基因多位点定点突变法机理的探讨

用多个化学合成的寡聚脱氧核苷酸作为诱变引物，对枯草杆菌蛋白酸疼Ｅ基因进行体外突变，借此系统地探讨了基因多位点定占突变中引物的类型和数量、引物的分布、引物间的相互位置、引物与模板ＤＮＡ间摩尔数比等因素对突变效果的影响。     

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.     

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。     

卡介苗Hsp16.3基因突变株对小鼠巨噬细胞RAW 264.7自噬的影响*

构建及鉴定卡介苗(BCG)Hsp16.3基因突变株,观察该突变株对小鼠巨噬细胞自噬功能的影响。通过聚合酶链反应(PCR)的方法扩增Hsp16.3基因两侧分子量分别为663 bp和684 bp的两个DNA片段,并将这两个目的片段分别插入p KO载体上相应的位点。通过硫酸卡那霉素筛选,利用双酶切以及测序的方法,获得阳性重组质粒p KO-Hsp16.3。将阳性重组质粒p KO-Hsp16.3电转入BCG感受态细胞中,经过硫酸卡那霉素和蔗糖两次筛选,得到BCG Hsp16.3基因突变株。将筛选培养的BCG Hsp16.3突变株用于小鼠巨噬细胞的感染实验,并通过Western Blot和细胞免疫荧光技术对自噬相关蛋白的表达水平的变化进行观察及分析。成功获得重组质粒p KO-Hsp16.3的阳性克隆;电转化该重组质粒,并经过硫酸卡那霉素筛选和蔗糖反筛选,成功得到BCG Hsp16.3基因突变株。通过Western Blot以及免疫荧光分析发现,BCG Hsp16.3基因的突变株促进了小鼠巨噬细胞自噬的发生。     

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。     

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     

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。     

关于小分子热休克蛋白Hsp16.3各功能区作用的初步研究

小分子热休克蛋白Hsp16.3是一种存在于结核杆菌中的重要抗原,具有小分子热休克蛋白家族成员典型的3个功能区:N端疏水区,α-crystallin域和C端较短的非保守区.为了进一步研究其各功能区的作用,我们定义了Hsp16.3的3个功能区并在大肠杆菌中分别克隆、表达和纯化了N端区或C端区缺失的两个Hsp16.3残体蛋白.远紫外和近紫外圆二色谱分析结果显示,残体蛋白表现出与野生型蛋白相似的二级和三级结构.在九聚体野生型蛋白进行亚基重组装时,C端缺失的Hsp16.3残体蛋白能与野生型蛋白发生相互作用,形成异源寡聚体.在对野生型蛋白进行胰酶消化时,Hsp16.3的α-crystallin域对胰酶的消化具有抵抗能力.所有这些结果显示:在Hsp16.3的3个功能区中,α-crystallin域是一个相对独立和稳定的结构单元,它对该蛋白各级结构的维持十分重要.     

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。     

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.     

A preliminary study on functional domains of small heat shock protein Hsp16.3

Hsp16.3, the small heat shock protein (sHSP) from Mycobacterium tuberculosis, was originally identified as an immunodominant antigen,which possesses three functional domains typical of sHSP family, namely the N-terminal hydrophobic region, α-crystallin domain and a short non-conserved C-terminal extension.To further understand the functional assignment of these independent regions, the three functional domains of Hsp16.3 were defined and the two N- or C-terminal truncated Hsp16.3 remnants were successfully cloned, expressed and purified.In the far and near circular dichroism analysis, the results showed that these remnants expressed similar secondary and tertiary structures to that of wild-type protein.During the reassembly of wild-type nonamer, the C-terminal truncated remnant could interact with the wild-type protein to form hetero-oligomers.When trypsin is used to digest the wild-type Hsp16.3, its α-crystallin domain could resist such degradation.Taken together, these results indicate that the stable secondary and tertiary structures of Hsp16.3 are mainly kept by its α-crystallin domain.     

结核分枝杆菌Hsp16.3单克隆抗体的制备及其特性鉴定

制备抗结核分枝杆菌Hsp16.3的单克隆抗体,并对其生物学特性进行鉴定。将含目的基因的表达载体pProEXHTb-Hsp16.3,通过E.coli DH5α诱导表达,获得含有6譎is的Hsp16.3蛋白,采用Ni-NTA纯化试剂盒进行目的蛋白的纯化,并用透析方法进行蛋白复性。将复性的蛋白免疫BALB/c小鼠,利用杂交瘤技术进行细胞融合,间接ELISA筛选阳性杂交瘤细胞株。将获得的Hsp16.3阳性杂交瘤细胞株分别利用间接ELISA法和Western blot方法进行效价、相对亲和力及特异性的测定。获得了三株Hsp16.3的单克隆抗体,分别命名为3H6F9、1D5E1和4H8G6,其效价分别为1:1?07、1:1?06和1:1?06,相对亲和力分别为0.0001 mg/mL、0.001 mg/mL和0.001 mg/mL,并且无交叉反应性。所获得的结核分枝杆菌Hsp16.3的单克隆抗体效价高、特异性强,为进一步研究Hsp16.3在结核分枝杆菌潜伏感染中的作用提供了有效的工具。     

前脑啡肽原和热休克蛋白参与宿主对结核分枝杆菌感染的应答

利用双向电泳比较了由临床分离的结核分枝杆菌感染离体巨噬细胞U937前后的全细胞蛋白组表达差异，肽指纹鉴定和生物信息学分析2个表达明显上调的斑点．确定它们分别为热休克蛋白HSP105β和前脑啡肽原．比较蛋白质组学和转录组学研究发现，热休克蛋白表达提高可能源于转录增加．提出了从神经免疫学角度研究结核分枝杆菌致病和宿主免疫机理的新思路，为解释吸毒人群中结核病高发病率提供了基础。     

结核分枝杆菌分泌蛋白调控巨噬细胞自噬诱导持续性感染

巨噬细胞的自噬作用能够保护宿主抵抗结核分枝杆菌的感染;而持续性感染的MTB(Mycobacterium tuberculosis)可以从自噬体中逃逸或抑制自噬的发生,从而在宿主体内长期存活。尽管相关机制不明确,但胞内存活的MTB分泌蛋白在持续性感染时发挥了重要作用。它可以通过抑制巨噬细胞自噬维持蛋白质稳定性和在胞内长期存活,导致LTBI(latent TB infection)的发生。综述了MTB的四种分泌蛋白(Eis、Pkn G、Sap M和Hsp16. 3)在持续性感染中调节巨噬细胞自噬的作用,可能为发现LTBI新的生物标志物和药物新靶点提供有效思路。     

青霉素G酰化酶调节基因定点诱变的研究

构建了大肠杆菌中青霉素G酰化酶（PAC）的调节基因（pacR）翻译起始密码定点突变株。对突变后PAC的表达调控特征进行了研究，结果表明：突变株的pac基因表达后能正常加工成24ku、65ku的α亚基和β亚基；突变后，虽然PAC表达仍需要苯乙酸诱导，但是，可诱导性提高，形成低组成型表达，无葡萄糖有分解代谢物阻遏效应，因而pacR对PAC表达水平存在着影响，pacR基因是葡萄糖以及它的分解代谢物在分子水平上影响PAC表达的另一作用因素。采用突变株进行发酵生产中，PAC产量较亲株提高3倍，而且可以采用葡萄糖作为碳源，有利于改善PAC的生产。     

结核分枝杆菌ICL抑制CTBP1表达并促进细胞凋亡

异柠檬酸裂合酶(Isocitrate Lyase,ICL)参与乙醛酸循环,是结核分枝杆菌能在宿主体内潜伏的关键因素之一.为了探索ICL在结核菌与宿主相互作用中的地位,首先通过酵母双杂交技术在人淋巴细胞cDNA文库中筛选得到一个新的ICL相互作用蛋白CTBP1(C Terminal Binding Protein 1).然后分别采用GST pull-down和Co-IP实验证实了这两个蛋白在体外和体内与ICL相互作用的特异性.通过使ICL在HEK293T细胞中过表达,发现内源性CTBP1在转录水平和蛋白水平的表达都受到了抑制,同时导致细胞增殖减缓、凋亡加快,并出现G2/M期阻滞等改变.这些结果表明,结核菌ICL在参与介导细胞凋亡、影响宿主细胞活性的过程中起着重要的作用.     

结核分枝杆菌ClpX与人UBC9蛋白的相互作用抑制宿主细胞增殖

ClpX是原核生物中高度保守的基因,其编码丝氨酸蛋白酶ClpXP的ATP结合亚基,具有底物识别及ATP水解活性.ClpX参与调控细胞周期与应激反应,且为多种病原微生物致病所必需,但目前相关研究仍非常有限.为了探索结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)ClpX在感染宿主细胞过程中的作用机制,本文首先通过酵母双杂交技术在人类淋巴细胞cDNA文库中筛选得到了一个新的与结核ClpX相互作用的蛋白UBC9,并利用GST pull-down和Co-IP技术证实了这两个蛋白在体外和体内相互作用的特异性.将ClpX转染HEK293T细胞过表达,RNA干扰与回复实验进一步证实了ClpX蛋白能够通过与UBC9的相互作用抑制宿主细胞的增殖.     

结核分支杆菌H37Rv株抗原成份分析

通过免疫印迹技术（Western blotting），用结核杆菌的单克隆抗体及兔抗结核菌多克隆抗体对结核分支杆菌H37Rv的菌体蛋白和培养液蛋白成份进行了初步分析，发现固体培养菌与液体培养菌的菌体具有基本一致的多肽抗原成份，而培养液中的抗原成份与前两者差异稍大。通过筛选和鏊定结核分枝杆菌的特异性和保护性抗原，研究结核杆菌的免疫反应特点，为探索结核病的诊断和治疗的新途径奠定了一定的基础。     

四川省结核分枝杆菌基因分型中MIRU-VNTR位点稳定性评价

摘要: 本文收集四川省2009-2013年184株结核分枝杆菌菌株,用标准12 MIRU-VNTR位点组对四川省结核分枝杆菌菌株进行基因分型研究,评估四川地区一线VNTR分型位点的稳定性,确定四川地区保守位点组合及主要MIT型。184株结核分枝杆菌基因分型后得到51个基因型,12个基因型成簇。本研究确定当前四川地区12高分辨力位点VNTR分型方法中的7个MIRU位点依然具有较高的分辩能力（h > 0.55）。MIRU02, MIRU20, MIRU23, MIRU24为多态性最低的4个位点（0 ≤ h < 0.4）,保守位点组的主要MIT型为“2251”。四川省结核分枝杆菌VNTR位点的多态性保持稳定,目前采用的12高分辨力VNTR位点依然稳定可靠,本研究首次确定了四川地区保守位点组及主要MIT型,为下一步结核分枝杆菌进化研究奠定了基础。     

结核分枝杆菌Hsp16．3对感染巨噬细胞凋亡的影响

为研究结核分枝杆菌Hsp16．3对感染巨噬细胞凋亡的影响。分别用结核分枝杆菌国际标准强毒株H37Rv株（H37Rv）、结核分枝杆菌国际标准强毒株H37Rv株Hsp16．3基因缺失突变株（△H37Rv）、卡介苗（BCG）和卡介苗Hsp16．3基因缺失突变株（△BCG）感染RAW264．7巨噬细胞株,使用流式细胞技术于感染1、3、6及12h检测各组感染巨噬细胞的凋亡率,并分析其变化。结果显示,巨噬细胞感染结核分枝杆菌后凋亡率升高,其中在感染1、3、12h,BCG组与H37Rv组比较差异具有统计学意义（P〈O．05）;在感染1、3h,△BCG组与AH37Rv组比较差异具有统计学意义（P〈0．05）;在感染3、6、12h,△H37Rv组与H37Rv组比较差异具有统计学意义（P〈0．05）,△BCG组与BCG组比较差异具有统计学意义（P〈0．05）。由此可知,结核分枝杆菌Hspl6．3可抑制感染巨噬细胞的凋亡。