杂交兰尿卟啉原脱羧酶基因的克隆及其表达分析

尿卟啉原脱羧酶(UROD)是植物叶绿素、光敏色素和血红素合成中的一个关键酶。为了深入研究UROD基因的功能及其在杂交兰叶艺形成中的作用,本研究在转录组测序基础上,以杂交兰紫妍氏(K21)及其叶艺品系爪艺紫妍氏(K21-1)为试验材料,克隆ChUROD基因,分析其序列信息,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因在不同组织及不同品种叶片中的表达情况,并对相关生理指标进行测定。结果表明,ChUROD基因编码区序列长1 191 bp,编码396个氨基酸;该蛋白质分子量约为43.78 kD,属于URO-D-CIMS-like家族蛋白;系统进化分析表明,杂交兰ChUROD与墨兰UROD的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示,ChUROD在K21叶中的相对表达量显著高于茎和根,且显著高于K21-1叶中的相对表达量。对杂交兰UROD酶浓度、尿卟啉原Ⅲ、粪卟啉原Ⅲ含量及叶绿素含量的测定结果显示,UROD酶浓度与其基因的相对表达量分布趋势相似。在K21-1 中,尿卟啉原Ⅲ脱羧产生粪卟啉原Ⅲ的过程受阻,尿卟啉原Ⅲ在黄叶区叶片大量积累;叶绿素a、叶绿素b在黄叶区叶片中合成受阻,且二者含量显著低于K21和K21-1绿叶区叶片。由此可见,ChUROD基因可能在杂交兰叶艺形成中发挥重要作用。本研究结果为杂交兰ChUROD基因的功能验证和叶艺形成机制研究提供了参考依据。     

人乙醛脱氢酶2的原核表达及其条件优化

为实现人乙醛脱氢酶2（ALDH2）基因在原核生物中高效表达,将含有6×His标签和SUMO融合蛋白标签的人乙醛脱氢酶2基因的表达载体转化至宿主菌BL21（DE3）中。在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（IPTG）诱导下,目的基因在大肠杆菌内高效表达。通过对表达条件的优化,37℃使用终浓度0.3mmol/L的IPTG诱导3h,重组大肠杆菌的表达量可占全菌蛋白的16%。SUMO融合蛋白标签的加入以及较低的诱导温度（16℃）有利于提高人乙醛脱氢酶2基因在大肠杆菌内的可溶性表达。     

大肠杆菌分子伴侣表达的辅助载体构建及应

异源蛋白在大肠杆菌不能正确折叠表达成包涵体,分子伴侣能在细胞内帮助异源蛋白折叠,改善蛋白的聚集。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α菌株DNA为模板,利用PCR技术扩增出6个分子伴侣编码基因groEL、groES、dnaK、dnaJ、grpE和clpB,分别将groEL、groES和grpE(Ⅰ组)插入pCDFDuet-1载体,将dnaK、dnaJ和clpB(Ⅱ组)基因插入pRSFDuet-1,构建辅助载体pR-GESP和pC-DJKL,每个重组载体中含有一个人工操纵子,每个基因上游含有T7启动子。SDS-PAGE结果显示,诱导后的重组大肠杆菌上清除了DnaJ外其它5个蛋白明显表达。SDS-PAGE分析了共表达分子伴侣对玉米(Zea mays)四吡咯分子合成的谷氨酸-1-半醛氨基转移酶、尿卟啉原Ⅲ脱羧酶和西罗叶绿三酸:铁螯合酶在大肠杆菌的折叠和聚集影响,结果显示,GroEL、GroES和GrpE能防止玉米西罗叶绿三酸:铁螯合酶在大肠杆菌的聚集,但DnaK、DnaJ和ClpB分子伴侣对该酶则没有作用;GroEL、GroES和GrpE能部分抑制玉米谷氨酸-1-半醛氨基转移酶在大肠杆菌的聚集...     

玉米叶绿体依赖NADPH硫氧还蛋白还原酶的原核表达及活性分析

叶绿体依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)的硫氧还蛋白还原酶含有还原酶结构域和硫氧还蛋白结构域,每个结构域含有两个催化的Cys残基.利用RT-PCR克隆了编码成熟的依赖NADPH硫氧还蛋白还原酶基因,分别将还原酶结构域以及硫氧还蛋白结构域活性中心两个催化的Cys残基定点突变成Ser残基,将野生型和突变型基因分别插入大肠杆菌(Escherichia coli)表达载体pET-28b,转化至大肠杆菌BL21(DE3),表达的重组蛋白N端含有组氨酸标签.电泳检测显示野生型硫氧还蛋白还原酶的可溶性表达水平受诱导温度和共表达分子伴侣GroEL、GroES和GrpE影响,而蛋白突变体主要表达为包涵体.纯化的重组野生型蛋白SDS-PAGE上显示亚基分子量为52kD,分别以DNTB(6,6′-Dinitro-3,3′-dithiodibenzoic acid)和胰岛素为底物,确定了硫氧还蛋白还原酶两个结构域的催化活性.本研究结果表明,玉米NTRC在大肠杆菌可溶性表达,纯化的重组蛋白具有硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶活性.     

牛杀菌/通透性增加蛋白氮端片段的原核表达

目的 克隆牛杀菌/通透性增强蛋白(BPI)N端cDNA,构建原核表达载体,在大肠杆菌中表达BPI蛋白,并纯化重组蛋白。方法 参照Genbank报道的序列,应用RT-PCR技术,从牛嗜中性粒细胞mRNA中扩增出杀菌/通透性增加蛋白基因,然后将该基因插入原核表达载体pGEX-4T-1中,重组质粒转化大肠杆菌BL21,进行诱导表达。结果 获得BPI N端长度为714 bp的基因片断,序列分析证实该片断中有1个点突变。大肠杆菌中的表达产物为相对分子质量约为52×103的GST-BPI融合蛋白。结论 成功的表达和纯化了BPI重组蛋白。     

秦川牛天然免疫力相关巨噬细胞蛋白1基因(Nramp1)N端序列的原核表达及纯化

为了研究牛天然免疫力相关巨噬细胞蛋白1(Nramp1)的功能,探求转基因抗胞内感染菌牛新材料创制的功能基因,本实验应用RT-PCR方法从秦川牛(Bos taurus)外周血中扩增出Nramp1编码基因N端序列,并将其克隆到pMD18-T simple载体,酶切后连接于pGEX-4T-1表达载体,命名为pGEX-N2。将重组质粒pGEX-N2转化大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3),经IPTG诱导,SDS-PAGE电泳检测GST-Nramp1-N融合蛋白表达,并筛选最佳诱导条件,用谷胱甘肽Sepharose4B介质分离纯化该融合蛋白。结果表明,牛Nramp1N端编码序列长186bp,与GenBank中的相应的牛基因序列(U12862.1)对比存在一个碱基差异,致使其编码的第49位氨基酸为丙氨酸。构建的牛Nramp1N端表达重组质粒pGEX-N2,于35℃、0.1mmol/LIPTG、诱导10h,在大肠杆菌中高效表达,表达产物的分子量为33kD。结果为进一步研究牛Nramp1在机体抵抗胞内菌感染中的作用并为利用该基因进行转基因抗病牛的培育提供了实验依据和实验材料。     

大豆MYB 转录因子GmMYBZ2 的鉴定、突变分析及原核表达

大豆（Glycine max）GmMYBZ2基因是典型的植物R2R3-MYB转录因子家族成员之一。通过DNAMAN和酵母(Saccharomyces cerevisiae)单杂交系统分别对其蛋白结构和转录活性进行了分析鉴定,并在大肠杆菌(Escherichia coli )中进行了原核表达。GmMYBZ2除含有典型的R2R3-MYB转录因子的结构特征外,在C端含有1个少有的保守氨基酸基序PDLNLELTIS及一个隐藏的锌指结构。基因组序列分析表明,在263～395 bp位含1个132 bp的内含子。为明确GmMYBZ2 C端保守氨基酸基序及锌指结构对目的蛋白转录活性的影响,分别进行了PCR介导的序列删除突变。酵母单杂交系统分析显示,内含子、保守基序及锌指结构对目的蛋白的转录活性均有抑制作用;原核表达显示,目的蛋白能在补充有稀有密码子的大肠杆菌中成功表达。     

玉米叶绿体铁氧还蛋白1的原核表达及部分性质分析

叶绿体铁氧还蛋白(Fd)通过活性中心的铁硫簇传递还原力,在各种氧化还原途径中起重要作用.本研究中,氨基酸序列比对显示玉米中5种Fd的叶绿体导肽同源性很低,而去除导肽的成熟蛋白氨基酸序列具有很高的同源性.采用RT-PCR技术从玉米幼叶总RNA中克隆了编码成熟Fd1的基因.并分别插入pQE 80和p28SUMO表达载体,转...     

鸡、猪BPI氨基端的基因克隆和鉴定

为了克隆杀菌/通透性增加蛋白(BP I)N端cDNA,构建重组体pM D 18-T-BP I,并进行序列鉴定,应用RT-PCR技术,参照G enB ank报道的预测序列,从鸡多形核白细胞(PM N)mRNA中扩增出杀菌/通透性增加蛋白(BP I)氨基端95个氨基酸的基因片段,并与pM D 18-T连接,构建BP I氨基端的基因重组体,进行酶切鉴定和序列测定;从猪PM N的总mRNA中扩增出BP I氨基端48个氨基酸的基因片段,进行测序鉴定。获得鸡BP I N端长度为285 bp的基因片段。序列分析证实该片段中有3个点突变,但均不在活性中心;获得猪BP IN端长度为146 bp的基因片段。成功克隆出BP I N端基因,经序列测定,确认为BP I基因,为进一步表达该基因奠定了基础。     

苹果甘露糖结合蛋白2基因(MdMBP2)的克隆及其重组蛋白的活性研究

甘露糖结合蛋白(MBP)是一类包含B-lectin结构域的植物凝集素,通过与糖的结合参与多种生理过程,包括细胞和细胞之间的相互作用以及寄主和病原之间的相互作用等.为了探讨苹果甘露糖结合蛋白在抗轮纹病防御反应中的作用,本研究从苹果(Malus demestica)枝条韧皮部cDNA鉴定了一个甘露糖结合蛋白的编码基因,命名为MdMBP2(GenBank accession No.JX126857).该基因全长1 553 bp,开放阅读框为1 368 bp,编码一个由455个氨基酸残基组成的蛋白质,分子量和等电点分别为50.4 kD和8.68.该蛋白的氨基酸序列包含保守的B-lectin结构域,N端有27个氨基酸残基组成的信号肽,C端有一个PAN-apple结构域.同源性和系统演化分析显示,MdMBP2蛋白与葡萄(Vitis vinifera)和大豆(Glycinemax)的表皮分泌蛋白(EP)及拟南芥(Arab idopsis thaliana)的甘露糖结合蛋白具有较高的序列相似性.包含B-lectin结构域的蛋白可以分成两个群,MdMBP2属于Class Ⅰ,与ClassⅡ蛋白相比,Class Ⅰ缺少SLP结构域和蛋白激酶结构域.利用荧光定量PCR技术检测MdMBP2基因的表达,发现MdMBP2基因在被检测的几种组织中均有不同程度的表达,但在皮和叶中的表达量较高,这种表达模式表明,MdMBP2可能参与多种生理途径.另外,轮纹病病原菌(Botryosphaeria dothidea)侵染能诱导MdMBP2转录本的积累,且其时序表达变化与轮纹病发病过程相关,暗示该基因参与了苹果抗轮纹病的防御反应.通过体外重组表达MdMBP2基因的重组蛋白,并用重组蛋白进行糖结合实验,发现MdMBP2蛋白能与真菌细胞壁组分高甘露糖型聚糖和甘露寡糖有较高的结合活性,表明MdMBP2蛋白可能参与病原真菌的识别.本研究分离鉴定了一个新的苹果甘露糖结合蛋白的编码基因,认为该基因参与苹果对轮纹病病原的防御反应,可能在寄主对病原的识别过程中发挥作用.     

人工合成抗菌肽D2A21基因的克隆和表达

为了获得高效表达的抗菌肽D2A21,本研究根据抗菌肽D2A21的氨基酸序列及大肠杆菌偏爱的密码子,设计并人工合成D2A21基因,并将该合成基因克隆至pProEXHTb载体中,构建成含有含6个组氨酸标签的重组质粒。重组质粒转化至大肠杆菌中,经摇瓶发酵,IPTG诱导后,发酵液用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。结果表明,成功合成D2A21基因,并构建了抗菌肽D2A21表达载体。通过镍柱亲和层析纯化,聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,抗菌肽D2A21能够在大肠杆菌中稳定表达。本研究将为大规模表达纯化D2A21及其进一步的研究和利用提供一定基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV） BJ-4株ORF2基因的原核表达

通过PCR方法从重组质粒pGEM-ORF2扩增得到缺失N端疏水序列的基因片段dORF2(deleting ORF2)。将dORF2克隆至原核高效表达载体pGEX-4T-2，在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21细胞中成功地表达了猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)重组蛋白GST-dORF2，表达量为22％。Westem-blot结果表明重组蛋白可被谷胱甘肽S-转移酶(GST)抗体识别。表达的重组蛋白为进一步研究PRRSV次要结构蛋白的结构和功能奠定了基础。     

麦长管蚜嗅觉相关蛋白Gqα基因的克隆及真核表达

根据已报道无脊椎动物嗅觉相关蛋白Gqα的氨基酸序列保守区设计简并引物,以麦长管蚜(Sitobion avenae)有翅成蚜cDNA为模板,结合RT-PCR及RACE技术扩增编码麦长管蚜Gqα蛋白的cDNA序列,其cDNA序列开放阅读框长为 1 062 bp,编码352个氨基酸,预测蛋白分子量为40.8 kD,与GenBank多个物种Gqα cDNA序列及氨基酸序列均有很高相似性(≥82.17%)(GenBank登录号为EF638906),并具有Gα亚基q类蛋白的典型特征。利用TOPO及Gateway技术,通过体外重组反应,构建苜蓿丫纹夜蛾核型多角体杆状病毒(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus, AcMNPV)重组病毒。将N端融合了V5-His6标记的V5-His6Gqα序列整合到AcMNPV病毒基因组DNA中, 得到具有独立转染活性的重组杆状病毒。转染粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)离体细胞系Tn-5B1-4(Tn细胞),进行Gqα蛋白的真核表达。SDS-PAGE检测到预期分子量约42 kD的蛋白带,Western blot检测到表达产物。表明含有6个组氨酸标签及V5抗体结合位点的Gqα融合蛋白V5-His6Gqα在昆虫离体细胞系中成功地表达。     

肌肉生成抑制素和抑制素融合表达质粒的构建及其表达

以乙肝表面抗原S基因为载体,分别将肌肉生成抑制素(myostatin)N端基因片段(MSTN)和抑制素(inhibin)N端基因片段(INH)分别插入S基因编码的C端和第112～113氨基酸残基密码子之间,构建MSTN-INH融合表达质粒pVAX-SMI.酶切和测序鉴定表明.重组质粒pVAX-SMI构建成功.脂质体法将pVAX-SMI转染HeLa细胞,Western blot检测重组蛋白的表达,结果表明,重组蛋白成功在HeLa细胞中表达.     

玉米大斑病菌G蛋白β亚基编码基因的克隆与表达

玉米大斑病菌（Setosphearia turcica）属半知菌亚门丝状真菌，是严重威胁玉米生产的重要植物病原真菌。本研究克隆了玉米大斑病菌G蛋白β亚基编码基因Stgb-1。Stgb-1基因全长1296bp，由5个外显子和4个内含子组成；开放阅读框（ORF）为1056bp，编码351个氨基酸，蛋白质计算分子量为39.081kDa。STGB1蛋白推导氨基酸序列与Cochliobolus heterostrophus（100%）、Cryphonectria parasitica（80%）、Aspergillus fumigatus（81%）等丝状真菌的G蛋白β亚基编码基因均具有较高的同源性。同时，利用RACE技术和Genomic Walking技术获得了Stgb-1基因3’-末端cDNA和DNA的3’端侧翼序列，BlastN结果表明其cDNA 3’-UTR为136bp，poly(A)由9个A构成。此外，构建了pET28a-Stgb-1原核表达载体，SDS-PAGE检测和Western blot鉴定结果表明，目的蛋白在E.coli BL21菌株中已成功实现了诱导表达，为进一步研究蛋白结构与功能的关系奠定了基础。     

肌肉生成抑制素和抑制素融合表达质粒的构建和表达

以乙肝表面抗原S基因为载体,分别将肌肉生成抑制素N端基因片段和抑制素N端基因片段分别插入S基因C端和第112～113 氨基酸残基密码子之间,构建MSTN-INH融合表达质粒pVAX-SMI。酶切和测序鉴定表明,重组质粒pVAX-SMI构建成功。脂质体法将pVAX-SMI转染HeLa细胞,Western Blot检测表达产物的免疫原性。结果表明,融合目的蛋白成功在HeLa细胞中表达,并具有免疫原性。     

准噶尔小胸鳖甲融合抗冻蛋白的免疫检测和抗冻活性分析

利用克隆的新疆荒漠昆虫准噶尔小胸鳖甲(Microderapunctipennisdzhungarica)抗冻蛋白基因MpAFP5的全长序列设计PCR引物,构建原核表达质粒pMALp2x-MpAFP5,以麦芽糖融合蛋白(MBP)方式在大肠杆菌(Escherichiacoli)TB1中进行表达,经Amylose树脂亲和层析纯化获得了较高纯度的MBP-MpAFP5融合蛋白。Westernblot结果证明,MBP-MpAFP5融合蛋白在大肠杆菌中得到特异性的正确表达。细菌抗冻实验结果表明,导入MpAFP5基因的大肠杆菌经诱导表达在低温处理时抗冻能力无显著提高,而外加纯化的MBP-MpAFP5融合抗冻蛋白对细菌有明显保护作用,并随浓度升高而保护作用增强。     

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。     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中FoGAS1基因的克隆与序列分析

采用PCR和RT-PCR的方法,从尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中克隆得到了FoGAS1基因的DNA及cDNA序列,并运用生物信息学的方法对该基因所编码的氨基酸序列进行分析,预测其编码蛋白质的结构和功能。结果表明,FoGAS1基因全长1 672 bp,其中开放阅读框全长1 623 bp,编码含有540个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白分子量为58398.1,等电点pI=4.83,为性质稳定的亲水性蛋白。FoGAS1蛋白为跨膜蛋白,含有22个丝氨酸磷酸化位点,2个苏氨酸磷酸化位点,8个酪氨酸磷酸化位点。该蛋白在C端有一个信号肽结构,为一种分泌蛋白。通过系统进化树分析,该蛋白在不同种属镰刀菌中高度保守。     

猪粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（pGM-CSF)基因的克隆与原核表达

通过RT-PCR方法,从经ConA刺激的猪外周血淋巴细胞中扩增出猪粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（pGM-CSF）编码区的cDNA并将其克隆至pMD-19T载体,序列测定表明pGM-CSF基因的长度为435 bp,编码144个氨基酸。通过PCR方法获得缺失其N端17个氨基酸残基信号肽序列的成熟pGM-CSF蛋白基因,将其克隆至原核表达载体pET-32a（+）,构建重组表达质粒pET-GM并转入大肠杆菌(Escherichia coli )BL21（DE3）中进行诱导表达。经SDS-PAGE电泳和Western blot分析表明,表达的重组蛋白分子量约31 kD,主要以包涵体形式存在,表达量占菌体总蛋白的30.4% 。采用Ni2+-NTA亲和层析柱对经稀释复性的重组蛋白进行纯化,并采用MTT法以TF-1细胞检测纯化产物的生物学活性。结果表明,重组蛋白可有效刺激TF-1细胞增殖,其活性达到3.43×105 IU/mg。