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.     

重组植物AHA2蛋白的真核表达及纯化

AHA2蛋白位于植物细胞质膜上,该蛋白在原核蛋白表达体系中无法重组表达.已经报道的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)表达体系操作复杂,成本高昂.本文将拟南芥aha2基因(全长2984bp)插入真核表达载体pPICZαA中,线性化质粒pPICZαA-aha2,电转化毕赤酵母X33细胞,通过同源重组获得工程菌.以0.5%甲醇诱导表达72h后,收获细胞.冷冻研磨细胞,离心并收集上清进行亲和层析和分子筛纯化.SDS-PAGE分析结果显示,目的蛋白为97kD的条带.本研究成功的在毕赤酵母X33细胞中实现了拟南芥AHA2蛋白的表达和纯化.     

重组VEGF-A_189发酵、纯化及鉴定

为了获得大量重组血管内皮生长因子(VEGF-A_(189))蛋白的可溶性表达,对重组VEGF-A_(189)工程菌进行发酵条件的优化并开展发酵研究.通过摇瓶培养进行可溶性发酵条件优化,在5 L发酵罐中发酵重组VEGF-A_(189)工程菌,将发酵产物经镍离子柱亲和层析纯化,并对发酵产物进行SDS-PAGE,Western Blot和ELISA等分析鉴定.结果表明,重组VEGF-A_(189)工程菌可溶性发酵条件为:37℃培养重组VEGF-A_(189)工程菌4 h,加入0.3 mmol/L的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)于28℃诱导表达4 h.在5 L发酵罐中按比例放大发酵,在补料发酵3.5 h后菌体密度(A_(600nm))达到8.0,调整发酵温度到28℃,IPTG诱导4 h后的菌体密度为13.72,菌体产量为40 g/L.镍离子柱亲合层析纯化后重组VEGF-A_(189)纯度达到90%以上,回收率大于80%,Western Blot、ELISA分析结果显示,重组VEGF-A_(189)蛋白和抗VEGF抗体有良好的结合活性.结果表明经过发酵条件优化后发酵可获得有免疫结合活性的可溶性重组VEGF-A_(189)蛋白.     

黑曲霉糖化酶基因在酿酒酵母中的表达

从黑曲霉eDNA文库中筛选出糖化酶基因,并在酿酒酵母中进行表达．阳性克隆在发酵培养基中培养60h后,产生的糖化酶酶活力达到峰值为4．3U／mL．测定结果显示其糖化酶大小为1908bp,编码636个氨基酸残基组成的蛋白质．酶学性质分析显示该酶的最适反应温度为50℃,pH为5．0．经柱分离纯化其发酵上清液后,SDS-PAGE电泳方法,测得它的分子量大约为70kD,且条带清晰．     

重组葡激酶的高效表达与纯化

通过发酵和纯化条件的研究,建立适合重组葡激酶工程菌的发酵和纯化工艺.对重组葡激酶工程菌发酵过程中的pH、饱和氧浓度、补料以及诱导时间进行考察,获得该工程菌的高效表达条件.在此条件下,重组葡激酶表达水平在50%以上,并以活性可溶性状态存在于细胞内;经渗滤,超滤浓缩、透析,DEAE-Sepharose FF层析和SP-Sepharose FF层析后,经SDS-PAGE和HPLC分析,纯度达到99%.在还原条件下进行SDS-PAGE分析,测得该酶相对分子质量为15.5kD,等电聚焦显示其等电点为8.4.     

带His-tag的乙肝病毒融合抗原在毕赤氏酵母中的表达

乙肝病毒融合抗原SpreS1（简称SS1抗原）较S抗原有更强的免疫原性,可望有更好的临床应用前景．为了便于表达产物的纯化,利用化学合成的寡聚核苷酸链和PCR扩增,在SS1基因的5’端和3’端分别融合了6His-EK和6His的编码序列,将其重组质粒pPIC3.5k-6His-EK-SS1,pPIC3．5k-SS1-6His转化毕赤氏酵母菌GS115,筛选鉴定得到的重组酵母工程菌进行诱导培养,然后采用镍离子柱（Ni-NTA Basin）纯化表达产物,纯化的蛋白样品经ELISA效价测定、SDS-PAGE和Western Blot分析,结果表明融合抗原基因6His-EK-SS1和SS1-6His在毕赤氏酵母中均能表达,纯化的产物仍有免疫原性,所用的纯化方法简便有效．     

可降解淀粉酿酒酵母基因工程菌的构建及其生产应用

将酿酒酵母的rDNA片段,黑曲霉葡萄糖淀粉酶基因表达盒及G418抗性基因表达盒重组进经过改造的质粒pSP72,构建酿酒酵母整合型质粒YIp4RGAn及YIp19RGAn,转化酿酒酵母实验室菌株GRF18、生产菌株JL108、SD和JM,获得能高效表达葡萄糖淀粉酶和分解淀粉的酿酒酵母基因工菌。Southern印迹分析证明,葡萄糖淀粉酶基因已整合进工程菌染色体。这些工程菌在含有20%淀粉的培养基中培养,产酒率都在11%以上。     

人胰蛋白酶原-2在大肠杆菌中的表达、纯化与活性测定

胰蛋白酶原-2是急性胰腺炎相关的敏感而特异的标志物,并且与多种肿瘤转移的过程密切相关．对胰蛋白酶原-2基因5’端4个氨基酸的密码子碱基进行简并突变,并在其3’端连接6个组氨酸编码序列构建含重组质粒pBVTg2的大肠杆菌工程菌-pBvTg2／DH5α．重组大肠杆菌经温度诱导后获得了高效表达,重组蛋白占总菌体蛋白的20％,并以包涵体形式存在．包涵体经尿素缓冲液裂解后,通过Ni-NTA亲和树脂一步分离纯化．纯化蛋白经SDS-PAGE分析及利用anti—histidine mAb进行Western blotting分析,以及蛋白N末端测序分析,结果表明与目的蛋白特征相符合．纯化的重组人胰蛋白酶原-2经复性后能与天然人胰蛋白酶原-2的单抗antihTrypsinogen2 mAb特异结合,复性后的蛋白在肠激酶作用后测得具有74BAEEU／mg的胰蛋白酶比活力,为进行胰蛋白酶原-2单克隆抗体的制备及其检测和应用奠定了基础．     

HCV NS3/4A丝氨酸蛋白酶在大肠杆菌中表达、纯化

在大肠杆菌中HCV NS3/4A丝氨酸蛋白酶获得表达并进行纯化.根据NS3与NS4A两者形成异源二聚体的结构要求,并参照文献,通过基因拼接的方法设计了单链NS3/4A丝氨酸蛋白酶的基因.合成相应引物,利用反转录PCR从HCV患者血液中扩增出该蛋白酶的编码基因,克隆入原核表达载体pRSET-A,将重组表达质粒pRSET-A-ns3/4a转化BL211(DE3)大肠杆菌,并诱导表达与纯化.成功地构建了重组表达质粒pRSET-A-ns3/4a;重组质粒转化的BL21工程菌经IPTG诱导表达后,表达产物经SDS-PAGE和western-h1ot证实为NS3/4A丝氨酸蛋白酶,并用镍离子亲和层析方法获得纯化蛋白酶.获得的纯化NS3/4A丝氨酸蛋白酶为建立其酶活性测定系统奠定了基础.     

葡萄球菌GST-mTSST-1融合蛋白的纯化及其免疫活性鉴定

将DH5α/pGXmTSST基因工程菌用IPTG诱导表达,经超声波破碎、离心、收集上清再用谷胱甘肽琼脂糖凝胶柱(GS4B)亲和层析纯化金黄色葡萄球菌无毒诱变GST-mTSST-1融合蛋白.以SDS-PAGE分析该融合蛋白的表达量和纯度,经双向免疫琼脂扩散试验鉴定GST-mTSST-1融合蛋白的免疫活性.结果表明,GST-mTSST-1融合蛋白在重组菌中可溶性表达,通过GS4B胶亲和层析纯化,SDS-PAGE电泳分析得到纯度较高的目的蛋白,其相对分子质量约为47 000,与理论值一致.兔抗GST-mTSST-1抗血清可特异识别天然rTSST-1蛋白中与GST-mTSST-1融合蛋白相对应的抗原组份,证实GST-mTSST-1融合蛋白具有与野生型rTSST-1相同的表面抗原决定簇,具有较好的免疫原性.     

突变野油菜黄单胞菌α-淀粉酶基因在酿酒酵母中的整合表达

用定向进化的一种新方法,对野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris)的α-淀粉酶基因(XAMY)进行PCR体外诱变后获得了一个编码的酶活性提高的突变基因,将其克隆到由rDNA序列介导的酵母整合型表达载体pHBM368上,得到重组质粒pHBM368XA.将pHBM368XA转化酿酒酵母S.cerevisiae INVScⅠ,获得了整合型分泌表达α-淀粉酶的酵母重组菌株XA01.对选择的3个工程菌α-淀粉酶表达的稳定性进行了检测,结果表明在完全培养基中连续培养80代,淀粉酶的酶活性仍然保持稳定.在淀粉酶自身信号肽引导下,胞外分泌效率可达50%.     

rDNA介导的多拷贝整合表达载体的构建及其在酿酒酵母工业菌株中的应用

根据酵母整合质粒的设计要求，PCR扩增特定的2．2kb rDNA片段，并以此替换酿酒酵母(Saccharomyces cereristae)整合载体YIp5的URA3片段；在此基础上，引入G418抗性基因KanMX和酵母磷酸甘油激酶(phosphoglycerale kinase，PGK)组成型强启动子和终止子序列(PGKp-t)，构建适合酿酒酵母工业菌株高拷贝整合表达载体pYMIKP，以细菌木糖异构酶(xylose isomerase，XI)基因xy/A为目标基因，通过载体pYMIKP引入到酵母工业菌株NAN-27中，酵母转化子在非选择培养条件下，连续生长50世代质粒稳定性为99．72％，目标基因高拷贝重组菌的木糖异构酶比酶活是对照菌株的67．2倍，达到0．672U／mg蛋白，实现了外源基因在酿酒酵母工业菌株中的稳定高效表达。     

植酸酶分泌型酵母工程菌的构建

通过逆转录PCR从无花果曲霉总RNA中扩增出1.4-kb带信号肽的植酸酶基因，将其克隆到穿梭表示载体pYES2，构建了含有目的的基因的重组质粒pYPA1.用pYPA1转化酿酒酵母INVSc1菌株，成功地构建了能分泌活性植酸酶的工程菌株。该菌株的成功构建为饲料和食品添加剂以及解磷工程菌肥的开发奠定了基础。     

酿酒酵母中的嗜热细菌木糖异构酶活性表达及木糖代谢研究

将来自嗜热放线细菌Thermobif ida f usca的木糖异构酶（xylose isomerase,XI）基因xylA,连接于酵母表达载体pYES2的半乳糖诱导启动子（PGAL）下,得到重组质粒pYES2-xylA,用其转化酵母菌INVSc1,测定重组酵母菌株INVSc1-xylA的木糖异构酶活性,并对重组酵母菌株进行木糖葡萄糖共发酵试验,探讨在酿酒酵母中建立新的生产乙醇木糖代射途径。结果木糖异构酶在75℃,pH值6.8的酶活力最高,在酿酒酵母中成功地获得活性表达,并且SDS-PAGE电泳有明显的特异性表达产物带,单体分子量为43kD。INVSc1-xylA在木糖葡萄糖共发酵实验中消耗木糖和产生乙醇分别比对照菌提高53.8%和36%,提高了其生产乙醇的能力。     

ADK基因在酿酒酵母中的表达和ATP合成研究

采用基因工程技术,将催化ＡＴＰ合成的酶－ＡＤＫ的基因克隆进表达载体ＹＥｐＮ１８１Ｐ２获得重组质粒ＹＥｐＮ－ＡＤＫ,转化酿酒酵母ＧＲＦ１８后,ＡＤＫ基因获得表达。用重组菌株ＧＲＦ１８（ＹＥｐＮ＿ＡＤＫ）发酵合成ＡＴＰ其产率比对照菌株ＧＲＦ１８提高７５％。     

人白介素—12（P40）亚基在巴斯德毕赤酵母中的表达

运用PCR技术特异性地扩增了IL－12p40亚基cDNA的编码区序列,得到940bp的扩增片段,将其克隆于毕赤酵母(Pichia pastoris)表达载体pPICZαC的ClαⅠ,XbaⅠ位点,构建成重组表达质粒pPICZαC-p40。经LiCI2转化,Zeocin抗性筛选,得到含多拷贝p40基因的酵母工程菌Pichia pastoris X-33/p40,在φ=0.5%甲醇诱导下,p40基因得到了分泌型表达,培养上清的SDS－PAGE及Westem-blot均显示表达产物相对分子质量约44000,与预计大小相符,薄层凝胶扫描结果表明,分泌型表达占培养上清总蛋白量质量的47％。     

啤酒废酵母超氧化物歧化酶（SOD）的分离纯化及性质研究

啤酒废酵母（１０８－１０９细胞／ｍｌ）通气发酵后，经乙醇－氯仿沉淀，加热，调ＰＨ，（ＮＨ４）２ＳＯ４沉淀等除去杂蛋白质。最后经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－７５层析得到纯化的ＣｕＺｎ－ＳＯＤ，酶比活在１５００单位／ｍｇ蛋白以上，酶的分子量为１４８０００，由四个亚基组成，紫外最大吸收峰位于２５６ｕｍ处。Ａ２５６．４／２８０＝１．２２．     

轮状病毒非结构蛋白NSP4的克隆及在毕赤酵母中的表达分析

提取细胞培养的轮状病毒SA11株的基因组RNA,采用RT-PCR技术获得其非结构蛋白NSP4基因,克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K,转染毕赤酵母GS115株后,经甲醇诱导表达.结果发现,在上清中没有检测到目的蛋白,表达产物主要为包内表达.通过对不同克隆,不同表达条件进行比较,分析了重组NSP4包内表达的原因.对进一步选择最佳的表达方案奠定了基础.     

α-葡聚糖酶在毕赤酵母中的组成型表达

为避免α-葡聚糖造成的制糖过程中的糖分损失、制炼难度增加以及糖产品质量下降,利用α-葡聚糖酶分解而直接去除α-葡聚糖是目前最佳的选择.文中扩增了α-葡聚糖酶基因dex,构建组成型表达载体pGAPZαA-dex;以毕赤酵母KM71H为受体菌,将表达载体整合进入受体菌基因组,构建了组成型表达α-葡聚糖酶的毕赤酵母工程菌.摇瓶发酵120h,α-葡聚糖酶酶活达到60.4U/mL,从而实现了α-葡聚糖酶在毕赤酵母中的组成型表达,使发酵过程无需使用甲醇进行诱导,提高了生产和使用安全性.