人参3-O-UGT1基因RNAi表达载体工程菌的构建

人参3-O-UGT1基因(Pg3-O-UGT1)是控制人参中二醇型单体皂苷合成的关键酶基因,而二醇型皂苷和三醇型皂苷具有相反的药理活性。本文利用RT-PCR技术和酶切连接技术成功构建人参3-O-UGT1基因RNAi(RNA interference)植物表达载体,通过热转化法将重组表达载体转化进发根农杆菌A4中,得到含有人参3-O-UGT1基因RNAi植物表达载体的工程菌,为诱导人参外植体转化和人参皂苷合成机理奠定了基础。     

人参β-AS基因RNAi表达载体工程菌的构建

利用重组PCR和酶切连接技术构建了人参β-香树素合成酶(β-AS)基因RNAi(RNAinterference,RNAi)植物表达载体,再经热转化法转化到发根农杆菌A4菌株中,得到含有人参β-AS基因RNAi植物表达载体的工程菌,为诱导转化人参外植体奠定了基础。     

八氢番茄红素合成酶基因植物表达载体的构建及对人参的遗传转化

将八氢番茄红素合成酶基因重组于植物双元表达载体pBin438,得到重组质粒pBin438PSY.用冻融法将其导入农杆菌EHA101中,采用叶盘法转化人参愈伤组织,经诱导与筛选,获得了潮霉素抗性植株。提取抗性植株总DNA,通过PCR扩增和PCR-Southern杂交检测,筛选出了整合有外源基因的抗性细胞系。为进一步研究八氢番茄红素合成酶基因在人参中的表达及生物学功能的研究奠定了基础。     

人参皂苷葡萄糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达及包涵体的变复性

将人参皂苷葡萄糖苷酶的基因亚克隆到大肠杆菌表达载体pET32a(+)中,构建重组质粒,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)中。对该基因进行诱导表达,并对包涵体进行变性和复性。结果显示,经终浓度为0.5mmol/L IPTG在30℃下诱导表达4h,进行SDS-PAGE分析,目的蛋白主要以包涵体形式存在并确定其分子质量约为75ku,与理论值基本相符,表明该基因得到了表达。包涵体经过变性和稀释复性后,经TLC活性检测,能够水解底物Rb1,表明具有人参皂苷葡萄糖苷酶的活性。     

酶切方式对工程菌植酸酶性质的影响

将无花果曲霉（A.ficuum)AS3.324的植酸酶基因（phyA)，克隆到pPIC9K中，得到重组载体pPIC9K/phyA Ⅱ，分别用限制性内切酶Dra I和Bpul 102 I线性化，用电穿孔转化方法导入宿主巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris)GS115中，构建了两种植酸酶工程酵母。本文比较了这两种工程菌表达的植酸酶的酶学性质。研究结果表明，两者的酶学性质无显著差异。     

人参皂苷-α-鼠李糖苷酶基因的亚克隆及表达

将人参皂苷-α-鼠李糖苷酶基因亚克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K,再将构建后的表达载体电转化到毕赤酵母GS115中,并诱导表达该基因。结果显示,重组酵母菌在甲醇体积分数为0.5%,72 h培养后,所提取的酶蛋白经酶活性检测,发现具有人参皂苷-α-鼠李糖苷酶的活性,经SDS-PAGE分析,确定其分子质量为52 ku,与理论值基本相符,表明该基因得到了表达。     

人参皂苷-α-鼠李糖苷酶基因的亚克隆及表达

将人参皂苷-α-鼠李糖苷酶基因亚克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K,再将构建后的表达载体电转化到毕赤酵母GS115中,并诱导表达该基因。结果显示,重组酵母菌在甲醇体积分数为0.5%,72 h培养后,所提取的酶蛋白经酶活性检测,发现具有人参皂苷-α-鼠李糖苷酶的活性,经SDS-PAGE分析,确定其分子质量为52 ku,与理论值基本相符,表明该基因得到了表达。     

酶切方式对工程菌植酸酶性质的影响

将无花果曲霉 (A .ficuum)AS3 .3 2 4的植酸酶基因 (phyA) ,克隆到pPIC9K中 ,得到重组载体pPIC9K/phyAⅡ ,分别用限制性内切酶DraⅠ和Bpu1 1 0 2Ⅰ线性化 ,用电穿孔转化方法导入宿主巴斯德毕赤酵母 (Pichiapastoris)GS1 1 5 中 ,构建了两种植酸酶工程酵母。本文比较了这两种工程菌表达的植酸酶的酶学性质。研究结果表明 ,两者的酶学性质无显著差异     

变异三角酵母D—氨基酸氧化酶基因的克隆与表达

参照GenBank中D—氨基酸氧化酶基因序列设计引物,利用跨内含子PCR技术从变异三角酵母(Trigonopsis variabilis)基因组中扩增D—氨基酸氧化酶基因编码区序列。将DAAO基因用NcoⅠ和HindⅢ双酶切后,与经相同酶切的大肠杆菌表达载体pET-28a连接,转化大肠杆菌BL21(DE3),得到表达变异三角酵母D—氨基酸氧化酶的工程菌株BL21(DE3)/pET-28a-DAAO。测序结果表明所克隆的基因序列与GenBank中变异三角酵母D—氨基酸氧化酶基因序列同源性达99%以上。SDS-PAGE分析及酶活测定表明所构建的工程菌能高效表达D—氨基酸氧化酶,且表达产物有较高酶活力。     

重组人骨形态发生蛋白-2成熟肽在大肠杆菌中融合可溶表达

将N-利用基质(NusA)和人骨形态发生蛋白-2成熟肽(hBMP-2m)的编码基因进行基因融合,实现了hBMP-2m在大肠杆菌中的融合可溶表达.以大肠杆菌基因组DNA为模板PCR扩增得到NusA基因,通过NdeⅠ和AflⅡ酶切位点将其置换出重组融合表达载体pDsbA-hBMP-2m中的DsbA基因,使hBMP-2m基因重组于NusA基因的下游,重组质粒转化E.coli BL21(DE3),获得工程菌.在30℃条件下,经IPTG诱导表达后,融合蛋白占细胞总蛋白的45%左右,并且主要以可溶形式存在,可溶部分达90%以上.经过简单的Ni 2+柱一步纯化即可得到纯度较高的融合蛋白.通过融合表达的方式表达出可溶性的目的蛋白,有望复性后通过肠激酶酶切得到hBMP-2m单体,进一步二聚体化得到具有生物活性的hBMP-2m.     

纺织用嗜热内切-1,4-β-葡聚糖酶 在大肠杆菌中的重组表达、纯化与酶学性质

首先从Pyrococcus horikoshii中克隆出编码热稳定性的内切纤维素酶基因，以载体pet21a为表达质粒， 构建重组质粒pet21a-1171，并转化至大肠杆菌BL21(DE3)plys中进行表达，目的基因得到明显的可溶性表达，通 过加热变性处理和离心后，重组酶纯度达到80%以上，随后对加热处理后的粗酶液进行简单酶活测定，结果表明， 最适反应温度为95℃，与国外文献报道相一致，嗜热内切-1,4-β-葡聚糖酶成功得到重组可溶性表达。     

人参皂苷20(R)-25-OH-Rg3的分离纯化及结构鉴定

采用硅胶柱层析法和结晶法,从人参皂苷酶转化产物中分离得到了一种未知人参皂苷,并对其结构进行分析。10g人参皂苷酶转化产物,分离纯化得到该人参皂苷单体0.25g。经HPLC检测,其纯度达99.7%。核磁共振检测结果表明,该人参皂苷单体为12β,20(R),25-trihydroxydammar-3-O-β-Dglucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranoside,命名为20(R)-25-OH-Rg3。     

嗜酸乳杆菌亚油酸异构酶基因定向进化研究

为得到具有催化活性的重组亚油酸异构酶,对嗜酸乳杆菌AS1.1854菌株亚油酸异构酶基因进行体外定向进化.经过两轮连续易错PCR扩增及一轮DNA改组获得了突变基因片段,并克隆到pET30a质粒载体上,转化大肠杆菌,构建了该酶的基因突变文库.经IPTG诱导表达后筛选出一株重组菌,可表达可溶性重组酶蛋白,经紫外分光光度计法测定,重组酶蛋白活力为8.2 U.     

松材线虫纤维素酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

采用PCR技术克隆了松材线虫纤维素酶的编码基因BXC46,克隆基因与已报道的纤维素酶基因BXC10（GenBank登录号：FJ598020.1）的同源性高达99%,将其克隆到表达载体pET-15b上构建了表达载体pET-15b-BXC。将该重组质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）菌株构建工程菌,SDS-PAGE分析表明,IPTG诱导了纤维素酶在工程菌中表达。采用Ni2＋-NTA树脂亲和层析部分纯化了重组松材线虫纤维素酶,DNS法进行的活性测定表明,部分纯化的重组蛋白具有纤维素酶的活性,其最适温度为45℃,最适pH为4.0。     

HIV-1蛋白酶在大肠杆菌中的表达

分泌融合表达HIV-1蛋白酶(Protease,PR),用于对HIV蛋白酶抑制剂的筛选.利用重叠延伸PCR方法,获得使用大肠杆菌偏爱密码子的编码HIV-1蛋白酶(PR)的基因,将目的基因重组至原核表达载体pET-SP-DsbA-T,得到"pET-SP-DsbA-PRsite-PR"分泌融合表达型载体,重组载体转化大肠杆菌BL21(DE3).工程菌在LB培养基中添加终浓度为0.1 mM的IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析周质蛋白.DNA测序结果证实合成的HIV-1 PR基因与设计的序列完全一致,在周质空间表达出具有自切割活性的HIV-1 PR蛋白.研究成功合成并克隆了使用大肠杆菌偏好密码子的HIV-1 PR的DNA编码序列,经表达鉴定得到具有自切割活性的HIV-1 PR蛋白.     

里氏木霉Swollenin在毕赤酵母中的表达

通过设计合适的引物,经RT-PCR方法从里氏木霉的总RNA中扩增出Swollenin基因,并将该基因连接到PMD18-T Simple载体,得到该基因的克隆菌株,经酶切并将该基因连接到巴氏毕赤酵母表达载体pPICZαA,得到重组质粒pPICZαA-swo1.将该重组质粒线性化后,通过电转化方法转化毕赤酵母GS115,得到重组菌株P. pastoris-swo1.该菌株的发酵液可使滤纸纤维强度降低,纤维素膨胀及崩解效果明显,表明重构表达的Swollenin可用于木质纤维素的预处理.     

蜡样芽胞杆菌深圳株754-1 PLC基因的克隆及表达

以本实验室分离筛选的高产PLC的蜡样芽胞杆菌深圳株754—1为供体菌，以大肠杆菌DH5仅和BL21（DE3）为受体菌，构建高效表达胞内PLC的工程菌。以754-1菌基因组为模板。经PCR扩增，将得到的PLC基因连接到T载体上，转入大肠杆菌DH5仅。经Amp抗性筛选的阳性克隆子提取重组质粒，双酶切，回收含PLC基因的片段并将其克隆到pGEX-KG载体，获得重组质粒pGEX-KG-PLM，该重组质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）。用IPTG诱导表达，SDS-PAGE分析，在分子量为38kd处有一条明显的表达带。     

黑松银松素合成酶的cDNA克隆及表达研究

松萎蔫病是由松材线虫引起的一种危害性极大的森林病害,为研究黑松对松材线虫的抗性机制,本文利用RT-PCR技术对黑松体内经转录组分析获得的与银松素合成酶mRNA高相似度的序列进行扩增,获得了银松素合成酶cDNA,然后将此银松素合成酶基因(PSL)克隆到表达载体pET-15b上,构建了重组表达质粒pET-15b-PSL,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)后构建工程菌,通过IPTG诱导,工程菌高效表达重组蛋白,经Ni 2+螯合柱亲和层析得到了纯化重组银松素合成酶。该研究为了解黑松银松素合成酶的功能及松萎蔫病抗性松树的培育奠定了基础。     

酶法制备人参皂甙Rh2的研究

研究了酶法改变在人参中含量较高的皂甙、如Rb、Rc和Rd等原人参二醇类皂甙所生成的皂甙。经质谱和核磁共振测定分析研究,酶解得到的产物20（S）－人参皂甙Rh2[20（S）－原人参二醇3－O－β－D－葡萄吡喃糖甙],即其系统名称是3－O－（β－D葡萄吡喃糖基）－达玛－24－烯－3β,12β,20（S）－三醇[3－O－（β-D-glucopyranosl）-dammar-240-en-3β,20（S）－triol]。经酶处理和其他反应后Rh2人参皂甙的收率为人参的0．5％,其收率比红参中提取提高500倍。     

基因工程简介

基因工程是目前国内外十分活跃的研究领域,它的特点是按照人们预先设计的蓝图,把某一目的基因的DNA和载体DNA连接起来,把它引入细菌或酵母菌(也可切除原有的具有不良作用的基因),得到一重组微生物,即工程菌。再由工程菌产生这一目的基因的产物,即在分子水平上操作,细胞水平上表达。因此,基因工程也称之为基因克隆(gene cloning)和重组DNA(recombinant DNA)技术。