VvβVPE融合蛋白识别反应良好,获得的抗血清可用于以后的VvβVPE的酶活性分析、免疫亚细胞定位分析以及转基因植株蛋白水平的鉴定等,为进一步明确VvβVPE在葡萄胚珠发育中的作用提供基础数据.     

猪TNNC2基因的克隆及其融合蛋白在大肠杆菌中的表达

根据GenBank上猪TNNC2（Fast skeletal muscle troponin C2）基因序列（GenBank accession No. DQ629177）设计一对引物,采用RT-PCR方法克隆得到617 bp TNNC2 cDNA片段（GenBank accession No. EF673726）,包括完整的开放阅读框（ORF）,与GenBank上公布的猪TNNC2基因（GenBank accession No. AY575058）的ORF核苷酸序列同源性达99 %,并发现开放阅读框内的5个点突变,319位点T→C,320 位点G→A,321位点C→T,导致氨基酸107位Ala（丙氨酸）→Met（蛋氨酸）,322位点A→G为同义突变,433位点A→T,导致氨基酸144位Glu（谷氨酸）→Asp（天冬氨酸）。根据已获得的TNNC2基因开放阅读框序列,重新设计引物扩增得到包含BamH I和EcoR I酶切位点的完整阅读框,将其首先克隆到pMD18-T载体中,经菌液PCR筛选和酶切鉴定后,用BamH I和EcoR I将目的片段切下,再克隆到原核表达载体pRSET A中构建重组表达质粒pRSET A-TNNC2。将重组质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）,IPTG不同诱导条件诱导表达,经SDS-PAGE电泳和Western blot分析证实重组表达质粒pRSET A-TNNC2表达出24 kD左右的融合蛋白,最佳诱导时间为4 h,最佳的IPTG诱导浓度为0.6 mmol/L,表达产物以可溶性蛋白的形式存在。     

猪三十九肽胆囊收缩素(CCK39)基因的克隆和表达

以猪十二指肠中提取的总RNA为模板，根据GenBank已发表的猪三十九肽胆囊收缩素（CCK39）基因序列设计1对特异性引物。用RT-PCR扩增CCK39基因的cDNA，纯化后克隆人pUC18载体，BamHⅠ／EcoRⅠ双酶切后插入pGEX-6P-1质粒获得原核表达载体。0．5mmol／L IPTG诱导表达并纯化产物，以纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备单因子血清；用抗GST抗体和自制的抗CCK39的单因子血清Westen blot检测融合蛋白。结果表明：成功地克隆出CCK39基因的cDNA，构建的原核表达载体pGEX-CCK39成功地表达约32kD的融合蛋白，抗GST抗体和抗CCK39单因子血清能识别融合蛋白，证明获得的融合蛋白具有较好的抗原性，为制备抗CCK抗体及研究CCK的各种生理功能提供大量、低廉和抗原性较强的胆囊收缩素。