玉米尿卟啉原Ⅲ脱羧酶同功酶生物信息学分析、基因克隆和原核表达

尿卟啉原Ⅲ脱羧酶是生物卟啉类化合物分支合成的关键酶。从GenBank中搜寻到4种玉米尿卟啉原Ⅲ脱羧酶：Les22、UROD1、UROD2和截短UROD,氨基酸序列比对显示N端的同源性较差;玉米les22基因比urod1基因在开放阅读框的上游少3个碱基,导致阅读框移码。植物除玉米外存在高度同源的UROD1和UROD2,具有结构完整性。本文以玉米幼叶总RNA为模板,通过RT-PCR克隆了玉米les22和urod2基因,并对突变位点进行校正,同时通过定点突变获得urod1基因,它们都编码去除叶绿体导肽的尿卟啉原Ⅲ脱羧酶。再分别将les22、urod2和urod1基因插入大肠杆菌的不同表达载体,转化表达菌株BL21（DE3）,16℃诱导表达18h,SDS-PAGE分析显示,Les22的N端含有组氨酸标签或SUMO蛋白,重组蛋白表达为包涵体,UROD2的N端含有组氨酸标签或SUMO、TRX、GST或MBP蛋白,未检测到目的蛋白在上清液的特异表达,而UROD1和MBP融合为可溶性表达,表明玉米UROD的N端氨基酸残基可能参与蛋白在大肠杆菌的折叠。这为研究玉米UROD的种类和功能奠定基础。     

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。     

肠毒素性大肠杆菌mSTⅠ-linker-LTB融合蛋白基因工程菌的构建及免疫保护试验

用分子生物学方法拼接成肠毒素性大肠杆菌(ETEC)mSTⅠ-linker-LTB融合基因，并定向克隆到pET32a(+)中，转化宿主菌BL21（DE3）。重组菌经1mM IPTG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Western blot鉴定呈阳性。乳鼠胃内接种试验证明,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%。     

牛nanog基因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nanDg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。     

牛病毒性腹泻病毒E2结构蛋白的原核表达、纯化及鉴定

根据GenBank中已发表的牛病毒性腹泻病毒囊膜糖蛋白E2基因设计1对特异性引物,以Oregon CV24株为模板,PCR扩增目的片断后与pET-32a原核表达载体连接,转化大肠杆菌Transetta（DE3）感受态细胞,用IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳分析表达产物,结果表明重组E2蛋白在体外得到较好表达,表达的融合蛋白分子量为57.7 ku。可溶性分析表明重组E2蛋白以包涵体的形式存在,经镍柱His标签蛋白纯化后进行western-blot检测。结果表明：E2重组蛋白均具有反应原性,能与BVDV的阳性血清进行反应。     

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。     

猪甲状腺激素应答基因SPOT14(THRSP)的原核表达及其融合蛋白的亲和纯化

甲状腺激素应答基因（thyroidhormone responsive SPOT14,THRSP）是受甲状腺激素诱导表达的核内基因,参与脂肪合成代谢途径限速酶的转录调控,对动物脂肪生成具有重要的调控作用。为进一步研究猪SPOT14基因所编码蛋白质的生物学功能,本实验将猪SPOT14（GenBank登录号:JF₉51726）的ORF片段与表达载体pET-28α（+）进行重组,获得的重组子pET-28α（+）-S14,转化大肠杆菌（Escherichia coli）BL2l（DE3）感受态细胞,重组菌经IPTG诱导,通过SDS-PAGE分析显示,目的蛋白分子量约为20.91kD,且主要以包涵体形式存在,最佳诱导条件是37℃1mmol/LIPTG诱导5h。将获得的包涵体用6xHisNi-NTA纯化柱纯化后,采用Western blot进一步检测到了21kD目的蛋白的表达。重组质粒pET-28α（+）-S14在大肠杆菌BL21（DE3）中成功地得到了表达,不仅为SPOT14基因生物学功能的研究,而且为进一步研究S14蛋白功能,了解脂肪代谢调控机制提供了基础资料。     

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。     

抗对硫磷基因工程四价抗体在大肠杆菌中高效表达与鉴定

为提高抗对硫磷基因工程四价抗体在大肠杆菌中可溶性表达量,本研究利用克隆技术得到四价抗体基因sc-sa,将该融合基因连接至表达载体pTO-T7的Ω序列和T7启动子下游,构建成功的表达质粒导入大肠杆菌OrigamiB(DE3),经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western Blot鉴定表达产物,Ni亲和层析纯化蛋白,间接非竞争ELISA法测定该四价抗体的亲和力。结果表明在大肠杆菌OrigamiB(DE3)中表达分子量约为46kDa的四价抗体,0.1mmol/L的IPTG在30℃条件下诱导原核表达,外源蛋白占菌体总蛋白含量近50%,纯化后可溶性蛋白纯度在90%以上,ELISA结果显示该抗体与对硫磷结合呈阳性,抗体效价在1∶1×106以上,亲和常数为6.84×108L/mol。与母源抗体和相应单链抗体相比,利用pTO-T7载体四价抗体在大肠杆菌OrigamiB(DE3) 中可实现高效表达,且抗体效价和亲和力均得到进一步提高。     

潮霉素磷酸转移酶的原核表达纯化及其抗体制备

本研究从转基因玉米基因组上成功克隆出潮霉素磷酸转移酶基因(hpt),通过BamHⅠ和Hind III 双酶切作用,将hpt基因与pET30a进行粘性末端连接成功构建pET30a-hpt质粒,并转化到大肠杆菌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潮霉素磷酸转移酶（HPT）,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蛋白免疫兔子制备了特异性强的多克隆抗体。     

牛Nanog 原核表达载体构建及其在大肠杆菌中的表达

本研究的目的是构建牛Nanog基因原核表达质粒,并在大肠杆菌JM109中诱导其表达。从6周龄的胎牛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,再从酶切鉴定和测序正确的质粒上切下目的片断,定向克隆到 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, 在不同的培养温度和不同浓度的IPTG诱导下均获得了高效表达,说明培养温度和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 Blotting 检测证实该蛋白约60KD, 大小合适,具有GST抗原活性,从而证实目的蛋白为Nanog 蛋白。     

杨梅铜锌超氧化物歧化酶基因（MrCu／Zn-SOD1）的原核表达及活性鉴定

为获得高表达杨梅（Morellarubra）铜锌超氧化物歧化酶（MrCu／Zn-SOD1）的工程菌,本实验采用RT-PCR技术从杨梅果实中分离扩增了MrCu／Zn．SOD1的cDNA序列（456bp）,将该基因重组到原核表达载体pGEX-2T中,酶切、测序分析表明,重组质粒pGEX-MrCu/Zn-SOD1结构正确。重组质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）进行诱导表达。IPTG诱导表达分子量约41kD融合蛋白GST．MrCu／Zn．SOD1。诱导表达后的菌体超声裂解液经谷胱甘肽亲和层析纯化,得到高纯度的GST—MrCu／Zn—SOD1。采用氯化硝基四氮唑蓝法和黄嘌呤氧化法分析其活性。结果表明,GST-MrCu／Zn-SOD1具有特异性SOD酶活性。     

牛分枝杆菌CFP-10基因的表达和重组蛋白的纯化

根据GenBank中牛分枝杆菌的基因序列,设计合成一对扩增CFP-10基因完整ORF的特异性引物,以pET32a（＋）为载体构建重组表达载体CFP-10／pET32a（＋）。重组表达载体转化大肠杆菌BL21（DE3）,经0．9mmol／LIPTG37。C诱导3h后表达,收集菌体并裂解,裂解后上清和沉淀经SDS—PAGE分析,结果表明融合蛋白分子量分别为30kD,表达产物以可溶性存在于上清中,后经Ni．NTA吸附柱方法对目的蛋白进行纯化,经薄层凝胶扫描分析,纯化后的His融合蛋白纯度达95％,该CFP-10表达蛋白可作为体外诊断抗原,为进一步建立检测牛分枝杆菌的方法奠定基础。     

胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶的定位及功能研究

将从胡杨中克隆的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因（PeALD）构建到pGEX-4T—1载体上,经IPTG诱导成功获得融合蛋白GST：PeALD,并将蛋白进行纯化,其大小约为52kD,转化大肠杆菌的耐盐性实验表明,PeALD基因的成功表达有利于提高大肠杆菌菌株的耐盐性。为研究该基因编码蛋白在植物细胞中的定位,将基因的ORF区构建到定位表达载体pMDC85上,通过PEG介导的拟南芥瞬时转化法观察融合蛋白PeALD：GFP在细胞中的定位情况,结果显示该蛋白定位于胞质中,由此说明实验克隆得到的该胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因编码的是胞质蛋白。烟草种子在盐培养基上的萌发实验结果显示转基因烟草具有更高的耐盐性;烟草水培苗经200mmol／LNaCl处理一周后,可溶性糖的质谱检测结果显示转基因植株中葡萄糖的含量有很大提高。表明胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶通过促进糖酵解和有氧呼吸途径来提高植物对盐胁迫的适应性。     

抗对硫磷基因工程抗体ScFv的制备及其初步鉴定

用一段45个核苷酸的片段连接抗对硫磷抗体重链和轻链可变区基因片段VH和VL,获得了抗对硫磷单链抗体(single chain variable fragment,scFv)基因,构建了抗对硫磷scFv基因原核表达载体。SDS-PAGE和Western blot分析显示,该单链抗体基因能在大肠杆菌Origami 2中特异性表达,融合蛋白分子量约为28kD。用Ni-NTA金属亲和层析法对可溶性表达产物进行纯化,得到目的蛋白纯度为74.8%;ELISA反应结果证明,该单链抗体可以与对硫磷发生特异性反应。     

耐碱锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）基因工程菌的构建及其表达条件研究

利用PCR技术以Bacillus sp.110-2基因组DNA为模板,扩增出606 bp编码锰超氧化物歧化酶的基因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26.5k Da,同核酸序列测定的推导值相符。对含有sodA的基因工程菌表达情况研究表明：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显著的耐碱能力。BL21（pET-sodA）基因工程菌的构建一方面提供了一种可利用的耐碱蛋白资源,另一方面探索了一种极端酶的生产方法。     

杆状病毒SpltMNPV gp41基因的克隆、表达及抗体制备

摘要：GP41是杆状病毒包埋型病毒粒子（Occlusion-derived virus，ODV）特有的糖蛋白，它介导芽殖型病毒粒子（Budded virus，BV）的核衣壳通过胞核。用PCR方法扩增得到斜纹夜蛾核多角体病毒（Spodoptera litura nucleopolyhedro virus，SpltMNPV）gp41基因, 并将其克隆至5′端有6×His编码序列的原核表达载体pQE30上，转化大肠杆菌(Escherichia coli )M15[pREP4]，在1 mmol/L异丙基-D-硫代半乳糖（IPTG）诱导下超量表达了与理论预测值相符的1个37.9 kD融合蛋白。以纯化的融合蛋白为抗原，免疫新西兰大白兔制备了特异的抗GP41抗体。Western印迹分析表明，该抗体适合进一步分析SpltMNPV GP41蛋白。     

细胞穿膜肽pep-1与vMIP-Ⅱ的融合表达与纯化

细胞穿膜肽是一类能携带大分子物质进入细胞的短肽,其穿膜能力不依赖经典的胞吞作用。本研究构建了含有细胞穿膜肽pep-1和病毒巨噬细胞炎症蛋白-Ⅱ（viral macrophage inflammatory protein-Ⅱ,vMIP-Ⅱ）的融合表达质粒pET15b-pep-1-vMIP-Ⅱ,并将其转化大肠杆菌BL21（DE3）plysS中经IPTG诱导表达,经SDS-PAGE和Western-blot鉴定出可溶性的融合蛋白pep-1-vMIP-Ⅱ。通过对IPTG浓度、温度等诱导表达条件进行优化,确定在IPTG浓度为0.2mmol/L、28℃下诱导7h可溶性蛋白的表达量相对较高,经Ni-NTA亲和层析,超滤除盐纯化获得高纯度的融合蛋白pep-1-vMIP-Ⅱ,将该蛋白作用于Hela细胞,激光共聚焦显微镜观察结果显示该融合蛋白能够携带目的基因穿透细胞膜。本文结果将为进一步研究vMIP-Ⅱ的功能和细胞穿膜肽技术的应用奠定基础。