为了竞争性抑制血管内皮生长因子(VEGF)与其受体(VEGFR-2)的结合,构建表达了能够与VEGFR-2胞外3区(KDR3)特异结合的双价单链抗体(bivalent single-chain Fv,BsFv),并鉴定其生物活性。以KDR3特异结合单链抗体AK404(scFv AK404)基因为模板,设计引物引入中间连接肽(G4S)3连接两个scFv片段,将其克隆入原核表达载体pET22b,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,表达产物依次经过镍柱亲和层析纯化和透析复性;基于生物膜层表面干涉技术(Bio-Layer Interferometry,BLI)技术的体外亲和力监测实验和VEGF诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖实验鉴定表达产物与KDR结合的活性。酶切鉴定和DNA测序结果表明BsFv构建成功;SDS-PAGE显示37 ℃下1 mmol/L IPTG诱导细菌6 h获得包涵体,经镍柱亲和层析纯化和透析复性得到纯度为90%的BsFv;经Western blotting鉴定为目的蛋白;体外结合实验表明:BsFv特异性结合KDR胞外3区的亲合力约为单价抗体AK404的2倍;内皮细胞增殖抑制实验表明:BsFv可剂量依赖性地抑制HUVEC细胞增殖,且其抑制效果强于AK404。上述结果表明:BsFv在抗血管生成活性方面比其scFv具有明显优势,为进一步用于抗血管生成抗肿瘤治疗和肿瘤诊断奠定了基础。
蛋白的磷酸化与其泛素化作用有着广泛而密切的联系。有研究报道,在DNA损伤的情况下,蛋白激酶Akt能磷酸化转录因子Miz1,参与细胞周期停滞的调节;同时,Miz1因子还可在TNFα诱导下被E3泛素连接酶Mule泛素化而降解,从而解除其对JNK信号通路的阻遏,致使JNK信号通路激活。对鼠源野生型Miz1因子(WT Miz1)的AKT磷酸化保守位点进行定点突变,得到磷酸化的突变因子S419AMiz1,并进行了免疫印记和细胞体内泛素化分析。结果显示:Miz1的磷酸化非但不是其泛素化所必需的因素,反而会对其泛素化起到一定的抑制作用。
克隆鉴定猪硒蛋白Sep15基因( Sep15 ),将其突变实现原核表达,为以猪为模型研究Sep15功能奠定基础。实验以RT-PCR从猪脾总RNA扩增出含开放阅读框(ORF)至poly(A)共1230 bp的 Sep15 cDNA,3'-非翻译区Sec插入元件为2型,489 bp的ORF及对应氨基酸序列与人相应序列的相似度分别为85.1%和92.7%,ORF含一个硒代半胱氨酸(Sec)密码子TGA,定点突变为半胱氨酸(Cys)的TGC后,经载体pET30转入大肠杆菌BL21(DE3),0.4 mmol/L IPTG诱导表达3 h获得融合表达产物;该产物在Western blot检测中与人Sep15 Sec下游肽段的商品化多抗产生特异性免疫印迹。猪 Sep15 被首次成功克隆并鉴定,其Cys突变体的原核表达产物与人Sep15 C-端抗体存在交叉免疫反应。
目的:研究阿尔茨海默病β淀粉样肽(Aβ)B细胞表位疫苗2Aβ1-15-PADRE(Aβ-T)诱导产生抗体的免疫反应特性,并探讨不同佐剂对该疫苗免疫反应效果的影响。方法:合成了含2个Aβ42的 B细胞表位—Aβ1-15及1个辅助T细胞表位—PADRE的多肽2Aβ1-15-PADRE。采用Al(OH)3佐剂,弗氏佐剂,Abisco佐剂,MF59佐剂分别与多肽疫苗联合免疫小鼠,并另设3个对照组:无佐剂多肽免疫组(Mock),PBS免疫组(PBS),未免疫组(Native)。结果:5组多肽免疫组小鼠均产生了针对Aβ的特异性抗体,无佐剂多肽免疫组的IgG抗体滴度最低,Al(OH)3佐剂组,MF59佐剂组,Abisco佐剂组小鼠IgG抗体滴度较高,弗氏佐剂组IgG抗体滴度最高。斑点杂交实验结果显示5组小鼠免疫后血清与Aβ42单体反应较弱,与寡聚体反应最明显,与纤维状Aβ42几乎不反应。结论:4种佐剂均能提高多肽疫苗的免疫反应,产生高水平抗Aβ的特异性抗体。5组免疫小鼠产生的抗体均与Aβ寡聚体反应较强,与纤维状Aβ42反应较弱,表明该多肽疫苗具有良好的应用前景。
拟南芥液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白是由 AtNHX1 基因编码的一种重要的植物耐盐性因子。 AtNHXS1 是利用DNA改组(DNA shuffling)技术对 AtNHX1 基因进行定向分子进化获得的新基因。利用农杆菌介导的叶盘法将该基因转入烟草中,经过潮霉素和PCR鉴定,得到了10个独立的转基因株系。对其中两个PCR阳性株系进行Southern blot 鉴定,确定 AtNHXS1 以单拷贝的形式成功地插入到烟草的基因组中。荧光定量PCR分析表明, AtNHXS1 基因可以利用烟草的转录体系正确转录。在盐处理下,随着盐浓度的提高,植株不同组织部位 AtNHXS1 基因的表达均有不同程度的提高,其中叶片上调趋势最明显。耐盐性试验结果表明,盐处理下,转基因烟草的长势明显优于野生型。400 mmol/L NaCl 处理下,野生型烟草完全死亡,转基因烟草生长受到抑制,但是仍然能够正常生长。研究结果表明, AtNHXS1 新基因能够显著提高烟草的耐盐性。
应用PCR技术扩增Nos基因、 CaMV35S 启动子片段和氯霉素抗性基因 Cat ,并与胰蛋白酶抑制剂 KSTI3 基因连接,构建真核表达载体pMDCKN-Cat。DNA序列分析结果表明:表达载体中的胰蛋白酶抑制剂 KSTI3 基因、启动子 CaMV35S 、终止子 Nos 和氯霉素抗性基因 Cat 与已知序列完全一致。采用LiAc/PEG介导法将质粒pMDCKN-Cat转化至盐藻细胞中,通过氯霉素抗性基因筛选和PCR鉴定获得转基因盐藻细胞。经Western blotting检测,在硝酸纤维素膜上出现清晰的条带,分子量为20.1kDa,证明胰蛋白酶抑制剂 KSTI3 基因在盐藻中得到成功表达。
目的:应用表达载体pHIE3N表面呈现表达幽门螺杆菌Ure B串联融合表位。方法:通过引入多克隆位点的方法改造表达呈现表达载体pHIE11,并用改造后的质粒表达幽门螺杆菌Ure B串联融合表位,用SDS-PAGE、Western blot和全菌ELISA检测所得到的重组菌。结果:改造的质粒插入序列正确,能够特异性呈现表达Ure B串联融合表位,表达产物的分子量约为60kDa,与预期大小一致。全菌ELISA结果表明Ure B串联融合表位表达于菌体表面。结论:pHIE3N载体能够表面展示呈现Ure B串联融合表位,构建的重组菌为幽门螺杆菌候选疫苗的研发奠定了基础。
甲烷氧化菌素(mb)是由甲烷氧化菌产生的与铜捕获和吸收有关的生物螯合剂。采用NMS/CAS-Cu劈半平板法检测发现甲基弯菌 Methylosinus trichosporium IMV3011在以甲烷和甲醇为碳源时均具有向外界分泌mb的能力。甲基弯菌 Methylosinus trichosporium IMV3011在限铜胁迫下能够在培养介质中积累mb,甲醇为碳源时mb的积累量明显高于甲烷为碳源时mb的积累量,推测mb的合成与细胞中NADH含量有关。mb的专一性研究发现从甲基弯菌 Methylosinus trichosporium IMV3011发酵上清液中分离到的mb能够提高其它3种甲烷氧化菌由无铜培养基向含铜培养基转移时的pMMO活性的表达,并明显缩短它们由无铜培养基转移到含铜培养基时生长的延滞期,提高生长速度。表明其它3种甲烷氧化菌同样能够吸收来自于甲基弯菌Methylosinus trichosporium IMV3011的mb捕获的铜。
脱氮假单胞菌发酵生产维生素B12过程中,副产物粪卟啉Ⅲ的积累对产物的代谢合成和分离提取有很大的影响。建立了发酵液中粪卟啉Ⅲ的HPLC快速测定方法,发酵液处理后直接进样测定,检测线性范围为12~275 μg/ml,重复性好。研究了不同供氧水平、二氧化碳浓度和pH值对发酵过程中维生素B12和粪卟啉Ⅲ代谢合成的影响,并在120吨发酵罐中进行了发酵过程优化控制。结果表明:在发酵过程产物的合成期控制适当的供氧水平、控制二氧化碳浓度在8.6±0.8%、维持pH值在7.0±0.12能明显抑制卟啉Ⅲ的生物合成,同时使维生素B12产量提高15%。
通过毛细管效应、扫描电镜、染色实验等方法,考察了Corynebacterium nitrilophilus腈水合酶(nitrilre hydratase,NHase)在腈纶表面改性中的应用。结果表明,C. nitrilophilus腈水合酶处理后的腈纶纤维的润湿性及染料可染性分别比对照提高了43.5%和85.7%,说明该腈水合酶具有较好的腈纶纤维表面改性性能。为了提高用于腈纶表面改性的C. nitrilophilus腈水合酶的产量,采用单因素实验及正交实验在摇瓶上对碳源、氮源、诱导剂、金属离子等进行考察,获得较优的摇瓶发酵生产腈水合酶的条件:碳源采用葡萄糖,15 g/L;氮源采用酵母粉与氯化铵复配,浓度分别为3 g/L、1 g/L;诱导剂尿素的最适剂量为10 g/L;由于该腈水合酶是钴型酶,所以需在发酵过程中添加氯化钴,浓度为0.07 g/L。经过摇瓶优化,酶活由最初的16.2 U/ml提高到45.7 U/ml,提高了2.8倍。
生物膜的存在使一些由病原菌引发的疾病变得更加难以治疗。经研究发现一种环二肽物质DKP——cyclo(Pro-Phe)能够抑制这3株病原菌(Staphylococcus aureus,Pseudomonas aeruginosa,Candida albicans)生物膜的形成。通过对不同浓度DKP作用下所形成的生物膜进行结晶紫定量、菌落计数分析和结构显微分析表明:在DKP的浓度达到10 mg/ml时,S. aureus和P. aeruginosa的生物膜几乎消失;在DKP的浓度达到12 mg/ml时,C. albicans的生物膜被显著抑制。这一发现为寻找新型的生物膜抑制剂治愈顽固疾病带来了新的希望。
利用乳腺生物反应器高效地表达重组人乳清白蛋白,但是目标产物分离纯化的难度较大。通过分子模拟计算比较待分离原料中主要蛋白组分的物化性质,包括表面电势和表面疏水性,在此基础上设计了高分辨率、快速的分离纯化工艺。通过硫酸铵沉淀的正交试验条件优化,有效地去除了干扰层析精制过程的IgG杂质,提高了后续疏水层析的稳定性,从而成功地分离开目标蛋白及与其同源的牛乳清白蛋白杂质,得到纯度>95%的rHLA纯品,工艺回收率48.6%。乳糖合成活性和圆二色谱检测结果表明,纯化rHLA具有调节β-1,4-半乳糖苷转移酶活性和天然的空间结构。
adhB和pdc是运动发酵单胞菌产乙醇途径的关键基因,分别编码乙醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶,将添加有聚球藻PCC7942rbcLS基因RBS序列的adhB和pdc基因插入pUC18载体,经双重菌液PCR检验和酶切检验得到分别含有pUC-adhB、pUC-pdc和pUC-adhB-pdc载体的3个重组菌株。活性检测实验表明聚球藻PCC7942的rbcLS基因的RBS序列能有效介导运动发酵单胞菌的adhB和pdc基因在大肠杆菌中表达,摇瓶发酵实验表明重组大肠杆菌的产乙醇能力较出发菌株大幅提升。鉴于乙醛指示平板法存在着对希夫试剂的要求较高、易产生较强的背景色等缺点,对定性检测丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶表达菌株的方法做了改进,即:将菌液诱导表达,然后分别添加对应于两种酶的底物,让酶与底物反应0.5至1小时,之后再加希夫试剂进行显色反应,结果表明改进后的方法比乙醛指示平板法更加简便、快速、可靠。
将含有鼠李糖乳杆菌同源序列的自杀质粒pUC-ldhD-Ter转化到鼠李糖乳杆菌JCM 1553中,成功获得2株含四环素抗性的重组鼠李糖乳杆菌GL-1和GL-2。采用PCR技术鉴定重组菌株染色体基因组上含有四环素抗性基因Ter;生长曲线说明四环素抗性基因的插入对鼠李糖乳杆菌的生长没有较大影响。抗性菌株GL-1和GL-2在含10%葡萄糖的摇瓶发酵培养基发酵结果显示:37℃,200 r/min发酵40h,菌体密度OD600最大达到25.49和24.66,残糖含量为0.60%和0.63%,L-乳酸最高产量为93.956 g/L、93.693 g/L,葡萄糖转化率达到94.82%、94.56%,与原始菌株没有显著区别。
利用PCR的方法克隆豇豆胰蛋白酶基因CPTI、基因表达调控元件35S启动子、NOS终止子以及棉花内标基因Sad1,连接到克隆载体上,构建成质粒标准分子pGB。PCR检测过程中,质粒标准分子和转基因棉花中能扩增出4个目的条带,而非转基因棉花中不能扩增出相应的条带,证明构建好的质粒标准分子能用于转基因棉花的定性检测。荧光定量PCR绘制4个目的基因片段的标准曲线,各标准曲线的相关系数均达到0.985以上,说明建立的PCR具有很好的Ct值-初始浓度相关性,达到定量分析的需求,而且荧光定量PCR反应具有很好的重复性和稳定性,可用于实际样品的定量检测。
目的:在基因结构复杂的慢病毒载体插入报告基因并提高目的基因表达量。方法:慢病毒载体上有复杂的基因排列,为了不影响慢病毒载体的活性,必须尽量保留原有的基因,替换不必要的基因。首先将报告基因萤光素酶插入慢病毒载体替换基因Env后,结果检测不到报告基因的表达。为了提高报告基因的表达水平,将报告基因的读码框向后移动一个碱基,同时在其上游增加一个终止密码子,然后检测报告基因的表达水平。结果:通过移动报告基因的读码框同时在上游增加终止密码子,使报告基因的表达水平大大提高。结论:在构建基因表达载体时,通过改变目的基因与上游起始密码子ATG之间的相对位置以及增加终止密码子,可以大幅提高目的基因的表达水平。
蛋白质内含子介导的断裂(切割)反应被用于蛋白质纯化、连接和环化等,但目前仍存在断裂效率低、断裂反应的不可控、产物复杂等问题。蛋白质内含子的定点突变可导致其N端或C端断裂。其末位氨基酸突变则剪接反应第3步天冬酰胺环化无法进行,发生N端断裂;其首位氨基酸发生突变则剪接反应第一步酰基重排及其后续步骤均无法进行,而天冬酰胺环化仍可进行,发生C端断裂。利用已获得的高剪接活性的S1和S11型断裂蛋白质内含子Ssp GyrB,分别将其参与剪接反应的首位半胱氨酸或末位天冬酰胺突变为丙氨酸,构建能够发生一端断裂的断裂蛋白质内含子。研究结果表明,突变后断裂蛋白质内含子的剪接反应几乎不发生,其断裂活性有不同程度的提高,获得了在大肠杆菌体内具有较高效断裂活性的断裂蛋白质内含子。这将为进一步研究其体外可控性剪接、构建高效的蛋白纯化系统和深入研究蛋白质内含子的剪接机制提供基础。
目前有关限制性内切酶NotⅠ的性质特征及功能机制等方面的研究日渐增多,但商品化NotⅠ及某些限制性内切酶的价格依然居高不下,其主要原因在于表达量低、提纯程序繁琐、得率低等问题的存在。为探索限制性内切酶NotⅠ提纯的新工艺,从豚鼠耳炎诺卡菌(Nocardia otitidis-caviarum)中克隆出限制性内切酶NotⅠ的基因并使之在大肠杆菌中高效表达。首先将由成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)中克隆所得甲基化酶EagⅠM(EagⅠ methylase gene)基因连接到pBR322载体上,转化大肠杆菌ER2566,将豚鼠耳炎诺卡菌中克隆所得的限制性内切酶NotⅠR(NotⅠrestriction endonuclease gene)基因连接到表达载体pACYC184-PT7上,将此重组质粒转化到上述已转入甲基化重组质粒pBR322-EagⅠM的ER2566中,构建成NotⅠ蛋白表达菌ER2566 。重组工程菌经IPTG诱导可表达限制性内切酶NotⅠ,并对诱导条件进行优化使之以可溶形式高效表达。应用KTA purifier 100蛋白纯化系统,对纯化工艺进行创新,通过DEAE Sephrose FF离子交换层析、phenyl HP疏水层析和Superdex 75 10/300 GL分子筛层析对蛋白进行提纯。纯化后NotⅠ经酶活力及纯度鉴定,其比活力为1.37×106U/mg,提纯35倍,得率为17.8％,产量达9.8×106 Units /g wet cell,提纯时间缩减为原来的1/10,在产量和效率上较以前报道均有很大提高。该纯化工艺的新方法,为实验室制备及工业化生产Ⅱ型限制性内切酶提供了进一步的借鉴。且该酶的成功获得为后续研究提供了材料,为更多新发现内切酶的成功克隆提供了参考。
为了构建一个可供自由替换的ScFv区,表达人小分子融合抗体ScFv-Fc的通用载体,利用RT-PCR技术扩增人抗体IgG1的Fc片段克隆至毕赤酵母表达载体pPICZα,将一段人工合成的互补寡核苷酸链插入重组载体pPICZα/Fc中Fc区的上游,引入2个可供小分子抗体ScFv-Fc的ScFv区自由替换的限制性酶切位点。分别扩增人抗狂犬病毒以及抗乙型肝炎表面抗原的ScFv片段,克隆至已构建的通用载体pPICZα/Fc,在毕赤酵母中诱导表达。进一步在1L条件下对活性抗体进行发酵,并利用protein A亲和层析柱进行纯化。应用酵母基因组PCR、ELISA、Western blotting、活性检测等试验对此小分子抗体的表达进行生物学及免疫学分析。结果表明具有狂犬病毒抗原结合活性以及乙肝表面抗原结合活性的人源抗体分子均获得成功表达,1L发酵条件下表达量达到20~30mg/L, protein A亲和层析纯化后纯度＞95%。研究构建了可用于功能性抗体分子ScFv-Fc筛选和表达的通用载体并对其发酵、纯化条件进行了摸索,为重组抗体分子诊断、治疗试剂的开发以及抗体的人源化奠定了物质基础。
干细胞研究及以其为基础的再生医学技术已经成为生物医学发展水平的重要标志之一。对于大量组织器官缺损或功能障碍患者构成的巨大医疗市场来说,干细胞与再生医学的研究与开发将产生重要影响,其进程也日益加快。干细胞根据来源和获得方式可分为胚胎干细胞、重编程干细胞及成体干细胞等类型,不同类型干细胞特点不同,技术成熟程度处于不同发展阶段,在可能的使用过程中风险规避的策略不同,不同来源的干细胞产品针对的临床适应症和准入标准也不尽相同。在概述这三类干细胞基础研究的基础上,对应用现状和发展趋势进行述评,并提出相关的管理策略。
通过转染特定的基因组合可以将已分化的体细胞重编程为多潜能干细胞,这种干细胞称为诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells)。这是近年来干细胞研究领域最令人瞩目的一项新的干细胞制备技术。iPS细胞的出现不仅为体细胞重编程去分化机制的研究提供了新的模型,而且为疾病发生发展相关机制研究与特异的细胞治疗带来了新的希望。就当前获取iPS细胞的方法、影响iPS细胞转化率和多能性维持的一些因素及其研究进展进行综述。
白斑综合征自上世纪90年代初在水产养殖业中爆发以来,其病原体白斑综合征病毒的研究一直在深入开展,特别是WSSV结构蛋白的功能学研究尤为广泛,其主要方向集中在病毒囊膜蛋白对虾体的免疫保护上,并取得了显著的保护效果。从利用病毒囊膜蛋白作为亚单位疫苗免疫虾体、利用囊膜蛋白对应抗体保护虾体、构建囊膜蛋白基因核酸疫苗和利用RNAi干扰技术保护虾体等四个方面,对当前WSSV囊膜蛋白在对虾免疫保护中的应用进行了概述,并对其应用前景作一展望,旨在为及早开发出有效防治白斑综合征疾病的技术途径提供借鉴参考。
酿酒酵母是真核模式生物,已被广泛用于 "组学"水平的研究。"组学"技术主要由基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学构成。综述了酵母菌"组学"的研究进展,并论述了酵母菌"组学"技术在酵母菌菌株改造中的应用,包括酒类及生物燃料乙醇工业生产菌株的基因工程改造等。
随着生物技术的迅猛发展,发展转基因产业的战略选择与公众对转基因安全疑虑的矛盾十分突出。通过转基因舆情分析,指出我国转基因风险交流存在的不足主要为风险交流工作缺乏顶层设计,信息公开程度较低,风险交流方式和内容单调,公益机构未能发挥应有作用。在此基础上,提出了加强转基因风险交流的政策建议:(1)明确转基因风险交流的目标;(2)建立转基因风险交流协调框架;(3)建立转基因信息公开平台和信息监测平台;(4)完善管理部门和公益机构的风险交流职能;(5)改革科技项目政策。
