酸性β-半乳糖苷酶基因密码子优化及高效表达

选用酵母偏好密码子,设计合成一种酸性β-半乳糖苷酶基因,并研究其在毕赤酵母中的高效表达。优化后,密码子适应指数(CAI)由原来的0.61提升到0.85。在基因的5'端融合编码α信号肽序列,在3'端融合编码6个组氨酸标签序列,并在N端编码α信号肽和编码成熟酸性β半乳糖苷酶基因间分别引入编码kex2和Ste13裂解信号序列。基因克隆到pPICZα-A表达载体,构建成分泌型重组酵母表达载体pPICZα-β-Gal。在醇氧化酶(AOX1)启动子调控下,酸性β-半乳糖苷酶得到高效分泌表达,达到508 mg/L,比优化前提高3倍。重组酸性β-半乳糖苷酶具有天然的酸性β半乳糖苷酶相同的酶活性。     

乳酸脱氢酶A(ldha)基因的克隆与原核表达

乳酸脱氢酶是一种糖酵解酶,在厌氧条件下能催化丙酮酸生成乳酸;当动物体内缺乏葡萄糖时,还可氧化乳酸生成丙酮酸并经葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。通过反转录PCR获得了Hela细胞中的ldha基因,并将它克隆到pET28a(+)载体上,获得重组表达载体pET28a(+)-ldha。重组质粒通过转化法转入宿主E.coli BL21(DE3)溶源菌中。SDS-PAGE分析表明,在1.0 mmol·L-1异丙基硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)的诱导下,重组子成功表达了一条分子质量约为36 kDa的目标蛋白。     

黑曲霉bgl基因在毕赤酵母中的表达研究

为构建具有分泌黑曲霉β-葡萄糖苷酶活力的酵母工程菌,探讨β-葡萄糖苷酶基因(bgl基因)在酵母菌中的表达情况.克隆了黑曲霉bgl基因的cDNA片段,利用质粒pPICZαA构建了该基因的酵母表达载体,经线性化后采用电穿孔法转入毕赤酵母菌中.以甲醇为诱导物进行诱导培养,检测结果表明黑曲霉bgl基因已成功转入酵母菌中并可正常表达,重组蛋白具有β-葡萄糖苷酶水解活性,在诱导培养72 h后,发酵液的酶活力可达到0.78 U/mL.     

人参皂苷酶Ⅲ型转化人参皂苷Rc制备稀有皂苷C-Mc

利用基因构建克隆的E.coli C41菌产人参皂苷酶Ⅲ型,研究了酶转化人参皂苷Rc制备高活性稀有皂苷C-Mc的方法。结果发现,人参皂苷酶Ⅲ型先水解人参皂苷Rc的3-O-末端葡萄糖基生成C-Mc1,再水解C-Mc1的3-O-葡萄糖基生成C-Mc。人参皂苷酶Ⅲ型水解4.8g的人参皂苷Rc,得到2.8g产物,经HPLC检测,其纯度为90%。经核磁共振检测,产物结构为20-O-α-L-阿拉伯呋喃糖基-(1→6)-β-D-葡萄糖基-20(S)-二醇苷元,即C-Mc。     

高产 β-丙氨酸基因工程菌的构建与优化

为构建高产β-丙氨酸基因工程菌,克隆了来源于枯草芽孢杆菌的L-天冬氨酸-α-脱羧酶(panD)基因,在E.coli BL21 (DE3)中异源表达,得到重组菌后,采用不同方法进行优化。通过选用不同表达载体、对目的基因序列进行密码子优化以及对菌株进行自动诱导的策略,逐步提高目的蛋白的表达量,进而提高β-丙氨酸产量。结果表明,经优化后,菌株30a-1的β-丙氨酸产量提高到140.82mmol/L,较优化前提高了2.5倍。     

仿刺参溶菌酶在重组酿酒酵母中的表达

采用酿酒酵母MKP-0表达仿刺参溶菌酶蛋白(AjLys)。以质粒pMD18-AjLys为模板,PCR扩增将组氨酸标签His-tag克隆到AjLys基因的N末端,构建克隆载体pMD18-His6-AjLys。根据密码子偏好性,通过定点突变对AjLys蛋白第69、77和95位的3个精氨酸的密码子进行优化,得到克隆载体pMD18-His6-AjLys(Δ69,77,95)。经SpeⅠ/BglⅡ酶切,构建重组表达质粒pESC-LEU-His6-AjLys和pESC-LEU-His6-AjLys(Δ69,77,95)。基因工程菌pESC-LEU-His6-AjLys(Δ69,77,95)/MKP-0通过半乳糖诱导72h后,Western Blot检测结果表明其成功表达了AjLys蛋白。抑菌实验结果表明,AjLys蛋白对溶壁微球菌具有一定的抑制作用。本实验成功构建了AjLys的酿酒酵母表达载体,并可在MKP-0细胞中表达了具有活性的AjLys蛋白,为AjLys的生产提供了一种具有可行性的新方法。     

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.     

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。     

胞内分枝杆菌HSP 70基因的克隆、分析及原核表达

胞内分枝杆菌为致病性非结核分枝杆菌（NTM）之一,分布广泛,人畜均可感染,对人畜健康造成极大威胁。应用巢式PCR克隆胞内分枝杆菌HSP 70基因,利用在线分析软件对其进行生物信息学分析。构建原核表达载体p ET15b-HSP 70,同时进行诱导表达。结果显示,胞内分枝杆菌HSP 70基因完整,ORF基因全长1860bp,共编码619个氨基酸,HSP 70为酸性、亲水性蛋白质,不存在明显跨膜结构,含14个潜在磷酸化位点,亚细胞定位主要存在于细胞质中,无信号肽结构。二级结构预测,蛋白空间结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。同时,以同源建模法预测了HSP 70基因编码蛋白的三维立体结构。成功构建p ET 15b-HSP 70原核表达载体,在原核表达系统中该载体可诱导表达70ku的HSP70重组蛋白。     

哈茨木霉几丁质酶基因的cDNA克隆及表达

为了研究全新几丁质酶基因Chit37(DQ647957)的特性与功能,将该基因在大肠杆菌中进行了外源表达.通过构建哈茨木霉(Trichoderma harzianum)菌丝生长期的cDNA文库及对部分表达序列标签序列的测定与生物信息学分析,成功获得了基因Chit37的全长cDNA序列.该基因的编码框长度为1032bp,编码343个氨基酸,理论分子量为36.6kDa.采用PCR扩增的方法克隆该基因并将其构建到原核表达载体pET28(a+)上,构建了原核表达载体pET-Chit37并转化宿主菌BL21(DE3),菌落PCR及酶切鉴定均证实转化子的正确性,重组蛋白经IPTG诱导后获得表达.优化的表达条件为终浓度0.1mM IPTG诱导培养4h.     

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。     

贻贝粘合蛋白基因转化巴斯德毕赤酵母

贻贝粘合蛋白可以作成性能优异的生物防腐剂和粘合剂。报道了一种新的贻贝(Mytilus sp．JHX-2002)的粘合蛋白基因(msfp-1)转化载体的构建，以及该质粒转化巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris，Gs115)。将克隆载体pUC118／msfp-1以及质粒pPIC9K分别用EcoRⅠ和NotⅠ双酶切，连接获得表达载体pPIC9K／msfp-1，电击法转化至Gs115中。组氨酸野生型检测以及PCR检测，从而获得msfp-1基因重组酵母菌Gs115／msfp-1。     

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。     

半乳糖苷酶基因在大肠杆菌中过量表达及IPTG诱导条件

从嗜热脂肪芽孢杆菌(IAM11001)中克隆出编码热稳定的半乳糖苷酶蛋白基因bgaB,构建具T7强启动子的PET-20-(b)-BgaB质粒，并在大肠杆菌BL21（DE3）中进行表达，经IPTG诱导的后，重组菌周质中乳糖酶酶活达到0.12U/mL，胞内酶活为1.35U/mL，比酶活为6.66U/mg蛋白，比酶源菌产生的酶活提高5倍，通过对IPTG诱导时机，诱导浓度和诱导时间的优化研究，重组细菌产生的比酶活进一步提高至酶源菌的90倍。     

醛糖还原酶cDNA的克隆和表达

醛糖还原酶能促使葡萄糖转化成山梨醇,是多元醇代谢通路的限速酶,与糖尿病并发症的发生和发展有密切关系.用RT-PCR扩增醛糖还原酶基因,将扩增产物克隆到大肠杆菌表达载体pET22b(+),构建重组表达载体pET22b(+)-AR.经PCR、双酶切和序列测定鉴定后,转化E.coli BL21(DE3),经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blotting对重组蛋白进行分析和鉴定后,利用Ni-NTA琼脂糖亲和层析纯化获得重组蛋白AR-(His)6.紫外分光光度法对AR-(His)6进行酶活检测,其比活力为0.45 U/mg,为下一步筛选具有抑制醛糖还原酶活性的化合物及开发有临床应用价值的醛糖还原酶抑制剂提供参考.     

哈茨木霉UBc基因的克隆及表达

筛选哈茨木霉的cDNA文库,克隆到泛素结合酶基因的cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析,该序列的长度为951 bp,包含一个455 bp的完整开放阅读框,编码157个氨基酸,其理论分子量为17.64ku.在氨基酸水平上,具有较高的保守性.以克隆载体pBK5313为模板,设计含有XhoI和BamH I酶切位点的引物,成功地获得包含完整阅读框的目的基因;将目的基因连接到表达载体pET28上,构建出含有泛素结合酶基因的重组子pET28-UBc,转化到大肠杆菌BL21(DE3)菌株中,成功地获得了大量的大肠杆菌转化子.通过对大肠杆菌转化子菌落PCR检验、质粒双酶切鉴定及测序分析,证实了成功转化.通过IPTG诱导,优化了泛素结合酶原核表达的条件,最佳诱导时间为4 h,诱导剂浓度对蛋白表达量影响不大.本研究为进一步研究哈茨木霉的生物防治作用机制,诠释蛋白质代谢途径提供基本技术支持.     

瑞氏木霉木聚糖酶Ⅰ基因的克隆、序列分析及在酵母中的表达

本实验从构建于大肠杆菌DH5α的瑞氏木霉cDNA文库中用PCR法体外扩增到木聚糖酶I（XynI)的DNA片段，然后连接至穿梭载体pAJ401,转化酵母H158,以刚果红染色法筛选阳性重组子并测序，当将其mRNA5‘端非翻译区的79个碱基删除后，木聚糖酶的表达水平显著提高，有可能此基因的调节区位于5‘端非翻译区内，而且可能被酵母的相关基因表达因子所识别。     

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。     

L-天冬氨酸α-脱羧酶工程菌株的构建 及其培养条件研究

L-天冬氨酸α-脱羧酶以L-天冬氨酸为底物, 脱去α-羧基后生成β-丙氨酸.利用PCR 扩增技 术, 将Escherichia coli DH5α中的PanD 基因克隆后连接到pET28c(+)载体上, 先转化E .coli DH5α中, 经过50 μg/mL 卡那霉素抗性筛选和酶切、测序验证后, 转化表达菌株E .coli BL21 (DE3), 得到具有L-天冬氨酸α-脱羧酶活性的工程菌株E .col i BL21(DE3)/ pE T28c(+)-panD . 经乳糖诱导该基因能有效表达C-末端具有组氨酸标签的L-天冬氨酸α-脱羧酶.通过对乳糖诱导时 间、乳糖诱导质量浓度、诱导温度、诱导菌龄和培养基诱导初始pH 值等发酵条件的优化, 得到最佳 培养条件为:乳糖诱导时间20 h , 乳糖质量浓度12 g/L , 诱导温度为35 ℃, 诱导菌龄为3 .5 h , 诱导 培养基初始pH 5 .5 , 通过对转化产物β-丙氨酸的检测结果分析显示, 工程菌株E .col i BL21 (DE3)/pE T28c(+)-panD 在优化条件下, 酶活力达186 U .