棒状链霉菌扩环酶R306位点的定点突变

目的:通过对棒状链霉菌的脱乙酰氧基头孢菌素C合酶(DAOCS)C末端R306位点突变,改变酶的活力和底物专一性。方法:利用生物信息学和空间结构分析推测,利用定点突变技术,对DAOCS的C-末端R306位点进行定点突变。结果:将DAOCS的C末端R306位点突变为其它3种性质相异的氨基酸,显示酶的活力和底物专一性都有一定改变。结论:DAOCS的C末端修饰对于提高酶活力或改变酶的底物专一性是一个非常有效的策略。     

蛋白质分子的定点突变和化学修饰

回顾蛋白质工程研究及应用技术、手段和方法,分析定点突变及化学修饰在改造蛋白质分子结构与功能方面的异同。定点突变技术可以随心所欲地在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定长度的核苷酸片段。该方法与使用化学因素导致突变的方法相比,具有突变率高、简单易行、重复性好的特点。     

定点突变技术在转氨酶改造中的应用

对定点突变技术进行简要介绍，并对此技术在改造转氨酶的活性、稳定性及底物特异性等方面的最新进展进行了综述。同时，也对定点突变技术的发展趋势进行了展望。以期能为该领域的研究人员提供有价值的参考。     

奶牛胎儿细胞多位点基因打靶的研究

利用奶牛rDNA基因间的ITS重复序列作为靶位点,对奶牛胎儿成纤维细胞进行多位点基因打靶,建立以重复序列为靶位点的多位点基因打靶技术,并为克隆定点转基因奶牛提供核供体。首先分离培养出奶牛胎儿成纤维细胞,并进行性别鉴定和核型分析。采用MTT比色法确定了G418和GCV正负筛选的最低有效浓度。然后通过多位点基因打靶载体转染、正负筛选获得7个表达绿色荧光的克隆细胞系,经PCR,RT-PCR和测序证实其中1个细胞系为定点整合的克隆细胞系,且GFP基因表达。     

计算机辅助木糖还原酶定点突变的生物信息学分析

木糖还原酶（xylose reductase,XR）是木糖代谢生成乙醇途径中一个重要的酶,目前利用纤维素生成酒精的关键问题之一：木糖代谢过程中XR和木糖醇脱氢酶（xylitol dehydrogenase,XDH）的氧化还原不平衡。本研究借助生物信息学手段（酶三维结构建模、酶和辅酶分子对接）,充分分析数据库资源,找到了一些可能影响XR酶活性或辅酶依赖性的关键氨基酸。毕赤氏酵母XR与NADP之间有Lys21（K）、Val222（V）、Glu223（E）、Phe236（F）和Thr273（T）;毕赤氏酵母XR与NAD之间有Val222（V）、Glu223（E）、Phe236（F）、Glu237（E）和Thr273（T）;热带假丝酵母XR与NADP之间有Asn278（N）和Arg282（R）。对比两种辅酶与毕赤氏酵母XR形成氢键的氨基酸,如果使毕赤氏酵母XR只与辅酶NAD结合,则可以将Lys21替换成其它的氨基酸,因Lys21在所有XR序列中完全保守,需要进行氨基酸替代模拟计算预实验,在确保酶三维结构不变及NAD可以结合XR的前提条件下替代Lys21;如果使毕赤氏酵母XR只与辅酶NADP结合,则可以将Glu237（不完全保守）替换成其它的氨基酸。另外,还可以根据需要将这些形成氢键的氨基酸进行组合替代。要改变热带假丝酵母XR的NADP依赖性,可以替代Asn278（N）和/或Arg282（R）（不完全保守）。本研究为进一步酶的理性设计（提高活性及改变辅酶依赖性）并在分子水平上对木糖还原酶进行改造打下了基础。     

K.pneumoniae XJPD-Li甘油脱水酶基因的定点突变及其性能研究

针对菌株K.pneumoniae XJPD—Li高效转化生产1,3-丙二醇的特性,将其甘油脱水酶与已知报道的甘油脱水酶（U60992）的序列比对分析,根据差异位点设计了Nβ471的定点突变,利用反向PCR定点突变技术构建了甘油脱水酶（dhaBCE）的突变体质粒M1821,并在E．coli BL21（DE3）中高效表达。SDS—PAGE结果显示,诱导表达后在相对分子质量66、24、16KD出现三条特征条带,与预期结果一致。突变体M1821甘油脱水酶的比酶活为38．7U／mg,催化反应最适pH为8．0,最适温度为40℃,与未突变重组甘油脱水酶比较,最适温度降低了约5℃。     

寡聚脱氧核苷酸介导的体外多点定位突变：五点定位突变法…

用５个化学合成的寡聚脱氧核苷酸片段作为诱变引物。对枯草杆菌蛋白酶Ｅ基因同时进行体外诱变，转化了经打点杂交及温度梯度洗膜法筛选出了若干在５个预定位点同时突变了的突变子，其突变效率达到５０％。同时还得到了１个四点突变的突变子。突变子经ＤＮＡ测量测序分析，充分肯定了突变的可靠性。     

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。     

果蝇醇脱氢酶S—139定点突变后活性的变化

经酶动力学分析，丝氨酸－１３９的突变体Ｓ１３９Ａ使ＤｍＡＤＨ完全失去催化活性。Ｓ１３９Ｃ和Ｓ１３９Ｔ使ＤｍＡＤＨ的催化能力分别下降为野生型的１４．３％和４１．６％以及４７％和７６％，而且Ｋｃａｔ／Ｋｍ（Ａｌｃ）和ＣＡＴ（Ｋｍ（ＮＡＤ）差异极为显著；对于乙醇，突变体相对于野生型变化不大；而对于ＮＡＤ，突变体相对于野生型下降到原来的１０％以上。     

脱毛碱性蛋白酶定点突变的初步分析

来自于Bacillus pumilus菌株BA06的碱性蛋白酶DHAP具有良好的脱毛能力. 为了更好地了解DHAP的催化特性和进一步改造使之更加符合制革工艺的要求, 根据蛋白质同源建模和嗜冷嗜热酶氨基酸组成的统计分析结果, 确定了13个氨基酸位点进行定点突变. 通过牛奶平板和对粗酶液在不同温度和热稳定性方面的活性进行了分析. 结果发现位于DHAP空间结构上底物结合“口袋”开口处α-螺旋上的氨基酸残基(E220, V223和K244)严重影响酶的活性; 位于底物结合口袋袋底的三个保守位点V256L、V25     

Hsp16.3中一个高度保守疏水残基的定点突变

结核杆菌小分子热休克蛋白Ｈｓｐ１６．３为一由三个三聚体组成的寡聚蛋白,并具有分子伴娘活性（Ｃｈａｎｇｅｔａｌ．,Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．,１９９６,２７１：７２１８～７２２３）。为研究高度保守疏水片段中高度保守疏水亮氨酸残基（Ｌｅｕ１２１）对寡聚体结构和活性的影响,该残基被分别定点突变成天冬氨酸（Ａｓｐ）、天冬酰胺（Ａｓｎ）、缬氨酸（Ｖａｌ）和丙氨酸（Ａｌａ）等。结果发现当Ｌｅｕ１２１被突变成Ｖａｌ和Ａｌａ时,通过ＳＤＳ－ＰＡＧＥ凝胶电泳检测仍可见重组蛋白在大肠杆菌中的高水平表达,而当被突变成Ａｓｐ和Ａｓｎ时,在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ胶上,见不到Ｈｓｐ１６．３蛋白带。表明该残基可能对寡聚蛋白的结构稳定起重要作用。     

体细胞多位点基因打靶技术的研究

该研究利用多拷贝序列作为靶位点进行多位点基因打靶技术的研究。通过显微切割、菌落杂交、Southern杂交等方法获得人类D，G组染色体短臂多拷贝序列（DGMS），然后利用DGMS构建含Neo/TK基因正负选择系统的基因打靶载体。采用电穿孔、G418和GCV筛选进行Neo基因的基因打靶，并经PCR，FISH定位，Neo基因表达等证实Neo基因定点整合到D，G组染色体短臂且表达；最终建立了一种有效的、多个安全位点的基因打靶技术。该技术可应用于体外细胞和动植物的转基因，甚至人类的基因治疗。     

应用定点突变技术进行流感病毒NS1蛋白功能的研究

目的流感病毒NS1基因敲除毒株(delNS1毒株)的获得可以使我们建立更有效的生物学关系,主要表现在流感病毒繁殖周期和致病的过程中,流感病毒NS1蛋白和双链RNA活性蛋白激酶(PKR)之间的生物学关系.资料表明,缺少功能性的PKR可以使delNS1毒株在其他非允许宿主中繁殖,这表明流感病毒NS1蛋白的主要功能是对抗或阻止PKR调解抗病毒效应.因此,本实验为了证明流感病毒NS1蛋白对其复制和毒力的影响.方法应用定点突变技术进行流感病毒NS1基因的第38位和第41位氨基酸残基位点的定点突变;然后进行细胞转染包装成新的缺陷病毒;再对其进行转染后产量的测定,如TCID50和PFU.结果包装成的缺陷病毒与包装成的非缺陷病毒相比,缺陷病毒的TCID50和PFU明显下降.结论本实验证明了流感病毒NS1蛋白在流感病毒复制过程中,使其产量和毒力下降.     

使用多特征预测蛋白质棕榈化位点

采用改进的氨基酸组成、SARAH1疏水尺度值、改进的二肽频率特征、间隔氨基酸对组成特征、蛋白质物理化学性质的自相关函数特征值表征给定的蛋白质序列段,然后用小波频谱来提取特征参数值,用支持向量机来预测棕榈酰化位点。模型查准率为0.880,查全率为0.859,F值为0.869,ROC曲线的面积为0.87。研究结果表明,使用多特征预测蛋白质棕榈化位点方法达到了现有预测算法的水平,能够较准确地预测蛋白质棕榈化位点。     

木糖还原酶定点突变设计的生物信息学分析

木糖代谢过程中,木糖还原酶（XR）和木糖醇脱氢酶（XDH）的氧化还原不平衡是利用纤维素生成酒精的关键问题之一.文中借助生物信息学手段（同源建模、酶和辅酶分子对接）,通过分析数据库资源,找到了一些影响XR活性或辅酶依赖性的关键氨基酸.结果表明：树干毕赤氏酵母XR与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）之间形成氢键的氨基酸有Lys21、Val222、Glu223、Phe236和Thr273,与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）之间形成氢键的氨基酸有Val222、Glu223、Phe236、Glu237和Thr273;突变Lys21（完全保守）使树干毕赤氏酵母XR只与辅酶NAD结合,突变Glu237（不完全保守）使树干毕赤氏酵母XR只与辅酶NADP结合;热带假丝酵母XR与NADP之间形成氢键的氨基酸有Asn278和Arg282（两者都不完全保守）,要改变其NADP依赖性,可以替代Asn278和/或Arg282.     

Oligo诱导突变的改进方法

介绍一种改进的Ｏｌｉｇｏ诱导ＤＮＡ定点突变方法，此法制备的含Ｕ野生型模板ＤＮＡ在ＪＭ１０７中的存活率从５％￣１０％下降至１％￣２％，诱变反应终产物转染ＪＭ１０７产生的斑数比原法提高１５￣２０倍，诱导连续４个核苷酸替换产生的突变频率达８０％￣８５％，即使诱导连续１２个核苷酸的缺失，也能获得４０％￣５０％的突变频率。     

集胞藻PCC6803基因slr2049定点突变及其体内重组功能研究

在Synechocystis sp.PCC 6803中找到与cpeS具有高度同源性的基因slr2049.采用PCR从Synechocystis sp.PCC 6803DNA中扩增出cpcB,slr2049,ho1,pcyA4个基因;定点突变试剂盒构建8个突变体slr2049(H21S)、slr2049(L23S)、slr2049(A24S)、slr2049(F25S)、slr2049(W72L)、slr2049(G84S)、slr2049(R107S)和slr2049(Y124S);将它们与表达载体pCDFDuet-1和pET-23a(+)相连构建pCDF-cpcB-slr2049野生型和pCDF-cpcB-slr2049突变体以及pET-ho1-pcyA,进行高效表达,用亲和层析柱纯化,产物用SDS-PAGE和光谱检测.研究表明:突变体slr2049(H21S)、slr2049(L23S)、slr2049(F25S)、slr2049(W72L)、slr2049(G84S)、slr2049(Y124S)与野生型slr2049催化获得的重组藻蓝蛋白β亚基具有与天然藻蓝蛋白β亚基相似的光谱特性,其他2个突变体slr2049(A24S)和slr2049(R107S)催化的产物则没有光谱特性.由此推测,第24位丙氨酸和第107位精氨酸可能是slr2049酶活性的必需氨基酸,其所处位置是slr2049的活性位点.     

树干毕赤酵母木糖还原酶Lysine270定点突变的理性设计

Lysine270是树干毕赤酵母木糖还原酶(PsXR)与还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)或还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)形成结合口袋的关键氨基酸之一.为研究该位点对PsXR辅酶偏好性的影响,用其它19种氨基酸替代Lysine270,构建19种不同的木糖还原酶(XR)突变子,利用同源建模和分子对接的方法评价不同突变子与NAD+或NADP+之间的相互作用,并从中选择突变子K270R和K270N进行实验验证.突变基因及野生基因用异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(IPTG)在大肠杆菌内进行诱导表达,经纯化后进行酶学性质研究.结果发现:K270R突变使得XR与NADP+的结合能力降低,米氏常数Km由0.025mmol/L升高到0.050mmol/L;K270N突变使得XR与NADP+不能结合.实验结果亦证实,通过理性选择得到的K270N突变子的辅酶依赖性由NADPH完全逆转为NADH.     

大豆胰蛋白酶抑制剂SBTi—A2新类型Ti^d突变位点的初步研究

纯化的大豆胰蛋白酶抑制下Ｔｉ＾ａ和Ｔｉ＾ｄ分别经烷基化，ＣＮＢｒ裂解，痛ＰＡＧＥ电泳，Ｔｒｉｃｉｎｅ／ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳分析，初步证明了Ｔｉ＾ｄ的突变位点发生在蛋白Ｎ端１－８４氨基酸残基上。     

氨基酸定点突变碱性成纤维生长因子的稳定性

为了提高碱性成纤维生长因子的体外稳定性,分析比较了野生型人碱性成纤维细胞生长因子（hbFGF）和半胱氨酸（Cys）定点突变型hbFGF的生物活性、肝素结合能力、体外聚合程度和聚合成分,以及两种蛋白单体的表面静电分布和溶剂可及表面面积．结果表明,突变型hbFGF保持了野生型hbFGF的生物活性以及肝素结合能力,并显著了降低了体外聚合程度,而单体三维结构中的静电分布和溶荆可及表面面积变化不明显,由此可见,Cys突变影响了hbFGF的共价聚合,而对非共价聚合影响不大．