结核分枝杆菌ATP依赖的丝氨酸蛋白酶蛋白水解亚基1基因的原核表达

目的构建结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)ATP依赖的丝氨酸蛋白酶蛋白水解亚基1(ATP-dependent Clp proteolytic subunit 1,ClpP1)基因重组原核表达质粒,并在大肠埃希菌中表达重组蛋白。方法从结核分枝杆菌H37Rv株基因组DNA中PCR扩增ClpP1基因,插入原核表达载体pET-32a(+)中,构建重组表达质粒pET-32a(+)-ClpP1,转化大肠埃希菌B21(DE3),IPTG诱导表达。表达产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒pET-32a(+)-ClpP1经双酶切和测序鉴定,证明构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约35 000,可与鼠抗His单克隆抗体特异性结合。结论成功构建了重组表达质粒pET-32a(+)-ClpP1,并在大肠埃希菌中表达了重组蛋白,为进一步研究ClpP1蛋白在MTB中的生物学特性奠定了基础。     

钝顶螺旋藻超氧化物歧化酶的原核表达及纯化

目的原核表达并纯化钝顶螺旋藻超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)。方法利用PCR技术扩增钝顶螺旋藻sod基因,克隆入原核表达载体pGEX-4T-1,构建重组表达质粒pGEX-4T-sod,转化大肠埃希菌BL21(DE3)pLysS,IPTG诱导表达。表达的重组融合蛋白SOD-GST利用蛋白纯化树脂Glutathione SepharoseTM4 Fast Flow纯化后,采用改进的邻苯三酚自氧化法测定重组SOD的活性。结果重组表达质粒pGEX-4T-sod经双酶切和测序证实构建正确;表达的融合蛋白SOD-GST的相对分子质量约为49 000,表达量占菌体总蛋白的30.2%,在重组菌裂解上清和沉淀中均有融合蛋白的表达;纯化的融合蛋白纯度为82.4%,浓度为2.8 mg/ml,从可溶性表达产物中纯化的酶的比活性为1 440 U/mg。结论在大肠埃希菌中成功表达并纯化了具有生物学活性的钝顶螺旋藻SOD,为其产业化生产奠定了基础。     

犬干扰素α1基因在大肠埃希菌中的表达及其抗病毒活性的测定

目的在大肠埃希菌中高效表达重组犬干扰素α1(canine interferon alpha1,CaIFNα1)基因,并对其抗病毒活性进行初步研究。方法根据大肠埃希菌密码子的偏嗜性,人工合成犬干扰素α1成熟蛋白编码基因,同时引入大肠埃希菌EcoRⅠ和XhoⅠ酶切位点,将改造后合成的CaIFNα1核苷酸序列定向克隆至原核表达载体pET-32a(+),构建重组表达质粒pET-CaIFNα1,并进行PCR及双酶切鉴定;将鉴定正确的重组表达质粒pET-CaIFNα1转化BL21(DE3),IPTG诱导表达,表达的重组融合蛋白经SDS-PAGE及Western blot鉴定,并采用MDCK/VSV微量细胞病变抑制法检测其抗VSV病毒活性。结果重组表达质粒经PCR及双酶切鉴定,证明构建正确;重组融合蛋白CaIFNα1相对分子质量约39 000,主要以包涵体形式存在,表达量约占菌体总蛋白的61.5%,可被鼠抗His单克隆抗体及鼠抗CaIFNα1多克隆抗体特异性识别,在MDCK细胞上呈现较高的抗病毒活性,为2.0×106U/ml。结论已成功改造了CaIFNα1基因,并在大肠埃希菌中实现了高效表达,表达产物具有较高的抗病毒活性。     

猪白细胞介素-2基因的原核表达、纯化及其生物学活性

目的原核表达、纯化猪白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2),并检测其生物学活性。方法以提取的猪外周血淋巴细胞基因组RNA为模板,PCR扩增猪IL-2基因,插入原核表达载体pBV220,构建重组表达质粒pBV220/IL-2。将重组表达质粒转化感受态大肠埃希菌DH5α,经含Amp的LB平板筛选后,将重组菌于LB培养液中培养,分别于不同培养时间进行活菌计数,绘制重组菌的生长曲线;42℃诱导表达重组蛋白,经尿素纯化后,采用CTLL细胞/MTT比色法检测其生物学活性。结果重组表达质粒经双酶切和测序鉴定构建正确;重组菌的最佳开始诱导时间为重组菌发酵培养10 h;重组蛋白相对分子质量约17 400,表达量占菌体总蛋白的19%,纯化后纯度达95%;重组蛋白的生物学活性可达3×105IU/ml。结论原核表达并纯化了具有生物学活性的重组猪IL-2蛋白,为其进一步研究和产业化生产奠定了基础。     

结核分枝杆菌ATP依赖的丝氨酸蛋白酶调节亚基C2基因原核表达质粒的构建及表达

目的构建结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)ATP依赖的丝氨酸蛋白酶调节亚基C2(ATP-dependent Clp regulatory subunit C2,ClpC2)基因的原核表达质粒,并在大肠埃希菌中表达重组蛋白。方法以MTB H37Rv基因组DNA为模板,PCR扩增ClpC2基因,插入表达载体pET32a(+)中,构建重组原核表达质粒pET32a(+)-ClpC2,经双酶切及测序鉴定正确后,转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒经双酶切和测序鉴定,证明构建正确;表达的重组融合蛋白相对分子质量约46 000,可与鼠抗组氨酸单克隆抗体特异性结合。结论已成功构建了重组表达质粒pET32a(+)-ClpC2,并在大肠埃希菌中表达了重组蛋白,为进一步研究ClpC2蛋白的生物学功能奠定了基础。     

绿脓杆菌外毒素A受体结合亚基-结核分枝杆菌热休克蛋白65融合蛋白的表达及纯化

目的在大肠埃希菌中融合表达绿脓杆菌外毒素A(pseudomonas exotoxin A,PEA)受体结合亚基-结核分枝杆菌热休克蛋白65(heat shock protein 65,HSP65),并进行纯化。方法从含PEA的质粒中扩增PEA受体结合区亚基PEAⅠ,克隆至pET-28a-HSP65质粒中,构建重组表达质粒pET-28a-HSP65-PEAⅠ,转化大肠埃希菌(E.coil)BL21(DE3),IPTG诱导表达,表达的重组融合蛋白经SDS-PAGE分析;利用抗PEA受体结合区单抗杂交瘤细胞制备抗PEA受体结合亚基单抗,偶联免疫亲和层析介质,将表达的重组蛋白经DEAE Sepharose 4FF阴离子交换层析、Phenyl Sepharose 6FF疏水层析和免疫亲和层析进行纯化。结果重组质粒经PCR鉴定及测序,证明构建正确;表达的重组HSP65-PEAⅠ蛋白相对分子质量约93 000,主要以可溶性形式表达,表达量占菌体总蛋白的30%以上;抗PEA受体结合亚基单抗效价可达1∶10 000。纯化的重组HSP65-PEAⅠ蛋白纯度达90%以上。结论已成功在大肠埃希菌中表达并纯化了重组融合蛋白HSP65-PEAⅠ,为防止PA感染后多器官衰竭综合征的免疫制剂的研究奠定了基础。     

人胰岛素样生长因子-1的融合表达及纯化

目的利用原核表达系统融合表达人胰岛素样生长因子-1(human insulin-like growth factor-1,hIGF-1),并进行纯化及鉴定。方法根据大肠埃希菌密码子偏好性对hIGF-1天然基因序列进行同义突变,并人工合成,PCR扩增后,克隆至pET48b(+)载体,构建重组原核表达质粒,转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达的融合蛋白Trx A-hIGF-1经Ni2+亲和层析进行纯化,纯化产物经肠激酶酶切后,进行Western blot鉴定。结果重组表达质粒pET48b-Trx A-hIGF-1经菌落PCR及测序证实构建正确;表达融合蛋白相对分子质量约为26 000,表达量约为菌体总蛋白的40%,主要以可溶形式存在于菌体裂解上清中,可溶性蛋白占总目的蛋白的比例不低于90%,纯化后纯度不低于90%,蛋白浓度为0.5 mg/ml;纯化的Trx A-hIGF-1融合蛋白可被肠激酶切割为相对分子质量约为8 000的hIGF-1蛋白和18 000的Trx A蛋白,hIGF-1蛋白可与兔抗hIGF-1多克隆抗体特异性结合。结论成功表达了hIGF-1融合蛋白,为其生物学活性的研究及规模化生产奠定了基础。     

球形节杆菌尿酸酶的表达、纯化及其活性

目的在大肠埃希菌中表达球形节杆菌尿酸酶(uricase,Uri),并进行纯化和检测其活性。方法根据大肠埃希菌遗传密码子偏爱性,结合原核翻译起始序列的局部二级结构自由能最小化原则,优化设计编码Uri蛋白的核苷酸序列,经PCR扩增球形节杆菌uri基因,克隆至载体pET43.1a,构建重组表达质粒pET43.1a-uri,转化感受态大肠埃希菌BL21-odonPlus(DE3)-RIPL,IPTG诱导表达。表达产物经硫酸铵粗纯及DEAE琼脂糖凝胶层析纯化后,经SDS-PAGE分析纯度;参考Uri产品说明书测定蛋白酶活性,并确定其最佳检测温度及pH值。结果重组表达质粒pET43.1a-uri经酶切及测序鉴定构建正确;重组蛋白相对分子质量约33 000,以可溶性形式存在,表达量约占菌体总蛋白的40%;纯化后纯度可达90%以上;酶活性达13.2 U/mg,酶活性检测最佳反应温度为40℃,最佳反应pH值为9.0。结论成功于大肠埃希菌中表达了uri基因,并获得高纯度的Uri蛋白,其酶学性质与天然的球形节杆菌尿酸酶基本一致,为其大规模稳定生产及尿酸酶法检测试剂的配制研究奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因的克隆与表达

目的克隆、表达枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因,并检测其酶学性质。方法从枯草芽孢杆菌染色DNA中,PCR扩增枯草芽孢杆菌耐热丝氨酸蛋白酶基因Sapr,插入载体pET-28a(+)中,构建重组分泌型表达质粒pET-28a-Sapr,热激转化大肠埃希菌(E.coli)BL21(DE3),25及37℃条件下,IPTG诱导重组蛋白表达,表达的重组蛋白经10%SDS-PAGE分析,并采用Folin法测定酶活性。结果重组表达质粒经双酶切及PCR鉴定,证明构建正确,测序结果表明与GenBank中登录的序列同源性达100%;表达的重组蛋白相对分子质量约39 600,最佳诱导温度为25℃,主要以可溶性形式表达,表达量约占菌体总蛋白的12%;重组菌发酵产物酶活性为322 U/ml。结论在大肠埃希菌中成功表达的特异蛋白具有生物学活性,为进一步研究改性分离蛋白的功能特性奠定了基础。     

基孔肯雅病毒E2蛋白的原核表达及纯化

目的原核表达并纯化基孔肯雅病毒(Chikungunya virus,CHIKV)E2主要结构蛋白,为预防CHIKV感染及亚单位疫苗的研究奠定基础。方法根据Gen Bank上公布的CHIKV基因序列合成E2基因,并进行密码子优化,以提高原核表达效率。设计引物并以合成的E2基因为模板,PCR扩增CHIKV E2,连接到原核表达载体p ET-28a上,构建重组原核表达质粒p ET-28a-CHIKV E2,转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达产物经SDS-PAGE及Western blot鉴定后进行纯化。结果重组原核表达质粒p ET-28a-CHIKV E2经双酶切鉴定构建正确,测序结果与原序列一致。表达的CHIKV E2融合蛋白相对分子质量约为47 000,可与His标签抗体特异性结合,纯化后纯度达95%以上。结论成功在大肠埃希菌中表达了CHIKV E2蛋白,纯化后蛋白纯度较高,为CHIKV亚单位疫苗的免疫试验奠定了基础。     

人内源性博尔纳样核蛋白-1的原核表达及纯化

目的原核表达人内源性博尔纳样核蛋白-1(endogenous Borna-like N element-1,EBLN-1),并进行纯化及鉴定。方法以人工合成的EBLN-1基因为模板,PCR扩增EBLN-1基因,克隆至载体pET-41a中,构建重组表达质粒pET-41aEBLN-1,转化大肠埃希菌BL21(DE3)和Rosetta中,分别于18℃和37℃下进行IPTG诱导表达。采用包涵体稀释复性法对表达蛋白进行复性,经His亲和层析纯化后,SDS-GAGE和Western blot法鉴定纯化产物。结果重组表达质粒pET-41a-EBLN-1经菌落PCR及测序鉴定构建正确。重组表达蛋白相对分子质量约48 000,以包涵体形式表达。在大肠埃希菌Rosetta中37℃诱导时表达量最高,占菌体总蛋白的30%以上,纯化后蛋白纯度可达90%,可与HRP标记的His探针特异性结合。结论成功表达并纯化了重组EBLN-1蛋白,为后续深入研究EBLN-1在人体中的生理作用及其与精神疾病的相关性奠定了基础。     

人呼吸道合胞病毒截短F1蛋白的原核表达及其免疫原性评价

目的原核表达重组人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,HRSV)A型Long株截短F1融合性蛋白,并评价其免疫原性。方法采用RT-PCR法扩增HRSV截短F1蛋白基因序列,克隆至pET-28b表达载体,构建重组原核表达质粒RSV F1/pET-28b,转化大肠埃希菌Shuffle T7菌株,IPTG诱导表达,表达产物经SDS-PAGE分析;用Ni亲和层析柱纯化,纯化产物经SDS-PAGE及Western blot分析。将纯化的重组截短F1蛋白免疫ICR小鼠,ELISA法检测小鼠血清抗体效价。结果重组原核表达质粒经双酶切及测序鉴定证明构建正确;表达的截短F1蛋白相对分子质量约44 000,主要以包涵体形式存在,纯度达90.6%。重组截短F1蛋白免疫小鼠血清抗体效价最高可达1∶4 096。结论原核表达的重组HRSV截短F1蛋白免疫原性好,为单克隆抗体的制备及检测试剂盒的研究奠定了基础。     

重组人神经生长因子在大肠埃希菌中的表达及活性测定

目的在大肠埃希菌中表达重组人神经生长因子(recombinant human nerve growth factor,rhNGF),并检测其活性。方法通过密码子优化,设计表达rhNGF的基因,构建重组表达质粒pET-28a(+)-hNGF,转化大肠埃希菌BL21pLyS(DE3)中,IPTG诱导表达。表达的蛋白经层析纯化后,SDS-PAGE及HPLC法检测纯度,Lowry法检测蛋白浓度,TF-1细胞增殖法检测生物学活性。结果构建了融合表达rhNGF的大肠埃希菌表达系统,表达的3批外源蛋白纯化后纯度均达到100%,比活分别为5.5×10~5、6.8×10~5和7.4×10~5 IU/mg,均高于小鼠颌下腺提取的NGF标准品。结论成功表达了rhNGF,纯化后纯度高,比活强,为规模化生产hNGF提供了参考。     

猪轮状病毒Gottfried株和SB-1A株截短VP8基因的原核表达、蛋白纯化及免疫原性分析

目的原核表达猪轮状病毒(porcine rotavirus,PRV)Gottfried株和SB-1A株截短的VP8*基因,纯化重组蛋白,并检测其免疫原性。方法经PCR从含有全长VP4基因片段的重组质粒pCR4-Gottfried VP4和pCR4-SB-1A VP4中分别扩增截短的VP8*基因(△VP8*,64～223位氨基酸),分别插入原核表达载体pET-28a(+)中,构建重组表达质粒pET-28a-Gottfried-△VP8*和pET-28a-SB-1A-△VP8*,分别转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot分析表达产物。应用ProBondTMResin纯化两种重组蛋白,重组蛋白与A(lOH)3佐剂混合后,经肌肉注射免疫BALB/c小鼠,ELISA法检测免疫小鼠的血清抗体水平。结果两种重组表达质粒经双酶切和测序证实构建正确;表达的两种目的蛋白相对分子质量约25 000,均以包涵体和可溶性两种形式存在,均可与鼠源抗Histag单克隆抗体特异性结合;纯化的两种重组蛋白纯度均在95%以上,免疫BALB/c小鼠可产生较高的血清抗体水平。结论成功在大肠埃希菌中表达了PRV Gottfried株和SB-1A株截短的VP8*基因,纯化的两种蛋白免疫原性较好,为进一步研制安全、高效的PRV亚单位疫苗奠定了基础。     

小鼠脱氧核糖核酸酶Ⅱα融合基因的原核表达及多克隆抗体的制备

目的原核表达LHRH-TAT-DNaseⅡα融合基因(LTD),并制备多克隆抗体。方法采用PCR法克隆LTD基因片段,插入p ET-28a载体,构建重组原核表达质粒p ET-28a-LTD,转化大肠埃希菌BL21(Rossetta),经IPTG诱导表达。融合蛋白经电洗脱分离纯化后,免疫獭兔,制备LTD蛋白多克隆抗体,采用ELISA法检测抗血清效价。结果构建的重组原核表达质粒经PCR、双酶切及测序鉴定证明构建正确;纯化得到的融合蛋白相对分子质量为39 270,浓度为0.5 mg/ml,可被兔抗LTD抗体识别。血清抗体效价可达1∶6 400。结论成功原核表达了DNaseⅡ融合蛋白LTD,并制备了多克隆抗体,为进一步研究DNaseⅡ蛋白体内外抗肿瘤活性及作用机制奠定了基础。     

A型产气荚膜梭菌α毒素疫苗抗原rCPA-HSP65的原核表达及其纯化

目的原核表达A型产气荚膜梭菌α毒素疫苗抗原rCPA-HSP65,并进行纯化。方法以CPA全基因为模板,PCR扩增rCPA基因,插入表达质粒p ET-28a(+)-HSP65,构建重组表达质粒p ET-28a-rCPA-HSP65,转化E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,表达产物进行12%SDS-PAGE分析;优化表达工艺进行高密度发酵,发酵产物经DEAE阴离子柱上复性后,再经金属螯合层析纯化。结果重组表达质粒p ET-28a-rCPA-HSP65经双酶切及测序鉴定证明构建正确,表达的重组蛋白相对分子质量约90 000,主要以可溶性形式为主,表达量占菌体总蛋白的30.17%。利用TB培养基,IPTG 34℃诱导5 h的表达产物经纯化后,纯度约达95%,蛋白收率为4.5 mg/g湿菌。结论已成功表达并纯化了A型产气荚膜梭菌α毒素疫苗抗原rCPA-HSP65,为后期疫苗生物学活性的研究奠定了基础。     

牛病毒性腹泻病毒E0和E2蛋白的融合表达及纯化

目的在大肠埃希菌中融合表达牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus,BVDV)E0和E2基因,并进行纯化。方法采用RT-PCR法分别扩增BVDV BA株的E0和E2基因片段,通过酶切位点将二者串联并克隆至原核表达载体pET-28a上,构建重组表达质粒pET-28a-E0-E2,转化至大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达的融合蛋白E0-E2经镍离子亲和层析纯化后,进行Western blot分析。结果重组表达质粒pET-28a-E0-E2经双酶切和测序证明构建正确;表达的融合蛋白E0-E2相对分子质量约为68 500,表达量约占菌体总蛋白的20%,主要以包涵体形式存在;纯化的融合蛋白纯度达95%,可与牛病毒性腹泻病毒阳性血清发生特异性反应。结论在大肠埃希菌中融合表达了BVDV E0和E2蛋白,纯化后的融合蛋白纯度较高,为BVDV抗体ELISA检测方法的建立及新型疫苗的研制奠定了基础。     

金黄色葡萄球菌GapC蛋白与鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白的融合表达及其活性

目的在大肠埃希菌中融合表达金黄色葡萄球菌(Staphylococcus.aureus,S.aureus)GapC蛋白与鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白,并检测其甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)活性。方法采用PCR技术分别扩增鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白flic基因和S.Aureus GapC基因,通过overlap PCR将这两段基因拼接并克隆至载体pQE30a,构建重组表达质粒pQE30-flic-GapC,将重组表达质粒转化E.coli XL-blue,IPTG诱导表达,表达产物经镍柱亲和层析试剂盒纯化后,进行SDS-PAGE及Western blot分析,并检测其GAPDH活性。结果重组表达质粒pQE30-flic-GapC经双酶切及测序鉴定证明构建正确;表达产物相对分子质量约95 000,最佳诱导表达时间为5 h,主要以包涵体形式存在,占菌体总蛋白的31.4%;纯化产物可与小鼠抗S.aureus全菌体多抗血清和抗鼠伤寒沙门菌全菌体多抗血清发生特异性反应,GAPDH活性为(0.337±0.019)。结论成功表达并纯化了具有较高生物学活性的flic-GapC融合蛋白,为S.aureus亚单位疫苗的研究奠定了基础。     

鲎血G因子的原核表达

目的在大肠埃希菌中表达重组鲎血G因子,并检测其酶活性。方法根据大肠埃希菌偏好性优化G因子成熟肽编码序列,将G因子α亚基及β亚基克隆至原核表达载体pET32a-sumo上,分别构建pET32a-sumo/factorG-α及pET32a-sumo/factorG-β原核表达质粒,转化E. coli BL21(DE3),IPTG诱导表达;产物经Ni-NTA亲和层析,SUMO蛋白酶切割融合伴侣,获得重组目的蛋白factorG-α及factorG-β;将二者等摩尔质量重组获得复合物G,荧光底物Boc-Glu-(OBzl)-Gly-Arg-MCA检测其酶活性。结果经PCR及测序鉴定,重组质粒pET32a-sumo/factorG-α及p ET32a-sumo/factorG-β构建正确;表达蛋白均以包涵体的形式存在沉淀中,表达量占菌体总蛋白的30%及45%;纯化的factorG-α及factorG-β蛋白相对分子质量约为74 000和31 000,每1 L LB培养基酶切回收蛋白分别为0. 7和1. 7 mg。factorG-α及factorG-β蛋白与荧光底物几乎不反应,而复合物G可与荧光底物反应产生较高的荧光强度。结论成功表达了具有酶活性的鲎血G因子,为进一步探讨鲎血G因子的生物学功能及新型真菌感染检测试剂盒开发奠定了基础。     

呼吸道合胞病毒F1蛋白截短体(F_(212-489))的原核表达及纯化

目的原核表达并纯化呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)F1蛋白截短体(F212-489)。方法从质粒p MD-18T-f中PCR扩增截短f1基因(f212-489),经TA克隆测序正确后,将目的片段插入原核表达载体p ET-28a,构建重组表达质粒p ET-28a-f212-489,转化大肠埃希菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。表达的重组蛋白经镍离子亲和层析纯化后,进行Western blot鉴定。结果重组表达质粒p ET-28a-f212-489经双酶切鉴定构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约为30 000,主要以包涵体形式表达,表达量约占菌体总蛋白的10%;纯化的重组蛋白纯度为85%,可与羊抗RSV多克隆抗体特异性结合。结论成功表达了RSV F1蛋白截短体(F212-489),纯化的重组蛋白反应原性良好,为更好地研究RSV的免疫机理及通过基因工程方法研制特定部位的亚单位或多肽疫苗奠定了基础。