豆豉纤溶酶纤溶活性的定向进化研究

通过易错PCR方法向来源于枯草芽孢杆菌DC-12的豆豉纤溶酶基因中引入突变并构建突变体库.利用底物H-D-Val-Leu-Lys-pNA以酶活力为指标对突变体库进行筛选,通过三轮易错PCR最终获得一株酶活力提高的突变株M324.序列分析表明突变体M324酶基因发生了六处碱基突变,其中四处突变发生氨基酸取代,另两处为无义突变.通过SWISS-MODEL Repository模拟突变酶的结构显示,三个突变氨基酸位于回环结构上,一个位于α螺旋上.纤维蛋白平板法测定纤溶酶活,结果显示突变酶的比活力是野生型的2.44倍.     

A链链内二硫键移位突变胰岛素原的构建与表达

采用定点突变技术,将人胰岛素原基因编码框中A11位氨基酸残基与A12位氨基酸残基进行了互换,构建了[CysA11Ser,SerA12Cys]人胰岛素原突变基因.在大肠杆菌原核表达系统中对突变体基因进行了表达,并对表达产物进行了变复性研究及初步的分离纯化,获得了具有稳定结构的突变体蛋白质,探讨了突变体A链链内二硫键的形成状况,为进一步深入揭示A链链内二硫键的角色与功能打下了基础.     

PUR盒与purR自发突变体的分离及其突变频率的比较

在早期的鼠伤寒沙门氏菌嘌呤生物合成途径调控研究中,曾发现诱变条件下PUR盒的突变频率比purR高出一个数量级.为了进一步对此现象加以研究,文中以purR超阻遏突变体(purR s )为出发株,在以乳糖为惟一碳源的基础培养基上简易、快捷地分离到大量独立的PUR盒(PURbox)和purR自发突变体.对其中5个PUR盒和4个purR突变体作了突变位点分析,结果显示每个突变体的突变位点均发生在预定的靶DNA-PUR盒或purR上.PUR盒和purR突变频率比较表明,虽然两者DNA大小相差两个数量级(1∶100),但自发突变频率之比仅为3∶7.由此,认为PUR盒的高突变频率与诱变无关.在自发条件下,PUR盒同样具有高突变频率.文中对这一奇特现象做了推测性的解释.     

Hlrg基因定点突变体的构建及其对HepG2细胞的影响

构建Hlrg基因的定点突变体,研究突变Hlrg基因表达的蛋白对HepG2细胞的影响.首先利用数据库对Hlrg基因的结构特点进行分析,在此基础上用PCR法构建Hlrg基因的定点突变体.将突变的Hlrg基因克隆到pcDNA3.1（＋）载体中,并稳定转染到HepG2细胞中.流式细胞仪和透射电镜观察突变基因表达的蛋白对HepG2细胞的影响.结果获得了针对Hlrg基因的定点突变体,亮氨酸拉链中的第二个亮氨酸被突变成丝氨酸.发现稳定表达HLrgm蛋白的HepG2细胞中出现一定比例的凋亡细胞.表明构建了Hlrg基因定点突变体,为进一步的功能研究奠定了基础.     

胰高血糖素样肽1受体N端片段与exendin-4的亲和位点分析

通过易错PCR(epPCR)方法建立了一个鼠肺的胰高血糖素样肽1受体(GLP-1R)N端片段的噬菌体随机突变展示肽库.根据筛选出的突变体来分析突变后胰高血糖素样肽1受体N端片段(nGLP-1R)与exendin-4结合活性.实验结果显示:保守的半胱氨酸C26发生突变后并未引起nGLP-1R与其配体exendin-4结合能力的改变,第101位和108位氨基酸是nGLP-1R与exendin-4结合的潜在位点.     

蛋白质系统突变分析及系综优化算法的计算机实现

蛋白质突变分析是研究蛋白质活性位点、蛋白质相互作用分析及蛋白质功能的重要手段,由于常规的实验方法费时费力,计算机模拟蛋白质位点系统突变,并对突变的效果作合理的评价就显得尤为重要.介绍了计算机模拟蛋白质位点系统突变的实现方法,利用系综优化算法对各突变体的自由能进行计算,并提出合理的评估标准.与现有的生物学实验结果相比较,计算机模拟计算的正确率为69.23%,假阳性率为30.77%.     

利用圆二色谱法研究突变体BFR分子稳定性

通过引入人为突变,研究BFR纳米蛋白分子的稳定性与其一级结构的关系,探索蛋白质序列与结构的关系。选择可能与BFR构象密切相关的氨基酸残基引入突变,经表达、纯化后,利用圆二色谱仪检测突变体蛋白分子的结构变化。结果关键部位氨基酸的突变可以引起BFR分子中α螺旋含量及熔链温度发生了显著的变化。说明某些氨基酸的改变会引起BFR分子整体结构与稳定性的变化,有可能影响甚至改变蛋白质分子的功能。     

人锰超氧化物歧化酶hSOD2-Q46K突变体的表达与功能分析

目的:构建人锰超氧化物歧化酶(hSOD2)-Q46K突变体,简化获得hSOD2突变体的步骤,探讨hSOD2结构与功能的关系.方法:通过聚合酶链式反应(PCR)体外定点突变技术将hSOD2的46位Q氨基酸突变为K氨基酸,经测序鉴定正确后将p ET15b-hSOD2-Q46K突变体重组质粒转化Rosetta-gami大肠杆菌,通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导目的蛋白表达.利用SWISS-MODEL Workspace对hSOD2-Q46K突变体进行同源建模,利用Swiss-Pdb-Viewer软件对建模结果进行分析.利用Ni-NTA亲和层析纯化目的蛋白后用超氧化物歧化酶(SOD)检测试剂盒检测目的蛋白的SOD活力.利用浓度为0.1 mmol/L百草枯(PQ)压力下生长情况测定表达hSOD2-Q46K和hSOD2蛋白的Rosetta-gami大肠杆菌的抗氧化能力.结果:测序结果表明46位密码子已由CAG突变为AAG.经过IPTG诱导后野生型和突变体均能表达出大小约为25 k Da的蛋白.SOD活性检测表明hSOD2-Q46K突变体的活力为899 U/mg,比野生型蛋白活性下降了65.4%.三维结构分析显示,突变点周围氨基酸间氢键被部分打破.结论:成功构建hSOD2-Q46K突变体并成功得到了纯化的突变体蛋白,hSOD2-Q46K的SOD活力比野生型降低了65.4%,且百草枯压力下表达hSOD2-Q46K蛋白的大肠杆菌A600达到0.84,而野生型蛋白的大肠杆菌A600达到1.14.这可能是因为突变点与周围氨基酸间氢键打破,突变点周围失去了原来的稳定结构,底物通道入口处氨基酸排列疏散,影响电子在氨基酸间的传递,影响静电导向机制,从而阻碍氧自由基在底物通道的通行,使hSOD2的催化活力下降.     

拟南芥抗油菜黑胫病突变基因的遗传分析及染色体定位

以拟南芥黑胫病感病突变体及抗病野生型为材料,对不同世代群体进行遗传分析,结果表明,该突变性状为细胞核内两对重叠作用的基因所控制,感病植株为隐性突变体,其基因型为sc1sc2.同时对突变位点sc1及sc2进行了染色体定位研究.结果证实, sc1位于1号染色体的长臂上,sc2位于2号染色体的长臂上.为进一步研究拟南芥抗病功能基因奠定了基础.     

用点突变方法研究海参精氨酸激酶的活性位点

为研究动物能量代谢,用点突变的方法从双亚基海参(Stichopusjaponicus)精氨酸激酶中得到了3个突变体:C274A、R283G和H287A,并通过大肠杆菌E.coli表达。大部分精氨酸激酶都以包涵体的形式存在。经过纯化之后对3种突变体的催化活性和一些结构特征进行了分析。这3种突变体丧失了绝大部分催化活力,特别是突变体C274A,与野生型相比除了活性完全丧失之外,结构却几乎没有变化。这3个残基对海参精氨酸激酶结构或功能的保持有着重要作用,Cys274残基可能是海参精氨酸激酶的活性位点。     

豆豉纤溶酶的定向进化

为提高豆豉纤溶酶的药用价值,通过易错PCR方法对来源于Bacillus subtilis DC-12的豆豉纤溶酶DFE基因进行突变并构建突变体文库,利用底物H-D-Val-Leu-Lys-pNA对突变体文库进行筛选.通过3轮易错PCR最终获得催化效率提高的突变酶mDFE3.序列分析表明突变酶mDFE3基因发生了6处碱基突变,其中4处突变发生氨基酸取代,2处为同义突变;通过swiss-model repository模拟突变酶mDFE3的结构,显示3个突变氨基酸位于回环结构上,1个位于α螺旋上;酶动力学测定结果表明突变酶mDFE3的Km值由0.58mmol/L降低至0.45mmol/L,突变酶mDFE3的催化效率(kcat)是野生型的2.57倍.     

水稻白叶枯病菌致病相关基因筛选系统的建立

水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae是水稻生产中最严重的细菌性病害之一。本研究采用Tn5转座子随机插入突变的方法构建水稻白叶枯病菌广西菌株K74的突变体库,Southern杂交显示Tn5随机单拷贝插入基因组。通过水稻致病性检测试验,目前获得15个致病力降低50%以上的突变体,为定位Tn5插入突变基因,经质粒拯救、测序、序列分析后发现:4个突变基因为gum基因簇基因,5个为LPS基因簇基因,2个为metB基因,1个为hrpB1基因,2个是与糖合成转移酶相关基因,1个为编码假定蛋白的基因。其中14个突变基因是已知的与致病相关的基因。实验结果表明本研究成功建立了一个筛选水稻白叶枯病菌致病相关基因的系统,为进一步研究水稻白叶枯病致病相关基因,阐明该病的致病机理奠定基础。     

拟南芥突变体与基因功能研究

当前,突变体已成为功能生物学研究的重要工具.文章综述了模式植物拟南芥在群体遗传变异、自发突变体表型、人工突变体库构建、突变体基因功能分析等方面取得的进展.拟南芥突变体的研究能促进其在功能、进化上的了解,更有助于其他高等植物的基因功能分析。     

脱毛碱性蛋白酶(DHAP)的饱和突变

本实验在同源建模和氨基酸序列比对的基础上, 选取脱毛碱性蛋白酶（DHAP）8个氨基酸位点进行饱和突变. 通过牛奶平板和96孔板发酵筛选, 获得了4个催化特性改良的突变体, 测序鉴定为D248F, D248S, M233L和W214K. 利用酪蛋白和合成肽(AAPL pN)作为底物, 对这些突变体进行了评价, 结果表明D248F、D248S、W214K在常温(28℃)下的酪蛋白水解活性提高; M233L在常温、高温(50℃)的酶活以及热稳定性都有增加. 同时, M233L和W214K在25℃和50℃水解AAPL pN的酶活也分别得到了不同程度的提高.     

中国内蒙古通辽地区和吉林长春地区宫颈癌中HPV16型E6基因变异分析

为了解我国内蒙古通辽和吉林长春地区宫颈癌中HPV16亚型的分布情况,对通辽和长春的30例HPV16阳性宫颈癌样品中的HPV16 E6基因进行序列分析.结果在30例宫颈癌样品中的E6全长基因内发现11处位点突变,形成了14种突变体,其中突变T459G是本试验第一次发现的突变.经系统进化分析发现,所有突变体均属欧洲原型突变群.结合之前我国HPV16亚型分布调查结果表明,欧洲型和东亚型HPV16在我国不同地区,分布不均一,主要以欧洲原型突变群为主.     

基于突变理论的图像边缘检测技术

边缘检测是图像处理的基本问题之一,它为人们描述或识别目标以及解释图像提供了一个重要的特征参数.利用突变理论研究图像的突变特性,利用突变模型描述系统状态变化的规律,通过尖点突变理论建立边缘模型,来实现有效的图像边缘检测.实验结果表明,提出的边缘检测方法,能够准确检测到连续的图像边缘且具有较好的实时性.     

基于预训练蛋白质语言模型的氨基酸致病突变预测

依赖于临床标签的氨基酸致病突变预测方法通常由于标签存在跨基因的偏差、稀疏噪声等因素，出现性能膨胀的情况.为解决此问题，创新地在不需要标签的情况下，利用预训练蛋白质语言模型计算ClinVar数据库中突变位点的氨基酸概率分布，并基于此分布构造突变型与野生型氨基酸出现概率的对数优势比（LOR），使用一种全局-局部结合的高斯混合模型拟合LOR，从而无监督地计算突变致病效应概率分数（PPE）并推断致病性，最后给出预测的不确定性度量.使用与深度突变扫描（DMS）实验的相关性作为评估指标以避免标签泄漏等问题.模型评估结果验证PPE具有稳健的致病性预测性能，在2458个蛋白质上的接收者操作特征曲线下面积（AUC）平均值约为0.89，与4种DMS实验的平均斯皮尔曼相关系数约为0.44，优于大部分依赖标签的计算方法，且与高通量实验的性能相当.该研究为遗传变异的解释、疾病的研究、诊断和临床治疗提供了可靠的辅助工具.     

环糊精水解酶cds1-3底物通道氨基酸的定点突变研究

本研究对具有大分子水解能力的环糊精水解酶cds1-3的蛋白结构进行分析,选取底物通道相关氨基酸进行定点突变。通过比较突变酶和野生酶的功能差异,定位决定cds1-3特殊功能的氨基酸。采用sybyl 1.2进行蛋白质底物结合分析,选取和多聚体形成、底物结合以及底物通道相关的氨基酸Glu66、Pro48、Phe289为突变位点,反向PCR构建pSE380/E66G、pSE380/P48H、pSE380/F289A表达质粒并进行表达,获得酶活突变体并与原始酶进行底物特异性比较分析。其结果显示,突变酶E66G降解大分子底物木薯淀粉和支链淀粉的相对酶活力分别提高26.96%和23.15%,而对小分子底物普鲁兰糖的水解能力下降13.14%。因此,cds1-3是一个能水解大分子底物的特殊环糊精水解酶,氨基酸Glu66是cds1-3水解大分子支链淀粉的关键氨基酸之一。     

建筑火灾中轰燃现象的突变动力学研究

以物理现象的观点观察,建筑火灾中的轰燃现象可视为一种突变过程.文中利用突变动力学研究轰燃现象首先建立基于能量平衡方程的轰燃模型,并由此建立了突变流形方程,然后讨论系统控制参数和工况条件之间的关系.结果表明,建筑火灾中回燃现象的突变模式是燕尾型突变.     

甘蓝型油菜G蛋白β亚基基因的克隆和表达分析

根据拟南芥等G蛋白β亚基基因的DNA序列,采用RT-PCR技术从甘蓝型油菜中克隆了一个编码G蛋白β亚基基因的全长cDNA,命名为BnAGB1.BnAGB1含有1134 bp的完整开放阅读框,编码378个氨基酸,与其它植物的Gβ亚基氨基酸序列有很高的同源性,且具有保守的Gα、Gγ结合区域及WD-40结构域.对甘蓝型油菜矮化突变体及其野生型中不同组织和不同发育时期的BnAGB1表达进行实时定量PCR分析表明:BnAGB1在矮化突变体和野生型的各个组织中均有表达;在生长旺盛期的子叶期、抽薹期和荚果期有较高的表达,而在两片真叶期、四片真叶期和花期表达较低;而且,在所有分析的不同时期和组织中,矮化突变体中的表达均显著或极显著高于野生型.以上结果表明,BnAGB1参与了甘蓝型油菜的生长发育进程的调控,与油菜矮化突变性状表现可能相关.