甲基化CpG结合结构域蛋白的原核表达及应用

本文构建了甲基化CpG结合结构域(MBD)蛋白的原核表达质粒,并表达了GSTMBD融合蛋白,采用GST柱对该融合蛋白进行纯化.体外pull-down实验发现,GST-MBD融合蛋白能够与小鼠胚胎成纤维细胞MEF中oct4基因的启动子DNA结合,验证了该蛋白的体外生物活性.利用相同的实验方法,发现GST-MBD融合蛋白能够与MEF细胞中inhbb基因的启动子区结合,而不能与小鼠胚胎干细胞R1中的inhbb基因的启动子区DNA结合,同时采用半定量PCR方法检测到inhbb基因在R1细胞中高表达,而在MEF细胞中不表达,表明inhbb基因受到DNA甲基化的调控.     

位点特异性DNA内切酶在植物基因打靶中的应用

基因打靶是在基因组指定位点插入、删除和替换DNA序列的技术。由于同源重组频率低,在植物中高效的基因打靶技术一直未被建立,制约了植物基因功能和分子育种的研究。近年来,人工设计的锌指蛋白和TAL效应因子DNA结合结构域实现了对全新DNA序列的识别。人工设计的DNA结合结构域连接核酸内切酶能在基因组指定位点创造双链DNA断裂,进而产生定点突变和促进同源重组。笔者重点介绍锌指核酸酶和TAL效应因子核酸酶在植物基因组定点突变和基因打靶中的研究进展,并对目前存在的问题进行分析。     

巴尔通体HBPC蛋白原核重组表达及抗原性研究

为了寻找可用于巴尔通体(Bartonella)检测的特异性抗原,利用PCR方法从巴尔通体厦门分离株(B.tribocorum_XM)的基因组DNA中扩增出血红素结合蛋白C(HBPC)蛋白基因,并将该基因的编码区克隆到pGEX-4T-1原核表达载体中,构建带GST标签的融合蛋白重组表达载体,并转化大肠杆菌(Escherichia coli DH5α),诱导表达GST-HBPC,通过亲和层析技术纯化GST-HBPC.最后运用蛋白质斑点印迹试验(Western blot)和间接ELISA法检验GST-HBPC是否具有抗原性.结果表明,所构建的表达载体可在大肠杆菌中大量表达GST-HBPC,Western blot和间接ELISA显示GST-HBPC能够特异性地与感染动物血液样本发生免疫反应.因此,体外重组的巴尔通体抗原蛋白HBPC可作为潜在的抗原用于巴尔通体血清学免疫检测.     

蜘蛛拖牵丝蛋白基因转家蚕表达质粒的构建

利用DNA重组技术对络新妇蛛(Nephila clavipes)拖牵丝蛋白基因MaSp1高度重复序列进行多次重组,人工构建成1.6 kb的蜘蛛拖牵丝蛋白人工基因Sil-E,DNA序列分析证明了人工基因序列的正确性.将家蚕L链基因启动子片段、L链cDNA、L链基因终止子融合在一起,构建成丝腺特异性表达单元.再与Sil-E融合构建成蜘蛛拖牵丝蛋白基因家蚕丝腺特异表达单元.将该表达单元克隆到转座子piggyBac的转基因载体中,获得了蜘蛛拖牵丝蛋白转基因表达载体.采用显微注射法将其与辅助质粒共导入到家蚕蚕卵中.筛选转基因阳性个体,经PCR和Southern杂交鉴定,结果表明目的基因整合到家蚕基因组中,为进一步研究家蚕作为生物反应器表达蜘蛛拖牵丝蛋白基因奠定了基础.     

DNA纳米机器药物递送研究进展

 天然分子机器是细胞正常功能（包括DNA复制、细胞内物质运输、离子平衡和细胞运动等）的重要执行者。受天然分子机器的启发,人工分子机器的概念被提出并逐步实践。DNA分子独特的理化性质使得其可作为自组装基元用于构建分子机器类纳米结构。DNA纳米结构具有形状可设计性、精确的可寻址性、结构动态响应性及良好的生物相容性,可以作为一种良好的药物递送载体材料。通过可寻址的负载特定功能元件从而构建DNA纳米载体和治疗型DNA纳米机器,可以靶向性地将药物传递到病变组织和细胞,响应性地释放药物,提高药物的细胞摄取率并降低其毒副作用,有望成为优秀的药物递送系统。基于DNA纳米结构的药物载体已经被用于递送小分子药物、寡核苷酸类药物和蛋白药物。以每类药物分子中的典型药物为例,介绍了DNA纳米载体和DNA纳米机器药物递送系统的研究进展,并讨论了其所面临的挑战及可能的发展趋势。     

DNA结合蛋白DbpA影响DNA聚合酶性能的研究

DNA聚合酶是催化DNA合成的酶,在体内和体外都具有重要的作用.在体内DNA聚合酶参与DNA的复制、损伤修复等,在体外DNA聚合酶是现代分子生物学重要的工具酶.Pfu DNA聚合酶因具有高保真性而被广泛使用,但延伸速度慢,提高其延伸速度将使其应用更加广泛.DbpA是古生菌Sulfolobus solfataricus细胞内含量丰富的非特异性双链DNA结合蛋白,分子质量8ku.本研究通过引物重叠延伸的方法得到密码子优化的DbpA基因,并构建得到Pfu-DbpA基因.结果表明:融合有DbpA蛋白的Pfu DNA聚合酶(Pfu-DbpA DNA聚合酶)自身的热稳定性不受影响,而延伸速度得到了提高;同时具有更高的耐盐性,说明具有更高的持续合成能力,并且能够适应更广泛的缓冲液体系.应用Pfu-DbpA DNA聚合酶扩增λDNA不同长度的片段,结果显示其比Pfu DNA聚合酶具有更好的应用效果.     

火球菌复制蛋白A的表达纯化和活性研究

将火球菌(Pyrococcus furiosus)的3个复制蛋白A相关基因pfuRPA41(PF2020),pfuRPA32(PF2018),pfuRPA14(PF2019)克隆到pDEST17质粒,并在E.coli Rosetta(DE3)表达菌株中成功表达,最终通过固定化镍离子亲和层析分别得到纯度较高的三个复制蛋白A相关蛋白,对它们的单链DNA结合活性进行了详细测试.其中单独的pfuRPA41能结合单链DNA,而单独的pfuRPA32以及pfuRPA14不能结合单链DNA;然而pfuRPA32能够促进pfuRPA41的单链DNA结合能力.同时单链DNA长度对pfuRPA41结合单链DNA的能力有显著影响;在一定长度范围内,pfuRPA41结合单链DNA能力与单链DNA长度成正比.     

番茄丛矮病毒组(Tombusviruses)成员外壳蛋白是一种单双链DNA结合蛋白

应用South-western技术以番茄丛矮病毒组(tombusvirus)6种病毒为材料研究了它们的外壳蛋白对单双链DNA的结合作用。结果表明tombus-组6种病毒(PLCV,AMCV,CNV,CyRSV,PAMV,TBSV)的外壳蛋白及PLCV重组外壳蛋白是一种单双链DNA结合蛋白,对单链DNA的结合能力远远超过双链DNA。这种结合作用可能与在tombus一组病毒外壳蛋白立体空间结构有关,因为当蛋白变性时结合作用大大降低。另外,一旦外壳蛋白与单链DNA发生相互作用,用4moL/L尿素或0.1％SDS在90°C水浴中难以洗掉。Tombus一组病毒外壳蛋白这种对单双链DNA的结合作用可能表明它们是一种参与病毒体内运输或调节复制的蛋白。     

GST pull-down技术验证CIPK7蛋白激酶与CBL1蛋白的相互作用

采用DNA重组技术,构建pGEX-4T-3-CIPK7和pET28-CBL1蛋白表达载体,转化大肠杆菌并诱导表达目的蛋白,利用亲和层析纯化法纯化GST标签、His标签融合蛋白,通过GST pull-down试验验证CIPK7与CBL1之间的相互作用.成功构建了CBL1和CIPK7的重组质粒,经诱导表达及纯化获得了可溶性GSTCIPK7和CBL1-His融合蛋白,GST pull-down试验证实了CBL1能够与CIPK7结合.CIPK7蛋白与CBL1蛋白之间存在直接的相互作用,为进一步研究蛋白激酶CIPK7的功能奠定了基础.     

人类疱疹病毒7 U41蛋白DNA链结合能力分析

目的 :对人类疱疹病毒 7(humanherpesvirus 7,HHV - 7)U4 1的核酸结合能力进行分析鉴定。方法 :DNA结合蛋白分离收集、免疫沉淀及Western印迹检测U4 1蛋白对单、双链DNA的不同结合能力。结果 :U4 1蛋白能结合单链DNA而不能结合双链DNA。结论 :U4 1的功能之一是保持DNA模板的合适构型 ,以便DNA的延伸和病毒DNA的合成。     

质粒主动分配机制的研究进展

高拷贝数的质粒可以通过其较大的数量来保证它的稳定传代,但是低拷贝数的质粒只能依靠其他的方式。其中有一种被称为主动分配机制,含有分配位点。它由两个反式作用蛋白和一个顺式作用类着丝粒位点组成。其中一个蛋白是ATPase,另外一个蛋白是DNA结合蛋白,能够结合到顺式作用位点,并且与ATPase共同作用,形成分配复合物,来介导分配过程。     

人源锌指蛋白ZNF24及其锌指结构域的表达、纯化及DNA结合性质的研究

转录因子是调控基因表达的关键蛋白，能够以序列特异性方式结合DNA。ZNF24是Krüppel-like锌指转录因子家族成员之一，在细胞增殖和分化中起重要作用，能促进肝癌细胞的增殖，抑制神经元细胞的分化。ZNF24蛋白N端包含一个SCAN结构域，C端为锌指区，由4个串联的C2H2型锌指结构组成。ZNF24能特异性识别和结合基因的启动子，参与基因的表达调控，但其发挥功能的具体分子机制并不清楚。本文我们在大肠杆菌中成功表达了人源锌指蛋白ZNF24全长和其锌指结构域ZNF24(243～368),ZNF24全长蛋白在溶液中以三聚体形式存在，而锌指结构域在溶液中为单体，表明ZNF24蛋白N端的SCAN结构域能够促进全长蛋白的寡聚化。凝胶迁移实验验证ZNF24全长蛋白和锌指结构域与双链DNA底物结合能力，为进一步研究锌指蛋白ZNF24调控基因表达提供理论基础，相关结果表明SCAN结构域介导的蛋白寡聚可能代表了一种新的转录活性调节机制。     

几种DNA提取方法对红树植物秋茄叶片DNA提取效果的比较

以红树植物秋茄叶片为实验材料,美人蕉叶片为对照材料,采用6种不同的DNA提取方法,比较不同方法的DNA提取效果。结果表明：针对红树植物优化的CTAB法（方法 6）通过PVP的除酚去多糖作用,利用CTAB提取液和氯仿-异戊醇强效除蛋白和脂类物质,结合高盐环境下异丙醇高效沉淀DNA去除多糖,最终达到彻底去除杂质,得到高纯度的基因组DNA,是6种方法中最适合用于红树植物DNA的提取方法。     

癌基因C-jun及其缺失突变体过表达细胞株的构建与鉴定

为了探究转录因子C-jun在细胞中的生理功能,以真核细胞表达质粒pFlag-c-jun为模板,首先设计了C-jun DNA结合功能域缺失突变体的点突变引物序列,构建Flag-C-jun DNA结合功能域缺失突变体质粒pFlag-c-jun~(mut).通过细胞转染、药物筛选等方法,获得Flag-C-jun和Flag-C-jun~(mut)稳定表达的HelaS细胞株,用蛋白印记迹交和细胞免疫荧光染色方法对细胞株进行验证.鉴定结果表明,本研究成功构建了Flag-C-jun和Flag-C-jun~(mut)稳定表达的细胞株,且表达均在细胞核内.     

基于小分子末端保护的turn-on传感器构建及其在蛋白质检测中的应用

基于小分子末端保护技术,结合原位合成DNA功能化银簇,构建了一种简单且低成本的蛋白质检测方法。本方法检测链霉亲和素的线性范围为10～1 000 ng/mL,检出限为7. 92 ng/mL,具有较好的选择性并且可以实现复杂样品中目标蛋白质的检测;此外,通过在探针核酸一端修饰上不同的小分子可用于其他相对应蛋白质和细胞的检测,具有良好的通用性;核酸外切酶I的引入,将没有与目标蛋白结合的探针DNA水解为单核苷酸,使之不能形成DNA功能化的银簇,从而降低背景干扰,提高灵敏度;该探针无需修饰荧光染料,且合成银簇所需原料廉价易得,大大节约了成本。     

基因编码的蛋白基生物材料的构建和生物医学应用

蛋白基生物材料具有生物相容性高、降解能力强、免疫反应低等特点，是近几年生物材料领域研究的又一热点。利用基因编辑结合合成生物学技术手段，可通过蛋白质重组，构建人工设计的重组蛋白生物材料，不仅可弥补天然蛋白在生物活性、理化性质等方面的不足，还可以人工修饰引入特定功能基团，极大扩展蛋白基生物材料的发展和应用。丝蛋白、弹性蛋白和胶原蛋白作为蛋白基生物材料常用的骨架蛋白，可通过基因编辑技术实现其对功能、理化性质等特性的精确控制。本文分别对丝蛋白、弹性蛋白、胶原蛋白的基本构建原理、生物合成与纯化方法等进行综述，探讨其在组织工程、药物递送领域中的应用，展望其发展，为开展相关研究提供基本参考。     

基于DNA的改进人工鱼群算法

人工鱼群算法虽然具有不需要了解问题的特殊信息,能够寻找到一定的搜索方向,对初值和目标函数的要求不高等优点,但在人工鱼群算法的后期,有一部分人工鱼会聚集在局部最优周围或者处在漫无目的地随机游动状态,从而影响算法寻优的精度及收敛速度.针对这一不足,引入DNA交叉和DNA变异操作,提出一种基于DNA的改进人工鱼群算法.通过函数测试表明,该算法在搜索精度、可靠性、稳定性和鲁棒性4个性能上相比于基本人工鱼群算法更有效.     

高迁移率蛋白HmgB3和组蛋白Mlh1维持了四膜虫小核稳定性

高迁移率族蛋白(High Mobility Group protein,HMG)和组蛋白H1结合染色质DNA,在维持染色质的高级结构、基因组基因表达调控以及DNA修复等方面发挥重要作用。嗜热四膜虫细胞含有一个体细胞系的大核和一个生殖系的小核,小核特异定位的高迁移率蛋白HmgB3或组蛋白Mlh1的缺失并未引起生长期细胞的异常表型。本研究通过同源重组的方法构建了HMGB3和MLH1的双敲除细胞突变株ΔHMGB3ΔMLH1。突变细胞在营养生长期能够正常增殖,但对甲基磺酸甲酯较为敏感。缺对PCR检测发现突变株中小核染色体有缺失现象,并且不能完成有性生殖。有性生殖过程中,减数分裂后的小核异常降解。结果表明高迁移率蛋白HmgB3和小核组蛋白Mlh1共同维持了四膜虫小核的稳定性,并可能具有功能上的冗余性。     

人工核酸酶介导的基因靶向修饰技术

基因组靶向修饰技术是基因组改造和基因研究的重要手段,而人工核酸酶介导的基因修饰技术很大程度上提高了基因组靶向修饰的有效性、高效性和特异性,其主要工作原理是造成特异性的DNA双链断裂(DSB)诱导细胞内DNA修复,从而造成自发突变或引入人为变化,完成基因的敲入或者敲除.人工核酸酶基因修饰技术,包括了锌指核酸酶(ZFN)技术、类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)技术以及CRISPR-Cas系统,它们的分子作用机制、系统构建以及效用有一定的不同.对3种基因修饰技术的原理、研究进展和应用进行系统的阐述.通过利用人工基因修饰技术,能够精确、高效地对特定的基因实现编辑和修饰,以期在基因工程领域得到广泛的应用.     

多聚ADP-核糖结合蛋白的鉴定

多聚ADP-核糖基化(poly(ADP-ribose),PAR)是一种蛋白翻译后修饰方式,在很多细胞生命过程中行使重要的功能.近年来已经鉴定了许多被PAR修饰或与PAR结合的蛋白.本研究中,通过亲和纯化和质谱分析的方法发现了很多与PAR结合的蛋白,其中包括一些已经报道的与PAR结合的蛋白,但大部分是未知的.通过体外实验,我们进一步验证了HRP-2,CDK9,EWSR和FXR1与PAR的结合,并发现HRP家族的PWWP结构域是一个特异的与PAR结合的结构域.此外,HPR-2缺失的细胞对DNA损伤试剂敏感,说明HRP-2参与了DNA的损伤应答过程,可能在DNA损伤修复中起到非常重要的作用.