人胎盘碱性磷酸酯酶基因在鸡蛋蛋清中的表达

利用PCR方法从pSEAP2-control质粒中扩增获得人胎盘碱性磷酸酯酶基因plap的cDNA,将其克隆到鸡输卵管特异性表达载体(pAB-Sig-SV40)的卵清蛋白基因调控区下游。通过脂质体精子载体法人工授精母鸡,收集鸡蛋、孵化。雏鸡出壳后,抽提鸡冠基因组DNA,采用PCR方法检测两组孵化后代中的嵌合体鸡,第1组母鸡(95羽)中plap的PCR阳性检出率为75%,第2组母鸡(128羽)的阳性检出性率为81%。经Western blotting检测,仅1只嵌合体母鸡所产鸡蛋蛋清中检测到plap产物的存在。     

重叠延伸PCR法构建小菜蛾化学感受蛋白1基因突变体研究

【目的】探索重叠延伸PCR法在昆虫化学感受蛋白基因点突变上的应用,研究半胱氨酸(Cys32)对小菜蛾(Plutella xylostella)化学感受蛋白1(PlxyCSP1)结合特性的影响。【方法】用计算机软件模拟PlxyCSP1上Cys32突变前后的蛋白三级结构以及与配体化合物的结合情况,确定点突变位点。根据扩增得到的PlxyCSP1序列设计并合成重叠引物,利用重叠延伸PCR法,将PlxyCSP1上的Cys32突变成色氨酸(Trp32),获得突变体PlxyCSP1-M。将突变后的基因与载体pET-32a(+)连接,转化大肠杆菌BL21(DE3)。【结果】分子对接图显示,配体可以顺利进入PlxyCSP1的结合口袋,而无法进入PlxyCSP1-M的结合口袋。结合能预测显示,配体化合物与PlxyCSP1的结合能均为正值,与PlxyCSP1-M的结合能均为0。突变后的重组质粒测序结果表明,Cys32(TGC)已突变为Trp32(TGG),经IPTG诱导,该菌表达了分子质量约为36 ku的融合蛋白。【结论】Cys32是影响PlxyCSP1结构和功能的重要氨基酸残基。Cys32突变为Trp32后,PlxyCSP1-M结合特性发生了变化,不能与配体化合物正常结合。     

铜绿丽金龟气味结合蛋白AcorOBP11的表达纯化及功能分析

[目的]通过研究铜绿丽金龟(Anomala corpulenta)气味结合蛋白11(odorant binding protein 11,OBP11)与寄主植物挥发物的结合特性,探讨AcorOBP11的功能,为阐明铜绿丽金龟识别寄主植物的嗅觉分子机制打下基础.[方法]设计特异性引物,通过RT-PCR克隆AcorOBP1...     

甲基对硫磷水解酶的随机突变和分子对接模拟

甲基对硫磷水解酶(MPH)能高效降解甲基对硫磷,并能够降解杀螟松、乙基对硫磷和毒死蜱,但降解效率依次降低。为提高MPH对毒死蜱的降解活性,采用易错PCR的方法对MPH进行随机突变,筛选到2株突变体A291V和K173R,并对其进行原核表达,结果表明K173R对毒死蜱的降解活性比MPH提高了41.55%。通过同源建模及与毒死蜱的分子对接对酶的结构和功能进行初步分析,结果发现氨基酸残基R72在酶与毒死蜱的结合中起着重要作用。结合口袋和关键氨基酸的变化可最终导致K173R酶活性的提高。     

人雌激素相关受体α配体结合域的原核表达载体构建·表达及鉴定

[目的]构建含人雌激素相关受体α配体结合域区段的原核表达载体,并在大肠杆菌表达系统中表达。[方法]用Trizol试剂提取人肺腺癌A549细胞总RNA,逆转录为cDNA;应用PCR扩增人EERα-LBD基因片段,插入表达载体pET-30a-c(+)中;转化大肠杆菌BL2 l(DE3)PLysS,经IPTG诱导后表达并鉴定。[结果]应用PCR方法扩增出约687 bp的基因片段,酶切、纯化、连接至载体后,经测序与GenBank中的一致,表达蛋白相对分子质量约32 kD,纯化后用生物大分子相互作用系统鉴定为目的蛋白。[结论]已成功获得人EERα-LBD融合蛋白,为进一步的研究和应用奠定了基础。     

人雌激素相关受体α配体结合域的原核表达载体构建·表达及鉴定

[目的]构建舍人雌激素相关受体α配体结合域区段的原核表达载体,并在大肠杆菌表达系统中表达。[方法]用Trizol试剂提取人肺腺癌A549细胞总RNA,逆转录为cDNA;应用PCR扩增人EERα—LBD基因片段,插入表达载体pET-30a-c（＋）中;转化大肠杆菌BL21（DE3）PLysS,经IPTG诱导后表达并鉴定。[结果]应用PCR方法扩增出约687bp的基因片段,酶切、纯化、连接至载体后,经测序与GenBank中的一致,表达蛋白相对分子质量约32kD,纯化后用生物大分子相互作用系统鉴定为目的蛋白。[结论]已成功获得人EERα-LBD融合蛋白,为进一步的研究和应用奠定了基础。     

基于分子对接技术的拟南芥植酸酶的水解特性

采用生物信息学、同源建模、分子对接等方法,对拟南芥植酸酶(ATMINPP)的功能结构及其与植酸的分子对接模式进行了预测。结果表明:ATMINPP由487个氨基酸组成,其二级结构由18个α螺旋、6个β折叠、伸展片段和无规则卷曲等4个主要部分构成;保守半胱氨酸在螺旋结构之间形成4个二硫键;ATMINPP蛋白有2个结构域(α/β–结构域和α–结构域),活性位点位于2个结构域的中间;对接时,带负电的植酸结合在ATMINPP带正电的亲水性口袋内;保守序列RHGARYP中的His 66对植酸氢键所结合的磷酸基团进行亲核攻击,形成中间复合物,中间复合物水解得到磷酸和磷酸肌醇衍生物,His 343为解离基团氧原子提供质子,使得磷酸基团解离。     

Cry1Ac抗、感棉铃虫碱性磷酸酯酶（ALP1）的表达量比较

【目的】通过比较Cry1Ac抗、感棉铃虫昆虫中肠碱性磷酸酶（ALP1）表达量的差异及抗性棉铃虫取食Cry1Ac蛋白对ALP1表达量的影响,分析ALP1表达量变化与抗性的关系,为进一步明确Bt抗性机制、制定抗性治理策略提供理论依据。【方法】利用实时荧光定量PCR技术,比较敏感棉铃虫、Cry1Ac抗性棉铃虫取食含Cry1Ac蛋白的饲料和正常饲料后ALP1表达量的差异。【结果】ALP1在棉铃虫整个发育期都表达,幼虫的表达量最高,蛹期表达量最低,在成虫体内也有较高的表达;ALP1在幼虫中肠表达量最高,其次是后肠、前肠、马氏管,表皮中的表达量最低;与敏感品系相比,对Cry1Ac具有中等水平抗性的棉铃虫ALP1表达量明显增加,尤其是取食含Cry1Ac蛋白饲料的抗性棉铃虫幼虫的ALP1的表达量显著升高,但抗性棉铃虫取食正常饲料后,2、3龄幼虫的ALP1的表达量与敏感棉铃虫差异不显著;所有的抗性品系4龄棉铃虫幼虫中肠ALP1的表达量都显著高于敏感品系,而且随着棉铃虫抗性倍数的升高,ALP1的表达量呈逐渐降低的趋势。【结论】抗性棉铃虫中肠ALP1表达量的改变可能与Cry1Ac抗性、Cry1Ac代谢有一定的关系。     

毛竹PePsbS1基因的分子特征及其原核表达

PsbS蛋白在植物非光化学淬灭(NPQ)中发挥着重要作用。采用同源比对方法从毛竹(Phyllostachys edulis)全长cDNA文库中得到1个PsbS同源基因序列(FP091683),命名为PePsbS1。该基因全长1 069 bp,具有多种光应答元件和参与光应答的顺式作用元件。PePsbS1的开放阅读框为807 bp,编码一个268 aa的蛋白。蛋白结构分析表明,该蛋白由转导肽(53 aa)和成熟蛋白(215 aa)组成,成熟蛋白包含1个叶绿素a/b结合蛋白功能域、4个跨膜区;疏水性分析表明该蛋白组成氨基酸以疏水性氨基酸为主,占42.5%;Blastp分析发现该蛋白与玉米的一致性最高,达80.3%。构建含有PePsbS1编码成熟蛋白序列的原核表达载体pET23a-PePsbS1-mature,转化大肠杆菌,经IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE电泳分析。结果表明,分离纯化获得目的蛋白的分子量约为28 kD,与预测PePsbS1编码成熟蛋白的大小相符。这将有助于对竹子PsbS蛋白结构与功能的深入研究。     

小麦自噬标志分子ATG6的原核表达及其抗血清制备

克隆小麦(Triticum aestivum L.)品种‘洛夫林10’(L10)中的ATG6(动物同源物为Beclin1)基因,并构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白,经纯化后制备其兔抗血清。结果表明:从小麦品种L10中克隆获得1个ATG6的片段,长为1326 bp,利用所构建的大肠杆菌表达载体,经IPTG诱导,实现了对ATG6片段在原核系统的特异性表达。经蛋白纯化后,制备了其兔抗血清并通过Western blot鉴定了其特异性。ATG6抗体制备的成功,为小麦中ATG6基因和自噬功能的研究提供了研究基础。     

抗玉米赤霉烯酮毒素单链抗体-碱性磷酸酶融合蛋白的表达

根据抗玉米赤霉烯酮毒素单链抗体的氨基酸序列及大肠杆菌偏爱密码子,用重叠延伸PCR法合成了单链抗体的重链和轻链,经（Gly4Ser）2Linker连接,获得完整的单链抗体基因ZEN2 scFv。将ZEN2 scFv与碱性磷酸酶（AP）编码序列连接形成融合蛋白基因ZEN2 scFv-AP,构建到pET载体,转化大肠杆菌菌株BL21（DE3）,经IPTG诱导表达及亲和层析纯化,在SDS-PAGE和Western blot分析中均检测到1条分子质量为75 ku的可溶性蛋白条带,ELISA分析证实,细菌表达的ZEN2 scFv-AP融合蛋白具有碱性磷酸酶活性。这一研究结果为建立快速、灵敏、经济的玉米赤霉烯酮毒素的ELISA检测奠定了基础。     

苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10的克隆及功能鉴定

【目的】克隆苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10,研究其组织表达模式和低磷响应,并进一步研究MdPAP10在低磷条件下的功能,为深入研究MdPAP10在果树中参与紫色酸性磷酸酶分泌和影响磷吸收的分子机理奠定基础。【方法】本研究以‘嘎啦’苹果（Malus×domestica‘Royal Gala’）为试材,利用同源序列比对和PCR技术,克隆苹果紫色酸性磷酸酶相关基因MdPAP10。通过NCBI分析MdPAP10的蛋白质结构并获得白梨、桃和草莓等10个物种的PAP10氨基酸序列,利用MEGA5.0构建系统进化树。利用qRT-PCR检测MdPAP10在苹果不同组织的表达情况和对低磷胁迫的响应特性。将MdPAP10连接到植物过表达载体pBI121,转化LBA4404农杆菌,用于侵染苹果愈伤组织。通过在抗性培养基上筛选和PCR鉴定,获得MdPAP10转基因愈伤组织。在低磷培养基上培养MdPAP10转基因愈伤组织检测其酸性磷酸酶积累情况以及对低磷胁迫的耐受性和磷含量。最后利用qRT-PCR检测MdPAP10转基因愈伤组织中磷相关基因的表达量。【结果】克隆获得苹果紫色酸性磷酸酶基因MdPAP10（基因序列号：MDP0000272096）,开放阅读框为1 332 bp,编码含有443个氨基酸的蛋白。蛋白质结构分析显示,MdPAP10包含一个信号肽和一个磷酸酶结构域。基因结构分析显示,MdPAP10含有5个外显子和4个内含子。进化树分析显示,苹果MdPAP10与白梨PbPAP10同源性最高,亲缘关系最近。表达分析显示,MdPAP10在根、茎、叶、花、果中均有表达,并且在根中的表达量最高。MdPAP10对低磷条件有明显响应,在根中表达量逐渐升高,在6 h达到最大后逐渐下降;在叶中的表达量始终低于对照组。MdPAP10转基因愈伤组织在低磷条件下能够明显促进酸性磷酸酶的分泌。在低磷条件下培养转基因愈伤组织20 d发现过表达MdPAP10提高了愈伤组织对低磷胁迫的耐受性,并且提高了对磷的吸收。qRT-PCR结果显示,过表达MdPAP10能够明显促进苹果磷相关基因的表达。【结论】MdPAP10能够对低磷胁迫有明显响应,在低磷条件下能够促进磷吸收和酸性磷酸酶的分泌。MdPAP10在响应低磷胁迫过程中发挥着重要的正调控作用。     

家蚕碱性磷酸酶原核表达纯化、结构与活性分析

【目的】碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)是生物体内磷酸代谢的关键调控酶。不同物种ALP的性质与其生理功能密切相关。研究家蚕(Bombyx mori)ALP(BmALP)的性质和结构,为揭示ALP在昆虫体内的生理功能和调控机制提供依据。【方法】取5龄3 d家蚕中肠组织,利用Trizol法提取总RNA,然后以其为模板反转录合成cDNA。以家蚕中肠cDNA为模板,利用Primer Premier 6.0软件分别设计上下游引物,通过PCR克隆BmALP。将BmALP与不同的表达载体分别进行双酶切,然后连接并转化表达菌株,利用大肠杆菌表达重组蛋白。比较不同表达载体在上清中的表达情况,选择可溶性重组蛋白表达最好的载体,利用Origami B(DE3)细胞大量表达重组蛋白,借助Ni-NTA亲和层析纯化重组的His-Trx-BmALP蛋白,然后加入Prescission蛋白酶在4℃酶切20 h,再次利用Ni-NTA亲和层析去除融合标签His-Trx。利用凝胶过滤层析分析BmALP分子量及其在溶液中的状态,利用圆二色光谱研究BmALP的二级结构及其随温度的变化。通过酶活分析研究BmALP的最适pH、最适温度、Km、结构稳定性及金属离子对其酶学活性的影响。【结果】从家蚕中肠组织提取了总RNA,反转录合成了cDNA,并以该cDNA为模板成功克隆了BmALP。分别构建了BmALP的pSKB2、ppSUMO和pET32M.3C 3种表达载体。表达分析发现,pET32M.3C载体有助于重组的融合蛋白His-Trx-BmALP以可溶性蛋白的形式在细胞裂解后的上清液中表达,然后利用pET32M.3C载体大量表达重组蛋白,并通过Ni-NTA亲和层析纯化获得了可溶性的His-Trx-BmALP。加入Prescission蛋白酶酶切,再次通过Ni-NTA亲和层析去除了融合标签His-Trx。凝胶过滤分析显示BmALP在溶液中形成稳定的二聚体结构。圆二色光谱研究表明BmALP包含有α-螺旋结构,其含量随温度的升高逐渐减少。酶活分析揭示BmALP的最适pH和最适温度分别为11.0和45℃。测定BmALP的Km值为1.40 mmol·L~(-1)。在10℃处理2 h后,BmALP的残余活性最高;35℃处理2 h后,其活性完全丧失。Mg2+和Zn2+促进了BmALP催化反应的进行,其最适浓度分别为40和5 mmol·L~(-1)。在20 mmol·L~(-1)浓度范围内,Cu2+激活了BmALP活性,其中10 mmol·L~(-1)时激活效果最好,浓度超过20 mmol·L~(-1)时,Cu2+则抑制了BmALP活性。【结论】克隆了家蚕碱性磷酸酶基因BmALP,表达纯化了BmALP蛋白并分析了其结构和性质,为深入研究其结构和功能打下了基础。     

杀虫晶体蛋白Cry1Ac与其配体N-己酰半乳糖胺的对接研究

利用同源建模得到杀虫晶体蛋白Cry1Ac的三维结构,之后模拟其与配体N-已酰半乳糖胺的对接,预测关键的氨基酸残基：N482、Q506、S501、L505和V483。Cry1Ac的虚拟突变体与N-已酰半乳糖胺之间的分子对接分析结果表明,R466、R468、R470和R472可能对维持Cry1Ac的DomainⅢ稳定构象起着重要作用。N482和Q506两个残基均含有酰氨基,在对接中易于形成多个氢键,这对稳定对接具有重要作用。研究结果可提供一些有用的信息,用于指导杀虫晶体蛋白的理性设计。     

杀虫晶体蛋白Cry1Ac与其配体N-已酰半乳糖胺的对接研究

利用同源建模得到杀虫晶体蛋白Cry1Ac的三维结构,之后模拟其与配体N-已酰半乳糖胺的对接,预测关键的氨基酸残基:N482、Q506、S501、L505和V483。Cry1Ac的虚拟突变体与N-已酰半乳糖胺之间的分子对接分析结果表明,R466、R468、R470和R472可能对维持Cry1Ac的DomainⅢ稳定构象起着重要作用。N482和Q506两个残基均含有酰氨基,在对接中易于形成多个氢键,这对稳定对接具有重要作用。研究结果可提供一些有用的信息,用于指导杀虫晶体蛋白的理性设计。     

苹果L-半乳糖-1-磷酸磷酸酶cDNA克隆及其表达

 【目的】了解苹果果实L-半乳糖-1-磷酸磷酸酶(L-galactose-1-phosphate phosphatase, GPP)基因的特性,探索苹果GPP基因表达特性及其与抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)水平的关系。【方法】通过RT-PCR从苹果果实中克隆GPP 全长 cDNA,分析其序列特征,进行原核表达,制备GPP特异抗体,分析GPP mRNA及其蛋白表达水平与苹果不同组织AsA的关系。【结果】从‘嘎啦’苹果果实中克隆的GPP cDNA(GenBank登录号为 FJ752240)包含的最大开放阅读框(open reading frame,ORF)为813 bp,编码270个氨基酸残基,预测分子量为29 kD,该基因与其它植物报道的GPP基因具有较高的相似性,但与肌醇-1-磷酸磷酸酶基因差异较大。构建的pET-32a(＋)-GPP载体在大肠杆菌BL21(E. coli BL21)中异源表达后,获得主要以包涵体存在约50 kD的融合蛋白GPP-His(His约21 kD)。以该蛋白制备抗体,与重组蛋白的Western杂交表明该抗体能与GPP发生特异反应。对苹果可溶性蛋白杂交显示,苹果体内GPP蛋白约33 kD。在苹果不同组织中,GPP mRNA与蛋白质的相对表达水平与AsA含量存在明显的一致性。【结论】以单体形式存在的苹果GPP蛋白具有翻译后修饰特性,且该基因的表达在苹果AsA合成调控中可能起重要作用。     

桑树谷氨酸脱氢酶基因MaGDHs的克隆及表达分析

【目的】克隆桑树的谷氨酸脱氢酶基因GDH,了解其结构、组织特异性表达以及调控特点,并获得桑树谷氨酸脱氢酶蛋白,为进一步研究谷氨酸脱氢酶（glutamate dehydrogenase,GDH）在桑树氮代谢过程中的功能奠定基础,也为多年生木本植物的GDH研究提供参考。【方法】根据川桑基因组数据库搜索GDH同源序列设计引物,以杂交桑品种桂桑优62号（M. atropurpurea Roxb.）cDNA为模板,通过RT-PCR克隆获得MaGDHs。利用NCBI上BLAST和CDD进行氨基酸序列比对和保守结构域分析;利用Expasy在线软件对MaGDH氨基酸组成、分子量、等电点进行分析;采用MEGA 5.0软件构建系统进化树;通过qRT-PCR检测试管苗在不同浓度的蔗糖、铵盐、激素（6-BA）状态下MaGDHs的表达量,用StepOne Software V2.1软件根据2^-△△Ct法进行基因相对表达量分析。以pET-28a(+)、pET-32a(+)、pCold-TF为载体构建MaGDH的融合蛋白重组质粒并转入到大肠杆菌中进行表达。【结果】成功获得2个MaGDHs,序列全长均为1 236 bp,编码411个氨基酸,含一个开放阅读框,分别命名为MaGDH1和MaGDH2。MaGDH1蛋白质的分子量为44.1 kD,理论等电点为5.84,MaGDH2蛋白质的分子量为44.2 kD,理论等电点为6.68。MaGDHs氨基酸序列含有9个外显子,8个内含子,具有线粒体转移肽、Glu/a-KG结合域和NAD(P)结合域,与川桑同源性均为99%,与双子叶植物同源性为90%左右,与单子叶植物的同源性为85%左右。重组蛋白MaGDHs以包涵体的形式在大肠杆菌BL21（DE3）中表达,经过纯化和复性后获得了具有活性的酶蛋白,酶活性以pET-28a(+)-MaGDH1重组蛋白最高,为10.07 nmol·min^-1·mL^-1。MaGDHs的表达具有组织特异性,在桑花中表达量最高,其次是嫩叶,在果实中几乎不表达。MaGDHs的表达受到蔗糖、NH₄⁺和6-BA的调控。随着蔗糖浓度的增加,MaGDHs表达量增加;过量的NH₄⁺促进MaGDH1的表达,而没有NH₄⁺的情况下,MaGDHs也有表达;细胞分裂素对MaGDHs的表达是先抑制后促进,MaGDH1在24 h后表达增强,MaGDH2在48 h后表达增强。【结论】从桂桑优62号中获得了两个MaGDHs,分别编码β和α亚基。不同载体的重组蛋白酶活性存在差异。MaGDHs的表达具有组织特异性,在桑树生长旺盛的组织中表达量较高。过量NH₄⁺促进MaGDH1表达;MaGDH1响应激素促进表达比MaGDH2早。