一种海洋来源蜡样芽孢杆菌α-半乳糖苷酶基因的克隆表达及功能鉴定

为获得高效的α-半乳糖苷酶并了解其功能,采用基因工程技术,从鹿角菜中筛选获得的蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus中克隆得到一个新的α-半乳糖苷酶基因(BcgalA),并在Escherichia coli BL21(DE3)中成功进行了重组表达。结果表明:BcgalA基因序列编码441个氨基酸,预测的BcGalA蛋白相对分子质量约为50 380,生物信息学分析显示,该酶属于GH4家族;酶活试验表明,在37℃、pH 8.0条件下该酶水解4-硝基苯基-α-D-吡喃半乳糖苷(pNP-α-Gal)、棉子糖的比活力分别为(1.498±0.034)、(0.261±0.012)U/mg,但对半乳甘露聚糖无水解活性。研究表明,本研究中克隆表达的BcGalA是一种属于GH4中仅对低分子量底物起作用的α-半乳糖苷酶,为探究GH4α-半乳糖苷酶的结构与功能关系提供了样本。     

乳酸杆菌粗酶液对浓缩乳蛋白抗原性及过敏原性的影响

利用副干酪乳杆菌H9和植物乳杆菌P8菌株的粗酶液对浓缩乳蛋白在37℃下进行水解,并采用间接竞争酶联免疫吸附法(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)测定水解乳中α-乳白蛋白(α-LA)、β-乳球蛋白(β-LG)、α-酪蛋白(α-CN)和β-酪蛋白(β-CN)4种乳蛋白的抗原性与过敏原性,从而探讨2种乳酸杆菌粗酶液对浓缩乳蛋白的水解作用以及对乳蛋白抗原性及过敏原性的影响。结果表明:副干酪乳杆菌H9和植物乳杆菌P8菌株所产酶液在对浓缩乳蛋白进行水解的过程中,水解度逐渐增大,乳蛋白的抗原性及过敏原性在水解过程中都缓慢降低,抗原性的降低程度大于过敏原性的降低程度。其中效果最为显著的是副干酪乳杆菌H9和植物乳杆菌P8粗酶液水解后使β-LG抗原性分别降低了71.2%和63.1%;副干酪乳杆菌H9粗酶液水解后使α-LA、β-LG过敏原性分别降低了31.0%和41.2%。由此可见,不同菌种所产酶液对不同乳蛋白抗原性和过敏原性的影响有一定的差异。     

里氏木霉几丁质酶基因的克隆及其同源转化研究

丝状真菌里氏木霉(Trichoderma reesei)外切几丁质酶具有β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性.根据里氏木霉基因组数据库获得了一个编号为21725的外切几丁质酶nag1基因序列,根据检索结果,从里氏木霉QM9414基因组DNA中克隆获得1.9kb的基因片段.构建了以cbh1为启动子和终止子的重组质粒pCbhNag,与含有pyr4基因的质粒pSKpyr4共转化里氏木霉pyr4缺陷株RutC30ΔU3.共得到99个转化子,初筛得到5株乙酰氨基葡萄糖苷酶酶活较高的转化子,其中N3菌株的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶酶活可达26.65 U/mL,而出发菌株的胞外几丁质酶几乎无酶活.成功实现了里氏木霉几丁质酶的克隆及同源表达.     

GST-CTCF融合蛋白原核表达载体的构建及表达

目的构建人CCCTC结合因子(CCCTC-binding factor,CTCF)与谷胱甘肽转移酶(glutathione S-transferase,GST)重组蛋白的原核表达载体,并进行诱导表达。方法以pEASY-T1-SIMPLE-CTCF为模板,设计引入限制性酶切位点的CTCF引物,PCR方法扩增目的片段,产物经限制性内切酶酶切后与原核表达载体pGEX-4T-1连接,构建成pGEX-4T-1-CTCF原核表达载体,转化至大肠埃希菌BL21中,经异丙基硫代-β-D半乳糖苷(IPTG)进行诱导,Western blot检测GST-CTCF融合蛋白的表达情况。结果经菌液PCR、质粒双酶切分析、基因测序分析证实重组表达质粒pGEX-4T-1-CTCF构建成功,GST-CTCF融合蛋白产物经Western blot鉴定为特异性表达。结论成功构建了pGEX-4T-1-CTCF原核表达质粒,获得特异性的GST-CTCF融合蛋白,为进一步研究转录因子CTCF的功能奠定了基础。     

应激性衰老导致血管内皮细胞能量代谢及线粒体功能异常的研究

为探究H_2O_2诱导的血管内皮应激性衰老中能量代谢和线粒体功能的变化,在H_2O_2诱导的人脐静脉内皮细胞衰老模型中,Western blotting检测细胞衰老指标p21、p53、γH2A.X的蛋白表达水平;检测衰老相关的β-半乳糖苷酶蓝染程度;荧光定量PCR检测端粒长度;利用安捷伦Seahorse XFe 96细胞能量代谢仪检测内皮细胞的糖酵解情况和氧耗情况;检测细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)、线粒体膜电位及ATP水平;检测细胞能量代谢关键酶的表达水平。与正常组相比,H_2O_2刺激的内皮细胞中p21、p53、γH2A.X的蛋白表达明显上调,衰老相关的β-半乳糖苷酶蓝染的细胞比例增加,端粒长度缩短,衰老内皮细胞糖酵解能力下降,线粒体呼吸功能明显降低,ROS水平增加,线粒体膜电位下降,ATP生成减少,但大部分能量代谢关键酶的表达水平不变。因此,内皮应激性衰老可引起内皮能量代谢紊乱及线粒体功能障碍,靶向内皮能量代谢及线粒体功能调节可能是干预内皮应激性衰老的重要策略。     

海水青鳉雌激素受体基因的克隆、组织表达特性及环境雌激素EE2对其表达的影响

为了获得海水青鳉Oryzias melastigma雌激素受体的基因信息及其表达特性,采用RACE-PCR技术和实时荧光定量PCR方法,进行了雌激素受体基因的克隆、表达特性分析及其在17α-炔雌醇(EE2)暴露下的基因响应研究。结果表明:海水青鳉雌激素受体基因与其他脊椎动物雌激素受体基因同源性较高,特别是DNA结合结构域(DBD)在进化上高度保守,配体结合结构域(LBD)次之;OM-ERα/β1/β2在所检测的10种组织中均有表达,其中在青鳉肝脏、性腺、脾脏和肠中表达量较高;OM-ERα在肝脏中的表达和OM-ERβ1/β2在性腺中的表达,雌雄间存在显著性差异(P<0.05);在EE2浓度为5、50、500ng/L的水体中暴露96 h后,海水青鳉仔鱼中的分子标志物卵黄蛋白原基因(vtg1)被显著诱导(P<0.05),且呈浓度依赖关系;中浓度(50 ng/L)的EE2诱导仔鱼OM-ERβ1基因表达,OM-ERβ2对EE2暴露呈现低浓度诱导、高浓度抑制的趋势;攻毒试验结果表明,OM-ERα和vtg1之间存在一种正相关关系,暗示EE2可能主要通过ERα调控vtg1基因的表达;EE2攻毒下,β亚型存在一种倒U型的剂量-反应关系。研究表明:克隆获得的海水青鳉3个雌激素受体亚型基因OM-ERα/β1/β2,为后续开展海水模式鱼类雌激素受体相关研究提供了基础信息;OM-ERα/β1/β2的组织表达特性及EE2对仔鱼OM-ERα/β1/β2表达的不同调控,显示出海水青鳉3种ER亚型基因存在着不同的生理功能,且其对环境污染物的应答模式不同。     

Bacillus subtilis RecQ酶精氨酸突变体表达纯化及活性检测

RecQ解旋酶是生物分子代谢过程中重要的大分子物质,对保持遗传物质的稳定性具有重要作用。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)RecQ解旋酶中精氨酸可能在其对ATP水解和结合中起到重要的作用。通过PCR以Bacillus subtilis 168中抽提的基因组DNA为模板扩增得到大小为1.5kb的RecQ基因片段,并用重叠PCR定点突变法将该RecQ基因中的精氨酸残基(arg319和arg322)分别进行单突变和双突变,并将野生型和突变型基因克隆入原核表达载体pET24a(+)中,转化大肠杆菌E.coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,所有目的蛋白主要以可溶形式存在于菌体中。优化表达条件后,经镍柱螯合亲和层析纯化获得纯度大于90%的目标蛋白质,检测野生型和突变型蛋白的ATP水解活性。结果表明,Bacillus subtilis RecQ解旋酶具有DNA依赖性和蛋白浓度依赖性的ATP水解活性。其arg319和arg322突变后,RecQ酶的ATP水解活性明显减弱,表明这两个精氨酸残基参与RecQ酶与ATP的相互作用。实验为RecQ解旋酶家族其他重要成员的活性功能研究提供了理论依据和重要参考。     

鳞头犬牙南极鱼atp6v0c基因在HeLa细胞中抗寒功能的研究

为探求南极鱼ATP酶类在低温适应下的作用,从鳞头犬牙南极鱼Dissostichus mawsoni的c DNA文库中克隆atp6v0c基因(dmatp6v0c),并转染到He La细胞中,通过流式细胞仪检测细胞在低温胁迫下(10℃)的死亡率,获得了dmatp6v0c基因的全部编码序列,其长度为462 bp,并将其插入到真核表达载体pc DNA3.1(-)上用于体外表达。结果表明,与对照组相比,在低温胁迫下,过表达dmatp6v0c基因的He La细胞死亡率从(19.23±1.87)%显著降低到(8.13±0.04)%(P<0.05)。研究表明,在低温胁迫下dmatp6v0c基因过表达能显著降低He La细胞的死亡率,试验结果可为dmatp6v0c基因作为鱼类耐寒育种的候选基因提供理论依据。     

地衣芽孢杆菌谷氨酰内切酶的克隆表达与性质研究

谷氨酰内切酶在食品行业应用广,但来源受限。以地衣芽孢杆菌ATCCl4580基因组DNA为模板,PCR扩增出670bp大小的谷氨酰内切酶基因,克隆入表达载体pET28a(+),转化Escherichia coli BL21(DE3),经IPTG诱导,重组蛋白主要以包涵体形式存在。通过与硫氧还蛋白融合、降低诱导温度和共表达分子伴侣三种策略,以期增加重组蛋白可溶性,结果表明分子伴侣对可溶性有明显提高作用,而低温和硫氧还蛋白影响甚微。将重组蛋白样品与底物(Z-Phe-Leu-Glu-pNA)进行孵育反应,结果表明,该酶可有效水解谷氨酸残基的羧基,释放出4-硝基苯胺。酶学性质研究表明,此酶的最适反应温度为42℃,最适作用pH为8.0,金属离子Mn2+对酶活有较好的激活作用。     

棘孢木霉几丁质酶tachi2基因的原核表达及酶学性质研究

目的:实现棘孢木霉(Trichoderma asperellum)几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,研究几丁质酶Tachi2的酶学性质。方法:利用PCR技术扩增得到几丁质酶基因tachi2,将其克隆到原核表达载体pEHISTEV中,测序后,转化大肠杆菌BL21感受态细胞,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导后进行Tachi2蛋白的纯化和复性。用纯化的目的蛋白Tachi2进行几丁质酶酶学性质的研究。结果:tachi2基因在重组大肠杆菌中正确表达,其主要以包涵体形式存在;重组蛋白Tachi2分子量约为44kDa,经过纯化和复性后得到的Tachi2有较高的几丁质酶活性。该酶的最适温度为40℃,最适pH值为7.0,几丁质酶在40℃以下比较稳定、pH 6～9时酶有较高活性,受Cu2+和Zn2+的强烈抑制。结论:成功实现了棘孢木霉几丁质酶基因tachi2的原核高效表达,表达纯化了重组蛋白,明确了几丁质酶Tachi2的酶学性质,为该几丁质酶的进一步开发利用和深入研究奠定了基础。