6×His—tag在抗菌肽表达纯化中的应用及其对抗菌肽活性的影响

为方便抗菌肽的体外表达和纯化,以蝎子防御素为对象,在其编码基因末端加入6×His—tag,在酵母表达系统中表达,获得有活性的防御素Sd和融合蛋白Sd—His。进一步纯化、体外抑菌活性及热酸稳定性等试验发现,6×His—tag不但没有降低防御素的抑菌活性,反而有稍微的增强趋势。结果表明,6×His—tag可用于抗菌肽的融合表达且不影响其活性,为抗菌肽的表达纯化提供了一个更简便有效的方法。     

牛蛙皮肤抗菌肽Ranalexin 基因的原核表达及其抑菌活性

    为了验证重组抗菌肽Ranalexin的抑菌活性,提取牛蛙皮肤组织总RNA,经RT-PCR 扩增抗菌肽基因ranalexin,克隆测序后,将该基因插入pGEX-3X融合表达载体,进行原核表达,通过改变IPTG剂量、培养液pH值、诱导表达温度和诱导时间优化表达条件,并采用谷胱甘肽氧化/还原系统对重组蛋白进行复性,用琼脂扩散法测定其体外抑菌活性.结果显示,扩增获得的牛蛙皮肤抗菌肽基因ranalexin 大小为201 bp,其序列与GenBank公布序列同源性达99.57%;正确构建了pGEX-3X-Ranalexin表达载体,最佳表达条件为IPTG终浓度1.0 mmol·L-1、诱导时间5～6 h;表达产物的分子质量约为34 kDa,并以包涵体的形式表达,经复性纯化后该重组蛋白对金黄色葡萄球菌具有明显的体外抑菌活性.说明牛蛙皮肤抗菌肽基因ranalexin 的原核表达载体构建成功,并获得了具有抑菌活性的重组抗菌肽GST-Ranalexin.     

thanatin 串联抗菌肽原核表达研究

抗菌肽thanatin是一类广谱性的阳离子抗菌活性肽,对病原性真菌有很好的杀灭效果。为了提高thanatin抗菌肽表达丰度,将3个thanatin单体拷贝基因进行串联,与MBP蛋白进行融合表达,表达的产物经过酶切纯化后,通过Western blot和质谱鉴定,结果表明3×thanatin在大肠埃希菌中成功表达,对核盘菌的抑菌活性测定结果表明,原核表达的3×thanatin最低抑菌浓度为6.6 μmol·L^-1, 而化学合成的thanatin抗菌肽对核盘菌的抑菌浓度约为64 μmol·L^-1,3×thanatin抗菌肽对核盘菌的抑菌活性提升了约1个数量级。     

尼罗罗非鱼Hepcidin抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达及其抗菌活性

Hepcidin是一类分子量较小、富含半胱氨酸的阳离子抗菌肽,TH1-5则是从莫桑比克罗非鱼(Oreochromis mossambicus)中分离到的3种hepcidin cDNA序列中的1种;虽然化学合成的TH1-5的成熟肽显示了对若干细菌的抑菌活性,但通过重组DNA表达的此肽是否也具生物学活性则是未知的。本文参考莫桑比克罗非鱼hepcidin TH1-5的核苷酸序列,以尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)的肝脏为基因克隆的材料,对其类似于hepcidin TH1-5的成熟肽(mTH)进行了重组DNA表达。在构建的重组表达质粒"pET-32a-mTH"中,mTH基因与携带有6×His-tag标签和肠激酶识别位点的trxA基因融合,25℃下,经1mmol/L IPTG诱导培养8h后,在E.coli BL21(DE3)中成功表达了"trxA-mTH"融合蛋白。经固化金属离子亲和层析(IMAC)纯化后的融合蛋白并不显示抑菌活性,但经肠激酶消化处理后,释放出的重组mTH显示了对革兰氏阳性的单增李斯特菌和金黄色葡萄球菌以及革兰氏阴性的大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抑菌活性。     

重组家蝇抗菌肽Des-HF在酵母中的表达及对金黄色葡萄球菌的抗菌活性

参考家蝇防御素抗菌肽基因序列(AY260152) 设计4条引物,用降落PCR方法获得家蝇防御素抗菌肽成熟肽基因.将基因克隆人酵母表达载体pPICZα-A,构建分泌型重组酵母表达载体pPIC-Des-HF,转化Pichia pastoris受体菌SMD1168,在醇氧化酶(AOX) 启动子调控下,相对分子质量约5 000的重组抗菌肽Des-HF获得表达.抗菌试验结果表明,该表达产物对金黄色葡萄球菌有较好的抑菌活性.以小鼠为试验模型研究重组抗菌肽对金黄色葡萄球菌的体内抗菌活性,试验结果表明,240μg重组Des-HF可分别保护小鼠免受10倍最小致死浓度的金黄色葡萄球菌(ATCC26003) 和Cowan I的攻击.     

黄粉虫抗菌肽的生物学性质及初步分离纯化

［目的］探索黄粉虫抗菌肽的生物学性质。［方法］通过菌液注射对黄粉虫幼虫进行抗菌肽的诱导,对其热敏感性、反复冻融的稳定性、抑菌活性的适宜pH值及部分抑菌谱进行测定,并对黄粉虫血淋巴抗菌肽进行了初步的分离纯化。［结果］黄粉虫抗菌肽热稳定性好,反复冻融对其活性影响不大,显示出一定的抗酸碱性能,在pH为5时抑菌效果最佳,对测试的6种动物病原细菌均有不同程度的抑制作用,特别是对猪致病性大肠杆菌和猪链球菌,具有较强的抑菌活性。经SephadexG-25凝胶过滤柱层析分离得到3个活性峰,表明黄粉幼虫血淋巴中有多个抗菌活性组分。［结论］该研究为黄粉虫抗菌肽的利用奠定了理论基础。     

鸡β-防御素3(Gal-3)基因的克隆、表达及抑菌活性研究

【目的】克隆和表达鸡β-防御素3(Gal-3)基因,并对其抑菌活性进行研究,为寻找替代抗生素的抗菌肽提供试验依据。【方法】利用RT-PCR方法,从鸡心脏中分离并克隆了鸡Gal-3基因,将其与分子伴侣基因SUMO相融合,再将该融合基因与原核表达载体pET-20b连接后转化至BL21(DE3)宿主细胞中,经IPTG诱导后,对表达产物进行SDS-PAGE和Western blot分析;最后,对Gal-3融合蛋白进行纯化,并对表达产物进行体外抑菌试验。【结果】通过RT-PCR扩增获得了约240bp的鸡Gal-3基因,经IPTG诱导获得约26ku的蛋白。IPTG在终浓度为0.6mmol/L,33℃诱导4h,诱导时菌体A600为0.6,蛋白表达量最高,且多数以可溶形式存在,33℃上清中的蛋白含量比37℃上清高。纯化的蛋白对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌均有明显的抑菌活性。【结论】成功克隆并表达了鸡Gal-3基因,其原核表达产物对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌具有一定的抑菌活性。     

赤霉病菌特异抗体-防御素融合蛋白的表达和功能鉴定

选择对赤霉病菌具有高度特异性和亲合力的单链抗体,与植物防御素构建成融合蛋白基因,将融合蛋白及防御素基因分别与细菌表达载体pGEX和植物表达载体pMBL4构建成重组载体,在细菌中经IPTG诱导表达GST融合蛋白,亲和层析纯化蛋白;经根癌农杆菌介导的真空渗入法在烟草叶片中瞬间表达,提取叶片总蛋白用于鉴定。抑菌活性分析表明,烟草叶片瞬间表达的防御素和抗体-防御素融合蛋白,均对赤霉病菌有强烈的抑菌作用;从细菌中纯化的防御素蛋白,也能有效抑制赤霉病菌生长。说明赤霉病菌抗体-防御素融合蛋白基因,可作为抗赤霉病资源,用于改良植物的抗赤霉病性。     

果蝇抗菌肽基因（Andropin）的原核表达与活性分析

【目的】克隆果蝇抗菌肽Andropin基因,以期利用原核表达系统生产高活性抗菌肽。【方法】首先化学合成了目的基因的2个片段和1对引物,然后利用重叠区互补PCR法得到抗菌肽Andropin的全基因序列。构建了融合表达载体pET32a-Anp,并转入感受态细胞OrigammiB进行原核融合表达。重组菌株诱导表达后,用His-Tag Purification kit亲和层析柱纯化融合蛋白,纯化的蛋白用肠激酶切割并进行活性分析。【结果】在诱导温度37℃、1mmol/LIPTG诱导培养4h的条件下,可获得高效表达的融合蛋白;融合蛋白的表达量占总蛋白的30%,分子质量约为28ku,可溶性达70%以上;抗菌活性试验表明,表达产物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制作用。【结论】重组工程菌表达得到Andropin的融合抗菌肽,且其具有抗菌生物学活性。     

大肠杆菌刺激蝇蛆产生抗菌肽浓度和抑菌活性的测定

[目的]确定大肠杆菌菌液刺激蝇蛆产生浓度高、活性强的抗菌肽时间和蝇蛆饲喂家禽的安全性。[方法]采用不同浓度的大肠杆菌菌液分别与麸皮混合饲喂蝇蛆,于10、24、48 h分别收集存活蝇蛆并对其粗提取抗菌肽,通过考马斯亮蓝法和抑菌试验分别测定各试验组抗菌肽粗提液的浓度和抑菌力,同时用CFU计数法测定细菌培养的家蝇幼虫的细菌含量以确定其作为绿色抗生素的安全性。[结果]浓度为3.0×107cfu/ml的大肠杆菌作用24 h的蝇蛆组产生的抗菌肽浓度最高、活性最强,且蝇蛆体内细菌含量为1.6×105cfu/g,低于国家规定的饲料细菌标准含量最低值(2×106cfu/g)。[结论]为进一步利用动物死尸、畜禽粪便生物转化蝇蛆产生大量安全、浓度高且活性强的蝇蛆抗菌肽作为绿色抗生素运用于禽类养殖业奠定了基础。     

牛血液白细胞源抗菌肽的纯化及活性鉴定

为了分离纯化牛白细胞中的抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMPs)并对其体外抗菌活性进行初步分析,以中国荷斯坦奶牛血液为材料,通过离子交换层析法纯化抗菌肽,用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)进一步纯化,用双层琼脂糖弥散法测定其抗菌活性。结果表明,通过离子交换层析获得的阳离子峰有抗菌活性,通过RP-HPLC对阳离子峰纯化后获得了6个峰;6个峰液对大肠杆菌和沙门氏菌均具有抗菌活性,峰液F1、F2和F3对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性,仅峰液F1对白色念珠菌具有抗菌活性。     

眠期家蚕抗菌肽基因的转录表达分析

【目的】探究家蚕眠期抗菌肽基因的表达变化规律,为深入拓展理解眠期家蚕免疫防御机制提供新线索。【方法】以四龄眠0、12、24 h和五龄起蚕的家蚕幼虫为实验材料,利用抑菌曲线法测定血淋巴的抑菌活性,采用实时荧光定量PCR检测脂肪体抗菌肽基因的表达情况。【结果】四龄眠0、12、24 h和五龄起蚕的血淋巴对金黄色葡萄球菌均无抑菌作用,而四龄眠12和24 h的血淋巴对大肠杆菌均有明显的抑菌作用。这表明眠期家蚕血淋巴出现了选择性抑菌活性。在四龄眠至五龄起蚕不同发育时间,抗菌肽基因Lebocin3和Moricin的表达量无显著变化;Attacin1基因仅在四龄眠24 h出现上调表达;CecropinB6和Gloverinv2基因的表达量逐渐减弱,呈现下调表达的趋势,而Enbocin2和DefensinB的表达量逐渐升高,呈现上调表达趋势。【结论】眠期家蚕抗菌肽基因表达规律并不一致,Attacin1、Enbocin2和DefensinB可能在家蚕眠期发挥一定的免疫防御功能。     

抗菌肽CMIV在大肠杆菌中的表达与纯化

用PCR定点突变技术将改造的家蚕抗菌肽CMIV引入6×His·Tag序列,构建大肠杆菌硫氧还蛋白融合型表达载体pTrxFus-CMIV,转化GI724得到阳行Ni2 预装柱进行"一步纯化法"分离及纯化,得到了重组的抗菌肽.纯化产物与经过非变性凝胶电泳目的带的电洗脱、脱盐、肠激酶切割后、初步抑菌实验的结果一致.试验结果为以后的研究和生产奠定了基础.     

贻贝抗菌肽的分离纯化

[目的]从贻贝中提取具有抗菌作用的多肽。[方法]以紫贻贝为原料,采用0.5%的乙酸直接提取方式提取抗菌肽,再经过Sephacryl S-100聚丙烯酰胺凝胶色谱进行纯化,收集各馏分并用滤纸片扩散法测定其抗菌活性及对各种细菌的最低抑菌浓度,使用SDS-PAGE测定抗菌肽的分子质量,测定其在100℃条件下不同处理时间和不同pH条件下抗菌活性的变化。[结果]使用0.5%的乙酸作为提取液粗提取抗菌肽具有较高的提取效率,使用Sephacryl S-100纯化抗菌肽,可将抗菌肽纯化为单一物质。分离纯化出的贻贝抗菌肽具有较强的抗菌性,分子质量为5 908,且具有耐高温、耐酸碱的性质。[结论]该研究为抗菌肽的大规模生产奠定了基础。     

牦牛β-防御素5基因的原核表达及表达产物的抑菌活性

【目的】克隆与表达牦牛β-防御素5(BNBD5)基因,检测其重组蛋白的体外抗菌活性。【方法】采用RT-PCR方法从牦牛肺组织中扩增BNBD5基因成熟肽编码区,根据已发现的哺乳动物β-防御素5和部分禽β-防御素5的序列构建遗传进化树。将BNBD5基因亚克隆到原核表达载体pET-32a(+)的BamHⅠ和XhoⅠ双酶切位点上,构建重组表达质粒pET32a-BNBD5。将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG于37℃进行诱导表达,SDSPAGE检测融合蛋白的表达情况,并对该重组蛋白进行纯化,测定其体外抑菌活性。【结果】克隆得到了BNBD5基因成熟肽编码片段,其长度为138bp,编码45个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱氨酸残基。经遗传进化分析发现,该基因序列与黄牛的mRNA同源性最高,可达到86.2%。经IPTG诱导,获得了分子质量为25ku的牦牛β防御素-5成熟肽融合蛋白。琼脂糖扩散结果表明,0.08mg/mL的纯化蛋白对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌均有抗菌作用。【结论】牦牛BNBD5成熟肽在大肠杆菌中得到了成功表达,其产物对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均有抗性。     

果蝇抗菌肽DiptericinA基因的原核表达及其抑菌活性

为成功获得具有生物活性的Diptericin蛋白,利用RT-PCR方法从果蝇体内获得Diptericin A基因,经PCR、双酶切、序列测定等方法确认构建原核表达载体的正确性;重组质粒转化大肠杆菌BL21,Ampicillin抗性筛选工程菌株,经二步亲和层析纯化以及凝血酶切纯化后进行抑菌测验。结果表明:获得Diptericin A基因;成功构建原核表达载体;在大肠杆菌中实现Diptericin A-GST融合蛋白的胞内可溶性表达,表达量为315.4mg/L;获得Diptericin A抗菌肽单体,纯度达90%;抑菌检测证明,Diptericin A对大肠杆菌具有明显抑制活性,且呈剂量依赖性。     

抗菌肽Lactoferricin B的原核表达及其纯化

牛乳铁蛋白活性多肽(Lactoferricin B,LfcinB)是一种阳离子型抗菌肽,因其具有多种生物学功能,现已被认为具有能够替代传统抗生素的发展前景。然而,由于传统的分离制备方法存在诸多弊端,所以基于基因工程的原核表达技术在制备高纯度和高效表达的该蛋白方面具有极其深远的意义。研究旨在摸索出一套完整的利用原核表达技术制备LfcinB的分子生物学方法。依据大肠杆菌密码子偏爱性的原则,设计了LfcinB的基因序列,通过人工合成的方法获得该基因的优化序列,借助Bam HI和Sal I双酶切、连接等手段将其构建到原核表达载体pGEX-4T-2上,获得重组表达载体pGEX-4T-2-LCB,将该载体转化E.coli Rosetta(DE3)。使用IPTG诱导,结果发现LfcinB在大肠杆菌中表达量超过20%。通过一系列蛋白纯化技术分离得到纯度达到95%以上的LfcinB融合蛋白。抑菌试验结果表明,重组抗菌肽LfcinB融合蛋白具有很好的抑菌活性。研究结果为人们使用基因工程技术制备抗菌肽LfcinB提供了具有重要参考价值的技术路线和理论依据。     

基于重组毕赤酵母的鳜鱼β-防御素生物合成及其抑菌活性

鳜鱼β-防御素(Siniperca chuatsiβ-defensin,ScBD)多肽链由N端的信号肽和C端的成熟肽组成,通过构建产鳜鱼β-防御素的毕赤酵母重组菌株,以解决天然免疫小分子抗菌肽的来源问题。通过RT-PCR从鳜鱼脾脏中分离编码β-防御素成熟肽的基因ScBD,将其与表达载体pPICZαA连接后构建重组表达载体pPICZαA-ScBD并转入毕赤酵母X-33;通过含高浓度博来霉素的YPD平板筛选阳性转化子后,于28℃、250 r/min和pH 6.0的条件下,使用1%甲醇诱导表达96 h;经镍离子亲和层析对重组毕赤酵母菌株的产物进行纯化,并对纯化产物进行MALDI-TOF/TOF质谱鉴定;通过平板涂布法和浊度法检测该重组菌株产物的抑菌活性。结果表明:基于质谱分析的一级结构鉴定证明纯化产物为分子量6.35 ku的预期重组ScBD;抑菌实验显示重组菌株产物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和副溶血性弧菌(Vibrio parahemolyticus)的抑制率分别为94.34%、86.97%和85.92%。本文构建的重组毕赤酵母菌株能有效合成具有生物学活性的重组ScBD,为鱼类来源天然小分子抗菌肽的进一步开发提供了技术途径。     

重组牛LAP-CATHL2融合抗菌肽的克隆及原核表达

从牛舌鳞状上皮细胞和股骨骨髓细胞中分别克隆出牛β-防御素LAP和牛CATHL2抗菌肽,然后利用重叠延伸PCR克隆得到重组牛LAP-CATHL2抗菌肽,将其克隆进pGEX-4T-1载体,构建了重组牛LAP-CATHL2抗菌肽的原核表达载体,并转进感受态大肠杆菌BL21进行诱导表达,并加以纯化,得到了重组牛LAP-CATHL2抗菌肽产量是2.83 mg·mL~(-1)培养液。     

鲎抗菌肽polyphemusinⅡ基因的改造、克隆及其在大肠杆菌中的表达

中国鲎(Tachypleus trideutatus)血细胞产生的抗菌肽(Antibacterial peptide)—鲎素,具有广谱的杀菌、抑病毒和抗肿瘤细胞的作用。实验根据已报道的美洲鲎的抗菌肽polyphemusinⅡ氨基酸序列,设计了一对引物,并对原抗菌肽基因进行改造,在基因开放阅读框末端添加了Asn密码子,使抗菌肽羧基末端酰胺化,旨在提高其稳定性和抗菌活性。PCR扩增获得改造过的目的片段,连接于载体pMD18-T,测序后,与pEI-28c(+)连接,构建表达质粒pET28c-rr,测序鉴定正确后,转化大肠杆菌E.coli.BK21(DE3)。表达菌株经终浓度为1mmol/L的IPTG诱导后以包涵体的形式表达,在体外表现出明显的抑菌活性。