致病性大肠杆菌espH删除株的构建及其功能鉴定

目的构建致病性大肠杆菌(EPEC)espH删除株,探讨espH分子的转位、定位以及在A/E损伤中的作用。方法构建自杀质粒pcvd442-△H::kana,通过结合传递、等位交换,抗性筛选获得espH删除株,并对删除株进行PCR鉴定;构建带HA标签的espH表达载体pTrc99a-espH:HA,转化espH删除株,感染HeLa细胞,免疫荧光技术和Western blot检测espH的转位及定位;构建espH和绿色荧光蛋白融合表达质粒p-espH-EGFP,转染HeLa细胞,荧光显微镜观察融合蛋白的分布;用espH删除株感染HeLa、Caco-2和TC-7细胞,分别用荧光显微镜技术、上皮细胞电阻(TER)检测和扫描电镜(SEM)探讨espH在基垫形成、屏障功能障碍和微绒毛脱落损伤中的作用。结果酶切、测序及PCR鉴定表明自杀质粒pcvd442-△H::kana和espH删除株构建正确。espH依赖T3SS转位到宿主细胞,转位后,Western blot检测发现espH主要分布于细胞的可溶性成分,免疫荧光检测发现espH分布于细胞膜基垫形成处,espH与EGFP的融合蛋白分布于细胞膜。感染试验表明,espH删除株可以形成基垫,并造成Caco-2细胞屏障功能障碍和TC-7细胞微绒毛脱落损伤。结论已成功构建了EPECespH删除株。espH是EPEC的一个依赖T3SS转位的效应分子,转位后,蛋白分布于细胞膜基垫形成处,但未发现espH在EPEC基垫形成、屏障功能障碍和微绒毛脱落方面具有重要作用。     

H5N1高致病性人禽流感DNA疫苗表达质粒的构建及其免疫原性

目的构建H5N1高致病性人禽流感DNA疫苗表达质粒,并观察其免疫原性。方法分析H5N1人禽流感病毒HA基因的进化关系,人工合成人禽流感病毒HA基因(包含多数H5N1人禽流感病毒共有序列),构建含细胞毒性T淋巴细胞抗原4(CTLA4)和HA融合基因的真核表达质粒pVAX-CLHA及HA基因的真核表达质粒pVAX-HA,经酶切及测序鉴定正确后,转染293-T细胞,经RT-PCR法检测转染细胞中HA基因mRNA的转录水平,间接免疫荧光法(IFA)检测其表达;分别以质粒pVAX-CLHA及pVAX-HA免疫BALB/c小鼠,测定血清HI抗体效价。结果重组DNA疫苗表达质粒pVAX-CLHA和pVAX-HA经酶切及测序证明构建正确,转染的293-T细胞可检测到目的基因的转录及蛋白的表达;3次免疫后均能诱导BALB/c小鼠产生HI抗体,pVAX-CLHA诱导的HI抗体高于pVAX-HA。结论已成功构建了含H5N1HA及CTLA4融合基因的DNA疫苗表达质粒,其对小鼠具有良好的免疫效果,为H5N1高致病性人禽流感DNA疫苗的开发奠定了基础。     

产肠毒素大肠杆菌基因工程疫苗在SD大鼠中的免疫原性

目的观察产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic E.coli,ETEC)基因工程疫苗在SD大鼠中的免疫原性。方法将含ETEC抗原成分热不稳定肠毒素B亚单位(Heat-labile enterotoxin Bsubunit,LTB)的双歧杆菌疫苗给SD大鼠灌胃4次,同时设对照组,以PBS平行灌胃。采用ELISA法检测大鼠粪便上清液IgA及血清IgG抗体水平;免疫组化法检测大鼠空肠中sIgA抗体的表达;肠绊试验检测肠毒素的活性。结果免疫疫苗的SD大鼠粪便上清液中产生了IgA抗体,血清中产生了特异性的IgG抗体,肠道内产生了特异性分泌型sIgA抗体;免疫组化结果显示,随着免疫次数的增加,抗体分泌量明显增加;双歧杆菌疫苗免疫的大鼠能够抵抗LT抗原的侵袭,而对照组大鼠则出现明显的肠道积液现象。结论构建的双歧杆菌疫苗具有良好的免疫效果,可保护SD大鼠免受ETEC的感染。     

产肠毒素大肠杆菌987P菌毛蛋白FasA亚单位的原核表达及其免疫原性

目的表达、纯化产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)987P菌毛蛋白FasA亚单位,并检测其免疫原性。方法将去掉5′端信号肽序列的fasA基因克隆至原核表达载体pQE-30中,构建重组表达质粒pQE-30-fasA,转化E.coli M15,0.5 mmol/L IPTG诱导表达。表达的融合蛋白6×His-FasA经Ni-Agarose His纯化和复性后,经皮下多点注射免疫BALB/c小鼠,每次100μg,共免疫3次,间隔2周,末次免疫10 d后,摘除小鼠眼球取血,分离血清,采用间接ELISA法检测抗血清效价。结果重组表达质粒pQE-30-fasA经PCR、双酶切和测序证实构建正确;表达的6×His-FasA融合蛋白相对分子质量约为18 500,主要以包涵体形式表达,表达量占菌体总蛋白的30%;纯化的蛋白纯度可达95%,浓度为0.6 mg/ml,免疫小鼠所得抗血清效价为1∶125 000。结论已成功在E.coli M15中表达了6×His-FasA融合蛋白,纯化的融合蛋白免疫原性良好,为进一步研制以双歧杆菌为表达系统的新型ETEC亚单位口服疫苗奠定了基础。     

大肠杆菌表达的破伤风毒素C片段的免疫原性分析

目的　分析大肠杆菌表达的破伤风毒素C片段 (简称TTC)的免疫原性。方法　利用分子生物学技术在大肠杆菌中表达破伤风毒素C片段 ,用阴离子交换层析和金属离子螯合亲和层析方法进行蛋白纯化。参照2 0 0 0年版《中国生物制品规程》的方法检测表达产物的效价。用间接血凝实验检测免疫动物血清中的破伤风抗体单位。结果　重组蛋白的表达量占菌体总蛋白的 15 %。纯化后蛋白纯度达到 96 5 %。免疫效价为 18 70 6IU mg ,ED50 为 2 0 μg。 1μgTTC经 4次免疫能诱导机体产生足够的抗体 ,保护动物免受破伤风毒素的攻击。 结论　重组蛋白具有良好的免疫原性 ,为开发基因工程疫苗奠定了基础     

Intimin及其受体Tir在致病性大肠杆菌致细胞线粒体功能障碍中的作用

目的探讨致病性大肠杆菌(Enteropathogenic Escherichia coli,EPEC)外膜蛋白Intimin及其受体Tir在EPEC致HeLa细胞线粒体功能障碍中的作用。方法将EPEC外膜蛋白Intimin及其受体Tir删除株、相应质粒互补株或染色体互补株感染HeLa细胞,用线粒体膜电位(Mitochondria membrane potential,MMP)检测试剂JC-1染色细胞线粒体,通过多功能酶标仪检测MMP水平,Western blot检测Intimin的表达及Tir的转位。结果与野生型菌株相比,Eae删除株和Tir删除株感染细胞的MMP功能显著减弱(P<0.05),Eae删除株功能能被质粒表达相应蛋白所互补,Tir删除株不能被质粒表达Tir互补,但可被染色质表达野生型Tir或TirY474S互补,而染色质TirS434A突变株不能引起明显的MMP下降。结论 Intimin和Tir是参与线粒体功能障碍的重要分子;TirS434在线粒体功能障碍中起重要作用。     

铁载体受体蛋白IroN的原核表达及其对肠道外致病性大肠杆菌感染小鼠的免疫保护作用

目的原核表达重组铁载体受体蛋白IroN,并探讨其对小鼠肠道外致病性大肠杆菌群(Extraintestinal pathogenic E.coli,ExPEC)感染的免疫保护作用。方法从E.coliJ96基因组DNA中扩增IroN基因,克隆入原核表达载体pET-32a(+)中,构建原核表达质粒pET-32a-IroN,转化E.coliBL21(DE3),IPTG诱导表达。表达的重组IroN蛋白纯化后,经皮下免疫BALB/c小鼠,采用ELISA法检测小鼠血清和尿液中的抗体水平;以E.coliJ96菌株分别经腹腔和尿道途径攻击免疫小鼠,计算保护率并计数细菌数。结果重组IroN蛋白的表达量为32%,纯化后纯度超过85%,且具有良好的反应原性。重组IroN蛋白经皮下免疫小鼠,可诱导小鼠血清产生高水平的特异性IgG抗体,在尿液中未检测到特异性IgA抗体。重组IroN蛋白对腹腔攻击ExPEC感染小鼠的保护率为81.8%(P<0.05);重组IroN蛋白免疫的小鼠经尿道攻击ExPEC后,肾脏分离的菌落数比对照组(PBS免疫)降低了100倍以上(P<0.05),但膀胱和尿液中的菌落数两组差异无统计学意义(P>0.05)。结论已原核表达并纯化了IroN蛋白,其对ExPEC感染小鼠的腹腔和肾脏具有显著的保护作用,但对膀胱感染无保护作用。     

B族链球菌表面免疫原性蛋白的免疫原性及其抗体保护功能

目的制备B族链球菌(GBS)表面免疫原性蛋白(Sip),研究其免疫原性及抗体保护功能,为GBS蛋白疫苗研究奠定基础。方法采用基因重组技术构建表达载体,并表达GP-Sip融合蛋白。用pET-Sip融合蛋白免疫小鼠,并免疫家兔制备多克隆抗体。Western blot检测GP-Sip蛋白特异性,ELISA检测家兔及小鼠血清中特异性抗体水平,调理吞噬试验检测Sip抗血清的功能。结果表达载体经酶切和测序证明构建正确,GP-Sip蛋白在大肠杆菌中以可溶形式表达,纯化后纯度可达90%以上。Western blot显示GP-Sip蛋白可与pET-Sip蛋白的免疫血清发生免疫反应。ELISA显示Sip可诱发小鼠产生高水平的IgG抗体。Sip抗血清具有明显地促进吞噬细胞对GBS的吞噬作用。结论已成功构建GP-Sip表达载体,并高效表达了Sip。该蛋白具有良好的免疫原性,其抗体具有良好保护功能,可作为GBS蛋白疫苗成分或荚膜多糖疫苗载体成分。     

抗体药物免疫原性的研究进展

抗体药物是生物技术药物研发领域中公认的研究热点。在抗体药物研制过程中,免疫原性一直是限制其临床应用的重要因素,不但严重影响其安全性和有效性,有时还会导致严重的临床后果。本文主要分析了抗体药物本身引起免疫原性的多种因素以及针对这些因素的改进方法,即通过抗体的人源化、去免疫化、糖基化修饰、抗体分子小型化和多聚体问题的改善来降低抗体药物的免疫原性。     

木瓜凝乳蛋白酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

目的构建木瓜凝乳蛋白酶(CP)的表达载体,并在大肠杆菌中表达。方法从生番木瓜中提取mRNA后进行反转录,得到木瓜凝乳蛋白酶的cDNA,PCR产物克隆到pET22-b(+)载体中,重组质粒转化至大肠杆菌BL21,进行诱导表达及表达产物的检测。结果表达产物的SDS-PAGE显示单一条带,相对分子质量约为26000。Western blot表明表达产物可与抗木瓜凝乳蛋白酶特异性抗体结合。结论CP基因已成功在大肠杆菌中克隆表达,为进一步纯化和动物实验奠定了基础。     

大肠杆菌L- 天冬酰胺酶的分离纯化及其特性

目的 建立简单有效的L- 天冬酰胺酶分离纯化工艺，研究L-天冬酰胺酶的特性。方法 采用冷丙酮破壁处理，经稀碱液抽提、离子交换层析和亲和层析进行纯化。通过温度试验、pH试验、SDS－PAGE图谱、紫外吸收光谱等研究酶的特性。结果 建立了简单高效的纯化工艺，可使L-天冬酰胺酶的纯度达94．4％，比活为520u/mg蛋白，总收率为65．7％。L-天冬酰胺酶的相对分子质量分别为143900和166700，均为有抗癌活性的EC－2组分，在270nm有最大吸收。最适作用温度为40－50℃，最适作用州为8.0-9.0在40℃以下能保持稳定。结论建立了大肠杆菌L-天冬酰胺酶的分离纯化工艺，并研究了L-天冬酰胺酶的酶学特性。     

Dynamic control of arabinose and xylose utilization in E. coli

The common bacterium Escherichia coli (E. coli) can utilize the pentose sugars arabinose and xylose for growth and energy. When fed both these sugars, the bacterium preferentially utilizes arabinose and only when all the arabinose is exhausted from the media does it start to use xylose. This hierarchical utilization of the two sugars is dictated by two proteins: AraC and XylR. These proteins act as controllers of sugar utilization and dictate the timing and rate of utilization of these sugars. While the biochemical interactions defining individual arabinose and xylose utilization systems are well understood, it is not completely understood how the hierarchical utilization is maintained by the bacterium, and how the regulatory crosstalk between the two systems facilitates this hierarchy. To help answer these questions, in this work, we systematically experimentally characterize the regulatory crosstalk between the two sugar utilization systems. Our work demonstrates extensive interaction between the two sugar systems. Specifically, data from our experiments suggest that the xylose system can regulate arabinose gene expression and consequently, cellular physiology dynamically via promiscuous transport and maybe through cross interactions between regulator and non‐cognate sugar. Put together, we demonstrate that arabinose and xylose utilization networks exhibit an example of distributed control in a biological system. This design likely ensures that the system does not fail under perturbations (mutations). Our results help understand multi‐process control in biological systems and bring to light design criteria for synthetic biology applications.

     

大肠杆菌肉碱脱水酶基因的克隆、测序及高效表达

［摘 要］目的 克隆并表达大肠杆菌肉碱脱水酶基因。方法 用聚合酶链反应（PCR）从大肠杆菌K12s中扩增大肠杆菌肉碱脱水酶基因caiB，测定其DNA序列，将caiB基因重组到T7启动子控制下的表达载体pET－28a（＋）中，构建表达质粒pETCaiB，转化大肠杆菌BL21（DE3），用1mmol/L异两基硫代-β-D半乳糖苷（IPTG）诱导表达。结果 克隆得到的肉碱脱水酶编码基因 caiB长度为 1221bp，与文献报道值相比,DNA序列有26个不同，氨基酸序列只有一个不同，即302位的丙氨酸变为苏氨酸。重组菌经IPTG诱导，可高效表达，SDS－PAGE分析表达蛋白相对分子质量约43000，表达产物含量占菌体总蛋白45％以上。结论 得到了高效表达肉碱脱水酶的重组菌，为制备L-肉碱创造了条件。     

大肠杆菌丙酮酸脱氢酶的克隆与表达优化

为了在大肠杆菌中表达大肠杆菌丙酮酸脱氢酶,用PCR法从大肠杆菌总DNA中克隆了pdc基因,将其插入载体pGEX-KG后转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG的诱导下实现了表达.通过对表达条件的优化,在TB M9(1∶1)培养基中,33℃下使用终浓度0.5 g·L-1的乳糖诱导4 h,重组大肠杆菌丙酮酸脱氢酶的表达量可占全菌蛋白的45%左右,比未优化前提高了约20%,同时大大降低了成本.     

分泌型重组人生长激素工程菌的高密度发酵

目的　研究葡萄糖剂补加策略 ,以获得大肠杆菌的高密度发酵和人生长激素 (HGH)的高表达。方法　采用批式发酵和补料批式发酵方式 ,葡萄糖的补加采用逐渐增加的方式 ,包括pH、DO和浓度控制。结果　获得HGH的表达量为 30 0mg/L ,光密度达到 12 4(A60 0 )。结论　在大肠杆菌中表达异源蛋白时 ,葡萄糖的补加方式是关键因素 ,补料批式发酵要优于批式发酵     

人Leptin基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

目的克隆Leptin基因,构建其重组表达菌株,并对表达产物进行免疫学鉴定。方法利用RT-PCR方法从脂肪细胞RNA中扩增出人瘦素前体(pre-Leptin)的cDNA片段和去信号肽序列的Leptin成熟基因片段,并插入pET32a中,转化大肠杆菌BL21(DE3),获得表达重组人瘦素(rh-Leptin)的菌株。结果DNA序列分析显示获得的pre-Leptin和成熟基因片段的序列与预计序列一致,菌株诱导后经SDS-PAGE检测,rh-Leptin表达量达菌体总蛋白的40%以上。Western blot分析显示重组Lep-tin具有免疫学活性。结论已获得高效表达Leptin的重组菌株。     

重组Echistatin融合基因工程菌高密度发酵工艺优化

目的优化大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合基因工程菌的发酵工艺。方法在15L发酵罐内,研究培养基、培养条件和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,并考察工程菌中重组质粒的遗传稳定性。结果工程菌在pH7·4的2×YT培养基中诱导4h,菌体湿重可达75g/L,目的蛋白表达量约占总蛋白的35%,所构建的重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。结论优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和表达条件,为规模化生产奠定了基础。